JP2501553B2 - Electrochromic element - Google Patents
Electrochromic elementInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は全固体エレクトロクロミック素子の中間絶縁
層の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to improvement of an intermediate insulating layer of an all-solid-state electrochromic device.
エレクトロクロミック素子はわずかな電流で発色が可
能であり、且つ非常に薄い層による構成が可能である点
において液晶に替る表示体としての用途が期待されてい
る。The electrochromic device is expected to be used as a display body replacing a liquid crystal in that it can develop color with a small amount of current and can be configured with a very thin layer.
全固体エレクトロクロミック素子は第１図に示す如
く、透明な基板１の上に透明導電膜よりなる第１電極
２、酸化発色層である第１エレクトロクロミック層３、
誘電体膜からなる中間絶縁層４、還元発色層である第２
エレクトロクロミック層５、透明導電膜よりなる第２電
極６を順次積層してなるものである。As shown in FIG. 1, the all-solid-state electrochromic device comprises a transparent substrate 1, a first electrode 2 made of a transparent conductive film, a first electrochromic layer 3 which is an oxidative coloring layer,
Intermediate insulating layer 4 made of a dielectric film, second reduction coloring layer
The electrochromic layer 5 and the second electrode 6 made of a transparent conductive film are sequentially laminated.
この様な構造を持つ全固体エレクトロクロミック素子
は、第１電極２と第２電極６の間に電圧を印加すること
によって電気化学反応が誘起され、着色、消色を行な
う。In the all-solid-state electrochromic device having such a structure, an electrochemical reaction is induced by applying a voltage between the first electrode 2 and the second electrode 6, and coloring and decoloring are performed.
上記、酸化発色層３にIrOx、還元発色層にWO3を用い
たエレクトロクロミック素子を例にとり、IrOx側をプラ
ス（＋）、WO3側をマイナス（−）とすると、IrOx側で
は、 IrOx＋yH2Oad→IrOx(OH)y＋yH+＋ye- ……（１） （但し、H2Oadはセル中に含まれる吸着H2O） WO3側では、 WO3＋yH+＋ye-→ＨyWO3 ……（２） なる反応が進行し、着色種、IrOx(OH)y、HyWO3（タング
ステンブロンズ）が形成されると考えられている。また
電界を逆転することにより、（１）（２）の逆反応が誘
起され消色する。Above, oxidation coloring layer 3 I r O x, the reduction coloring layer takes an electrochromic device using WO 3 as an example, I r O x side plus (+), the WO 3 side negative - When, () in I r O x side, I r O x + y H 2 O ad → I r O x (OH) y + y H + + y e - ...... (1) ( However, H 2 O ad is in the cell in the adsorption H 2 O) WO 3 side included, WO 3 + y H + + y e - → H y WO 3 ...... (2) comprising the reaction proceeds, colored species, I r O x (OH) y, It is believed that H y WO 3 (tungsten bronze) is formed. By reversing the electric field, the reverse reactions of (1) and (2) are induced and the color disappears.
なお、これらの反応はセル中に含まれる水分（H2Oad
として表示）により進行する。In addition, these reactions are based on the water content (H 2 O ad
Display as).
ところで、中間絶縁層は、上記着色種の再結合による
逆反応を防ぐ、換言すると電子のブロッキングを行な
う、と共に上記反応におけるイオンの導通の媒体として
の働きを有する。By the way, the intermediate insulating layer has a function of preventing a reverse reaction due to recombination of the colored species, in other words, blocking electrons, and also has a function as a medium for conducting ions in the reaction.
ところが、以上のような構成の全固体エレクトロクロ
ミック素子の中間絶縁層材料Ta2O5やZrO2）は誘電体で
あるが、それ自体はイオン導電性は小さい。However, although the intermediate insulating layer material T a2 O 5 or Z r O 2 ) of the all-solid-state electrochromic device having the above-described structure is a dielectric, it itself has a small ionic conductivity.
従って、従来の全固体エレクトロクロミック素子にお
いては、中間絶縁層のイオン導電性もやはり膜作成時に
雰囲気中に存在するH2Oが膜内に自然に取り込まれるこ
とによって生ずるものであった。Therefore, in the conventional all-solid-state electrochromic device, the ionic conductivity of the intermediate insulating layer is also caused by the natural incorporation of H 2 O existing in the atmosphere during film formation.
ところが、雰囲気中に存在するH2Oが自然に取り込ま
れることによって中間絶縁層や酸化・還元発色層等セル
中に含まれるに至ったH2Oは外部環境変化（熱や光）に
より容易に放出され易く、デバイスの応答性・信頼性の
上で大きな問題となっていた。すなわち、中間絶縁層で
あるTa2O5層の保水性を改善する必要があった。However, H 2 O existing in the atmosphere is naturally taken in and is contained in the cell such as the intermediate insulating layer and the oxidation / reduction coloring layer. The H 2 O is easily absorbed by changes in the external environment (heat or light). It is easily released, which is a major problem in terms of device responsiveness and reliability. That is, it was necessary to improve the water retention property of the Ta 2 O 5 layer which is the intermediate insulating layer.
