JPS6355686B2 - - Google Patents
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- JPS6355686B2 JPS6355686B2 JP55034567A JP3456780A JPS6355686B2 JP S6355686 B2 JPS6355686 B2 JP S6355686B2 JP 55034567 A JP55034567 A JP 55034567A JP 3456780 A JP3456780 A JP 3456780A JP S6355686 B2 JPS6355686 B2 JP S6355686B2
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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
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- 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
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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
レクトロクロミツク（以下ECと略記）現象を応
用した表示素子に関し、さらに詳しくは、薄膜の
積層体から成る全固体型EC表示素子に関する。
レクトロクロミツク（以下ECと略記）現象を応
用した表示素子に関し、さらに詳しくは、薄膜の
積層体から成る全固体型EC表示素子に関する。
以下にまず、全固体型EC表示素子の従来構造
について第１図を用いて説明する。透明基板１上
に透明導電膜２を形成し、その上にEC物質層３
および誘電体層４を順次積層する。EC物質層３
としては三酸化タングステンWo3、三酸化モリブ
デンMoO3などの遷移金属酸化物が主に用いら
れ、通常、真空蒸着法あるいはスパツタリング法
などによつて、基板温度、膜形成レートおよび
O2ガス、N2ガスなどのガス圧をパラメーターと
して形成される。誘電体層４としては酸化第二ク
ロムCr2O3、五酸化タンタルTa2O5、に代表され
る酸化物およびフツ化リチウムLiF、フツ化バリ
ウムBaF2に代表されるフツ化物などが、EC物質
層形成法と同様な手法にて形成されている。最後
に上部電極５として反射型の場合には、バツクグ
ランドとしての効果を有するように処理された金
属が、透過型の場合には、主に透明導電膜が形成
される。以上のようにして構成された表示素子
は、下部透明導電膜と上部電極間に電圧を印加す
ることにより両電極間に挾持されたEC物質層が
電気化学的に着一消色現象を示し情報を提供し得
る。
について第１図を用いて説明する。透明基板１上
に透明導電膜２を形成し、その上にEC物質層３
および誘電体層４を順次積層する。EC物質層３
としては三酸化タングステンWo3、三酸化モリブ
デンMoO3などの遷移金属酸化物が主に用いら
れ、通常、真空蒸着法あるいはスパツタリング法
などによつて、基板温度、膜形成レートおよび
O2ガス、N2ガスなどのガス圧をパラメーターと
して形成される。誘電体層４としては酸化第二ク
ロムCr2O3、五酸化タンタルTa2O5、に代表され
る酸化物およびフツ化リチウムLiF、フツ化バリ
ウムBaF2に代表されるフツ化物などが、EC物質
層形成法と同様な手法にて形成されている。最後
に上部電極５として反射型の場合には、バツクグ
ランドとしての効果を有するように処理された金
属が、透過型の場合には、主に透明導電膜が形成
される。以上のようにして構成された表示素子
は、下部透明導電膜と上部電極間に電圧を印加す
ることにより両電極間に挾持されたEC物質層が
電気化学的に着一消色現象を示し情報を提供し得
る。
このような構成を有するEC表示素子の着一消
色機構についてはいまだ不明な点が多いが、EC
物質層側にマイナス電圧が印加されると、誘電体
層中のカチオン種、ここでは主プロトンH+がEC
物質層中へ移動しブロンズを形成するために着色
反応が呈示されると解釈されている。又、ここに
言うプロトンとは通常誘電体層中に弱い結合で存
在しており、着色電圧印加時にはかなり自由に動
き回れる性格のものでなければならず、通常は
H2Oの形で層中に存在しているものと考えられ
ている。これより、電圧印加時の光学的濃度変化
の大きい表示素子、すなわち、着色効率の良い表
示素子を作成するには、上記のような状態の
H2Oをいかに安定に多量に層中に保持し得るか
という事が大きな課題となつてくる。上記の問題
点において従来構造EC表示素子は、非常に不満
足なものであり、通常の形成法においては層中に
安定に多量のH2Oを含有することは不可能であ
り、そのために着色効率の悪さ、およびエージン
グ時の光学的濃度変化の低下など表示素子として
は非常に大きな欠点を有していた。
色機構についてはいまだ不明な点が多いが、EC
