JPH0255342A - electrochromic element - Google Patents

electrochromic element

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JPH0255342A
JPH0255342A JP63206352A JP20635288A JPH0255342A JP H0255342 A JPH0255342 A JP H0255342A JP 63206352 A JP63206352 A JP 63206352A JP 20635288 A JP20635288 A JP 20635288A JP H0255342 A JPH0255342 A JP H0255342A
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JP
Japan
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layer
electrochromic
electrode
metal
film
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JP63206352A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kawate
信一 河手
Yuji Fujiwara
藤原 有治
Etsuro Kishi
悦朗 貴志
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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、特に調光(防眩)ミラーに適したエレクトロクロ
ミック素子に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electrochromic element that utilizes an electrochemical coloring/decoloring phenomenon, that is, an electrochromic phenomenon. Regarding chromic elements.

(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。
(Prior Art) Electrochromic phenomenon refers to a phenomenon in which a substance is colored or decolored due to an oxidation-reduction reaction when a voltage is applied.

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
学的発消色素子、すなわちエレクトロクロミック素子は
、例えば、調光(防眩)ミラー可変NDフィルタ、数字
表示素子、x−yマトリックスデイスプレィ、光学シャ
ッタ、絞り機構等に応用が期待されている。
Electrochemical quenching dye elements that utilize such electrochromic phenomena, that is, electrochromic elements, are used, for example, in dimming (anti-glare) mirror variable ND filters, numeric display elements, x-y matrix displays, optical shutters, It is expected to be applied to aperture mechanisms, etc.

従来のエレクトロクロミック素子は一般に第1図に示す
如く、基板1の上に導電体膜よりなる第一電極2、陽極
側着色層である第一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。
As shown in FIG. 1, a conventional electrochromic element generally has a first electrode 2 made of a conductive film on a substrate 1, a first electrochromic layer 3 which is a colored layer on the anode side, and an insulating layer 4 made of a dielectric film. , a second electrochromic layer 5, which is a colored layer on the cathode side, and a second electrode 6 are sequentially laminated.

この様なエレクトロクロミック素子を調光ミラーに応用
するには反射層が必要であり、この反射層は従来は第一
電極2と兼用されていた。
In order to apply such an electrochromic element to a light control mirror, a reflective layer is required, and this reflective layer has conventionally been used also as the first electrode 2.

上記の従来のエレクトロクロミック素子の構造において
、基板1は一般的にはガラス板によって形成されるが、
絶縁物であればカラス板に限らず、ポリスチレン、ポリ
カーボネート、アクリル等のプラスチック板でもよい。
In the structure of the conventional electrochromic device described above, the substrate 1 is generally formed of a glass plate;
As long as it is an insulator, it is not limited to a glass plate, and may be a plastic plate such as polystyrene, polycarbonate, or acrylic.

第一′1゛「極2か反射層を兼用する場合は、第一電極
2にはA1、八g、へ〇等の金属が用いられ、第二電極
6には透明導電膜としてITO(In203中に5n0
2を5%前後ドープしたもの) 、 SnO2、In2
O3等が用いられる。
If the first electrode 2 also serves as a reflective layer, a metal such as A1, 8g, or ○ is used for the first electrode 2, and ITO (In203 5n0 inside
2), SnO2, In2
O3 etc. are used.

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(
Nip、) 、三酸化クロム(Cr20+)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)、二酸化ジルコニウム(7,r02) 
、二酸化硅素(SiO□)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(Mg
F 2 )等に代表される弗化物を用いて形成される。
The first electrochromic layer 3, which is the colored layer on the anode side,
For example, iridium oxide (Ire), nickel oxide (
Nip, ), chromium trioxide (Cr20+), etc., and the dielectric insulating layer 4 is made of tantalum pentoxide (Ta20s), zirconium dioxide (7, r02), etc.
, oxides represented by silicon dioxide (SiO□), lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (Mg
It is formed using a fluoride such as F 2 ).

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(WO3)、二酸化タングステ
ン(WO2)、二酸化モリブデン(閘。02)、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。
Further, a second electrochromic layer 5 which is a colored layer on the cathode side
are tungsten trioxide (WO3), tungsten dioxide (WO2), molybdenum dioxide (02), molybdenum trioxide (MOO3), vanadium pentoxide (V2O5).
) etc.