上記の如き従来の問題点に鑑み、本発明は中間絶縁層
とH2Oの親和力を高め環境変化に耐え得るものとし、中
間絶縁層を全固体エレクトロクロミック素子セルにおけ
るH2Oの供給源としての性能を向上させるために、中間
絶縁層の機能を害しない吸水性の化合物を用いて中間絶
縁層を構成することにより応答性、信頼性、表示品位の
高い全固体エレクトロクロミック素子を提供しようとす
るものである。In view of the conventional problems as described above, the present invention is to increase the affinity of the intermediate insulating layer and H 2 O to withstand environmental changes, the intermediate insulating layer as a source of H 2 O in the all-solid-state electrochromic device cell. In order to improve the performance of the intermediate insulating layer, it is attempted to provide an all-solid-state electrochromic device having high responsiveness, reliability, and display quality by configuring the intermediate insulating layer using a water-absorbing compound that does not impair the function of the intermediate insulating layer. To do.
すなわち、本発明は電極間に還元発色層・中間絶縁層
・酸化発色層を挟持した全固体エレクトロクロミック素
子において、上記中間絶縁層が、酸化バリウムと五酸化
タンタルとの混合物からなることを特徴とする全固体エ
レクトロクロミック素子である。That is, the present invention is an all-solid-state electrochromic device in which a reduction coloring layer, an intermediate insulating layer, and an oxidation coloring layer are sandwiched between electrodes, wherein the intermediate insulating layer is composed of a mixture of barium oxide and tantalum pentoxide. It is an all-solid-state electrochromic device.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明にかかる全固体エレクトロクロミック素子は前
述の第１図に示す基本的構造において、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
らずポリイミド樹脂等プラスチック板などの透明基板な
らば特に限定されない。In the basic structure shown in FIG. 1 of the all-solid-state electrochromic device according to the present invention, the substrate 1 is generally formed of a glass plate. However, this is not limited to the glass plate, but a polyimide resin or other plastic plate may be used. The transparent substrate is not particularly limited as long as it is a transparent substrate.
透明導電膜2,6としては、ITO膜（酸化インジウムIn2O
3中に酸化錫SnO2をドープしたもの）やネサ膜（SnO2）
等が用いられる。As the transparent conductive films 2 and 6, an ITO film (indium oxide In 2 O
3 doped with tin oxide S n O 2 ) or Nesa film (S n O 2 )
Etc. are used.
酸化発色層である第１エレクトロクロミック層３は酸
化イリジウム（IrOx）、水酸化ニッケル（Ni(OH)2）等
によって形成されている。The first electrochromic layer 3, which is an oxidative coloring layer, is formed of iridium oxide (I r O x ) or nickel hydroxide (N i (OH) 2 ).
中間絶縁層４は、酸化バリウム（BaO）と五酸化タン
タル（Ta2O5）との混合物から構成される。また還元発
色層である第２エレクトロクロミック層５には三酸化タ
ングステン（WO3）が用いられる。The intermediate insulating layer 4 is made of a mixture of barium oxide (BaO) and tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ). Further, tungsten trioxide (WO 3 ) is used for the second electrochromic layer 5 which is the reduction coloring layer.
本発明にかかるエレクトロクロミック素子において上
記各層の形成は電子ビーム蒸着法、反応性イオンプレー
ティング法、反応性スパッタリング法、CVD法、陽極酸
化法等多種の薄膜形成法により行なわれる。In the electrochromic device according to the present invention, each of the above layers is formed by various thin film forming methods such as an electron beam evaporation method, a reactive ion plating method, a reactive sputtering method, a CVD method and an anodizing method.
以下、本発明を実施例に従って更に説明する。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples.
ガラス基板上に、透明導電膜としてITOを10000Aの膜
厚に反応性イオンプレーティング法で蒸着し、その上に
酸化発色層としてIrOx膜を反応性スパッタリング法で10
0Aの膜厚に堆積した。On a glass substrate, ITO was deposited by reactive ion plating to a thickness of 10000 A, a I r O x film as an oxidation coloring layer thereon by reactive sputtering method as the transparent conductive film 10
It was deposited to a film thickness of 0A.
その上に10wt％BaO・90wt％Ta2O5なる混合ペレットを
蒸発源として電子ビーム法により中間絶縁層を膜厚2000
Aに蒸着した。On top of that, a mixed pellet of 10 wt% BaO and 90 wt% T a2 O 5 was used as an evaporation source to form an intermediate insulating layer with a thickness of 2000
It was vapor-deposited on A.
