JPS60242429A - エレクトロクロミツク素子の制御方式 - Google Patents
エレクトロクロミツク素子の制御方式Info
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- JPS60242429A JPS60242429A JP59097478A JP9747884A JPS60242429A JP S60242429 A JPS60242429 A JP S60242429A JP 59097478 A JP59097478 A JP 59097478A JP 9747884 A JP9747884 A JP 9747884A JP S60242429 A JPS60242429 A JP S60242429A
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- JP
- Japan
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- voltage
- electrochromic
- coloring
- signal
- electrochromic element
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G02F1/163—Operation of electrochromic cells, e.g. electrodeposition cells; Circuit arrangements therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (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】
〔技術分野〕
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の制御
方式に関するものである。
ミック現象を利用したエレクトロクロミック素子の制御
方式に関するものである。
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、絞シ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の制御方
式に関するものである。
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、絞シ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の制御方
式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つの構造例を第１図および第２図
に示す。これらの図は全固体型エレクトロクロミック素
子の一般的な構造を示すものである。
ロクロミック素子の２つの構造例を第１図および第２図
に示す。これらの図は全固体型エレクトロクロミック素
子の一般的な構造を示すものである。
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、透明導電膜よシなる第１電極２、陽極側発色
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、導電膜よシ成る第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、陰極側発色層である第２のエレ
クトロクロミック層６を積層したものである。
１の上に、透明導電膜よシなる第１電極２、陽極側発色
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、導電膜よシ成る第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、陰極側発色層である第２のエレ
クトロクロミック層６を積層したものである。
上記の構造において、基板１は一般的にガラス板によっ
て形成されるが、これはガラス板に限らず、プラスチッ
ク板またはアクリル板等の無色透明な板ならばよく、ま
た、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の上にあってもよいし、目的に応じて（例えば
、保護カバーとするなどの目的で）両側に設けてもよい
。ただし、これらの場合に応じて、第２電極５を透明導
電膜にしたシ、両側の電極とも透明導電膜にする必要が
ある。両方の電極を透明電極とすれば、透明型の素子が
できる。透明導電膜としては、■ＴＯ膜（酸化インジウ
ムＩｎ２Ｏ３中に酸化錫Ｓ ｎＯ２をドープしたもの）
やネサ膜等が用いられる。陽極側発色層であるエレクト
ロクロミック層３は、従来、三酸化クロム（、Ｃｒ ２
０３ ） 、水酸化イリジウム（ｘｒ（ｏＨ）２）、水
酸化ニッケル（Ｎｔ（ｏＨ）２）等によって形成されて
いる。誘電体からなる絶縁層４は、二酸化ジルコン（Ｚ
ｒ０２）、五酸化タンタル（Ｔａ２ｏｓ ）、酸化ケイ
素（ＳｉＯ，５ｉ０２）等に代表される酸化物、あるい
はフッ化リチウム（ＬｉＦ） 、フッ化マグネシウム（
ＭｇＦ２）等に代表されるフッ化物を用いて形成する。
