JPH0217092B2 - - Google Patents

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JPH0217092B2
JPH0217092B2 JP61251965A JP25196586A JPH0217092B2 JP H0217092 B2 JPH0217092 B2 JP H0217092B2 JP 61251965 A JP61251965 A JP 61251965A JP 25196586 A JP25196586 A JP 25196586A JP H0217092 B2 JPH0217092 B2 JP H0217092B2
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JP
Japan
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electrode
electrolyte
electrode substrate
prussian blue
substrate
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JP61251965A
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JPS63106732A (en
Inventor
Yoshihito Katayama
Junichi Nagai
Tadatoshi Kamimori
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication of JPH0217092B2 publication Critical patent/JPH0217092B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はエレクトロクロミツク(EC)物質を
用いたエレクトロクロミツク(EC)素子に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an electrochromic (EC) device using an electrochromic (EC) material.

[従来の技術] 近年、EC物質を用いたEC素子が、表示素子、
防眩ミラー、調光窓等として用いられ始めてい
る。
[Prior art] In recent years, EC elements using EC materials have been used as display elements,
It is beginning to be used as anti-glare mirrors, dimming windows, etc.

このようなEC物質を用いたEC素子は、通常電
極基板間に酸化タングステン、酸化モリブデン等
の還元発色型のEC物質とこのEC物質を着色させ
うるイオンを含む電解質とを介在させて構成され
ている。
EC elements using such EC materials are usually constructed by interposing a reduction coloring type EC material such as tungsten oxide or molybdenum oxide and an electrolyte containing ions that can color the EC material between electrode substrates. There is.

この酸化タングステン等の還元発色型のEC物
質層を有する第1の電極基板に負の電圧を印加す
ることにより着色する。通常のEC表示素子の場
合、これに対向する第2の電極基板の対向電極で
は酸化反応がおきるため、酸化タングステン、酸
化バナジウム等に必要に応じてカーボン、樹脂等
を混合した対向電極を形成して用いている。ま
た、電解質としては、炭酸プロピレン、γ−ブチ
ロラクトン等の有機溶媒に過塩素酸リチウム等の
リチウムイオン源物質を添加したものが知られて
いる。
Coloring is achieved by applying a negative voltage to the first electrode substrate having a layer of a reduction coloring type EC material such as tungsten oxide. In the case of a normal EC display element, an oxidation reaction occurs at the counter electrode of the second electrode substrate, so the counter electrode is formed by mixing tungsten oxide, vanadium oxide, etc. with carbon, resin, etc. as necessary. It is used as such. Further, as an electrolyte, one in which a lithium ion source material such as lithium perchlorate is added to an organic solvent such as propylene carbonate or γ-butyrolactone is known.

しかし、このEC表示素子の対向電極は上記の
ような材料で構成されているため、常に着色して
いたり、第1の電極基板のEC物質が消色した時
に着色してしまうため、反射型の表示素子として
しか使用できなかつた。
However, since the counter electrode of this EC display element is made of the above-mentioned material, it is always colored, or becomes colored when the EC material on the first electrode substrate is decolored, so it is difficult to use a reflective type. It could only be used as a display element.

これに対して近年EC素子のメモリー性を活し
て調光体として使用することが提案されてきてい
る。しかし、調光体として使用する場合には透過
型としなくてはならなく、従来のEC表示素子の
ような構成はとることができなく、対向電極に問
題をかかえていた。即ち、対向電極を単なるITO
(酸化インジウム−酸化スズ)の透明電極とした
場合、両基板間に電圧を印加しても、上記のよう
な電解質では第1の電極基板のEC物質を着消色
させる速度が極めて遅くなつてしまうものであつ
た。これは第1の電極基板のEC物質側ではリチ
ウムイオンがレドツクスを行うが、対向する第2
の電極基板のITO側では過塩素酸イオン等による
レドツクスが可逆的でないためである。もし、こ
の着消色させる速度を速くするために無理に高い
電圧を印加した場合には、ITOの還元、電解質の
分解等に問題を生じ、実用にならない。
In response to this, in recent years it has been proposed to utilize the memory properties of EC elements to use them as light control bodies. However, when used as a light control body, it must be of a transmissive type, and a configuration similar to that of conventional EC display elements cannot be adopted, and there are problems with the counter electrode. In other words, the counter electrode is simply ITO.
In the case of a transparent electrode made of (indium oxide-tin oxide), even if a voltage is applied between both substrates, the speed at which the EC material on the first electrode substrate is colored and faded is extremely slow with the electrolyte described above. It was something to put away. This is because lithium ions perform redox on the EC material side of the first electrode substrate, but the lithium ions perform redox on the EC material side of the first electrode substrate.
This is because redox caused by perchlorate ions is not reversible on the ITO side of the electrode substrate. If an unreasonably high voltage is applied to increase the speed of coloring and decoloring, problems such as reduction of ITO and decomposition of the electrolyte will occur, making it impractical.

本発明者らはこの解決のため、対向電極は単な
るITOの透明電極とし、電解質にヨウ素化合物を
含有させることを提案してきている。
In order to solve this problem, the present inventors have proposed that the counter electrode be a simple ITO transparent electrode and that the electrolyte contain an iodine compound.

