CN114326240B - 电致变色元件 - Google Patents
电致变色元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114326240B CN114326240B CN202111105444.8A CN202111105444A CN114326240B CN 114326240 B CN114326240 B CN 114326240B CN 202111105444 A CN202111105444 A CN 202111105444A CN 114326240 B CN114326240 B CN 114326240B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- potassium
- tungsten oxide
- particles
- peripheral portion
- electrochromic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 139
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 91
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 90
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 80
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 67
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 claims description 19
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 19
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical group [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 8
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 104
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 29
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 24
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 21
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- -1 alkali metal salts Chemical class 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000000851 scanning transmission electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 238000000731 high angular annular dark-field scanning transmission electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000001350 scanning transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoro-n-(trifluoromethylsulfonyl)methanesulfonamide Chemical compound FC(F)(F)S(=O)(=O)NS(=O)(=O)C(F)(F)F ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-O Pyrrolidinium ion Chemical compound C1CC[NH2+]C1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000011354 acetal resin Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000779 annular dark-field scanning transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000012461 cellulose resin Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AAQNGTNRWPXMPB-UHFFFAOYSA-N dipotassium;dioxido(dioxo)tungsten Chemical compound [K+].[K+].[O-][W]([O-])(=O)=O AAQNGTNRWPXMPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N oxotungsten Chemical class [W]=O VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Substances OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000007581 slurry coating method Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/18—Metal complexes
- C09K2211/181—Metal complexes of the alkali metals and alkaline earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/18—Metal complexes
- C09K2211/183—Metal complexes of the refractory metals, i.e. Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta or W
-
- 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
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/36—Micro- or nanomaterials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
根据实施方式，可提供一种具备含有氧化钨材料的电致变色层的电致变色元件。氧化钨材料含有平均粒径为100nm以下的含钾氧化钨粒子。含钾氧化钨粒子在1mol％以上且50mol％以下的范围内含有钾，且包含中心部和与该中心部邻接的周围部。在中心部与周围部之间，晶体的周期性不同。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及电致变色元件。