て形成されるが、これはガラス板に限らず、プラスチッ
ク板またはアクリル板等の無色透明な板ならばよく、ま
た、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の上にあってもよいし、目的に応じて（例えば
、保護カバーとするなどの目的で）両側に設けてもよい
。ただし、これらの場合に応じて、第２電極５を透明導
電膜にしたシ、両側の電極とも透明導電膜にする必要が
ある。両方の電極を透明電極とすれば、透明型の素子が
できる。透明導電膜としては、■ＴＯ膜（酸化インジウ
ムＩｎ２Ｏ３中に酸化錫Ｓ ｎＯ２をドープしたもの）
やネサ膜等が用いられる。陽極側発色層であるエレクト
ロクロミック層３は、従来、三酸化クロム（、Ｃｒ ２
０３ ） 、水酸化イリジウム（ｘｒ（ｏＨ）２）、水
酸化ニッケル（Ｎｔ（ｏＨ）２）等によって形成されて
いる。誘電体からなる絶縁層４は、二酸化ジルコン（Ｚ
ｒ０２）、五酸化タンタル（Ｔａ２ｏｓ ）、酸化ケイ
素（ＳｉＯ，５ｉ０２）等に代表される酸化物、あるい
はフッ化リチウム（ＬｉＦ） 、フッ化マグネシウム（
ＭｇＦ２）等に代表されるフッ化物を用いて形成する。
又、絶縁層４は誘電体のみではなく、固体電解質等から
形成することも可能である。陰極側発色層であるエレク
トロクロミック層６は、酸化タング７テ７（ＷＯ２，Ｗ
Ｏ３）、酸化モリブデン（Ｍｏ０２ ＋Ｍｏ０３） 、
五酸化バナジウム（ｖ２０５）等を用いて形成するＯ 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
によシミ気化学的反応が起き、着色、消色をする。この
着色機構は、例えば、エレクトロクロミック層６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
形成にあると一般的に言われている。例えば、エレクト
ロクロミック物質として、ＷＯ３を用いる場合には、次
の（１）式で表わされる酸化還元反応が起き着色する。
形成することも可能である。陰極側発色層であるエレク
トロクロミック層６は、酸化タング７テ７（ＷＯ２，Ｗ
Ｏ３）、酸化モリブデン（Ｍｏ０２ ＋Ｍｏ０３） 、
五酸化バナジウム（ｖ２０５）等を用いて形成するＯ 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
によシミ気化学的反応が起き、着色、消色をする。この
着色機構は、例えば、エレクトロクロミック層６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
形成にあると一般的に言われている。例えば、エレクト
ロクロミック物質として、ＷＯ３を用いる場合には、次
の（１）式で表わされる酸化還元反応が起き着色する。
ＷＯ２＋ ｘＨ＋ ｘｅ ｏＨｘＷＯ３（１）（１）式
に従って、タングステンブロンズＨｘＷｏ ３ カ形成
され着色するが、ここで印加電圧を逆転すれば消色状態
となる。（１）式のこの様な反応は、全固体型エレクト
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Ｈ＋が供給され着色する。
に従って、タングステンブロンズＨｘＷｏ ３ カ形成
され着色するが、ここで印加電圧を逆転すれば消色状態
となる。（１）式のこの様な反応は、全固体型エレクト
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Ｈ＋が供給され着色する。
上述のエレクトロクロミック素子においては、従来、陽
極側発色層であるエレクトロクロミック層３は、水酸化
イリジウム（Ｉｒ（ｏＨ）２）等の水酸化物を反応性ス
パッタ或いは陽極酸化膜法によって形成している。
極側発色層であるエレクトロクロミック層３は、水酸化
イリジウム（Ｉｒ（ｏＨ）２）等の水酸化物を反応性ス
パッタ或いは陽極酸化膜法によって形成している。
着色の応答速度め速いエレクトロクロミック素子を製造
する為には絶縁層４（第１図、第２図）の膜厚を薄くす
る必要があるが、絶縁層が薄い場合リーク及びエレクト
ロミンク層に保持されるべきＨ＋とＯＨ−の再結合等の
原因にょシエレクトロクロミンク素子の記憶性が劣化す
るという不都合が生ずる。
する為には絶縁層４（第１図、第２図）の膜厚を薄くす
る必要があるが、絶縁層が薄い場合リーク及びエレクト
ロミンク層に保持されるべきＨ＋とＯＨ−の再結合等の
原因にょシエレクトロクロミンク素子の記憶性が劣化す
るという不都合が生ずる。
そこで本発明の目的は前記欠点を除去すべく記憶性の良
好なエレクトロクロミック素子の制御方式を提供するに
ある。
好なエレクトロクロミック素子の制御方式を提供するに
ある。
前記目的を達成すべく本発明は、エレクトロクロミック
素子の着色を開始させる為の着色信号電圧と前記エレク
トロクロミック素子を消色する為に印加させる消色信号
電圧との間にバイアス電圧を印加させることを特徴とす
る。
素子の着色を開始させる為の着色信号電圧と前記エレク
トロクロミック素子を消色する為に印加させる消色信号
電圧との間にバイアス電圧を印加させることを特徴とす
る。
以下図面に基づいて本発明の実施例を具体的かつ詳細に
説明する。
説明する。
