JPS5955416A - 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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JPS5955416A
JPS5955416A JP57166087A JP16608782A JPS5955416A JP S5955416 A JPS5955416 A JP S5955416A JP 57166087 A JP57166087 A JP 57166087A JP 16608782 A JP16608782 A JP 16608782A JP S5955416 A JPS5955416 A JP S5955416A
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JP
Japan
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electrochromic
layer
solid
electrode
coloring
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JP57166087A
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English (en)
Inventor
Kazuya Ishiwatari
和也 石渡
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS5955416A publication Critical patent/JPS5955416A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/1514Devices 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
    • G02F1/1523Devices 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
    • G02F1/1524Transition metal compounds

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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。

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
還元反応によい物質に色が利く現象を指す。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、例えば数字
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つの従来例ヲ第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
l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
てなるものである。
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のエレクトロクロミ、
り層6を積層したものである。
上記の構造において、基板lは一般的にガラス板によっ
て形成きれるが、これはガラス板に限らず、プラスデッ
ク板またはアクリル板等の透明な板ならばよく、捷だ、
その位置に関しても、第1電極2の下ではなく、第2電
極5の上に設けてもよいし、目的に応じて(例えば、保
護力・ぐ−とするなどの目的で)両側に設けてもよい。
ただし、これらの場合には、第2電極5を透明導電膜と
したり、両方の電極とも透明導電膜にする必要がある。
上記の全固体型エレクトロクロミック素子に一般的に用
いらオLでいる膜の材料の代表例を列挙する。第t ’
11?、 1k 2 k構成している透明導電膜は、I
TO膜(In2’Oq  中に5チの5n02  ’、
c)含むもの)やネサ膜等である。陰極側発色層である
エレクト■Jクロミック層3は、二酸化タングステン(
WO2)、三酸化タングステン(WO3)、二酸化モリ
ブデン(MoO,、)、三酸化モリブデン(MOO3)
、 五酸化バナジウム(v205)、等を用いて形成す
る。誘電体膜である絶縁層4には、二酸化ジルコン(Z
r02)、酸化ケイ素(Sin)、二酸化ケイ素(Si
Oz )、五酸化クンタル(Ta20s )等に代表さ
れる酸化物、あるいはフッ化リチウム(LIF) 、ソ
ツ化マグネシウム(MgF* )等に代表されるフッ化
物が用いられる。第2電極5には、例えばAuの半透明
導電膜が使用される。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は、酸
化クロム(Cr203 )、水酸化イリゾウム(Ir(
OH)2 )、水酸化ニック゛ル(Nj(OH)z )
等を用いて形成する。
この様な構造をもつ全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の間に電圧を印加すること
によ′f)電気化学的反応が起き、発色、消色をする。
この発色機構は、例えば、エレクトロクロミック層3へ
のカヂ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的に言われている。例えば、その
エレクトロクロミック物質として、WO3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0 WO3+  xH−’−+  xe−CHxWO3(1
)(1)式に従って、タングステンブロンズI(xW0
3が形成をれ発色するが、ここで印加電圧を逆転すれば
消色状態となる。しかし、この様な構造の全固体型エレ
クトロクロミック素子は、発色時に所望の着色濃度が得
られないなどの欠点を持っている。
本発明の目的は、上記のような従来のエレクトロクロミ
ック素子における欠点を改善し、発色時に所望の着色濃
度が得られる全固体型エレクトロクロミック素子を得る
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、第1図に示すように導電体膜より成る
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、誘電体膜からなる絶縁層と、導電体膜よりなる第
2電極を順次積層することによって構成てれた全固体型
エレクトロクロミック素子、あるいは、第2図に示すよ
うに」二記の絶縁層と第2電極の間にさらに陽極41川
発色層である第2のエレクトロクロミック贋金積層する
ことによって構成きれた全固体型エレクトロクロミック
素子において、陰極til1発色層であるエレクトロク
ロミック層が、それぞれ吸収・ぐンドの異なる2種以上
のエレクトロクロミック物質を混合したものよりなるこ
とにある。
即ち、上記の陰極側発色層であるエレクトロクロミック
層に、例えば、WO3のみを用いると、青色にしか着色
しないが、他の色に着色する物質を混合すれば、黒色に
近い色が得られるため、高い着色濃度が得られる。この
様に]−で、上記のエレクトロクロミック層を、吸収バ
ンドの異なった数種の物質全混合した混合月別を用いて
成膜したり、或いはこれらの異なるエレクトロクロミッ
ク物質を同時蒸着する等の方法で、混合エレクトロクロ
ミック層を形成することによって、所望の着色濃度金得
ることができるのである。
以下、本発明の実施態様について説明する。第3図は、
本発明全上記の第1図に示す構造のエレクトロクロミッ
ク素子に適用1−た本発明の第1の実施態様を示す。こ
のエレクトロクロミ、り素子は、第1図に示すものと同