背景技术
电致变色元件是利用对物质施加电荷时的光物理性质的可逆变化的元件。电致变色元件通过利用使光物性变化来用于显示器、调光系统。作为调光系统，可列举调光玻璃、调光眼镜、防眩镜等。此外，调光系统已在车辆、飞机、建筑物等多个领域使用。
作为电致变色元件用材料中使用的材料，可列举氧化钨粉末。对显示电致变色性质的材料施加电荷时的可逆反应是出入电子的氧化还原反应。由此，作为改善可逆反应的速度的手段，在尝试对电致变色元件用材料赋予跳跃式传导特性。
此外，为了提高电致变色元件的初期性能，在尝试在含有氧化钨、氧化钼的电致变色层的形成中所用的涂料溶液中含有碱金属盐。具体地讲，目的是通过从初期状态预先将碱金属离子添加在电致变色氧化层中，形成从刚制作后就完全发挥功能的电致变色元件。
另外，在尝试通过采用在作为电致变色元件的发色体的氧化钨中添加了钨酸锂、钨酸钠及钨酸钾等钨酸盐的电致变色物质层，对重复发色/消色的动作时的初期特性的劣化进行抑制。即，该手段的目的是对电致变色性质的物质进行改良，得到长寿命的电致变色元件。
发明内容
根据实施方式，可提供一种具备含有氧化钨材料的电致变色层的电致变色元件。氧化钨材料含有平均粒径为100nm以下的含钾氧化钨粒子。含钾氧化钨粒子在1mol％以上且50mol％以下的范围内含有钾，且包含中心部和与该中心部邻接的周围部。在中心部与周围部之间，晶体的周期性不同。
根据上述构成，可提供显示高的可逆反应速度的电致变色元件。
附图说明
图1是概略地表示实施方式涉及的电致变色元件的一个例子的剖视图。
图2是概略地表示实施方式涉及的电致变色元件包含的含钾氧化钨粒子的一个例子的剖视图。
图3是概略地表示实施方式涉及的电致变色元件包含的含钾氧化钨粒子的其它例子的剖视图。
图4是概略地表示实施方式涉及的电致变色元件包含的含钾氧化钨粒子内的晶体的周期性的剖视图。
图5是图4的E部的放大剖视图。
图6是概略地表示图5的M部中的分子结构的放大图。
图7是表示实施方式涉及的电致变色层的一个例子的扫描式透射电子显微镜照片。
具体实施方式
实施方式涉及的电致变色元件具备含有含钾氧化钨材料的电致变色层，该含钾氧化钨材料含有平均粒径为100nm以下的氧化钨粒子。含钾氧化钨粒子在1mol％以上且50mol％以下的范围内含有钾，且在采用扫描式透射电子显微镜(Scanning TransmissionElectron Microscope：STEM)对该含钾氧化钨粒子进行分析时，在周围部和中心部晶体的周期性不同。
这样的电致变色元件可显示高的颜色变化的响应速度。该电致变色元件通过在电致变色层中含有具有上述构成的氧化钨材料，与采用赋予了跳跃式传导特性的氧化钨粉末时相比能够显示更高的响应速度。
图1中示出实施方式涉及的电致变色元件的一个例子。图示的电致变色元件1包含下侧电致变色层2a、上侧电致变色层2b、下侧基板3a、上侧基板3b、下侧电极4a、上侧电极4b、电解质层5及密封构件6。
此外，有时也将电致变色元件1称为EC元件1。此外，有时也将下侧电致变色层2a及上侧电致变色层2b称为电致变色层2或EC层2。此外，有时也将下侧基板3a及上侧基板3b统称为基板3。此外，有时也将下侧电极4a及上侧电极4b统称为电极4。图1中，例示了隔着电解质层5含有两层EC层2，但这样的电致变色元件并不限定于如此的形状。也可以是设置单层或3层以上EC层2的结构。例如，在EC层2为单层时，形成只设置下侧电致变色层2a或上侧电致变色层2b中的任一方的结构。此外，在将EC层2规定为3层以上时，形成交替设置电解质层5和电致变色层的结构。
在EC元件1中，以中间夹着电解质层5的方式设有下侧EC层2a和上侧EC层2b。此外，在下侧EC层2a的下面，依次设有下侧电极4a及下侧基板3a。在上侧EC层2b上，依次设有上侧电极4b及上侧基板3b。为了方便，将下侧的基板3称为下侧基板3a，将下侧的电极4称为下侧电极4a。同样，将上侧的基板3称为上侧基板3b，将上侧的电极4称为上侧电极4b。此外，各EC层2及其间的电解质层5的端部通过密封构件6被密封。即，在EC元件1中，从下侧起按以下顺次配置有下侧基板3a、下侧电极4a、下侧EC层2a、电解质层5、上侧EC层2b、上侧电极4b及上侧基板3b，在其侧面配置有密封构件6。
基板3及电极4为透明或着色的。作为基板3，可列举玻璃基板、树脂基板。此外，作为电极4，可列举透明电极、金属电极等。作为透明电极，可列举锡掺杂氧化铟(ITO)、氧化锌、镓掺杂氧化锌(GZO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、氧化锡、锑掺杂氧化锡(ATO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、铌掺杂氧化钛(TNO)等。作为金属电极，可列举金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钛(Ti)等。
电解质层5含有电解质。作为电解质层5，例如可列举用含有电解质的液体、聚合物电解质形成的薄膜。在含有电解质的液体中，例如包含含有电解质的盐和液状溶剂的电解质溶液或液状形态的电解质。作为电解质的具体例子，可列举将双(氟磺酰)亚胺阴离子、双(三氟甲磺酰)亚胺阴离子、高氯酸阴离子、四氟硼酸阴离子等阴离子种和K+、Na+、Li+等碱金属离子、H+等阳离子种组合而成的盐。此外，作为溶剂的具体例子，可列举碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯系溶剂、及由咪唑鎓、吡咯烷鎓、吡啶鎓、铵、鏻等体积大的非对称性阳离子和包含卤化物离子(Cl-、Br-、I-)、醋酸离子、四氟硼酸离子、六氟磷酸离子、四氯铝酸离子、双(三氟甲磺酰)亚胺、乙基硫酸离子、二氰酰胺离子及硫氰酸离子的阴离子的组合构成的离子液体等。作为聚合物电解质，除使用聚氧化乙烯、聚氧化丙烯等醚系树脂、聚乙烯醇缩丁醛等聚乙烯醇缩醛树脂、聚醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇树脂、乙烯-乙烯醇共聚物等作为上述溶剂的替代或添加材料时、及将聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、玻璃纸等纤维素系树脂等添加到上述溶剂中使其增粘的以外，还可列举将通过用热及光进行交联来使其增粘或固体化的树脂添加到电解质中而得到的物质。
此外，密封构件6具有防止EC层2及电解质层5脱漏，或因与外界空气接触而劣化的作用。作为密封构件6，优选使用难与EC层2反应的材料。作为密封构件6，可使用玻璃料等无机材料、环氧树脂等有机材料、金属等。
在消色状态时，从上侧基板3b入射的光能够透过到下侧基板3a。通过对EC层2施加电荷，能够改变光的透过性。也就是说，能够将无色的构件变成着色状态。如果EC层2变成着色状态，则EC元件1不使光通过。通过利用该功能，EC元件1能够作为调光功能及显示装置使用。
下侧EC层2a及上侧EC层2b中的任一方或双方含有含钾氧化钨粒子。