本実施例におけるエレクトロクロミック素子としては、
透明な基板１上に、適当な引出し電極部及びリード部を
備えたＩＴＯ膜よシなる第１電極２を形成し、該基板１
上にスノ千ツタ法にょシ陽極側エレクトロクロミック層
３であるＩ ｒｏｘ膜を１０００Ｘ形成し、真空蒸着法
にょシ、絶縁層４としてＴａ２Ｏ，膜を３ｏ００Ｌ陰極
側工レクトロクロミツク層６であるＷＯ３膜を４０ｏｏ
Ｘ、第２電極５としてヰ透明Ａｕ膜を３００λ形成した
。
透明な基板１上に、適当な引出し電極部及びリード部を
備えたＩＴＯ膜よシなる第１電極２を形成し、該基板１
上にスノ千ツタ法にょシ陽極側エレクトロクロミック層
３であるＩ ｒｏｘ膜を１０００Ｘ形成し、真空蒸着法
にょシ、絶縁層４としてＴａ２Ｏ，膜を３ｏ００Ｌ陰極
側工レクトロクロミツク層６であるＷＯ３膜を４０ｏｏ
Ｘ、第２電極５としてヰ透明Ａｕ膜を３００λ形成した
。
第３図は本発明の実施例たるエレクトロクロミック素子
の制御装置の回路図を示したものである。
の制御装置の回路図を示したものである。
７は発振器、８は発振器７の基本クロックパルスＳ１立
ち上がシで動作する第１単安定マルチバイア”ｌ／−タ
、９ｉｊ第１単安定マルチバイゾレータ８の立ち下が９
で動作する第２単安定マルチノ々イブレータ、１０は第
２単安定マルチバイブレータ９の立ち下がりで動作する
第３単安定マルチバイブレータである。１１はエレクト
ロクロミック素子、Ｒ，−Ｒ７は抵抗、Ｔｒ１〜Ｔｒ５
はトランジスタである。Ｓ１〜ｓｓｔでは各部の信号を
表わす。
ち上がシで動作する第１単安定マルチバイア”ｌ／−タ
、９ｉｊ第１単安定マルチバイゾレータ８の立ち下が９
で動作する第２単安定マルチノ々イブレータ、１０は第
２単安定マルチバイブレータ９の立ち下がりで動作する
第３単安定マルチバイブレータである。１１はエレクト
ロクロミック素子、Ｒ，−Ｒ７は抵抗、Ｔｒ１〜Ｔｒ５
はトランジスタである。Ｓ１〜ｓｓｔでは各部の信号を
表わす。
次に動作について第３図及び第４図を用いて説明する。
第４図は各信号８１〜Ｓ５のタイムチャートである。ま
ず発振器７で基本クロックパルスＳ１を発生させ第１単
安定マルチバイブレータ８に入力する。第１単安定マル
チバイブレータは、を時間だけパルス信号Ｓ２を出力し
、その間Ｔｒｌがオンする為、エレクトロクロミック素
子１１には ＶＯＮ＝ＶＸ （Ｒ２＋Ｒ３）／ （Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｓ
）（但しＶは図で示される抵抗Ｒ８〜Ｒ４に印加され
る電圧） で表わされる着色信号電圧１２が印加される。
ず発振器７で基本クロックパルスＳ１を発生させ第１単
安定マルチバイブレータ８に入力する。第１単安定マル
チバイブレータは、を時間だけパルス信号Ｓ２を出力し
、その間Ｔｒｌがオンする為、エレクトロクロミック素
子１１には ＶＯＮ＝ＶＸ （Ｒ２＋Ｒ３）／ （Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒｓ
）（但しＶは図で示される抵抗Ｒ８〜Ｒ４に印加され
る電圧） で表わされる着色信号電圧１２が印加される。
次に、第２単安定マルチバイブレータは、第１単安定マ
ルチバイブレータの立ち下がシで動作し、５時間だけパ
ルス信号Ｓ３を出力する。その間だけＴｒ２がオンする
為エレクトロクロミック素子１１には ＶＭ ＝Ｖ Ｘ Ｒｚ ／ （Ｒｌ 十Ｒ２）で示され
るバイアス電圧１３が印加される。続いて第３単安定マ
ルチバイブレーク３は、第２単安定マルチパイプレーク
２の立下がシで作用しｔ６時間だけ、パルス信号Ｓ４を
出力するその間Ｔｒ４がオンする為エレクトロクロミン
ク素子１１には ｖｏＦＰ＝ｖＸＲ６／（Ｒ５＋Ｒ６） で示される消色信号電圧１４が印加される。抵抗Ｒ，％
Ｒ７の抵抗値を適宜選択することによシ着色信号電圧１
２の電圧値を０．７〜２．５ Ｖに消色信号電圧１４を
着色信号電圧の８０チ以下にし、又バイアス電圧１３の
電圧値はエレクトロクロミック素子の製造方法によって
異なるが着色信号電圧１２の１／３〜ＩＡ程度に設定す
ることが望ましい。
ルチバイブレータの立ち下がシで動作し、５時間だけパ
ルス信号Ｓ３を出力する。その間だけＴｒ２がオンする
為エレクトロクロミック素子１１には ＶＭ ＝Ｖ Ｘ Ｒｚ ／ （Ｒｌ 十Ｒ２）で示され
るバイアス電圧１３が印加される。続いて第３単安定マ
ルチバイブレーク３は、第２単安定マルチパイプレーク
２の立下がシで作用しｔ６時間だけ、パルス信号Ｓ４を
出力するその間Ｔｒ４がオンする為エレクトロクロミン
ク素子１１には ｖｏＦＰ＝ｖＸＲ６／（Ｒ５＋Ｒ６） で示される消色信号電圧１４が印加される。抵抗Ｒ，％
Ｒ７の抵抗値を適宜選択することによシ着色信号電圧１
２の電圧値を０．７〜２．５ Ｖに消色信号電圧１４を
着色信号電圧の８０チ以下にし、又バイアス電圧１３の
電圧値はエレクトロクロミック素子の製造方法によって
異なるが着色信号電圧１２の１／３〜ＩＡ程度に設定す
ることが望ましい。
又、各単安定マルチバイブレータ８，９．１０の時間定
数を適宜選択することによシ、消色信号電圧１４の・母
ルス巾ｔ、を着色信号電圧１２のパルス巾ｔａよシ短く
することが望まれる。