このヨウ素化合物を電解質に添加することによ
り、ヨウ素イオンがI-/I3 -の間で酸化還元反応
するため、ITOや電解質の劣化を生ぜずに第1の
電極基板のEC物質を着消色させることができる。
By adding this iodine compound to the electrolyte, iodine ions undergo a redox reaction between I - /I 3 - , so the EC substance on the first electrode substrate can be colored and decolored without causing deterioration of ITO or the electrolyte. can be done.

[発明の解決しようとする問題点] このようなヨウ素化合物を添加した電解質は
EC素子を屋内のように太陽光の直射下で使用し
ない場合にはあまり問題を生じなかつたが、太陽
光の直射下のような強い光の下では問題を生じる
ことがあつた。即ち、光照射時の消色時にITO電
極上におけるI3 -→I-の還元反応がスムーズに進
まなく、電極であるITOが還元されてしまう事態
を生じることがあり、EC素子の寿命を低下させ
るという問題点を生じた。
[Problems to be solved by the invention] The electrolyte to which such an iodine compound is added is
This did not cause many problems when the EC element was not used under direct sunlight such as indoors, but problems sometimes occurred under strong light such as under direct sunlight. In other words, during decolorization during light irradiation, the reduction reaction of I 3 - → I - on the ITO electrode may not proceed smoothly, and the ITO electrode may be reduced, reducing the lifespan of the EC element. This caused the problem of having to do so.

このため、太陽光の直射下のような強い光の下
でも、第2の電極基板の対向電極上での反応がス
ムーズに進む透過型のEC素子が望まれていた。
For this reason, there has been a demand for a transmission type EC element in which the reaction on the opposing electrode of the second electrode substrate proceeds smoothly even under strong light such as direct sunlight.

[問題を解決するための手段] 本発明は、従来のEC素子の以上のような欠点
を解消するためになされたものであり、酸化タン
グステン等の還元型EC物質層を有する第1の電
極基板と、第2の電極基板とを相対向させてその
間にヨウ素化合物を含有する電解質を挟持させて
なるEC素子において、第2の電極基板にプルシ
アンブルーを主成分とする酸化発色型EC物質層
を形成したことを特徴とするEC素子を提供する
ものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks of conventional EC elements, and provides a first electrode substrate having a layer of a reduced EC material such as tungsten oxide. In the EC device, an EC element is formed by facing a second electrode substrate and sandwiching an electrolyte containing an iodine compound therebetween. The present invention provides an EC element characterized by the following.

即ち、本発明のEC素子は、電解質にレドツク
ス剤として反応速度、耐久性に優れたヨウ素イオ
ン源物質となるヨウ素化合物を添加するとともに
第2の電極基板の対向電極にプルシアンブルーを
主成分とする酸化発色型EC物質層を設けること
により、第1の電極基板のEC物質の消色時に第
2の電極基板も透明であり、かつ第2の電極基板
の対向電極上での酸化還元反応もすみやかに進行
させることができ、電極の劣化や電解質の分解等
を生じにくい。
That is, in the EC element of the present invention, an iodine compound serving as an iodine ion source material with excellent reaction speed and durability is added to the electrolyte as a redox agent, and Prussian blue is the main component in the counter electrode of the second electrode substrate. By providing the oxidative color-forming EC material layer, the second electrode substrate is also transparent when the EC material on the first electrode substrate is decolored, and the redox reaction on the counter electrode of the second electrode substrate is rapid. It is possible to allow the process to progress to a state where it is difficult to cause deterioration of the electrode or decomposition of the electrolyte.

以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明す
る。第1図は本発明の基本的構成を示す端面図で
ある。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an end view showing the basic configuration of the present invention.

第1の電極基板、第2の電極基板とも電極基板
1A,1Bは、ガラス又はプラスチツク等の基板
表面上に酸化スズ、酸化インジウム又は酸化スズ
−酸化インジウム(ITO)等の透明導電膜2A,
2Bを塗布、蒸着、スパツタ等の公知の方法で形
成し電極としたもの等を用いる。また、必要に応
じてこの透明導電膜にアルミ、クロム、チタン等
の金属や導電ペーストによる細線リードを線状、
格子状等に積層してもよい。
Both the first electrode substrate and the second electrode substrate 1A, 1B have a transparent conductive film 2A, such as tin oxide, indium oxide, or tin oxide-indium oxide (ITO), on the surface of a substrate such as glass or plastic.
An electrode formed by forming 2B by a known method such as coating, vapor deposition, or sputtering is used. In addition, if necessary, thin wire leads made of metals such as aluminum, chromium, titanium, or conductive paste can be attached to this transparent conductive film in the form of a wire.
They may be laminated in a grid pattern or the like.

