JPS5955414A - 全固体型エレクトロクロミツク素子 - Google Patents

全固体型エレクトロクロミツク素子

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Publication number
JPS5955414A
JPS5955414A JP57166085A JP16608582A JPS5955414A JP S5955414 A JPS5955414 A JP S5955414A JP 57166085 A JP57166085 A JP 57166085A JP 16608582 A JP16608582 A JP 16608582A JP S5955414 A JPS5955414 A JP S5955414A
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JP
Japan
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layer
electrochromic
solid
coloring
electrode
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Pending
Application number
JP57166085A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Ishiwatari
和也 石渡
Shigeji Iijima
飯島 繁治
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS5955414A publication Critical patent/JPS5955414A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G02F1/1514—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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1523—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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
    • G02F1/1524—Transition metal compounds

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  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気化学的発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す
るものである。
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に色が付く現象を指す。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発消色
素子すなわちエレクトロクロミック素子は、飼えば数字
表示素子、X−Yマトリクスディスプレイ、光学シャッ
タ、絞り機構等に応用できるもので、その材料で分類す
ると液体型と固体型に分けられるが、本発明は特に全固
体型のエレクトロクロミック素子に関するものである。
エレクトロクロミック現象を利用した全固体型エレクト
ロクロミック素子の2つの従来例を第1図および第2図
に示す。
第1図に示すエレクトロクロミック素子は、透明な基板
1の上に、透明導電体膜よりなる第1電極2、陰極側発
色層であるエレクトロクロミック層3、誘電体膜からな
る絶縁層4、導電体膜より成る第2電極5を順次積層し
て外るものである。
また、第2図に示すエレクトロクロミック素子は、第1
図に示す構造における絶縁層4と第2電極5との間に、
さらに、陽極側発色層である第2の工レフト[〕クロミ
ック層6を積層したものである。
上記の構造におい1−1基板1は一般的にガラスAJQ
に上って形成さノしるが、こハ、dガラス板に限らず、
プラスチック板脣たけアクリル根性の如く透明な板であ
ればよく、Aた、その位11′1にトlニジても1、’
r! 1電イ阪2の下てり;Jなく第2電栓5の土にπ
yけてイ)よいし、[1的に応じて(例えば、保1’I
カバーにするなどの目r白で)両(lIllにiンf=
iでもよい。ただし、ζ、わらのす2)8−に応じで、
a 2Tu、l’it 5 t ;% Nl ’−’l
’ 70鴫にj〜たり、iil、i 1iljの7p+
’、イ敬とイ)袴、明導h+、屑(にする8晃゛がある
。
I記の4固(、+智jエレクトロクコミック喜−了に一
般的に用いらJ7、ている膜の相打の代表例を列挙する
。g I Ij’、 412 &+IIV成−j−ルA
 明pgni、 jl:’ニア、 y:t、I’rO膜
(In2O3中に5 % (1) 5n02を含むもの
)やネサu(h、Vである。陰極側発色1イ6であるエ
レクトロクロミック層3シ1、二r′Iぐ化タングステ
ン(wo2’)、三酸化タングステン(WO3)、二r
イ;2化モリグデン(Mo02)、三酸化モリブチ′ン
(MoO2)、五〇9化バナノウム(V2O5)等を用