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、エレクト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、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。
The all-solid-state electrochromic device having the structure described above is one in which an electrochemical reaction occurs in the electrochromic layer and colors or disappears when a voltage is applied between the first electrode 2 and the second electrode 6. It is generally said that the coloring mechanism is, for example, formation of bronze by double injection of cations and electrons into the electrochromic layer 5.

例えば、エレクトロクロミック物質としてWOlを用い
た場合には、次の(1)式で表わされる酸化還元反応が
起きて着色する。
For example, when WOl is used as an electrochromic substance, an oxidation-reduction reaction expressed by the following formula (1) occurs, resulting in coloration.

V403+xll” +xe−z 1lJO3(1)ト
記(1)式に従って、タングステンブロンズ+I、Wo
、が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。
V403+xll” +xe-z 1lJO3 (1) Tungsten bronze + I, Wo
, is formed and colored, but if the applied voltage is reversed at this point, the color disappears.

(1)式のこのような反応では、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
プロトン1ドが供給され着色する。
In such a reaction expressed by formula (1), in an all-solid-state electrochromic device, protons are supplied by an insulating layer inside the device to cause coloring.

(発明が解決しようとしている問題点)上記の如き従来
のエレクトロクロミック調光ミラーの作成方法において
は、反射層を兼用する電極2を基板1上に真空蒸着法等
により予め形成した後、その電極2上に第一エレクトロ
クロミック層3として陽極側着色層である金属酸化物を
形成していた。この第一エレクトロクロミック層3を陽
極酸化法により形成する場合には、予め形成した反射層
を兼ねる電極2上に更に陽極酸化する金属膜を形成し、
この金属膜の全てを陽極酸化して金属酸化物である第一
エレクトロクロミック層3を得ていた。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional method for producing an electrochromic dimming mirror as described above, the electrode 2, which also serves as a reflective layer, is formed in advance on the substrate 1 by a vacuum evaporation method, and then the electrode A metal oxide, which is a colored layer on the anode side, was formed as a first electrochromic layer 3 on top of the electrochromic layer 2 . When this first electrochromic layer 3 is formed by an anodizing method, a metal film to be further anodized is formed on the electrode 2 that also serves as a reflective layer formed in advance,
All of this metal film was anodized to obtain a first electrochromic layer 3 made of metal oxide.

この様に従来技術では、作成プロセスが複雑になるとい
う欠点があった。
As described above, the conventional technology has the disadvantage that the production process is complicated.

従って本発明は、上記従来例の欠点を除去し、調光ミラ
ーとして適したエレクトロクロミック素子を効率的に作
成することを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to eliminate the drawbacks of the above-mentioned conventional examples and to efficiently produce an electrochromic element suitable as a light control mirror.

(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。(Means for solving problems) The above objects are achieved by the present invention as described below.

すなわち、本発明は、導電体1反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、第一電極
が金属層であり、第一エレクトロクロミック層が第一電
極の金属層の上部を陽極酸化して得られる酸化物である
ことを特徴とするエレクトロクロミック素子である。
That is, the present invention includes a first electrode made of one conductor, a first electrochromic layer which is a colored layer on the anode side, an insulating layer made of a dielectric film, a second electrochromic layer which is a colored layer on the cathode side, and a conductor. In an electrochromic element formed by sequentially laminating a second electrode made of a film, the first electrode is a metal layer, and the first electrochromic layer is an oxide obtained by anodizing the upper part of the metal layer of the first electrode. This is an electrochromic element characterized by the following.

(作  用) 陽極酸化法の場合には、酸化は金属膜の表面から徐々に
内部に進行していくことから、基板上に第一電極として
金属層を形成しておき、この金属層の上部を酸化して第
一エレクトロクロミック層を得ることにより、作成プロ
セスを簡単にでき、調光ミラーとして適したエレクトロ
クロミック素子を効率的に作成することができる。
(Function) In the case of the anodic oxidation method, since oxidation gradually progresses from the surface of the metal film to the inside, a metal layer is formed on the substrate as the first electrode, and the upper part of this metal layer is By oxidizing to obtain the first electrochromic layer, the production process can be simplified and an electrochromic element suitable as a light control mirror can be efficiently produced.

(好ましい実施態様) 次に図面に示す好ましい実施形態により本発明を更に詳
しく説明する。
(Preferred Embodiments) Next, the present invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments shown in the drawings.

第1図は、従来のエレクトロクロミック素子の断面図で
あり、第2図は本発明のエレクトロクロミック素子の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a conventional electrochromic device, and FIG. 2 is a sectional view of an electrochromic device of the present invention.