物質層側にマイナス電圧が印加されると、誘電体
層中のカチオン種、ここでは主プロトンH+がEC
物質層中へ移動しブロンズを形成するために着色
反応が呈示されると解釈されている。又、ここに
言うプロトンとは通常誘電体層中に弱い結合で存
在しており、着色電圧印加時にはかなり自由に動
き回れる性格のものでなければならず、通常は
H2Oの形で層中に存在しているものと考えられ
ている。これより、電圧印加時の光学的濃度変化
の大きい表示素子、すなわち、着色効率の良い表
示素子を作成するには、上記のような状態の
H2Oをいかに安定に多量に層中に保持し得るか
という事が大きな課題となつてくる。上記の問題
点において従来構造EC表示素子は、非常に不満
足なものであり、通常の形成法においては層中に
安定に多量のH2Oを含有することは不可能であ
り、そのために着色効率の悪さ、およびエージン
グ時の光学的濃度変化の低下など表示素子として
は非常に大きな欠点を有していた。
本発明は従来構造EC表示素子のかかる欠点を
解決し、層中に安定に多量のH2Oを含有し得る
形成法を採用することにより、着色効率の良い長
期安定したEC表示素子を提供することを目的と
するものである。以下に本発明によるEC表示素
子について述べる。表示素子を構成するどの層に
おいても本発明による効果は明らかであるが、先
のEC着色機構に対する解釈から最も効果が大き
いと思われる誘電体層を例にとつて述べる。基板
上に透明導電膜、EC物質層を形成した後、誘電
体層として例えば、酸化第二クロムCr2O3を基板
温度、膜形成レート、膜厚などをパラメーターと
して形成する。本発明によれば、この時１×
10-3Torr程度までH2O飽和蒸気を導入し、その
中で膜形成することにより膜中H2O量が増加す
ることが知られており、その時のIR吸収スペク
トルによる3650cm-1および1600cm-1付近でのH2O
吸収ピークの様子を第２図に示す。図中Ａは通常
の真空蒸着法により形成した膜、Ｂは本発明によ
るH2O飽和蒸気導入により形成した膜であり、
両者の比較から明らかなように、本発明による誘
電体層中には多量のH2Oが存在しており、同様
のことは示差熱分析の結果からも確認されてい
る。膜形成時のH2O飽和蒸気導入の効果はEC物
質層においても認められ、例としてWO3膜のIR
吸収スペクトルを第３図に示す。先と同様に図中
Ａは、通常の真空蒸着法により得られる膜、Ｂは
本発明により得られる膜である。上記のような特
性を有するEC物質層、誘電体層を使用して作成
されるEC表示素子は、その中に着、消色に関与
する多量のH2Oを保持しているため、従来構造
の表示素子と比較して着色効率が大きく改善さ
れ、その様子を第４図に示す。この場合の表示素
子構造は、EC物質層としてWO3膜を、誘電体層
としてCr2O3膜を、上部電極としてはAu薄膜を
積層に形成したものであり、は従来のEC表示
素子、は本発明によるEC表示素子に対する特
性である。図中I0は入射光強度、Ｉは透過光強度
を表わし検出は視感度補正を施したシリコンデイ
テクターを使用している。図より明らかなよう
に、本発明によるEC表示素子は注入電荷量に対
する光学的濃度変化、すなわち着色効率が改善さ
れ、同一注入電荷量に対して大きな光学的濃度変
化を得ることが出来る。又、エージング特性にお
いても光学的濃度変化の劣化は従来のEC表示素
子と比較して充分に小さく、表示素子中に保持さ
れたH2OがEC機構に有効に作用していることが
わかる。
解決し、層中に安定に多量のH2Oを含有し得る
形成法を採用することにより、着色効率の良い長
期安定したEC表示素子を提供することを目的と
するものである。以下に本発明によるEC表示素
子について述べる。表示素子を構成するどの層に
おいても本発明による効果は明らかであるが、先
のEC着色機構に対する解釈から最も効果が大き
いと思われる誘電体層を例にとつて述べる。基板
上に透明導電膜、EC物質層を形成した後、誘電
体層として例えば、酸化第二クロムCr2O3を基板
温度、膜形成レート、膜厚などをパラメーターと
して形成する。本発明によれば、この時１×
10-3Torr程度までH2O飽和蒸気を導入し、その
中で膜形成することにより膜中H2O量が増加す
ることが知られており、その時のIR吸収スペク
トルによる3650cm-1および1600cm-1付近でのH2O
吸収ピークの様子を第２図に示す。図中Ａは通常
の真空蒸着法により形成した膜、Ｂは本発明によ
るH2O飽和蒸気導入により形成した膜であり、
両者の比較から明らかなように、本発明による誘
電体層中には多量のH2Oが存在しており、同様
のことは示差熱分析の結果からも確認されてい
る。膜形成時のH2O飽和蒸気導入の効果はEC物
質層においても認められ、例としてWO3膜のIR
吸収スペクトルを第３図に示す。先と同様に図中
Ａは、通常の真空蒸着法により得られる膜、Ｂは
本発明により得られる膜である。上記のような特
性を有するEC物質層、誘電体層を使用して作成
されるEC表示素子は、その中に着、消色に関与
する多量のH2Oを保持しているため、従来構造
の表示素子と比較して着色効率が大きく改善さ