いて形成する。誘i体股である+F、4縁層4には、二
酸化ノルコン(Zr02)、酸化ケイ素(Si0 )、
二酸化ケイ素(Si02)、五酸化タンタル(Ta20
5 )等に代表さノするi’+:>化物、あるいはフ;
化リチウム(LiF ) 、フッ化マグネシウム(Mg
F2) aに代表されるフッ化物が用いられる。
第2電極5には、例えrfAuの半透明導電膜が使用さ
ノ]、る。才だ、第2図に示すものにおいて、陽極側発
色層である第2のエレクトロクロミック層6ば、酸化ク
ロ、!、 (Cr20x )、水酸化イリジウム(Ir
(Of−02)、水酸化ニッケル(N1(OIT)2 
)等を用いて形成する。
この様な構造をもつ伶固体型エレクトロクロミック素子
は、第1電極2と第2電極5の間に電IFを印加するこ
とにより電気化学的反応が起き発色、消色をする。この
発色機構は、向えば、第1のエレクトロクコミック層3
へのカチメンと電子のダブルインノエクションによるブ
ロンズ形成にあると一般的に稠われている。Kllえば
、そのエレクトロクロミック物質にWO5を用いる場合
には、次の(1)式で表わされる酸化還元反応が起き発
色する。
WO3+  xH十 十 xe   :  HxWO3
(])(1)式に従ってタングステンブロンズHxWO
5が形成芒ノ1、発色するが、ここで印加電圧を逆転す
れは消色状、沖となる。
し力1し、この様な構造の全r、!、−11型エレクト
ロクロミツク素了は、発色時に所望の着色濃度がK”S
らitないなどの欠点な持っている。
本発明の目的は、王制のような従来の工1/りトロクロ
ミック素子における欠点を改善し、所望の着色で1冴度
q)発色が得られる全固体型工1/クトロクロミ、り素
−fを得ることにある。
本発明による全固体型エレクトロクロミック素子の特徴
とするところは、上記の第1図および第2図に示すよう
な全固体型エレクトロクロミック素了において、陰極側
発色層である工1/りトロクロミ、り層がそ)1ぞれ吸
収バンドの異すっfl 工し/クトロクロミック物質の
2以上の層を積層したものて゛月’= D’i、 ’J
ノ1./とことに・ある。
以T、本発明の実施態様について説明する。第3図(d
、本発明を一上記の第1図に示す構j告のエレクトロク
ロミック素子に適用した本発明の第1の実施態様を示す
。このエレクトロク[7ミツク素子は、第1図に示すも
のと同様に、透明な基板1の一上にJ透明導電体膜より
なる第1屯極2、陰極1[111発色層であるエレクト
ロクロミック層3、+J 7’lLh膜からなる絶縁層
4、導電体膜上りなる第2屯(全5を順次にt!1層し
7てなるものであるが、陰極側発色層であるエレクトロ
クロミック層3は、−それぞれ吸収バンドの異なった2
再のエレクトロクロミック物質、例えばWO3の層31
とBi2O3の層32を順次に積層することによって構
成さIしている。
第4図は本発明全土RCの第2し1に示す構jzのエレ
クトロクロミック累子に適用した本発明の第2の実ノイ
!j態様を示す。このエレクトロクロミック素子tま、
第3図に示すエレクトロクロミ、り素子における絶縁層
4とKTJ2電極5との間に、さらに、陽極側発色層で
ある第2のエレクトロクロミック層6を積層したもので
、第3図に示すものと同様に、陰極(lul1発色層で
ある第1のJレクトロクロミック層3ば、上述と同様に
、−f:]主ぞカ、吸収バンドの界なった2釉のエレク
トロクロミック物質の層を順次積jシ)することによっ
て構成てれている。
第5[ツ1I7t、本発明を上記の第1図に示す構造の
エレクトロクロミック素子に適用した本発明の第3の実
施態様を示す。このエレクトロクロミック素子(lこお
いては、第1図に示す陰極側発色層であるエレクトロク
ロミック層3ば、そ〕1.ぞノを吸収バンドの異すった
3棹のエレクトロクロミック物質、例えば、WO5(7
)層31とV2O5(7)層32とr102の層33を
順次に「1層することによって構成ネわ、でいるO 第1図および第2図に示すように、第1エレクトロクロ
ミック層に従来の如く単一のエレクトロクロミック物質
例えばWO3のみを用いる場合には、発色は青色にしか
着色しないが、第3図、第4図および第51ゾに示すよ
うに、第1エレクトロクロミック層に、そizぞれ吸収
バンドが異なっていて異なる色に着色するエレクトロク
ロミック物質を積層すれば、黒色に近い色が得られ、濃
い着色濃度の発色を得ることができる◎ 上述の実施態様においてし1jとして挙げたものについ
て説明すると、電圧を印加した時に、WO3は無色から
青色に着色し、B12O3は無色から黒褐色に着色し、
V2O5け淡黄色から灰緑色に着色し、TlO2にし無
色から灰緑色に着色し、こ1+らのエレクトロクロミッ
ク物質を4it層することによって、黒色に近い発色が
得らり、る。
次に、本発明による全固体型エレクトロクロミック素子
の実施し1jを説、明する。
実施例 第3図に示す構造の全固体型エレクトロクロミック素子
において、厚さ07叫の硼硅酸ガラス製の基板1上に形
成した適当な引き出し電極部及びリード部を晧えたIT
O膜から寿る第1電極2上に、真空蒸着法によりWO3
の層31及び旧205の層32を順次積層してなる陰極
側発色層のエレクトロクロミック層3を形成し、更にこ
の上にTa205よりなる絶縁層4(厚さ3000X)
及びAuの半透明導電膜(厚さ300X)からなる第2