数を適宜選択することによシ、消色信号電圧１４の・母
ルス巾ｔ、を着色信号電圧１２のパルス巾ｔａよシ短く
することが望まれる。
尚本実施例においては、各電圧レベルを抵抗分割によシ
得ているが、三端子レギュレータ等を用いてもよい。
得ているが、三端子レギュレータ等を用いてもよい。
該エレクトロクロミック素子１１に着色信号電圧ＶＯＮ
＝１．５ Ｖ 、 ｔ ＝ ２００ ｍ５ｅｃ 、バイ
アス電圧ｖＭ ” ０．５ Ｖで該ニーレフトロクロミ
ック素子１１を動作させたところメモリ一時開が、従来
は２〜３分であったのに対し、２４時間まで保証できる
様になった。ただし、メモリーとは初期の濃度より１０
チ以内の濃度変化を保つことを言う。
＝１．５ Ｖ 、 ｔ ＝ ２００ ｍ５ｅｃ 、バイ
アス電圧ｖＭ ” ０．５ Ｖで該ニーレフトロクロミ
ック素子１１を動作させたところメモリ一時開が、従来
は２〜３分であったのに対し、２４時間まで保証できる
様になった。ただし、メモリーとは初期の濃度より１０
チ以内の濃度変化を保つことを言う。
以上詳細かつ具体的に説明した如く本発明によシエレク
トロクロミック素子に直流バイアス電圧をかけることに
よって該エレクトロクロミック素子の記憶性を向上させ
ることができる。
トロクロミック素子に直流バイアス電圧をかけることに
よって該エレクトロクロミック素子の記憶性を向上させ
ることができる。
第１図および第２図は、本実施例に係る全固体型エレク
トロクロミック素子の２つの例を示す断面図、第３図は
本実施例に係るエレクトロクロミック素子の制御装置の
回路図、第４図は各信号のタイムチャートである。 図において １１・・・エレクトロクロミック素子、１２・・・着色
信号電圧、１３・・・バイアス電圧、１４・・・消色信
号電圧である。
トロクロミック素子の２つの例を示す断面図、第３図は
本実施例に係るエレクトロクロミック素子の制御装置の
回路図、第４図は各信号のタイムチャートである。 図において １１・・・エレクトロクロミック素子、１２・・・着色
信号電圧、１３・・・バイアス電圧、１４・・・消色信
号電圧である。
Claims (1)
- （１） エレクトロクロミック素子の着色を開始させる
為の着色信号電圧と前記エレクトロクロミック素子を消
色する為に印加させる消色信号電圧との間にバイアス電
圧を印加させることを特徴とするエレクトロクロミック
素子の制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59097478A JPS60242429A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | エレクトロクロミツク素子の制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59097478A JPS60242429A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | エレクトロクロミツク素子の制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60242429A true JPS60242429A (ja) | 1985-12-02 |
Family
ID=14193395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59097478A Pending JPS60242429A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | エレクトロクロミツク素子の制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60242429A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296623U (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-19 | ||
| US4960323A (en) * | 1988-10-05 | 1990-10-02 | Ford Motor Company | Method for maintaining the electrochromic activity of an electrochromic material |
-
1984
- 1984-05-17 JP JP59097478A patent/JPS60242429A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6296623U (ja) * | 1985-12-10 | 1987-06-19 | ||
| US4960323A (en) * | 1988-10-05 | 1990-10-02 | Ford Motor Company | Method for maintaining the electrochromic activity of an electrochromic material |
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