れ、その様子を第４図に示す。この場合の表示素
子構造は、EC物質層としてWO3膜を、誘電体層
としてCr2O3膜を、上部電極としてはAu薄膜を
積層に形成したものであり、は従来のEC表示
素子、は本発明によるEC表示素子に対する特
性である。図中I0は入射光強度、Ｉは透過光強度
を表わし検出は視感度補正を施したシリコンデイ
テクターを使用している。図より明らかなよう
に、本発明によるEC表示素子は注入電荷量に対
する光学的濃度変化、すなわち着色効率が改善さ
れ、同一注入電荷量に対して大きな光学的濃度変
化を得ることが出来る。又、エージング特性にお
いても光学的濃度変化の劣化は従来のEC表示素
子と比較して充分に小さく、表示素子中に保持さ
れたH2OがEC機構に有効に作用していることが
わかる。
本発明によるH2O飽和蒸気導入による膜中
H2O量増加は膜形成時の膜中へのH2O取り込み
によるものと考えられるが、さらに、膜構造を考
慮することにより膜中H2O量の一層の増加が期
待される。このような観点からイオンプレーテイ
ング（以下IPと略す）法を検討し、ある条件範
囲で微細結晶粒子を持ち柱状組織に近い成長をす
る領域を見い出した。このような膜構造は、通常
の真空蒸着法などでは得難いものであり、逆に
EC表示素子用としては最も好ましい構造であり、
先のH2O飽和蒸気導入と兼用することにより膜
中に存在するH2O量をさらに増加させることが
可能となる。例として、誘電体層をH2O飽和蒸
気導入とIP法を兼用した条件下で形成した時の
IR吸収スペクトルを第５図に示す。先の第２図
Ｂと比較して膜構造を考慮することにより膜中
H2O量がさらに増加することがわかり、同様に
EC物質層についても効果が認められている。さ
らに、IP法採用により上記構造をとることによ
り、従来EC表示素子において問題とされていた
エージング時のパターン外への着色にじみ、着色
残りなどの現象が見られなくなり、このことは
IP膜構造のもつ効果と考えられ、表示素子とし
ての外観上、非常に大きなメリツトである。
H2O飽和蒸気導入とIP法を併用して得られるEC
物質層、誘電体層を使用して作成されるEC表示
素子の着色効率について、第６図に示す。図中
は第４図のと同じ曲線であり、はH2O飽和
蒸気導入とIP法併用で得られる表示素子特性で
ある。図からIP法を採用することにより、注入
電荷量と光学的濃度変化の比例部分が高い光学的
濃度変化領域まで伸びており一層の着色効率の改
善が見られる。この事はIP法採用による薄膜中
H2O増加分がEC着色機構に有効に関与している
ことを表わしており、充分に実用に耐え得る表示
素子持性を示している。
H2O量増加は膜形成時の膜中へのH2O取り込み
によるものと考えられるが、さらに、膜構造を考
慮することにより膜中H2O量の一層の増加が期
待される。このような観点からイオンプレーテイ
ング（以下IPと略す）法を検討し、ある条件範
囲で微細結晶粒子を持ち柱状組織に近い成長をす
る領域を見い出した。このような膜構造は、通常
の真空蒸着法などでは得難いものであり、逆に
EC表示素子用としては最も好ましい構造であり、
先のH2O飽和蒸気導入と兼用することにより膜
中に存在するH2O量をさらに増加させることが
可能となる。例として、誘電体層をH2O飽和蒸
気導入とIP法を兼用した条件下で形成した時の
IR吸収スペクトルを第５図に示す。先の第２図
Ｂと比較して膜構造を考慮することにより膜中
H2O量がさらに増加することがわかり、同様に
EC物質層についても効果が認められている。さ
らに、IP法採用により上記構造をとることによ
り、従来EC表示素子において問題とされていた
エージング時のパターン外への着色にじみ、着色
残りなどの現象が見られなくなり、このことは
IP膜構造のもつ効果と考えられ、表示素子とし
ての外観上、非常に大きなメリツトである。
H2O飽和蒸気導入とIP法を併用して得られるEC
物質層、誘電体層を使用して作成されるEC表示
素子の着色効率について、第６図に示す。図中
は第４図のと同じ曲線であり、はH2O飽和
蒸気導入とIP法併用で得られる表示素子特性で
ある。図からIP法を採用することにより、注入
電荷量と光学的濃度変化の比例部分が高い光学的
濃度変化領域まで伸びており一層の着色効率の改
善が見られる。この事はIP法採用による薄膜中
H2O増加分がEC着色機構に有効に関与している
ことを表わしており、充分に実用に耐え得る表示
素子持性を示している。
以上述べてきたように本発明によれば、従来構
造のEC表示素子が有していた、着色効率の悪さ、
およびエージング持性の低下などの欠点を解決
し、光学的濃度変化の大きい、着色にじみのな
い、長期安定した実用域のEC表示素子を提供出
来る。
造のEC表示素子が有していた、着色効率の悪さ、
およびエージング持性の低下などの欠点を解決
し、光学的濃度変化の大きい、着色にじみのな
い、長期安定した実用域のEC表示素子を提供出
来る。
以上は誘電体層、EC物質層について述べたも
のであるが、透明導電膜についても水蒸気を含む
雰囲気中で蒸着することにより水分を包含させる