本発明では第2図示の如く、基板lの表面に第電極2分
としての厚み(7a)と、酸化して第一エレクトロクロ
ミック層3とする分としての厚み(7b)とからなる金
属層7を形成しておいて、金属層7の酸化して第一エレ
クトロクロミック層にする厚みの金属層7bを陽極酸化
して第一エレクトロクロミック層3とし、残りの金属層
7aを金属のままとして第一電極2及び反射層を兼ねさ
せることにより、第一エレクトロクロミック層3と第一
電極2(反射層)とを簡便なプロセスで作製することが
できる。
In the present invention, as shown in the second diagram, a metal layer 7 is formed on the surface of the substrate l, having a thickness (7a) for the second electrode and a thickness (7b) for forming the first electrochromic layer 3 by oxidation. The metal layer 7b of the metal layer 7 is oxidized to form the first electrochromic layer 3, and the metal layer 7b is anodized to form the first electrochromic layer 3, and the remaining metal layer 7a is left as the metal. By making one electrode 2 serve as both the electrode 2 and the reflective layer, the first electrochromic layer 3 and the first electrode 2 (reflective layer) can be manufactured by a simple process.

尚、本発明において形成する金属層7は遷移金属を用い
るのが良く、従って第一電極2は遷移金属で且つ第一エ
レクトロクロミック層3は上記第電極2と同一遷移金属
の酸化物からなる。
Note that the metal layer 7 formed in the present invention preferably uses a transition metal, so the first electrode 2 is made of a transition metal, and the first electrochromic layer 3 is made of an oxide of the same transition metal as the above-mentioned second electrode 2.

以上は本発明を主として特徴づける第一電極と第一エレ
クトロクロミック層の母金属(金属層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その他の
構成、すなわち、基板l、絶縁層4、第二エレクトロク
ロミック層5及び第二電極6の構成は前述の如くいずれ
も従来技術と同様でよく、特に限定されない。
The above is a preferred embodiment of the first electrode and the base metal (metal layer 7) of the first electrochromic layer, which mainly characterizes the present invention. The structures of the second electrochromic layer 5 and the second electrode 6 may be the same as those of the prior art as described above, and are not particularly limited.

(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。(Example) Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 第2図に示す様に、ガラス基板l上にスバッダリング法
により、厚さ1,300人の金属イリジウム(lr)l
l!27を成膜した。この金属IIS!7は反射層を兼
ねる第一電極7a分として1,000人の厚みと、後に
酸化して第一エレクトロクロミック層3にする7bの分
300人の合計1,300人の厚みを有している。この
300人の金属イリジウム膜7bのみを陽極酸化法によ
り酸化して800人の酸化イリジウム(Ire、)膜か
らなる第エレクトロクロミック層3を得た。
Example 1 As shown in Fig. 2, metallic iridium (lr) l was deposited on a glass substrate l to a thickness of 1,300 mm by the subadhering method.
l! 27 was formed into a film. This metal IIS! 7 has a thickness of 1,000 people as the first electrode 7a which also serves as a reflective layer, and 300 people as the part 7b which is later oxidized to form the first electrochromic layer 3, which has a total thickness of 1,300 people. . Only this 300-layer metal iridium film 7b was oxidized by an anodic oxidation method to obtain a second electrochromic layer 3 consisting of an 800-layer iridium oxide (Ire) film.

更に絶縁層としてTa205膜4を3,000人のJ7
みに、そしてその上に第二エレクトロクロミック層とし
てWO3膜5を4,000人の厚みに夫々電子ビーム法
により形成し、更にそのトに第二電極としてITO膜6
を1,200人の厚みに反応性イオンブレーティング法
により成膜し、第2図に示すエレクトロクロミック調光
ミラーを作成した。
Furthermore, a Ta205 film 4 was added as an insulating layer to 3,000 J7 layers.
Then, a WO3 film 5 is formed as a second electrochromic layer on top of the WO3 film 5 to a thickness of 4,000 yen by electron beam method, and then an ITO film 6 is formed as a second electrode on top of the WO3 film 5 as a second electrochromic layer.
A film was formed to a thickness of 1,200 mm using the reactive ion blating method, and an electrochromic light control mirror shown in FIG. 2 was created.