様に、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、導電体膜よりなる第2電
イタ5を順次に積層し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種以上のエレクトロクロミック物質を
混合したものによって構成でれる。
例えば、第1電極2ばITO,絶縁層41d Ta20
B、第2電俸5は半透明Au  膜によって形成される
iた、エレクトロクロミック層3は、例えば、WO3と
Bi20gの混合物、WO3とTlO2の混合物、WO
lとTlO2とv205の混合物等によって形成される
。エレクトロクロミック層3を構成しているエレクトロ
クロミック物質はそれぞれ異なる吸収バンドを有し、異
なる色に着色する。ここに例に挙げたものについて説明
すると、電圧印加時に、WO31’7j無色から宵色に
着色し、Bi2O3は無色から黒褐色に着色し、TiO
2は無色から灰緑色に着色し、■205ハ無色から灰緑
色に着色し、これらのエレクトロクロミック物質を混合
することによって黒色に近い発色が得られる。
第4図は本発明全上記の第2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2の実施態様を示
す。このエレクトロクロミック素子は、第3図に示すエ
レクトロクロミック素子における絶縁層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、陰極側発色層である第1のエレクトロクロミ
ック層3は、上記と同様にそitぞれ吸収バンドの異な
ったエレクトロクロミック物質を混合したものによって
構成される。
上記の混合エレクトロクロミック物質層は、それらの物
質全混合した混合材料を用いて成膜することもできるし
、或いは、それらの物質を同時蒸着することによって成
膜することもできる。
次に、本発明の実施例につき説明する。
実施例I 厚さ0.7 mmの硼硅酸ガラスよυなる基板1上に適
当な引き出し電極部およびリード部を備えたITO膜よ
り成る第1電極2を形成し、その上に真空蒸着法にjt
)、WO3+ Bi2O3f:混合(混合比1:J)し
たもの全真空蒸着することによってエレクトロクロミッ
ク層3を成膜した。その膜厚は3000Xであった。次
に、その上に同様の方法でTa205.1:りなる絶縁
層4全3000大の膜jすに積層し、さらに、第2電極
5として膜厚3001の半透明Au  導電膜をつけて
、第3図に示す構造の全固体型エレクトロクロミック素
子を形成した。蒸着条件は、真空度2.OX 10  
Torr、蒸着速度JOλ/秒であった。
この様にして得られた、全固体型エレクトロクロミ、り
素子を第1および第2電極間に2.2 Vを印加して駆
動した表ころ、着色濃度がΔODで0.56の発色を得
ることができた。これは、lり3極側発色層のエレクト
ロクロミック層がWO3のみのものよりも約19倍の濃
度が得られたことになる。
実施例2 Jl?さ0.7 mmの?1lll、l硅酸ガラスエ!
llする基板1上に適当な引き出し電極部およびリード
部を備えたITO膜より成る第1′N、極2を形成し、
その上に、真空蒸着法によl’) WO3、TlO2を
混合(混合比2: 1 )したものを真空蒸着すること
によってエレクトロクロミック層3を成膜した。その膜
厚は3000Xであった。次に、その上に、同様の方法
でTa205よりなる絶縁層4を3000Xの膜厚に積
層し、さらに、第2電極5として膜厚300人の半透明
Au  導電膜全つけて、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を形成した。蒸着条件は、真
空度2.0 X I OTorr、蒸着速度は15i/
秒であった。
この様にして得られた、全固体型エレクトロクロミック
素子を第1及び第2電極間に2.2■を印加して駆動し
たところ、着色濃度がΔOD  で0.50の発色を得
ることができた。これは、陰極側発色層のエレクトロク
ロミック層がWO3のみのものよりも約1.7倍の濃度
が得られたことになる。
実施例3 厚さ0,7簡の硼硅酸ガラスよVなる基板l上に適当な
引き出し電極部及びリード部を備えたITOルAJ:υ
成る第1電極2を形成し、その上に、真空蒸着法ニヨリ
、WO3t TlO2r v205 ’;C混合(混合
比、3:l:1)したものを真空蒸着することによって
、エレクトr」クロミック層3を成膜した。
ぞの膜J’fば3oooCAであった。次に、その上に
、同様の方法で、Ta205よジなる絶縁層4全3oo
o7の膜厚に積層し、さらに、第2電)愼5として膜厚
300λの半透明Au  4電膜金つけて、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全形成1.
1゜蒸着売件は、真空度2. Q X 10  ’ro
rr、蒸着速度C↓15X7xであった。
この様に(−で得られた、全固体型エレクトロクロミッ
ク素子を第1及び第2 ′「1i極間に2.2 Vを印
加して駆!hν1シフ【ところ、着色濃度がΔODで0
.58の発色を得ることができた。 これtよ、陰Jt
fi l[ll1発色層のエレクトロクロミック層がW
O3のみのものよりも約1.93倍の濃度が得られたこ
とになる。
以上説明したように、不発明tよ所望の着色濃度w (
)することのできる全固体型エレクトロクロミック素子
を提供する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の全固体型エレクトロクロミ
ック素子の2例を示す構造断面図、第3図および第4図
は、それぞit、本発明による全固体型エレクトロタl
−1ミツク素子の実施子−駅様を示す構造断面図である
。 1・・・基板、      2・・・第1電極、3・・
・エレクトロクロミ、り層、 4・・・絶縁層、      5・・・第2電極、6・
・・$2のエレクトロクロミック層。 第1図 j 第2図 4−/ 第3図 − Z−/− 第4図 乙J 4−” 3−ノ

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、誘電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る2
    種以上のエレクトロクロミック物質を混合したものより
    なること全特徴とする全固体型エレクトロクロミック素
    子。
JP57166087A 1982-09-24 1982-09-24 全固体型エレクトロクロミツク素子 Pending JPS5955416A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4842382A (en) * 1987-12-24 1989-06-27 Ford Motor Company Electrochromic device, new cathodic electrochromic material and method of making
US5130841A (en) * 1988-04-11 1992-07-14 Ford Motor Company Method of making an electrochromic material and new electrochromic material

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US4842382A (en) * 1987-12-24 1989-06-27 Ford Motor Company Electrochromic device, new cathodic electrochromic material and method of making
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