ことが可能であり、同様の効果が得られる。
のであるが、透明導電膜についても水蒸気を含む
雰囲気中で蒸着することにより水分を包含させる
ことが可能であり、同様の効果が得られる。
第１図は、従来の全固体型EC表示素子構造を
示す断面図、第２図Ａ，Ｂ、第３図Ａ，Ｂは、そ
れぞれH2O飽和蒸気導入下で得られるCr2O3膜、
WO3膜のIR吸収スペクトル線図、第４図は従来
の表示素子のH2O飽和蒸気導入下で得られる表
示素子の注入電荷量、光学的濃度変化の特性図、
第５図はH2O飽和蒸気導入とIP法兼用で得られ
るCr2O3膜のIR吸収スペクトル線図、第６図は、
H2O飽和蒸気導入下で得られる表示素子とH2O
飽和蒸気導入とIP法兼用で得られる表示素子の
注入電荷量、光学的濃度変化の特性図である。 ２……透明導電膜、３……EC物質層、４……
誘電体層、５……上部電極。
示す断面図、第２図Ａ，Ｂ、第３図Ａ，Ｂは、そ
れぞれH2O飽和蒸気導入下で得られるCr2O3膜、
WO3膜のIR吸収スペクトル線図、第４図は従来
の表示素子のH2O飽和蒸気導入下で得られる表
示素子の注入電荷量、光学的濃度変化の特性図、
第５図はH2O飽和蒸気導入とIP法兼用で得られ
るCr2O3膜のIR吸収スペクトル線図、第６図は、
H2O飽和蒸気導入下で得られる表示素子とH2O
飽和蒸気導入とIP法兼用で得られる表示素子の
注入電荷量、光学的濃度変化の特性図である。 ２……透明導電膜、３……EC物質層、４……
誘電体層、５……上部電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 透明導電膜２、三酸化タングステン系エレク
トロクロミツク物質層３、誘電体層４などの膜あ
るいは層を積層させて成る全固体型エレクトロク
ロミツク表示素子において、前記２，３，４など
の膜あるいは層の内の少なくとも一つが水蒸気を
含む雰囲気中でフイジカルベーパーデイポジシヨ
ン法により形成されたものであることを特徴とす
る全固体型エレクトロクロミツク表示素子。 ２ フイジカルベーパーデイポジシヨン法がイオ
ンプレーテイング法であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の全固体型エレクトロクロ
ミツク表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3456780A JPS56130723A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Entirely solid electrochromic display element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3456780A JPS56130723A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Entirely solid electrochromic display element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56130723A JPS56130723A (en) | 1981-10-13 |
| JPS6355686B2 true JPS6355686B2 (ja) | 1988-11-04 |
Family
ID=12417891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3456780A Granted JPS56130723A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Entirely solid electrochromic display element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56130723A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57139721A (en) * | 1981-02-25 | 1982-08-28 | Toppan Printing Co Ltd | Electrochromic display body |
| US5777779A (en) * | 1995-09-29 | 1998-07-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrochromic device and method for manufacturing the same |
-
1980
- 1980-03-18 JP JP3456780A patent/JPS56130723A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56130723A (en) | 1981-10-13 |
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