图2及图3中示出含钾氧化钨粒子的例子。含钾氧化钨粒子是粒子中含有钾(K)的氧化钨(WO3)的粒子，所以也有时将含钾氧化钨标记为K-WO3。图2及图3中分别概略地示出氧化钨材料含有的一粒K-WO3粒子的截面。图示的含钾氧化钨粒子21包含氧化钨晶体的周期性相互不同的中心部22和周围部23。周围部23与中心部22邻接。图2中示出从截面看的周围部23的宽度在整个截面的全周均匀的例子。图3中示出周围部23的宽度随着部位而不同的例子。周围部23的宽度可以均匀，也可以不均匀。也就是说，周围部23可作为厚度均匀的层存在于作为核的中心部22上，或者作为厚度不均匀的层存在于作为核的中心部22上。在图示的例子中，中心部22具有矩形形状的截面，但中心部22的形状并不局限于图示的例子，例如也可具有正方形及梯形的截面形状以及类似这些形状的截面形状。
无论在图2及图3中的哪个图中，都示出周围部23覆盖中心部22的周围全体的例子。优选周围部23存在于中心部22的外周的80％以上且100％以下。
K-WO3粒子的平均粒径为100nm以下。这里所说的平均粒径为含在K-WO3材料中的K-WO3粒子的一次粒子的平均粒径，即平均一次粒径。平均粒径可按以下求出。通过FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope：场发射扫描式电子显微镜)观察含有氧化钨材料的试样，取得放大照片。这里所说的所谓含有K-WO3材料的试样，指的是含有K-WO3粒子的氧化钨粉末或含有K-WO3材料的电致变色层。
将映现在放大照片上的K-WO3粉末的最长的对角线作为该粉末粒子的粒径。将任意抽取的100个粒子的粒径的平均值作为平均粒径。再者，将FE-SEM的放大照片的倍率设定为50000倍以上。
如果K-WO3粒子的平均粒径超过100nm，则不能得到表面积。因此，平均粒径优选为100nm以下。此外，平均粒径的下限没有特别的限定，但优选为5nm以上。只要使用平均粒径5nm以上的粉末材料，制造电致变色元件时的制造性就良好。因此，优选5nm以上且100nm以下的平均粒径，更优选10nm以上且50nm以下的平均粒径。
K-WO3粒子在1mol％以上且50mol％以下的范围内含有钾(K)。钾也可以作为金属钾或钾化合物存在。作为钾化合物，可列举氧化物(包括复合氧化物)等。通过含有钾，能够加快电致变色层中的电子的出入。
这里所说的K-WO3粒子中的钾含量是含在K-WO3粒子中的钾量。也就是说，为中心部和周围部中所含的钾的合计量。如果K-WO3粒子内的钾的含量为1mol％以上，则可充分发挥通过含有上述钾而得到的效果。此外，通过钾含量为50mol％以下，能够实现良好的费用效果比。这是因为即使以超过50mol％的量含有钾，也得不到超过50mol％的含量的效果。因此，含在K-WO3粒子中的钾的含量优选1mol％以上且50mol％以下的范围，更优选5mol％以上且35mol％以下的范围。
在氧化钨材料中，钾不是只作为金属钾及钾化合物的独立的粒子与WO3粉末一同混合，而是含在氧化钨材料所含的各WO3粒子中。因此，在采用K-WO3粒子的电致变色元件中，电致变色层中的钾的分布无偏差。
K-WO3粒子中的钾含量设定为通过电感耦合等离子体(Inductively CoupledPlasma：ICP)发射光谱分析法进行分析。ICP发射光谱分析是对试样施加能量，测定气化成原子状态时的光的波长的方法。由于发出与试样原子相对应的光，所以可按元素单位进行分析。此外，由于对测定对象进行气化，所以能够测定试样全体的含量。再者，在难以以EC层原状进行测定时，也可以从EC层中取出K-WO3粉末进行测定。例如，在EC层为K-WO3粒子和有机物的混合物时，只要将有机物除去就能作为粉末试样取出K-WO3粒子。
在ICP发射光谱法中，首先用酸和碱将试样溶解成为液体，导入到氩等离子中。通过用检测器测定试样的激发发射光，可测定K(钾)和W(钨)的浓度。将测定的K的浓度换算成单质的钾原子的量，将W的浓度换算成WO3分子的量。采用分别对K及W的浓度进行了钾单质换算及WO3换算而得的这些值，将含有氧化钨的试样中的粒子看作为由K和WO3形成的K-WO3粒子，求出钾含量。
此外，在通过X射线光电子能谱(X-Ray Photoelectron Spectroscopy：XPS)分析，对K-WO3粒子的试样测定钾量时，通过XPS法求出的钾的含量KXPS相对于通过上述ICP发射光谱分析法求出的钾的含量KICP的比KXPS/KICP优选为1.05以上。
XPS分析是对试样照射软X射线，测定伴随着试样的离子化而放出的光电子的方法。对于测定存在于从试样表面深几nm的近边中的元素是有效的分析方法。如前述的那样，ICP分析对于定量试样全体的存在量是有效的方法。与此相对，XPS分析对于定量试样表面附近的存在量是有效的方法。
通过XPS分析得到的钾量和通过ICP分析得到的钾量的比KXPS/KICP为1.05以上，表示K-WO3粒子中的表面附近一方的钾存在量多。换句话讲，采用这些分析方法的钾量的比KXPS/KICP低于1.05，表示存在于粒子表面的钾量少。这表示在周围部钾少。钾的存在量的控制对于控制上述原子间距离是有效的。
此外，钾含量的比KXPS/KICP的上限优选为5以下。通过将该比固定在5以下，容易使中心部和周围部的原子间距离的比率在规定的范围内。
再者，作为XPS分析的测定条件，设定为X射线源为单晶分光AlKα射线、X射线功率为50.0W、分析区域为φ200μm、试样表面与检测器之间的角度为45°。
此外，在将K-WO3粒子供于STEM分析(Scanning Transmission ElectronMicroscopy analysis：扫描透射电子显微镜分析)时，在中心部与周围部之间WO3晶体的周期性不同。STEM分析采用HAADF-STEM像。HAADF-STEM为High Angle Annular Dark Field-Scanning Transmission Electron Microscopy(高角度环形暗场扫描透射电子显微镜)。以后，也有时将HAADF-STEM像简称为STEM像。此外，在进行STEM的测定时，用采用分散法的切片机来制作氧化钨粉末的薄膜试样。此外，将STEM的加速电压设定为200kV，按10000000倍的倍率进行测定。
所谓在中心部与周围部之间晶体的周期性不同，表示在K-WO3粒子内存在原子间距离不同的区域。图4及图5示出表示晶体的周期性不同的概念的概略剖视图。再者，图5是图4所示的E部的放大剖视图。如图示，K-WO3粒子21具有与从其粒子内部朝向表面的方向交叉、且相互平行的多个相依次排列在朝粒子表面的方向上的晶体结构。在K-WO3粒子21中，中心部22中的多个相中邻接的相之间的原子间距离Ic和周围部23中的多个相中邻接的相之间的原子间距离Ip相互不同。如果在周围部23较多地存在钾，则周围部23中的原子间距离Ip大于中心部22中的原子间距离Ic。如果在粒子内晶体的周期性全部相同，则原子间距离固定。再者，这里所说的原子间距离固定，表示在利用STEM的放大照片中原子间距离的波动为(埃)以下。原子间距离的波动，指的是从任意的5个原子间距离的平均值的偏移。
多个相可分别是具有层状结构的相。以这些相平行地排列的晶体结构为基准，求出原子间距离。参照图6进行详述。图6是将图5所示的M部放大，概略地表示该部位上的分子结构的图示。图6概略地示出含钾氧化钨粒子21的周围部23中的分子结构。