この素子の第一電極2及び第二電極6の間に直流電圧を
印加すると、電圧に応じて第一エレクトロクロミック層
3及び第二エレクトロクロミック層5が同時に着色して
反射率が低下し、逆電圧を加えると消色して元の状態に
戻る調光ミラーとなる。
When a DC voltage is applied between the first electrode 2 and the second electrode 6 of this element, the first electrochromic layer 3 and the second electrochromic layer 5 are simultaneously colored according to the voltage, and the reflectance decreases, and vice versa. When voltage is applied, it becomes a dimming mirror that disappears and returns to its original state.

本実施例により従来必要であった電極2として形成する
AI、へg等の金属膜形成プロセスを全く省略すること
ができ、調光ミラーの作成か効率的に実施できた。
According to this embodiment, it is possible to completely omit the process of forming metal films such as AI and heg for forming the electrode 2, which was conventionally necessary, and it is possible to efficiently create a light control mirror.

実施例2 第2図に示す様にガラス基板1上に、抵抗加熱法により
、7a分として800人、7b分として200人、合計
1,000人の厚みの金属ニッケル(Ni)膜7を成膜
した。この7b分のみを陽極酸化法により酸化して30
0人の酸化ニッケル(Nip、l)からなる第一エレク
トロクロミック層3を得た。更に実施例1と同様にTa
205膜4、WO。
Example 2 As shown in FIG. 2, a metal nickel (Ni) film 7 with a thickness of 1,000 in total, 800 in 7a and 200 in 7b, was formed on a glass substrate 1 by resistance heating. It was filmed. Only this 7b portion is oxidized by anodic oxidation method to 30%
A first electrochromic layer 3 consisting of nickel oxide (Nip, l) was obtained. Furthermore, as in Example 1, Ta
205 Membrane 4, WO.

1i5及びITO膜6を形成して第2図に示すエレクト
ロクロミック調光ミラーを作成した。
1i5 and an ITO film 6 were formed to produce an electrochromic light control mirror shown in FIG.

本実施例により従来必要であった^l、へg等の電極2
を形成するプロセスを全く省略することができ、調光ミ
ラーの作成が効率的に実施できた。
According to this embodiment, electrodes 2 such as ^l and heg, which were conventionally necessary, are removed.
The process of forming the light control mirror could be completely omitted, and the light control mirror could be manufactured efficiently.

(発明の効果) 以上説明した様に本発明によれば、反射層を兼ねる第一
電極の上部を陽極酸化して第一エレクトロクロミック層
を得るので、従来よりも効率的にエレクトロクロミック
調光ミラーを作成することができた。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the first electrochromic layer is obtained by anodizing the upper part of the first electrode that also serves as a reflective layer, so that an electrochromic dimming mirror can be used more efficiently than before. was able to create.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の全固体型エレクトロクロミック素子を、
第2図は本発明に係る全固体型エレクトロクロミック素
子の1例を示す断面図である。 特許出願人   キャノン株式会社 〜署)ゴ 第1図 第2図
Figure 1 shows a conventional all-solid-state electrochromic device.
FIG. 2 is a sectional view showing an example of an all-solid-state electrochromic device according to the present invention. Patent applicant: Canon Co., Ltd. - Figure 1 Figure 2

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (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、第一電極が金属層であり、
第一エレクトロクロミック層が第一電極の金属層の上部
を陽極酸化して得られた酸化物であることを特徴とする
エレクトロクロミック素子。
(1) A first electrode made of a conductive film, a first electrochromic layer that is a colored layer on the anode side, an insulating layer made of a dielectric film, a second electrochromic layer that is a colored layer on the cathode side, and a second electrochromic layer that is a colored layer on the cathode side. In an electrochromic element formed by sequentially laminating two electrodes, the first electrode is a metal layer,
An electrochromic device characterized in that the first electrochromic layer is an oxide obtained by anodizing the upper part of the metal layer of the first electrode.
(2)第一電極の金属が遷移金属であり、第一エレクト
ロクロミック層が第一電極と同一遷移金属の酸化物であ
る請求項1に記載のエレクトロクロミック素子。
(2) The electrochromic device according to claim 1, wherein the metal of the first electrode is a transition metal, and the first electrochromic layer is an oxide of the same transition metal as the first electrode.
JP63206352A 1988-08-22 1988-08-22 electrochromic element Pending JPH0255342A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104991294A (en) * 2015-06-18 2015-10-21 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 Extremely-low temperature environment large-aperture reflecting-type telescope frost-prevention film system and preparing method thereof
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