JPH0371113A - エレクトロクロミック素子 - Google Patents
エレクトロクロミック素子Info
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- JPH0371113A JPH0371113A JP20698489A JP20698489A JPH0371113A JP H0371113 A JPH0371113 A JP H0371113A JP 20698489 A JP20698489 A JP 20698489A JP 20698489 A JP20698489 A JP 20698489A JP H0371113 A JPH0371113 A JP H0371113A
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Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明はエレクトロクロミック素子に関し、特に応答
性の優れたエレクトロクロミック素子に関するものであ
る。
性の優れたエレクトロクロミック素子に関するものであ
る。
［従来の技術］
エレクトロクロミック（以下ＥＣと略称する）素子は電
気化学反応、に伴って色が可逆的に変化するＥＣ材料を
発色体として用いた非発光型の表示素子である。ＥＣ素
子に関しては、真空２３［１１］（１９８０年）真空協
会Ｐ、５０３−５１４の文献にａＷＯ３膜のエレクトロ
クロミック特性と表示素子への応用“と題する解説論文
が開示されている。
気化学反応、に伴って色が可逆的に変化するＥＣ材料を
発色体として用いた非発光型の表示素子である。ＥＣ素
子に関しては、真空２３［１１］（１９８０年）真空協
会Ｐ、５０３−５１４の文献にａＷＯ３膜のエレクトロ
クロミック特性と表示素子への応用“と題する解説論文
が開示されている。
ＥＣ素子の発色／消色の原理は、例えばＥＣ材料として
酸化タングステンＷＯ３を用いた場合、次に示す（１）
式で説明されている。
酸化タングステンＷＯ３を用いた場合、次に示す（１）
式で説明されている。
ｘＭ” ＋ｘ ｅ−＋ＷＯ３−ＭｘＷＯ３・・・（１）
（１）式において、ＭはＨ，Ｌｉ、Ｎａ、になどである
。上記のＷＯ３は現在代表的なＥＣ材料であり、この物
質はＨ＋やＬｉ＋などの正イオンとともに電子も通す混
合導電体である。（１）式の反応において、電解質中で
ＷＯ３をカソード側にして電圧を印加するとＷＯ３に正
イオン（Ｍ＋）が注入されて青色（タングステンブロン
ズと呼ばれる）を示す。そして逆にＷＯ３をアノード側
にして電圧を印加するとＷ Ｏａ中の正イオンが電解質
に戻り消色する。換言すれば、ＷＯ３の電解還元を行う
とＭ＋がＷＯ３中に潜り込んで電気的中性を保ちＭ ｘ
Ｗ Ｏが生成する。ＷＯ３は無色であるが、Ｍ ｘ
Ｗ Ｏａは青色であるので電解還元によって発色させる
ことができる。逆に電解酸化すると無色のＷ Ｏａに戻
る。つまり表示素子に適用した場合、電圧を印加するこ
とにより書き込み／消去あるいは発色／消色を繰返して
行うことができる。
。上記のＷＯ３は現在代表的なＥＣ材料であり、この物
質はＨ＋やＬｉ＋などの正イオンとともに電子も通す混
合導電体である。（１）式の反応において、電解質中で
ＷＯ３をカソード側にして電圧を印加するとＷＯ３に正
イオン（Ｍ＋）が注入されて青色（タングステンブロン
ズと呼ばれる）を示す。そして逆にＷＯ３をアノード側
にして電圧を印加するとＷ Ｏａ中の正イオンが電解質
に戻り消色する。換言すれば、ＷＯ３の電解還元を行う
とＭ＋がＷＯ３中に潜り込んで電気的中性を保ちＭ ｘ
Ｗ Ｏが生成する。ＷＯ３は無色であるが、Ｍ ｘ
Ｗ Ｏａは青色であるので電解還元によって発色させる
ことができる。逆に電解酸化すると無色のＷ Ｏａに戻
る。つまり表示素子に適用した場合、電圧を印加するこ
とにより書き込み／消去あるいは発色／消色を繰返して
行うことができる。
この表示法は液晶などの非発光材料と類似するが、大き
く異なる点は一旦発色したら逆電圧をかけない限り表示
がそのまま残るという利点がある。
く異なる点は一旦発色したら逆電圧をかけない限り表示
がそのまま残るという利点がある。
また、ＥＣ素子は美しい見やすい色の表示素子として定
評がある。このような特長をもつＥＣ素子は受光型の表
示素子、メモリ素子、あるいは調光材料などへの応用分
野が考えられている。
評がある。このような特長をもつＥＣ素子は受光型の表
示素子、メモリ素子、あるいは調光材料などへの応用分