在沿着从K-WO3粒子21的中心朝向表面的方向29依次排列的相互平行的各个相中，例如如图6所示的那样，可包含钨原子24和氧原子25排列而构成层状结构的第1结晶相27、和钾原子26、钨原子24及氧原子25排列而构成层状结构的第2结晶相28。这些第1结晶相27及第2结晶相28都可与朝向粒子表面的方向29交叉。此外，第1结晶相27和第2结晶相28可沿着朝向表面的方向29交替地配置。原子间距离设定为钨原子24和氧原子25排列的第1结晶相27彼此的间隔。例如，规定为不考虑钾原子26、钨原子24及氧原子25排列的第2结晶相28。也就是说，规定为将向从粒子中心朝向表面的方向29平行地依次排列钨原子24和氧原子25的层的间隔看作为原子间距离，进行STEM分析。即，这里所说的所谓晶体的周期性，可以说是表示相当于不含钾的WO3的结晶的第1结晶相的周期性。再者，从粒子内部朝向表面的方向29可与中心部22和周围部23的界面交叉。
图6表示K-WO3粒子21的周围部23的分子结构，但和与在周围部23中向朝表面的方向29排列的、连接钨原子24和氧原子25的第1结晶相27间的间隔对应的原子间距离Ip同样，对中心部22也可通过STEM分析求出原子间距离Ic。即，将中心部22中连接钨原子和氧原子的相互平行的结晶相间的间隔看作为原子间距离Ic。
通过在中心部与周围部之间晶体的周期性不同，能够加快向K-WO3粒子中进行电子出入的速度。由此，在具备含氧化钨材料的EC层的电致变色元件中，能够提高颜色变化的响应速度。
此外，关于钾的存在量，优选周围部多于中心部。通过在周围部较多地存在钾，能够增大周围部的晶体的原子间距离。由此，在采用含K-WO3粒子的氧化钨材料的EC元件中，能够提高颜色变化的响应速度。K-WO3粒子可包含在中心部不含钾而只在周围部含有钾的粒子。
关于钾的存在比例，能够通过能量色散X射线光谱(Energy Dispersive X-rayspectrometry：EDX)分析进行测定。通过EDX分析，对含在氧化钨粉末中的钾进行彩色分布。关于测定条件，将加速电压设定为15.0kV，以1000倍以上的倍率进行表面分析，可从通过ZAF法得到的K(钾)和W(钨)的原子数比来求出。
ZAF法是组合原子编号修正(Z)、吸收修正(A)及荧光修正(F)三者的修正方法。原子编号修正(Z)是对将朝试样照射的电子分为侵入电子和散射电子的比率进行修正。吸收修正(A)是对试样中发生的特性X射线被吸收到朝试样外射出的量进行修正。荧光(激发)修正(F)是对被试样中发生的X射线激发的荧光X射线强度进行修正。作为EDX的修正方法，为通常的方法。
此外，优选周围部具有1.5nm以上且5nm以下的最大宽度。如果周围部的最大宽度为1.5nm以上，则周围部23的存在比例充分，可得到上述的效果。此外，如果周围部的最大宽度为5nm以下，则周围部23的存在比例可为适度。此外，原子间距理Ip在以上且/>以下的范围内的周围部的最大宽度优选为1.5nm以上且5nm以下。
周围部的宽度与较多存在钾的区域大致一致。如上所述，通过在周围部较多地存在钾而使原子间距离Ip扩大。此外，电致变色元件中的颜色的变化为电子出入导致的可逆反应。通过按规定的比例存在周围部，而容易在周围部进行电子的出入。也就是说，通过在K-WO3粒子的表面进行电子的出入，能够加快可逆反应的速度。此外，周围部的并非最大宽度的地方也可以比这薄。周围部的最大宽度更优选在2nm以上且4nm以下的范围内。
周围部的最大宽度的求出方法如下所述。首先，在示出K-WO3粒子的截面的STEM像中，确认K-WO3粒子中的中心部和周围部的界面。将界面看作为中心部的外周，将与相对于该外周的接线垂直的线从中心部的外周引出到粒子表面。将如此从中心部一直朝外引出的线的长度看作为该处的周围部的宽度，将这些宽度中的最长者作为周围部的最大宽度。例如，在图4及图5所示的例子的K-WO3粒子21中，图5所示的宽度WMAX相当于周围部23的最大宽度。
此外，通过STEM分析能够判断在中心部的外周存在周围部的比例。在示出K-WO3粒子的截面的STEM像中，在中心部和周围部邻接的部分，将它们的界面看作为中心部的外周，在中心部的外侧与周围部不邻接的部分，将粒子表面看作为中心部的外周。确认在将这些外周加在一起的中心部的总外周中，存在邻接的周围部的部分的比例。
在以上说明那样的含钾氧化钨粒子中，通过设置周围部而能够主要在周围部进行电子的出入。由此，提高电子的出入速度。因此，具备作为氧化钨材料含有这样的含钾氧化钨粒子的电致变色层的电致变色元件能够示出高的可逆反应速度。
电致变色层除了含有K-WO3粒子的氧化钨材料以外，还可进一步含有有机物。EC层中的K-WO3粒子的含量按面积比计优选为90％以上。在按面积比计以90％以上的量在EC层中含有K-WO3粒子的电致变色元件中，K-WO3粒子的存在比例十分高，能够示出上述的提高了反应速度的颜色变化的性能。此外，EC层中的K-WO3粒子的含量按面积比计优选为99.5％以下。通过将K-WO3粒子的含量停留在面积比为99.5％以下的量，能够含有足够量的有机物，能够抑制EC层中的气孔的形成，或确保K-WO3粒子彼此的粘结及EC层向透明电极基材的密合，因此能够降低起因于那样的EC层的不良的性能下降。
此外，电致变色层中可在K-WO3粒子间含有空隙。EC层中的空隙的最大径优选为0.5μm以下(包含0μm)。EC层中空隙占有的面积比优选为5％以下(包含0％)。此外，优选相邻的K-WO3粒子彼此的距离小于K-WO3粒子的平均粒径。也就是说，在EC层中，优选紧密地挤满K-WO3粒子。
优选EC层的厚度在0.3μm以上且2.0μm以下的范围内。通过使EC层厚至0.3μm以上，能够以透明状态和着色状态示出有意义的透过率变化，示出具有实用性的电致变色性质。通过使EC层的厚度在2.0μm以下，能够抑制EC层从基材的透明电极的剥离。另外，更优选EC层的厚度在0.5μm以上且1.5μm以下的范围内。
EC层中的K-WO3粒子和空隙的面积比可通过利用扫描电子显微镜(ScanningElectron Microscope：SEM)的放大照片进行计算。SEM照片规定为在倍率10000倍以上进行。此外，SEM照片在EC层的任意截面上摄影单位面积为0.5μm×0.5μm的图像。在通过一个视场不能测定单位面积时，也可以分为多个进行测定。图7中示出表示电致变色层的一个例子的扫描式透射电子显微镜(SEM)照片。图7所示的SEM照片是以100000倍的倍率摄影的。通过SEM照片，能够观察K-WO3粒子21间的距离及空隙20等的密集程度。此外，还能够确认含在EC层中的K-WO3粒子21的平均粒径及空隙的最大径。K-WO3粒子21的平均粒径可通过按照前面说明过的粉末试样中的步骤的方法进行测定。再者，在能够以三维(立体)观察EC层中的K-WO3粒子和空隙时，可将面积比置换成体积比。
优选电致变色层中的氧化钨材料中的80质量％以上且100质量％以下为上述构成的含钾氧化钨粒子。通过EC层中的氧化钨中的具有周围部的K-WO3粒子占有80质量％以上的比例，可得到上述的提高了颜色变化的反应速度。因此，优选采用含有80质量％以上、更优选含有90质量％以上的上述K-WO3粒子的钨材料。换句话讲，在电致变色层所用的粉末材料中，也可以含有20质量％以下的不具有周围部的氧化钨粉末。或者，也能够含有20质量％以下的示出电致变色性质的氧化钨以外的化合物粉末、例如氧化钼粉末。
EC元件通过适当地控制含在EC层中的具有周围部的K-WO3粒子的存在比例，能够加快EC元件的响应速度。例如，能够加快EC元件中的从着色状态向消色状态的变化。