なお、調光ミラー等の光がEC素子を透過する
ことを要しない場合には、基板の一方は透明でな
くてもよく、セラミツク又はアルミ、チタンなど
の金属を用いても良いし、電極としては窒化チタ
ン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム等の反射
性の電極を用いても良い。更に、調光ミラーとし
て用いる場合には、電極基板を2枚とも透明のも
のを用い、一方の電極基板の裏面に鏡面を形成し
ても良い。
Note that in cases where light does not need to pass through the EC element, such as from a dimming mirror, one side of the substrate does not need to be transparent, and ceramic or metal such as aluminum or titanium may be used, or it may be used as an electrode. Alternatively, a reflective electrode made of titanium nitride, zirconium nitride, hafnium nitride, or the like may be used. Furthermore, when used as a light control mirror, both of the electrode substrates may be transparent, and a mirror surface may be formed on the back surface of one of the electrode substrates.

この電極基板の内一方の電極基板(第1の電極
基板)には還元発色型のEC物質層3が形成され
る。この還元発色型のEC物質としては公知の還
元発色型のEC物質が使用でき、蒸着、溶液塗布
焼成等の公知の製法で形成されればよく、具体的
には、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化
チタン、酸化イリジウム等があるが、酸化タング
ステンまたはこれを主成分とする酸化タングステ
ン系の物質が望ましい。
A reduction coloring type EC material layer 3 is formed on one of the electrode substrates (first electrode substrate). As this reduction coloring type EC material, a known reduction coloring type EC material can be used, and it may be formed by a known manufacturing method such as vapor deposition, solution coating and firing, etc. Specifically, tungsten oxide, molybdenum oxide, molybdenum oxide, Although titanium, iridium oxide, etc. are available, tungsten oxide or a tungsten oxide-based material containing titanium oxide as a main component is preferable.

一方、他方の電極基板(第2の電極基板)には
プルシアンブルー(Fe4 3+[Fe(CN)63)を主成分
とする酸化発色型のEC物質層4が形成される。
このプルシアンブルーの公知の製法によつて形成
されればよい。例えば、塩化第二鉄の水溶液とフ
エリシアン化カリウムの水溶液との混合液から電
解成膜されればよい。このプロセスによつてプル
シアンブルーの薄膜を形成する装置を第2図に示
し、さらに詳しく説明する。第2図はプルシアン
ブルーの成膜装置の模式図であり、容器11の中
に上記の塩化第二鉄の水溶液とフエリシアン化カ
リウムの水溶液との混合液12、プルシアンブル
ー薄膜を形成したい電極基板13、その対向電極
となるPt、Ni、ITO等の電極14及び参照電極
となる飽和カロメル電極15とが配置されてい
る。この電極基板13を負極として、電極14を
正極として通電することにより、電極基板13上
にプルシアンブルー薄膜が形成される。このプル
シアンブルー薄膜は通電量によつてその膜厚を制
御することができる。
On the other hand, on the other electrode substrate (second electrode substrate), an oxidized color-forming EC material layer 4 containing Prussian blue (Fe 4 3+ [Fe(CN) 6 ] 3 ) as a main component is formed.
It may be formed by a known method for producing Prussian blue. For example, electrolytic film formation may be performed from a mixed solution of an aqueous solution of ferric chloride and an aqueous solution of potassium ferricyanide. An apparatus for forming a Prussian blue thin film by this process is shown in FIG. 2 and will be described in more detail. FIG. 2 is a schematic diagram of a Prussian blue film forming apparatus, in which a container 11 contains a mixed solution 12 of the above-mentioned ferric chloride aqueous solution and potassium ferricyanide aqueous solution, an electrode substrate 13 on which a Prussian blue thin film is to be formed, An electrode 14 made of Pt, Ni, ITO, etc., which serves as a counter electrode, and a saturated calomel electrode 15, which serves as a reference electrode, are arranged. A Prussian blue thin film is formed on the electrode substrate 13 by energizing the electrode substrate 13 as a negative electrode and the electrode 14 as a positive electrode. The thickness of this Prussian blue thin film can be controlled by the amount of current applied.

もつとも本発明では、この第2の電極基板側で
のレドツクスはプルシアンブルーを主成分とする
酸化発色型EC物質層のみで行うものではなく、
主体はヨウ素化合物によるヨウ素イオンのレドツ
クスI-/I3 -で行う。このため、この第2の電極
基板のプルシアンブルーを主成分とする酸化発色
型EC物質層は、ヨウ素イオンのレドツクスI-
I3 -を補助する役目が果せればよいため、薄くて
も高い効果が得られる。
However, in the present invention, redox on the second electrode substrate side is not performed only with the oxidized color-forming EC material layer containing Prussian blue as the main component;
The main method is redox I - /I 3 - of iodine ions using iodine compounds. For this reason, the oxidative color-forming EC material layer of the second electrode substrate, which has Prussian blue as its main component, has an iodine ion redox I - /
Since it is sufficient to fulfill the role of supporting I 3 - , a high effect can be obtained even if it is thin.

このようにして形成された第1の電極基板1A
と第2の電極基板1Bとは、電極面を対向させて
その間に電解質5を挟持する。この場合、通常は
両電極基板の周辺にシール材によるシール6を形
成する。このシールは電解質が液体の場合には必
須であり、シールを形成後に注入口から電解質を
注入し、注入口を封止する。また、電解質がゲル
状の電解質の場合には、シールと同時に注入をし
てしまうことが好ましい。また、電解質が高分子
電解質の場合にはシールはなくてもよい。
First electrode substrate 1A formed in this way
and the second electrode substrate 1B, the electrode surfaces thereof face each other and the electrolyte 5 is sandwiched between them. In this case, a seal 6 made of a sealing material is usually formed around both electrode substrates. This seal is essential when the electrolyte is liquid, and after forming the seal, the electrolyte is injected through the injection port and the injection port is sealed. Furthermore, if the electrolyte is a gel electrolyte, it is preferable to inject it at the same time as sealing. Further, if the electrolyte is a polymer electrolyte, the seal may not be provided.

本発明で使用される電解質は、有機溶媒にレド
ツクス剤としてのヨウ素イオン源となるヨウ素化
合物を加えたものが使用される。
The electrolyte used in the present invention is a mixture of an organic solvent and an iodine compound serving as a source of iodine ions as a redox agent.

この有機溶媒としては、ヨウ素化合物を溶解し
てEC物質を着消色させうるものであればよく、
従来のEC表示素子に使用されている炭酸プロピ
レン、γ−ブチロラクトンを始め、ブチルアルコ
ール、スルホラン、ヒンダートサイクリツクカー
ボネート、ジメチルスルホキシド等が使用でき
る。
This organic solvent may be any solvent as long as it can dissolve the iodine compound and cause the EC substance to change color.
In addition to propylene carbonate and γ-butyrolactone, which are used in conventional EC display elements, butyl alcohol, sulfolane, hindered cyclic carbonate, dimethyl sulfoxide, and the like can be used.

このレドツクス剤としてのヨウ素イオン源とな
るヨウ素化合物としてはヨウ化リチウム、ヨウ化
ナトリウム等の金属ヨウ化物や、ヨウ化アンモニ
ウム、ヨウ化テトラエチルアンモニウム等のアン
モニウム系ヨウ化物等が用いられる。このヨウ素
化合物の添加量は、溶媒に対して0.001M/か
ら飽和量までの範囲内で添加されればよく、通常
は0.1〜1M/程度とされればよい。
As the iodine compound serving as the iodine ion source for this redox agent, metal iodides such as lithium iodide and sodium iodide, and ammonium-based iodides such as ammonium iodide and tetraethylammonium iodide are used. The amount of the iodine compound to be added to the solvent may range from 0.001M/ to a saturation amount, and usually about 0.1 to 1M/.

なお、アンモニウム系ヨウ化物等を用いる場合
やEC物質を着消色させないカチオンになる金属
ヨウ化物を用いる場合には、EC物質層を発色さ
せるプロトンやリチウムイオン等のカチオンを含
むカチオン源物質をEC物質層へのイオン注入の
ために添加する。このカチオン源物質としては、
過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、四フツ
化ホウ素化リチウム、四フツ化ホウ素化ナトリウ
ム等がある。このカチオン源物質の添加量も、溶
媒に対して0.001M/から飽和量までの範囲内
で添加されればよく、通常は0.1〜1M/程度と
されればよい。
In addition, when using ammonium-based iodides, etc., or when using metal iodides that form cations that do not color or fade the EC material, use a cation source material containing cations such as protons and lithium ions that color the EC material layer. Added for ion implantation into the material layer. This cation source substance is
Examples include lithium perchlorate, sodium perchlorate, lithium boron tetrafluoride, and sodium boron tetrafluoride. The amount of the cation source substance to be added to the solvent may range from 0.001 M/ to a saturation amount, and usually about 0.1 to 1 M/.

本発明では調光体として使用する場合には、さ
らに、この電解質にゲル化剤を1wt%から飽和量
まで添加して該電解質溶液の粘度を増しゲル化さ
せることが好ましい。このゲル化剤としてのポリ
マーは有機溶媒に溶解した際に103〜105cps程度
の粘度となるように調整されることが製造プロセ
ス及び電極の短絡防止の点からみて好ましい。
In the present invention, when used as a light control body, it is preferable to further add a gelling agent to the electrolyte from 1 wt % to a saturation amount to increase the viscosity of the electrolyte solution and cause it to gel. From the viewpoint of the manufacturing process and prevention of electrode short circuits, it is preferable that the polymer used as the gelling agent is adjusted to have a viscosity of about 10 3 to 10 5 cps when dissolved in an organic solvent.

このゲル化剤としては、EC物質の着消色に悪
影響を与えない範囲内で、ポリビニルブチラール
系、ポリ酢酸ビニル系、ポリエチレンオキシド
系、ポリアクリロニトリル系、ポリメチルメタク
リレート系、ポリビニルピロリドン系等公知の
種々のポリマーが使用できる。
As this gelling agent, known gelling agents such as polyvinyl butyral type, polyvinyl acetate type, polyethylene oxide type, polyacrylonitrile type, polymethyl methacrylate type, polyvinyl pyrrolidone type, etc. A variety of polymers can be used.

もつとも、これらのポリマーの中でも耐侯性特
に太陽光の直射による耐侯性が良く、前記の溶媒
に対して安定に溶解し、電気化学的に安定なもの
で電極基板に接着性があるものが望ましい。具体
的には、ポリエチレンオキシド系、ポリアクリロ
ニトリル系、ポリメチルメタクリレート系または
ポリビニルピロリドン系のポリマーが好ましい。
However, among these polymers, it is desirable to use a polymer that has good weather resistance, particularly against direct sunlight, is stably soluble in the above-mentioned solvent, is electrochemically stable, and has adhesive properties to the electrode substrate. Specifically, polyethylene oxide-based, polyacrylonitrile-based, polymethyl methacrylate-based, or polyvinylpyrrolidone-based polymers are preferred.

調光体は比較的面積が広く、立てて使用される
ことが多く、静水圧のために電解質溶液が下方に
下がつて来てEC素子の下方が膨らんでしまうこ
とが多く、また、外部から押圧されると2枚の電
極基板が接触し短絡してしまうおそれがある。し
かし、電解質中にポリマーを添加してゲル状の電
解質にしておくことにより、このような事故を防
止することができる。さらに何らかの原因で電極
基板が破損した場合においても、電解質や電極基
板が飛散しにくく安全である。さらには電解質が
漏れにくくなるため、シールの強度が低くてもよ
く、シール部の面積を小さくでき、基板にかかる
応力を減らし、光学的な歪を減少させるという利
点も有する。
The dimmer has a relatively large area and is often used vertically, and the electrolyte solution tends to fall downward due to hydrostatic pressure, causing the lower part of the EC element to bulge out. If pressed, there is a risk that the two electrode substrates will come into contact and cause a short circuit. However, such accidents can be prevented by adding a polymer to the electrolyte to form a gel electrolyte. Furthermore, even if the electrode substrate is damaged for some reason, the electrolyte and the electrode substrate are unlikely to scatter and are safe. Furthermore, since the electrolyte is less likely to leak, the strength of the seal does not need to be low, and the area of the seal portion can be reduced, which has the advantage of reducing stress on the substrate and optical distortion.

本発明のEC素子は上記のような調光体の用途
に適しているが、小型の透過型デイスプレーとし
て用いた場合に106回以上の発消色のサイクル寿
命を有し、デイスプレーとしても駆動方式の工夫
により十分に実用に耐え得る。
The EC element of the present invention is suitable for use as a light control body as described above, but when used as a small transmission type display, it has a cycle life of 10 to 6 times or more, and can be used as a display. However, by devising a drive system, it can be put to practical use.

[実施例] 以下、本発明の実施例を説明する。[Example] Examples of the present invention will be described below.

実施例 1 10cm角のガラス製基板上に蒸着法によりITO膜
を膜厚1500Åにコートし透明電極を形成して電極
基板を製造した。この電極基板の透明電極上に膜
厚5000ÅのWO3膜を蒸着して還元発色型のEC物
質層を形成して第1の電極基板を製造した。
Example 1 An electrode substrate was manufactured by coating a 10 cm square glass substrate with an ITO film to a thickness of 1500 Å by vapor deposition to form a transparent electrode. A WO 3 film having a thickness of 5000 Å was deposited on the transparent electrode of this electrode substrate to form a reduction coloring type EC material layer, thereby manufacturing a first electrode substrate.

また、上記のもう1枚の電極基板の透明電極上
に膜厚700Åのプルシアンブルー薄膜を第2図に
示すような装置を使用し、通電量2mC/cm2によ
り形成して第2の電極基板を製造した。
In addition, a Prussian blue thin film with a thickness of 700 Å was formed on the transparent electrode of the other electrode substrate using a device as shown in Fig. 2 at a current flow rate of 2 mC/cm 2 . was manufactured.

この第2の電極基板のプルシアンブルー薄膜は
青く着色していて、その透過率は68%であつた。
The Prussian blue thin film on this second electrode substrate was colored blue, and its transmittance was 68%.

この第1の電極基板と第2の電極基板とを電極
面が相対向するように配置し、周辺をシール材で
シールし、内部にγ−ブチロラクトンにヨウ化リ
チウムを0.75M/溶解した電解質を注入し、注
入口を封止してEC素子を製造した。
The first electrode substrate and the second electrode substrate are arranged so that the electrode surfaces face each other, the periphery is sealed with a sealing material, and an electrolyte containing 0.75M of lithium iodide dissolved in γ-butyrolactone is placed inside. The injection port was sealed and an EC device was manufactured.

このEC素子は、セル化時に74%の透過率を有
しており、第3電極を用いてプルシアンブルー薄
膜の還元を行わなくても消色時75%、着色時10%
の着消色が可能であつた。
This EC element has a transmittance of 74% when formed into a cell, 75% when decolored and 10% when colored, even without reducing the Prussian blue thin film using the third electrode.
It was possible to color and erase the colors.

また、ウエザーメーター中での繰り返し着消色
試験(1.0V30秒消色← →−1.5V17秒着色)を
行つた。この結果、300時間以上経過しても発泡
等の欠点を生じなく駆動できた。
In addition, a repeated coloring/decoloring test (decoloring at 1.0 V for 30 seconds ← → coloring at −1.5 V for 17 seconds) was conducted in a weather meter. As a result, it was possible to operate the device for more than 300 hours without causing any defects such as foaming.

これと比較のため、電解質としてγ−ブチロラ
クトンに過塩素酸リチウムを0.75M/溶解した
電解質を注入し、注入口を封止してEC素子(比
較例1)を製造した。この比較例1の素子は、初
期にプルシアンブルー薄膜が青く着色しており、
第3の電極の電極を素子内に形成してこの第3の
電極とプルシアンブルー薄膜との間に電圧を印加
してプルシアンブルー薄膜の還元を行わなければ
ならなかつた。これをウエザーメーター中での繰
り返し着消色試験を行つた結果、50〜100時間経
過で発泡等の欠点を生じてしまつた。
For comparison, an EC element (Comparative Example 1) was manufactured by injecting an electrolyte prepared by dissolving 0.75M lithium perchlorate in γ-butyrolactone and sealing the injection port. In the device of Comparative Example 1, the Prussian blue thin film was initially colored blue.
It was necessary to form a third electrode within the device and apply a voltage between the third electrode and the Prussian blue thin film to reduce the Prussian blue thin film. As a result of repeated coloring/decoloring tests in a weather meter, defects such as foaming occurred after 50 to 100 hours.

また、第2の電極基板として、透明電極を設け
たのみでプルシアンブルー薄膜を形成していない
ものを使用し、これと実施例1の第1の電極基板
とによりセルを形成し、内部に実施例1と同様の
γ−ブチロラクトンにヨウ化リチウムを0.75M/
溶解した電解質を注入し、注入口を封止して
EC素子(比較例2)を製造した。
In addition, as the second electrode substrate, a substrate with only transparent electrodes and no Prussian blue thin film was used, and this and the first electrode substrate of Example 1 formed a cell, and Lithium iodide was added to the same γ-butyrolactone as in Example 1 at 0.75M/
Inject the dissolved electrolyte and seal the injection port.
An EC element (Comparative Example 2) was manufactured.

この比較例2のEC素子は、消色時75%、着色
時10%の着消色が可能であつた。また、実施例1
と同様のウエザーメーター中での繰り返し着消色
試験を行つた結果、やはり50〜100時間経過で発
泡を生じた。
The EC element of Comparative Example 2 was capable of decoloring by 75% when decoloring and by 10% when coloring. In addition, Example 1
As a result of repeated coloring and fading tests conducted in a weather meter similar to the above, foaming occurred after 50 to 100 hours.

また、この比較例2のEC素子の同一電荷量の
場合の着色効率は、実施例1の着色効率よりも約
10%低いものであつた。
Furthermore, the coloring efficiency of the EC element of Comparative Example 2 when the amount of charge is the same is approximately higher than that of Example 1.
It was 10% lower.

実施例 2 実施例1と同様にして、内部にγ−ブチロラク
トンにヨウ化リチウムを0.75M/及びポリビニ
ルブチラール30wt%を溶解した電解質を注入し、
注入口を封止してEC素子を製造した。
Example 2 In the same manner as in Example 1, an electrolyte containing 0.75M lithium iodide/30wt% polyvinyl butyral dissolved in γ-butyrolactone was injected into the interior.
An EC device was manufactured by sealing the injection port.

このEC素子の着消色性能は実施例1と同様で
あつた。さらに、このEC素子は、ポリマーであ
るポリビニルブチラールによりゲル化されている
ため、電極基板が破損した場合においても、電解
質や電極基板が飛散しにくく安全であつた。
The coloring/decoloring performance of this EC element was similar to that of Example 1. Furthermore, since this EC element was gelled with the polymer polyvinyl butyral, it was safe because even if the electrode substrate was damaged, the electrolyte and electrode substrate were unlikely to scatter.

また、ガラス製基板のサイズを30cm角にして同
じ構成でEC素子を製造した。この大型のEC素子
は、垂直位置に配置しても静水圧のために電解質
溶液が下方に下がつてきてEC素子の下方が膨ら
んでしまうことがなかつた。
In addition, an EC device was manufactured with the same configuration using a glass substrate of 30 cm square. Even when this large EC element was placed in a vertical position, the electrolyte solution did not fall downward due to hydrostatic pressure and the lower part of the EC element did not bulge out.

実施例 3〜5 プルシアンブルー薄膜の膜厚を1000Å、2000
Å、4000Åとして、実施例1と同様にしてプルシ
アンブルー薄膜付の第2の電極基板を製造した。
Examples 3 to 5 The thickness of the Prussian blue thin film was 1000 Å and 2000 Å.
A second electrode substrate with a Prussian blue thin film was manufactured in the same manner as in Example 1, with a thickness of 4000 Å.

これらのプルシアンブルー薄膜は初期に青く着
色しており、その透過率は、膜厚1000Åで65%、
2000Åで56%、4000Åで41%であつた。このEC
素子は、第2の電極基板を用いて、実施例2と同
様にしてEC素子を製造した。
These Prussian blue thin films are initially colored blue, and their transmittance is 65% at a film thickness of 1000 Å.
It was 56% at 2000 Å and 41% at 4000 Å. This EC
An EC device was manufactured in the same manner as in Example 2 using the second electrode substrate.

これらのEC素子はセル化時に夫々70%、68%、
60%の透過率を有しており、第3電極を用いてプ
ルシアンブルー薄膜の還元を行わなくてもいずれ
も消色時75%、着色時10%の着消色が可能であつ
た。
These EC elements are 70%, 68%, and 68%, respectively, when they are made into cells.
It had a transmittance of 60%, and even without reducing the Prussian blue thin film using a third electrode, it was possible to change the color by 75% when decoloring and by 10% when coloring.

また、これらのEC素子の着消色性能は実施例
2と同様であつた。さらに、これらのEC素子は、
電解質がゲル化されているため、電極基板の破損
時の安全性及び垂直配置時の膨らみの問題を生じ
なかつた。
Furthermore, the coloring/decoloring performance of these EC elements was similar to that of Example 2. Furthermore, these EC elements
Since the electrolyte is gelled, there is no problem of safety when the electrode substrate is damaged or swelling when placed vertically.

実施例 6 電解質のゲル化剤として30wt%のポリビニル
ブチラールの代りに同量のポリエチレンオキシド
を使用した外は実施例2と同様にしてEC素子を
製造したところ、このEC素子も実施例2と同様
の性能を示した。
Example 6 An EC device was manufactured in the same manner as in Example 2, except that the same amount of polyethylene oxide was used instead of 30 wt% polyvinyl butyral as an electrolyte gelling agent. This EC device was also manufactured in the same manner as in Example 2. showed the performance of

実施例 7 電解質のゲル化剤として30wt%のポリビニル
ブチラールの代りに同量のポリビニルピロリドン
を使用した外は実施例2と同様にしてEC素子を
製造したところ、このEC素子も実施例2と同様
の性能を示した。
Example 7 An EC device was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the same amount of polyvinylpyrrolidone was used instead of 30 wt% polyvinyl butyral as an electrolyte gelling agent. This EC device was also manufactured in the same manner as in Example 2. showed the performance of

実施例 8 電解質の有機溶媒としてγ−ブチロラクトンの
代りにジメチルスルホキシドを使用した外は実施
例2と同様にしてEC素子を製造したところ、こ
のEC素子も実施例2と同様の性能を示した。
Example 8 An EC device was manufactured in the same manner as in Example 2 except that dimethyl sulfoxide was used instead of γ-butyrolactone as the organic solvent of the electrolyte. This EC device also showed the same performance as Example 2.

実施例 9 電解質の有機溶媒としてγ−ブチロラクトンの
代りにスルホランを使用し、ゲル化剤として
30wt%のポリビニルブチラールの代りに同量の
ポリエチレンオキシドを使用した外は実施例2と
同様にしてEC素子を製造したところ、このEC素
子も実施例2と同様の性能を示した。
Example 9 Sulfolane was used instead of γ-butyrolactone as the organic solvent of the electrolyte, and as a gelling agent.
An EC device was manufactured in the same manner as in Example 2 except that the same amount of polyethylene oxide was used in place of 30 wt% polyvinyl butyral, and this EC device also showed the same performance as Example 2.

特に、このEC素子は、ウエザーメーター中で
の繰り返し着消色試験での耐久性がより高いもの
であつた。
In particular, this EC element had higher durability in repeated coloring and fading tests in a weather meter.

実施例 10 実施例9のヨウ素化合物である0.75M/のヨ
ウ化リチウムの代りに0.75M/のヨウ化アンモ
ニウムを使用し、さらにリチウムイオン源として
0.75M/の過塩素酸リチウムを使用した外は実
施例2と同様にしてEC素子を製造した。
Example 10 0.75M/ammonium iodide was used instead of 0.75M/lithium iodide, which is the iodine compound of Example 9, and further, as a lithium ion source.
An EC device was manufactured in the same manner as in Example 2 except that 0.75M/Lithium perchlorate was used.

このEC素子も実施例9と同様の性能を示した。 This EC element also showed the same performance as Example 9.

[発明の効果] 本発明のEC素子においては、第2の電極基板
にITOのような電極のみを形成した基板を使用す
ることにより問題となつていたITO等の還元を
I-/I3 -レドツクスの可逆性を向上させることに
より軽減させる効果を得ることができる。これに
より太陽光の直射下のような過酷な条件下での着
消色の繰り返しにも長い寿命を得ることができ
る。
[Effects of the Invention] In the EC element of the present invention, by using a substrate on which only electrodes such as ITO are formed as the second electrode substrate, the reduction of ITO, etc., which has been a problem, can be avoided.
By improving the reversibility of I - / I 3 -redox, the effect of reducing it can be obtained. This makes it possible to obtain a long service life even when the coloring and fading are repeated under harsh conditions such as under direct sunlight.

また、酸化タングステン等の還元型EC物質層
に、プルシアンブルーを主成分とする酸化発色型
EC物質層を併用することにより、着色効果を向
上させることができる。即ち、消色時の光の透過
性を減少させることなく、かつ、高着色による
EC物質の寿命の低下の生じることなく、着色時
の着色度を高くして光の透過率を低くすることが
できる。もつとも、本発明では第2の電極基板側
でのレドツクスはプルシアンブルーを主成分とす
る酸化発色型EC物質層のみで行うものではなく、
主体はI-/I3 -で行うため、この第2の電極基板
のプルシアンブルーを主成分とする酸化発色型
EC物質層は薄くても効果があり、着色度に大き
く寄与しないこともある。
In addition, in the reduced EC material layer such as tungsten oxide, an oxidized color-forming type containing Prussian blue as the main component is added.
By using an EC material layer in combination, the coloring effect can be improved. In other words, without reducing the light transmittance during decoloring, and due to high coloring,
It is possible to increase the degree of coloring and lower the light transmittance without reducing the life of the EC material. However, in the present invention, redox on the second electrode substrate side is not performed only with the oxidized color-forming EC material layer containing Prussian blue as the main component;
Since the main component is I - /I 3 - , the oxidation color forming type mainly composed of Prussian blue of this second electrode substrate
The EC material layer can be effective even if it is thin, and may not contribute significantly to the degree of coloration.

また、単に酸化タングステンとプルシアンブル
ーとを併用したEC素子のように、初期にプルシ
アンブルーを消色するための第3電極を設ける必
要がなく、そのまま着消色してやればよく、構造
が簡単になるとともに、駆動も容易である。
In addition, unlike EC elements that simply use tungsten oxide and Prussian blue, there is no need to provide a third electrode to initially erase the Prussian blue, and the structure can be simplified as it can be colored and erased as is. At the same time, it is also easy to drive.

また、この電解質にポリマーを添加してゲル化
させることにより、面積の大きいEC素子として
用いても、スペーサを必要としなく、電極基板の
変形、短絡等の問題を生じにくい。また、基板が
破損時したとしても、電解質や基板が飛散しにく
い。さらに、電解質自身が流動しにくくなつてい
るため、強固なシールを必要としないので、EC
素子の製造が容易となり、かつ基板に対するシー
ルの応力が低下するため光学的な歪も生じにく
い。
Furthermore, by adding a polymer to this electrolyte and causing it to gel, even when used as an EC element with a large area, a spacer is not required and problems such as deformation of the electrode substrate and short circuits are less likely to occur. Furthermore, even if the substrate is damaged, the electrolyte and the substrate are unlikely to scatter. Furthermore, since the electrolyte itself is difficult to flow, it does not require a strong seal, so EC
The device can be easily manufactured, and optical distortion is less likely to occur because the stress of the seal against the substrate is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の基本的構成を示す端面図。第
2図はプルシアンブルーの成膜装置の模式図。 電極基板:1A,1B、透明導電膜:2A,2
B、還元発色型のEC物質層:3、酸化発色型の
EC物質層:4、電解質:5、シール:6。
FIG. 1 is an end view showing the basic configuration of the present invention. Figure 2 is a schematic diagram of a Prussian blue film forming apparatus. Electrode substrate: 1A, 1B, transparent conductive film: 2A, 2
B. Reduction coloring type EC material layer: 3. Oxidation coloring type EC material layer
EC material layer: 4, electrolyte: 5, seal: 6.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 酸化タングステン等の還元型エレクトロクロ
ミツク物質層を有する第1の電極基板と、第2の
電極基板とを相対向させてその間にヨウ素化合物
を含有する電解質を挟持させてなるエレクトロク
ロミツク素子において、第2の電極基板にプルシ
アンブルーを主成分とする酸化発色型エレクトロ
クロミツク物質層を形成したことを特徴とするエ
レクトロクロミツク素子。 2 電解質が電解質溶液の粘度を増加させ該電解
質溶液をゲル化させるポリマーとを含有する特許
請求の範囲第1項記載のエレクトロクロミツク素
子。 3 ヨウ素イオン源物質がヨウ化リチウムであり
カチオン源としての作用を果たす特許請求の範囲
第1項記載のエレクトロクロミツク素子。 4 還元発色型エレクトロクロミツク物質が酸化
タングステンを主成分とするエレクトロクロミツ
ク物質である特許請求の範囲第1項記載のエレク
トロクロミツク素子。
[Claims] 1. A first electrode substrate having a layer of a reduced electrochromic material such as tungsten oxide and a second electrode substrate are opposed to each other, and an electrolyte containing an iodine compound is sandwiched therebetween. 1. An electrochromic device characterized in that an oxidative color-forming electrochromic material layer containing Prussian blue as a main component is formed on a second electrode substrate. 2. The electrochromic device according to claim 1, wherein the electrolyte contains a polymer that increases the viscosity of the electrolyte solution and gels the electrolyte solution. 3. The electrochromic device according to claim 1, wherein the iodine ion source material is lithium iodide and functions as a cation source. 4. The electrochromic device according to claim 1, wherein the reduction coloring type electrochromic material is an electrochromic material containing tungsten oxide as a main component.
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