さらにWO3ペレットを蒸発源とした電子ビーム法によ
り還元発色層を4000Aの膜厚に逐次蒸着し、最後にITOを
1200Aの膜厚に反応性イオンプレーティング法により形
成し、全固体エレクトロクロミック素子を作製した。Furthermore, a reduction coloring layer was sequentially deposited to a thickness of 4000 A by an electron beam method using WO 3 pellets as an evaporation source, and finally ITO was added.
An all-solid-state electrochromic device was prepared by forming the film with a film thickness of 1200 A by the reactive ion plating method.
得られた本発明にかかる全固体エレクトロクロミック
素子の環境変化に対する耐性を試験するために1.5V印加
200msec後の、各レベルの真空度における着色特性（ΔO
D）を測定し、結果を第２図のグラフに示した。比較の
ために従来の全固体エレクトロクロミック素子について
も同様の測定を行なった。Application of 1.5 V to test the resistance of the obtained all-solid-state electrochromic device according to the present invention to environmental changes
Coloring characteristics (ΔO at each vacuum level after 200 msec)
D) was measured and the results are shown in the graph of FIG. For comparison, the same measurement was performed for the conventional all-solid-state electrochromic device.
第２図から明らかなように、従来の全固体エレクトロ
クロミック素子12が真空度の高まりに従って急激にΔOD
を低下させるのに対して、本発明にかかる全固体エレク
トロクロミック素子11は５×10-6Torr.という高真空領
域でも十分に駆動しており、中間絶縁層中に含まれてい
るH2Oは放出されることなく保持されていることが解
る。As is clear from FIG. 2, the conventional all-solid-state electrochromic device 12 rapidly increases ΔOD as the degree of vacuum increases.
On the other hand, the all-solid-state electrochromic element 11 according to the present invention is sufficiently driven even in a high vacuum region of 5 × 10 −6 Torr., And H 2 O contained in the intermediate insulating layer is reduced. It can be seen that is retained without being released.
以上から明らかな如く、本発明によれば中間絶縁層を
酸化バリウムと五酸化タンタルとから構成することによ
り、特に高真空領域において、デバイス中のH2O量を安
定に保持させ、応答性、信頼性、表示品位の高い全固体
エレクトロクロミック素子を提供することが可能となっ
た。As is clear from the above, according to the present invention, by forming the intermediate insulating layer from barium oxide and tantalum pentoxide, particularly in a high vacuum region, the amount of H 2 O in the device can be stably maintained, and the responsiveness, It has become possible to provide an all-solid-state electrochromic device with high reliability and high display quality.
第１図は全固体エレクトロクロミック素子の基本構成を
示す断面略図であり、第２図は各真空度における電圧印
加200msec後の全固体エレクトロクロミック素子デバイ
スのΔODを示すグラフ図である。 １……基板、２……第１電極 ３……酸化発色層、４……中間絶縁層 ５……還元発色層、６……第２電極FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the basic structure of an all-solid-state electrochromic element, and FIG. 2 is a graph showing ΔOD of the all-solid-state electrochromic element device after voltage application for 200 msec at each vacuum degree. 1 ... Substrate, 2 ... First electrode 3 ... Oxidation coloring layer, 4 ... Intermediate insulating layer 5 ... Reduction coloring layer, 6 ... Second electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−50486（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−60814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−116519（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-59-50486 (JP, A) JP-A-59-60814 (JP, A) JP-A-58-116519 (JP, A)
Claims (3)
色層を挟持した全固体エレクトロクロミック素子におい
て、上記中間絶縁層が、酸化バリウムと五酸化タンタル
との混合物からなることを特徴とする全固体エレクトロ
クロミック素子。1. An all-solid-state electrochromic device in which a reduction coloring layer, an intermediate insulating layer, and an oxidation coloring layer are sandwiched between electrodes, wherein the intermediate insulating layer is made of a mixture of barium oxide and tantalum pentoxide. All solid-state electrochromic device.
なる特許請求の範囲第１項記載の全固体エレクトロクロ
ミック素子。2. The all-solid-state electrochromic device according to claim 1, wherein the reduction coloring layer is made of tungsten trioxide.
特許請求の範囲第１項或いは第２項記載の全固体エレク
トロクロミック素子。3. The all-solid-state electrochromic device according to claim 1 or 2, wherein the oxidative coloring layer is made of iridium oxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60079219A JP2501553B2 (en) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Electrochromic element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60079219A JP2501553B2 (en) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Electrochromic element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238027A JPS61238027A (en) | 1986-10-23 |
| JP2501553B2 true JP2501553B2 (en) | 1996-05-29 |
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ID=13683809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60079219A Expired - Lifetime JP2501553B2 (en) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Electrochromic element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501553B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950486A (en) * | 1982-09-17 | 1984-03-23 | 株式会社東芝 | Electric coloring display element |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP60079219A patent/JP2501553B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238027A (en) | 1986-10-23 |
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