以上说明的电致变色元件例如可应用于显示器、调光系统。此外，作为调光系统，可列举调光玻璃、调光眼镜、防眩镜等。此外，调光系统可应用于车辆、飞机、建筑物等多个领域。
接着，对实施方式涉及的电致变色元件的制造方法进行说明。例如，可采用含有K-WO3粒子的氧化钨材料来调制电致变色元件制造用的浆料，用于制造电致变色元件。通过形成氧化钨材料的浆料，涂布在电极上，可形成电致变色层。例如，在溅射法中，难以在大的面积上成膜。通过形成浆料，容易在大的面积上涂布。浆料是将含有K-WO3粒子的氧化钨粉末与溶剂混合而成的。作为溶剂可列举水、醇等。此外，也可以在将氧化钨粉末和溶剂混合而成的浆料中混合有机物。
通过将上述浆料涂布在电极上，为除去溶剂等根据需要使浆料涂膜干燥，由此形成电致变色层。在制造图1所示的结构的EC元件1时，例如，制作两组通过涂布浆料在电极4上形成EC层2的层叠体。将一方作为下侧电极4a和下侧EC层2a的层叠体，将另一方作为上侧电极4b和上侧EC层2b的层叠体。在下侧电极4a和上侧电极4b的表面分别配置下侧基板3a和上侧基板3b，以电解质层5位于下侧EC层2a与上侧EC层2b之间的方式，组装这些层叠体、下侧基板3a、上侧基板3b和电解质层5，用密封构件6将组装的结构物的侧面密封。或者，电解质层5例如也可以通过电解质聚合物以薄膜形成在下侧EC层2a及/或上侧EC层2b的表面上。
实施方式涉及的电致变色元件在电致变色层中含有氧化钨材料，该氧化钨材料含有平均粒径为100nm以下、在1mol％以上且50mol％以下的范围内含有钾的含钾氧化钨粒子。在用STEM对含钾氧化钨粒子进行分析时，在周围部和中心部晶体的周期性不同。在该电致变色元件中，电致变色可逆反应的速度提高。
[实施例]
(实施例1-5及比较例1)
对于实施例1-5，通过混合氧化钨的前体和钾的前体并使其反应来制造含钾氧化钨粉末。此外，比较例1中，准备不含钾的氧化钨粉末。
对实施例1-5及比较例1中按上述得到的氧化钨粉末，通过前面说明过的方法，调查了粉末所含的粒子的平均粒径、晶体的周期性不同的中心部及周围部的有无、钾含量(ICP分析及XPS分析)以及周围部的宽度。下述表1中示出其结果。具体地讲，表1中示出粉末粒子的平均粒径、通过ICP分析及XPS分析分别得到的钾含量、它们的比KXPS/KICP及周围部的最大宽度。这里，关于晶体的周期性不同的中心部及周围部的有无，如果有原子间距离不同的区域就规定为“有”，如果没有不同的区域就规定为“无”。再者，比较例1中，如表1所示未确认晶体的周期性不同的中心部及周围部。比较例1中由于没有周围部，所以其宽度为零。
表1
接着，使用实施例1-5及比较例1涉及的氧化钨粉末，形成电致变色层。电致变色层通过混合氧化钨粉末和有机物，涂布在带ITO膜的玻璃基材上来形成。即，作为基板使用透明玻璃基板，作为透明电极使用ITO。制作的各个电致变色层的厚度如下述表2所示。
通过前面说明过的采用SEM照片的方法，测定电致变色层中的K-WO3粒子的面积比、空隙的面积比及空隙的最大径。此外，关于相邻的K-WO3粒子彼此的距离是否小于K-WO3粒子的平均粒径，也通过SEM照片进行了测定。表2中示出这些结果。关于后者，在相邻的K-WO3粒子彼此的距离小于平均粒径时，标记为“满足”，在不是这样时标记为“不满足”。再者，表2中，关于比较例1为了方便也标记为“K-WO3粒子的面积比”，但实际上示出不含K的WO3粒子的面积比的数值。同样，关于“相邻的K-WO3粒子彼此的距离小于K-WO3粒子的平均粒径”的评价，比较例1中也对不含K的WO3粒子进行了确认。
表2
采用实施例1-5及比较例1涉及的电致变色层，按以下制作简易的电致变色元件，测定各元件的响应速度。将各个电致变色层切成与带ITO膜的玻璃基材相同的尺寸，浸渍在溶解有钾离子种的电解质溶液中。将作为对电极的铂插入电解质溶液中，在该对电极与ITO之间施加恒电压，由此在WO3层中进行电致变色反应。测定WO3层的着色时间、消色时间。着色时，测定直到波长600nm中的吸光度(absorbance)达到1.0以上为止的时间。此外，消色时，测定直到波长600nm中的吸光度达到0.05以下为止的时间。表3中示出其结果。
表3
如由表3得知，在实施例1-5涉及的EC元件中，响应速度提高，特别是从着色状态向消色状态的响应速度大大缩短。判断这是因为按规定量存在含有钾的氧化钨粉末。
根据以上说明的1个以上的实施方式及实施例，可提供一种电致变色元件。该电致变色元件具备含有氧化钨材料的电致变色层。氧化钨材料中含有含钾氧化钨粒子，该含钾氧化钨粒子在1mol％以上且50mol％以下的范围内含有钾。含钾氧化钨粒子具有100nm以下的平均粒径。含钾氧化钨粒子包含中心部和与其邻接的周围部，在中心部与周围部之间晶体的周期性不同。上述电致变色元件能够以高的反应速度示出可逆性的颜色变化。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示出的，其意图并非限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。
Claims (7)
1.一种电致变色元件，其具备含有氧化钨材料的电致变色层，所述氧化钨材料包含平均粒径为100nm以下的含钾氧化钨粒子，所述含钾氧化钨粒子在1mol％以上且50mol％以下的范围内含有钾，且包含中心部和与所述中心部邻接的周围部，至少在所述周围部含有钾，且在所述中心部与所述周围部之间氧化钨晶体的原子间距离的周期性不同，
所述含钾氧化钨粒子具有与从其粒子内部朝向表面的方向交叉、且相互平行的多个相依次排列在所述方向上的晶体结构，所述多个相至少包含钨原子和氧原子排列而构成层状结构的第1结晶相，在所述周围部邻接的第1结晶相间的原子间距离Ip大于在所述中心部邻接的第1结晶相间的原子间距离Ic。
2.根据权利要求1所述的电致变色元件，其中，与所述中心部相比，所述周围部的所述含钾氧化钨粒子中的所述钾的存在量更多。
3.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中，通过X射线光电子能谱法求出的所述含钾氧化钨粒子中的所述钾的含量KXPS相对于通过电感耦合等离子体发射光谱分析法求出的所述含钾氧化钨粒子中的所述钾的含量KICP的比KXPS/KICP为1.05以上。
4.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中，所述周围部具有1.5nm以上且5nm以下的最大宽度。
5.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中，所述电致变色层中的所述含钾氧化钨粒子的含量按面积比计为90％以上且99.5％以下。
6.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中，所述电致变色层中的所述氧化钨材料中的80质量％以上且100质量％以下为所述含钾氧化钨粒子。
7.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中，在所述电致变色层中相邻的所述含钾氧化钨粒子彼此的距离小于所述含钾氧化钨粒子的平均粒径。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-161668 | 2020-09-28 | ||