電極5f:形成した。ここで、上記WO5層31及びB
1205層32Q>)!、Q@li’a#r 2000
X、800 XとI、fc。また真空溜7にの条件は真
空度2.0 X 10 ’Torr、蒸着速度10X/
secとした。
この様にして得ら7″した全固体型エレクトロクロミ、
り素子を第1及び第2市極m1に電圧2.2Vを開力I
J L、で駆動したところ、着色濃度がΔODで0、4
.0の発色を得ることができた。こhは、陰極fil+
発色層のエレクトロクコミック層が)vo3のみのもの
よりも約1.3倍の着色濃度が得られたことになる。
実施例2 第3図に示す構造の全固体型エレクトロクロミック素子
Pこおいて、厚さ0.7 mの硼硅酸ガラスよりなる基
板1上に適当な引き出し電極部及びリード7i1jを(
riNえたITO膜より成る第1市極2を形成し、その
上に、34空蒸着法によりWO3の層31及び’l’1
02の層32を1順次積層してなる陰極側発色層のエレ
クトロクロミック層3を形成し、更にこの上Ic Ta
2(J5 、J: 9 fl /)絶縁層4(厚す30
001 )及び半j〃明Au腋(厚さ3ooX)妙・ら
なる第2電極5を形成した。ここで、上記のW03層3
1及びTlO2M 32 C’) Jl 8 B各々2
200 X 、 800 Xトした。また、真空蒸着の
条件は真空度2. OX 1O−5Torr’、 蒸着
速度1ox7!(!cとした。
この様にして得ら力、た全固体型エレクトロクロミック
素子’を第1及び第2亀橡聞に電JE 2.2 Vを印
加して駆動したところ、着色濃度がΔODで0.39の
発色を得ることがて@た。こ7’1. ii陰極側発色
層のエレクトロクロミ、り層がWO3のみのものよりも
1.3倍の着色速度が待らえ7.たことになる。
実施例 第5図に示す構造の全固体型エレクトロクコミック素子
において、厚さ07順の6+111硅酸ガラスよりなる
基板1上に適当な引きat Lυ1極部及びリード部を
諦えたITO膜より成る第1″Ia極2を形成し、その
上に、真空蒸着法により、WO3の層31及びV2O5
の層32及びTlO2の層33を順次積層してなる陰極
側発色層のエレクトロクコミック層3を形成し、更にこ
の土にTa205よりなる絶縁層4(厚さ3000X)
及び半透明Au M(厚す3 Q OX)からなる第2
1[4ffi5を形成した。ここ−で、」1記のWO2
層:31及びV2O51輯32及びTiO2層33の厚
嘔は各/22000λ、 800 X 、 800 X
とした。
1、+、↓(空ffi 7&の条件は!(?、度2. 
OX 1. O” Torr蒸着速度lOλ/ψCとし
/ζ。
この様にして社1られた全円[本型エレクトロクロミッ
ク1子を第1及び第2市枢間に11j1圧2,2vを1
(]加して、駆%I したところ、着色濃度がΔOI)
で042の発色會得ることができブξ。こノ1、は陰極
1tl11発色層σ)エレクトロクロミック層がWO2
のみのものよりも14倍の着色濃度が?’Jらjしたこ
とになる。
以に1階明したように本発明により、ば、7Ji望の着
色濱口f(の発色を呈する全固体型エレクトロクロミッ
ク;包子を?47ることができる。
4図1而のf’li’l 71’な勝11y1第1図及
び第2図は全同体型エレクトロクロミック素7の二つの
従来例の断面構造を示−j lン1、第3図、第4図外
よひ第5図は七itぞh本発明の全固体型エレクトロク
ロミック素イの実l1lj 態様を示す断面構造図であ
る。
1・・・基板、      2・・・第1電極。
3・・エレクトロクロミック層、 4・・・絶縁層、      5・・・第271を極、
6・・・第2のエレクトロクロミック層第1図 1〜 第21!1 (〜 ゛バ]′、゛、/°、゛。
第3図 A〆“°パ・°パ・°゛パパ 第4図 乙J −〜   −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 導電体膜より成る第1電極と、陰極側発色層であるエレ
    クトロクロミック層と、誘一体膜からなる絶縁層と、導
    電体膜よりなる第2電極を順次積層し、或いは上記の絶
    縁層と第2電極の間にさらに陽極側発色層である第2の
    エレクトロクロミック層を積層してなる全固体型エレク
    トロクロミック素子において、陰極側発色層であるエレ
    クトロクロミック層がそれぞれ吸収バンドの異なったエ
    レクトロクロミック物質の2以上の触を積層したものか
    らなることを%徴とする全固体型エレクトロクロミック
    素子。
JP57166085A 1982-09-24 1982-09-24 全固体型エレクトロクロミツク素子 Pending JPS5955414A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022141789A (ja) * 2015-07-14 2022-09-29 ビュー, インコーポレイテッド エレクトロクロミックデバイス用の対電極

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022141789A (ja) * 2015-07-14 2022-09-29 ビュー, インコーポレイテッド エレクトロクロミックデバイス用の対電極

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