野が考えられている。
第２図は従来のＥＣ素子の一基本構成を示す模式的な断
面図である。図において、１ａは透明なガラス基板であ
り、１ｂはガラス基板１ａの面に成膜した透明電極であ
り、ガラス基板１ａと透明電極１ｂとで発色電極を構成
している。２ａは透明電極１ｂ上に形成したＥＣ材料か
らなるＥＣ物質層で、例えば非晶質Ｗ Ｏ（ａ Ｗ
Ｏａと称される）を用いて発色体を形成している。６は
透明電極ｌｂ上のＥＣ物質層２ａによる表示パターン膜
を形成するために設けた分離用の絶縁膜である。
面図である。図において、１ａは透明なガラス基板であ
り、１ｂはガラス基板１ａの面に成膜した透明電極であ
り、ガラス基板１ａと透明電極１ｂとで発色電極を構成
している。２ａは透明電極１ｂ上に形成したＥＣ材料か
らなるＥＣ物質層で、例えば非晶質Ｗ Ｏ（ａ Ｗ
Ｏａと称される）を用いて発色体を形成している。６は
透明電極ｌｂ上のＥＣ物質層２ａによる表示パターン膜
を形成するために設けた分離用の絶縁膜である。
一方、ガラス基板１ａと対向するガラス基板３ａ上にも
透明電極３ｂが形成され、通常は透明電極３ｂ上には図
示しない対向電極膜が形成されていて、ガラス基板３
ａ ％透明電極３ｂとともに対向電極を構成している。
透明電極３ｂが形成され、通常は透明電極３ｂ上には図
示しない対向電極膜が形成されていて、ガラス基板３
ａ ％透明電極３ｂとともに対向電極を構成している。
そして、上述の発色電極と対向電極はシールを兼ねたス
ペーサ５で等間隔に配設され、これらが形成する空間部
分に電解質４が密封されている。
ペーサ５で等間隔に配設され、これらが形成する空間部
分に電解質４が密封されている。
以上が従来からのＥＣ素子の基本構成であるが、発色電
極及び対向電極と電解質４とにより一単位素子分の電解
槽が構成される。この場合、透明電極１ｂ、３ｂからそ
れぞれ図示しない電極端子を取り出すことにより、発色
電極及び対向電極を任意に一対のアノード（正極）及び
カソード（負極）として使用することができるようにな
っている。
極及び対向電極と電解質４とにより一単位素子分の電解
槽が構成される。この場合、透明電極１ｂ、３ｂからそ
れぞれ図示しない電極端子を取り出すことにより、発色
電極及び対向電極を任意に一対のアノード（正極）及び
カソード（負極）として使用することができるようにな
っている。
実際の発色／消色の動作については前述した通りである
。
。
上述の従来のＥＣ素子はその一般的な代表例を示したも
のであるが、特開昭５４−１８０２５６号公報に開示さ
れているように、充填率が０．８５以下であるようなＥ
Ｃ物質層を用いることにより発色に寄与する正イオンの
ＥＣ物質層中での拡散を容易にしたことを特徴とするＥ
Ｃ素子が提案されている。
のであるが、特開昭５４−１８０２５６号公報に開示さ
れているように、充填率が０．８５以下であるようなＥ
Ｃ物質層を用いることにより発色に寄与する正イオンの
ＥＣ物質層中での拡散を容易にしたことを特徴とするＥ
Ｃ素子が提案されている。
［発明が解決しようとする課題］
上記のような従来のＥＣ素子は、色が鮮やかで視野角特
性に優れ、かつメモリ効果を有するなど液晶素子などの
非発光素子に比べ優れた特長を有するが、応答性が不十
分であり、特に発色時の応答性がよくなかったというこ
とが課題とされている。また、前記の特開昭５［１−１
８０２５６号公報にみられるように充填率を大きくした
例えばクラックを多量に形成したＥＣ物質層の薄膜は、
各種の発色電極（基板など）との密着性が悪い為、歩留
りなどの信頼性に欠けるものとなついた。
性に優れ、かつメモリ効果を有するなど液晶素子などの
非発光素子に比べ優れた特長を有するが、応答性が不十
分であり、特に発色時の応答性がよくなかったというこ
とが課題とされている。また、前記の特開昭５［１−１
８０２５６号公報にみられるように充填率を大きくした
例えばクラックを多量に形成したＥＣ物質層の薄膜は、
各種の発色電極（基板など）との密着性が悪い為、歩留
りなどの信頼性に欠けるものとなついた。
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので
、ＥＣ物質層の質的向上により発色電極との密着性に優
れ、かつ応答性のよいＥＣ素子を提供することを目的と
するものである。
、ＥＣ物質層の質的向上により発色電極との密着性に優
れ、かつ応答性のよいＥＣ素子を提供することを目的と
するものである。
［課題を解決するための手段］
この発明に係るＥＣ素子は、電解質を介して対向する二
つの電極の少くとも一つの電極の内側に設けたＥＣ物質
層が二層構造になっており、電解液に接する側すなわち
上層のＥＣ物質層にはクラックがマクロには均一な状態
で無数に存在するようにしたものである。
つの電極の少くとも一つの電極の内側に設けたＥＣ物質
層が二層構造になっており、電解液に接する側すなわち
上層のＥＣ物質層にはクラックがマクロには均一な状態
で無数に存在するようにしたものである。
［作用］
この発明においては発色電極上に形成されるＥＣ物質層
を二層構造とし、発色電極の透明導電膜（透明電極）上
にまずクラックのない密着性のよい第一のＥＣ物質層を
形成し、さらにその上に、クラックが多く正イオンの移
動が容易な第二のＥＣ物質層を形成せしめるからクラッ
クのないＥＣ物質層単層の場合に比較して発色／消色の
応答が早くなる。すなわち、このような二層構造のＥＣ
材料をＥＣ物質層とすることにより、発色電極とＥＣ物
質の密着性と動作の応答性の向上を両立させることがで
きるようになる。このことは、電解質から発色に寄与す
る正イオンが注入されるとき同しＥＣ物質を用いるなら
ば、このＥＣ物質にクラック状の空間が多い程ＥＣ物質
中におけるこの正イオンの移動が容易になることから首
肯される。
を二層構造とし、発色電極の透明導電膜（透明電極）上
にまずクラックのない密着性のよい第一のＥＣ物質層を
形成し、さらにその上に、クラックが多く正イオンの移
動が容易な第二のＥＣ物質層を形成せしめるからクラッ
クのないＥＣ物質層単層の場合に比較して発色／消色の
応答が早くなる。すなわち、このような二層構造のＥＣ
材料をＥＣ物質層とすることにより、発色電極とＥＣ物
質の密着性と動作の応答性の向上を両立させることがで
きるようになる。このことは、電解質から発色に寄与す
る正イオンが注入されるとき同しＥＣ物質を用いるなら
ば、このＥＣ物質にクラック状の空間が多い程ＥＣ物質
中におけるこの正イオンの移動が容易になることから首
肯される。
［実施例］
第１図はこの発明によるＥＣ素子の一実施例の基本構成
を第２図の従来例よりさらに簡略して示した模式説明図
である。図において、１１は発色電極、１２は発色電極
の内面に形成した第−ＥＣ物質層、１３はその上に形成
された無数のクラックを有する第二ＥＣ物質層、１４は
対向電極である。発色電極１１及び対向電極１４の内面
には第２図の従来例で示した透明電極のそれぞれｌｂ、
３ｂが形成されているが、図示は省略している。第−Ｅ
Ｃ物質層１２及び第二ＥＣ物質層１３が設けられた発色
電極１１と対向電極１４とはスペーサ１６を介して対向
しており、これらの部材が形成する空隙部に電解質１５
がスペーサ１６によりシールされて封入されている。
を第２図の従来例よりさらに簡略して示した模式説明図
である。図において、１１は発色電極、１２は発色電極
の内面に形成した第−ＥＣ物質層、１３はその上に形成
された無数のクラックを有する第二ＥＣ物質層、１４は
対向電極である。発色電極１１及び対向電極１４の内面
には第２図の従来例で示した透明電極のそれぞれｌｂ、
３ｂが形成されているが、図示は省略している。第−Ｅ
Ｃ物質層１２及び第二ＥＣ物質層１３が設けられた発色
電極１１と対向電極１４とはスペーサ１６を介して対向
しており、これらの部材が形成する空隙部に電解質１５
がスペーサ１６によりシールされて封入されている。
発色電極１１には前述のようにＩＴＯと呼ばれているイ
ンジウム錫酸化物などの透明導電膜がコーティングされ
たガラス（透光型表示用）、あるいは金属板（反射型表
示用）などが用いられる。第−ＥＣ物質層１２及び第二
ＥＣ物質層１３の形成は例えば真空蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティングなどのドライプロセス、ある
いは各種の湿式プロセスによって行われる。対向電極１
４は発色電極１１と同様な透明導電膜付きのガラス、あ
るいは白金などの金属が用いられる。電解質１５はアル
カリ金属塩を含んだ非水溶媒に溶解したものや硫酸等の
酸などの液体電解質や各種のイオン伝導体からなる固体
電解質が使用可能である。第−ＥＣ物質層１２及び第二
ＥＣ物質層１３及び電解質１５はスペーサ１６によって
外界からシールされている。
ンジウム錫酸化物などの透明導電膜がコーティングされ
たガラス（透光型表示用）、あるいは金属板（反射型表
示用）などが用いられる。第−ＥＣ物質層１２及び第二
ＥＣ物質層１３の形成は例えば真空蒸着、スパッタリン
グ、イオンブレーティングなどのドライプロセス、ある
いは各種の湿式プロセスによって行われる。対向電極１
４は発色電極１１と同様な透明導電膜付きのガラス、あ
るいは白金などの金属が用いられる。電解質１５はアル
カリ金属塩を含んだ非水溶媒に溶解したものや硫酸等の
酸などの液体電解質や各種のイオン伝導体からなる固体
電解質が使用可能である。第−ＥＣ物質層１２及び第二
ＥＣ物質層１３及び電解質１５はスペーサ１６によって
外界からシールされている。
なお、前述の第二ＥＣ物質層Ｉ３にはクラックが存在す
るように形成されているが、このようなりラック入りの
ＥＣ物質層は次に示すような予備実験の結果にもとづい
て形成される。すなわち、あらかじめインジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）をコーティングしであるシート抵抗ｌＯΩ
１０（ｏはｃｄ）の透明導電性ガラスを基板とし、７
Ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度を室温にし
てＷＯ３を電子線加熱により蒸発させてＷＯ３薄膜を成
膜したところ、ＷＯ３薄膜に無数のクラックが形成され
た。これは基板のＩＴＯガラスとの密着性も悪く、その
ままＥＣの発色／消色実験の供試体として用いることは
できなかったけれども、クラック入りのＥＣ膜の形成方
法としての手懸りとすることができたものである。
るように形成されているが、このようなりラック入りの
ＥＣ物質層は次に示すような予備実験の結果にもとづい
て形成される。すなわち、あらかじめインジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）をコーティングしであるシート抵抗ｌＯΩ
１０（ｏはｃｄ）の透明導電性ガラスを基板とし、７
Ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度を室温にし
てＷＯ３を電子線加熱により蒸発させてＷＯ３薄膜を成
膜したところ、ＷＯ３薄膜に無数のクラックが形成され
た。これは基板のＩＴＯガラスとの密着性も悪く、その
ままＥＣの発色／消色実験の供試体として用いることは
できなかったけれども、クラック入りのＥＣ膜の形成方
法としての手懸りとすることができたものである。
以下、この発明による実施例をＥＣ材料にＷＯ３を用い
た場合について説明する。まず、あらかじめインジウム
錫酸化物（ＩＴＯ）をコーティングしであるシート抵抗
１０Ω／口の透明導電性ガラスの基板を発色電極１１と
し、７ Ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度を
１８７℃にしてＷＯ８を電子線加熱で蒸発させてＷＯ３
薄膜の第−ＥＣ物質層１２を成膜した。つぎに、基板温
度を室温にして第−ＥＣ物質層１２上に、ＷＯ３を電子
線加熱により蒸発させてクラック入りのＷＯ３薄膜の第
二ＥＣ物質層１３を成膜した。このようにして、第−Ｅ
Ｃ物質層１２上に無数にクラックの存在する第二ＥＣ物
質層１３を密着させることができた。
た場合について説明する。まず、あらかじめインジウム
錫酸化物（ＩＴＯ）をコーティングしであるシート抵抗
１０Ω／口の透明導電性ガラスの基板を発色電極１１と
し、７ Ｘ １Ｏ−６Ｔｏｒｒの真空中で、基板温度を
１８７℃にしてＷＯ８を電子線加熱で蒸発させてＷＯ３
薄膜の第−ＥＣ物質層１２を成膜した。つぎに、基板温
度を室温にして第−ＥＣ物質層１２上に、ＷＯ３を電子
線加熱により蒸発させてクラック入りのＷＯ３薄膜の第
二ＥＣ物質層１３を成膜した。このようにして、第−Ｅ
Ｃ物質層１２上に無数にクラックの存在する第二ＥＣ物
質層１３を密着させることができた。
第−ＥＣ物質層１２及び第二ＥＣ物質層（３を有する発
色電極１１を表示極、白金を対向電極１４とし、電解質
１５にＩＭＬｉＣρ０４／プロピレンカーボネート溶液
を用いてＥＣ素子を作製した。このＥＣ素子を印加電圧
２，５ｖて発色させ、このＥＣ素子の波長８５０ｒ＋ａ
における光の透過率の時間変化を測定したところ、透過
率が発色前の２分の１になるのに要した時間がＷＯ３単
相膜の場合と比べて約７０％になり、応答性の向上が確
認された。
色電極１１を表示極、白金を対向電極１４とし、電解質
１５にＩＭＬｉＣρ０４／プロピレンカーボネート溶液
を用いてＥＣ素子を作製した。このＥＣ素子を印加電圧
２，５ｖて発色させ、このＥＣ素子の波長８５０ｒ＋ａ
における光の透過率の時間変化を測定したところ、透過
率が発色前の２分の１になるのに要した時間がＷＯ３単
相膜の場合と比べて約７０％になり、応答性の向上が確
認された。
なお、ＥＣ材料にＷＯの代りにＭ ｏ Ｏａを用い、上
記と同様な形成法によって上層をクラック入りとする二
層構造のＥＣ物質層を用いたＥＣ素子を作製したものに
ついて実験を行った結果は、Ｍ ｏ Ｏａ単相膜を用い
たＥＣ素子よりも上記実施例と同様に優れた応答性を示
した。
記と同様な形成法によって上層をクラック入りとする二
層構造のＥＣ物質層を用いたＥＣ素子を作製したものに
ついて実験を行った結果は、Ｍ ｏ Ｏａ単相膜を用い
たＥＣ素子よりも上記実施例と同様に優れた応答性を示
した。
［発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、発色電極に形成したＥ
Ｃ材料を通常のＥＣ物質層と同じ材料のクラック入りの
ＥＣ物質層の二層構造とする構成としクラック入りのＥ
Ｃ物質層を電解質側に配置したことにより、応答性の改
良されたＥＣ素子が得られる。
Ｃ材料を通常のＥＣ物質層と同じ材料のクラック入りの
ＥＣ物質層の二層構造とする構成としクラック入りのＥ
Ｃ物質層を電解質側に配置したことにより、応答性の改
良されたＥＣ素子が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示すＥＣ素子の基本構成
を示す模式説明図、第２図は従来のＥＣ素子の一構成を
示す模式断面図である。 図において、１■は発色電極、１２は第−ＥＣ物質層、
１３は第二ＥＣ物質層、１４は対向電極、１５は電解質
、１Ｂスペーサである。
を示す模式説明図、第２図は従来のＥＣ素子の一構成を
示す模式断面図である。 図において、１■は発色電極、１２は第−ＥＣ物質層、
１３は第二ＥＣ物質層、１４は対向電極、１５は電解質
、１Ｂスペーサである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ２つの電極が電解質を介して対向し、少なくとも一方の
電極の内側の面にエレクトロクロミック物質層が形成さ
れているエレクトロクロミック素子において、 前記エレクトロクロミック物質層が二層構造を有し、前
記電解質と接する側の上層にはクラックが存在するよう
に形成したことを特徴とするエレクトロクロミック素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20698489A JPH0371113A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | エレクトロクロミック素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20698489A JPH0371113A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | エレクトロクロミック素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0371113A true JPH0371113A (ja) | 1991-03-26 |
Family
ID=16532253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20698489A Pending JPH0371113A (ja) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | エレクトロクロミック素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0371113A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005128062A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Toshiba Corp | 表示装置 |
-
1989
- 1989-08-11 JP JP20698489A patent/JPH0371113A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005128062A (ja) * | 2003-10-21 | 2005-05-19 | Toshiba Corp | 表示装置 |
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