| JP2020161668A JP7379306B2 (ja) | 2020-09-28 | 2020-09-28 | エレクトロクロミック素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114326240A CN114326240A (zh) | 2022-04-12 |
| CN114326240B true CN114326240B (zh) | 2024-03-15 |
Family
ID=80821124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111105444.8A Active CN114326240B (zh) | 2020-09-28 | 2021-09-22 | 电致变色元件 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11884882B2 (zh) |
| JP (1) | JP7379306B2 (zh) |
| CN (1) | CN114326240B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12054671B2 (en) * | 2020-12-02 | 2024-08-06 | Gentex Corporation | Electro-optic element with additive |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108624A (en) * | 1978-12-28 | 1980-08-21 | Timex Corp | Counter electrode for electrochromic display unit and prodution thereof |
| JPS57197521A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-03 | Fujitsu Ltd | Electrochromic display element and its manufacture |
| CN101493625A (zh) * | 2008-01-23 | 2009-07-29 | 株式会社东海理化电机制作所 | 电致变色镜 |
| JP2011141425A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Tokai Rika Co Ltd | エレクトロクロミックミラー |
| JP2011228312A (ja) * | 2011-06-30 | 2011-11-10 | Sony Corp | 機能性デバイス |
| JP2014077950A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Ricoh Co Ltd | エレクトロクロミック表示素子 |
| JP2016069278A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 積水化学工業株式会社 | 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス |
| CN107163928A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-15 | 合肥工业大学 | 一种三氧化钨/五氧化二钒核壳纳米线阵列电致变色材料及其制备方法 |
| JP2017203843A (ja) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 株式会社リコー | エレクトロクロミック素子及びその製造方法 |
| CN107406985A (zh) * | 2015-01-14 | 2017-11-28 | 列日大学 | 在基底上超声喷雾热解沉积一个或更多个电致变色膜和/或电解质膜的改善方法 |
| CN108659812A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-16 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种核壳结构的高效热致变色纳米复合粉体及其制备方法 |
| CN110040976A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-23 | 合肥工业大学 | 一种氧化钨电致变色薄膜材料及其制备方法 |
| CN110109311A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-09 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种全固态电致变色器件及其制备方法 |
| CN110224170A (zh) * | 2018-03-01 | 2019-09-10 | 株式会社东芝 | 层叠体及二次电池 |
| CN111584540A (zh) * | 2019-02-19 | 2020-08-25 | 陕西坤同半导体科技有限公司 | 可控透明显示器件 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0343716A (ja) | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Nkk Corp | エレクトロクロミック素子 |
| DE4413403A1 (de) | 1994-04-18 | 1995-10-19 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Elektrochrome Dünnschichtsysteme und deren Komponenten |
| US10261381B2 (en) * | 2009-03-31 | 2019-04-16 | View, Inc. | Fabrication of low defectivity electrochromic devices |
| US8300298B2 (en) * | 2010-04-30 | 2012-10-30 | Soladigm, Inc. | Electrochromic devices |
| EP2734601B1 (en) * | 2011-07-21 | 2019-09-04 | Sage Electrochromics, Inc. | Electrochromic nickel oxide simultaneously doped with lithium and a metal dopant |
| EP2631008A1 (en) | 2012-02-22 | 2013-08-28 | nanograde AG | Solution-processable tungsten oxide buffer layers and electronics comprising same |
| FR3012126B1 (fr) * | 2013-10-22 | 2016-10-21 | Rhodia Operations | Compose de type oxyde de tungstene presentant une nouvelle structure cristalline et son procede de preparation |
| CN106688129B (zh) | 2014-09-11 | 2020-01-31 | 株式会社东芝 | 电极材料及使用了其的电极层、电池及电致变色元件 |
| JP2017111390A (ja) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社大阪ソーダ | エレクトロクロミック素子用バインダーおよびそれを含有するエレクトロクロミック素子 |
| US10392301B2 (en) * | 2016-04-15 | 2019-08-27 | Furcifer Inc. | Integration of electrochromic films on a substrate |
| WO2018235833A1 (ja) * | 2017-06-19 | 2018-12-27 | 住友金属鉱山株式会社 | 粘着剤層、近赤外線吸収フィルム、合わせ構造体、積層体、粘着剤組成物およびその製造方法 |
| JP7282751B2 (ja) | 2018-04-23 | 2023-05-29 | 株式会社東芝 | 電極層およびそれを用いた蓄電デバイス並びにエレクトロクロミック素子 |
| CN108504271B (zh) * | 2018-05-11 | 2020-06-12 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种智能节能复合膜的制备方法 |
-
2020
- 2020-09-28 JP JP2020161668A patent/JP7379306B2/ja active Active
-
2021
- 2021-09-03 US US17/465,991 patent/US11884882B2/en active Active
- 2021-09-22 CN CN202111105444.8A patent/CN114326240B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108624A (en) * | 1978-12-28 | 1980-08-21 | Timex Corp | Counter electrode for electrochromic display unit and prodution thereof |
| GB2043286A (en) * | 1978-12-28 | 1980-10-01 | Timex Corp | Electrochromic display and method for making same |
| US4236792A (en) * | 1978-12-28 | 1980-12-02 | Timex Corporation | Electrochromic display and method for making same |
| JPS57197521A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-03 | Fujitsu Ltd | Electrochromic display element and its manufacture |
| CN101493625A (zh) * | 2008-01-23 | 2009-07-29 | 株式会社东海理化电机制作所 | 电致变色镜 |
| JP2011141425A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Tokai Rika Co Ltd | エレクトロクロミックミラー |
| JP2011228312A (ja) * | 2011-06-30 | 2011-11-10 | Sony Corp | 機能性デバイス |
| JP2014077950A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Ricoh Co Ltd | エレクトロクロミック表示素子 |
| JP2016069278A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 積水化学工業株式会社 | 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス |
| CN107406985A (zh) * | 2015-01-14 | 2017-11-28 | 列日大学 | 在基底上超声喷雾热解沉积一个或更多个电致变色膜和/或电解质膜的改善方法 |
| JP2017203843A (ja) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | 株式会社リコー | エレクトロクロミック素子及びその製造方法 |
| CN107163928A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-15 | 合肥工业大学 | 一种三氧化钨/五氧化二钒核壳纳米线阵列电致变色材料及其制备方法 |
| CN110224170A (zh) * | 2018-03-01 | 2019-09-10 | 株式会社东芝 | 层叠体及二次电池 |
| CN108659812A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-16 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种核壳结构的高效热致变色纳米复合粉体及其制备方法 |
| CN111584540A (zh) * | 2019-02-19 | 2020-08-25 | 陕西坤同半导体科技有限公司 | 可控透明显示器件 |
| CN110109311A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-09 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种全固态电致变色器件及其制备方法 |
| CN110040976A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-23 | 合肥工业大学 | 一种氧化钨电致变色薄膜材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Synthesis of One-Dimensional Potassium Tungsten Bronze with Excellent near-Infrared Absorption Property;Chongshen Guo;《ACS Appl. Mater. Interfaces》;第3卷(第7期);第2794-2799页 * |
| 制备WO_3电致变色薄膜的低压反应离子镀工艺研究;任豪, 罗宇强, 李筱琳, 毕君;真空科学与技术;第24卷(第04期);第289-292页 * |
| 纳米WO_3薄膜的制备方法及其性质研究;黄荣;;山东陶瓷;第31卷(第03期);第14-18页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022054558A (ja) | 2022-04-07 |
| JP7379306B2 (ja) | 2023-11-14 |
| US20220100045A1 (en) | 2022-03-31 |
| US11884882B2 (en) | 2024-01-30 |
| CN114326240A (zh) | 2022-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Fast response of complementary electrochromic device based on WO3/NiO electrodes | |
| KR101682575B1 (ko) | 전기 변색 소자 및 그 제조 방법 | |
| US9798214B2 (en) | Methods of charging solid state plasmonic electrochromic smart window devices | |
| US8980135B2 (en) | Electroconductive particle, visible light transmitting particle-dispersed electrical conductor and manufacturing method thereof, transparent electroconductive thin film and manufacturing method thereof, transparent electroconductive article that uses the same, and infrared-shielding article | |
| US11105959B2 (en) | Electroconductive particle, visible light transmitting particle-dispersed electrical conductor and manufacturing method thereof, transparent electroconductive thin film and manufacturing method thereof, transparent electroconductive article that uses the same, and infrared-shielding article | |
| US9864250B2 (en) | Post-temperable nanocrystal electrochromic devices | |
| CN101023498B (zh) | 导电性粒子、可见光透过型粒子分散导电体及其制造方法、透明导电薄膜及其制造方法、使用它的透明导电物品、红外线屏蔽物品 | |
| DE112006002294T5 (de) | Lichtelektrische Umwandlungsvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung sowie lichtelektrische Energieerzeugungsvorrichtung | |
| CN108351565B (zh) | 含有颜色可调谐纳米结构的电致变色装置 | |
| WO2017059364A1 (en) | Electrochromic device containing distributed bragg reflector configured to selectively reflect uv radiation | |
| CN114326240B (zh) | 电致变色元件 | |
| Akkurt et al. | Electrochromic properties of UV-colored WO 3 thin film deposited by thermionic vacuum arc | |
| JP2003163360A (ja) | 光電変換素子 | |
| Wang et al. | Charge‐Balancing Redox Mediators for High Color Contrast Electrochromism on Polyoxometalates | |
| Kumar et al. | Electrochromic properties of tungsten oxide (WO3) thin films on lexan (polycarbonate) substrates prepared with neon as sputter gas | |
| JP2008010237A (ja) | 光電変換装置及びその製造方法並びに光発電装置 | |
| JP5019749B2 (ja) | 光電変換装置及びその製造方法並びに光発電装置 | |
| US20190367749A1 (en) | Methods of manufacturing nanocrystal thin films and electrochromic devices containing nanocrystal thin films | |
| JP4901194B2 (ja) | 光電変換装置及びその製造方法並びに光発電装置 | |
| EP2492934A2 (en) | Dye-sensitized solar cell | |
| JP2007227062A (ja) | 光電変換装置及びその製造方法並びに光発電装置 | |
| Afify et al. | Effect of UV light illumination in humid air on the optical and electronic properties of the orthorhombic α-MoO3 and monoclinic β-MoO3 | |
| Mehmood et al. | Investigations on niobium tungsten oxide thin films for optical modulation | |
| Sugavaneshwar et al. | Plasmon mediated cathodic photocurrent generation in sol-gel synthesized doped SrTiO3 nanofilms | |
| Pat et al. | Electrochromic properties of graphene doped TiO2 layer deposited by thermionic vacuum arc |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |