JPH04242226A

JPH04242226A - 可とう性ｅｃｄ素子

Info

Publication number: JPH04242226A
Application number: JP3003669A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Oishi; 知司大石; Sachiko Maekawa; 前川　幸子; Akira Kato; 明加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1991-01-17
Publication date: 1992-08-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機物基板上に作製し
たエレクトロクロミック素子にかかり、特に、可とう性
で軽量な表示装置、調光カーテンの作製に好適なエレク
トロクロミック素子に関する

【０００２】

【従来の技術】従来のエレクトロクロミック素子は、光
学，第１７巻　　第４号（１９８８年）第１５２ｐｐ−
１５７ｐｐに記載されているように、ガラス基板上に透
明電極，発色層，電解質層を成膜したものが知られてい
る。透明電極，発色層，電解質層の成膜方法は、物理的
方法として真空蒸着やスパッタ法が、また、化学的方法
としては、ＣＶＤ法が知られている。

【０００３】真空蒸着法は、ジャパニーズ　　ジャーナ
ル　　オブ　　アプライド　　フィジクス第１９巻、（
１９８０年）第２１２１ｐｐ−第２１２６ｐｐ　（Ｊａ
ｐａｎｅａｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ
　Ｐｈｉｓｉｃｓ，１９，２１２１（１９８０））が知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術を用いた
エレクトロクロミック素子では、透明電極，発色層，電
解質層の成膜方法の段階で必ず熱処理の工程をへるため
、耐熱温度の低い有機物基板上への素子形成は困難であ
った。このため、フレキシブルな可とう性のあるエレク
トロクロミック素子は得られなかった。透明電極，発色
層の成膜方法は、真空蒸着やスパッタ法が知られている
が、膜の緻密化を図るために成膜時に基板加熱の必要が
ある。また、成膜は、高真空状態で行うため、膜の組成
が化学量論比からずれ、膜の性質に悪影響を与えるとい
う欠点があった。

【０００５】化学的方法としてのＣＶＤ法でも、原料物
質の分解に２００℃以上の熱付与が必要であるため、耐
熱温度の低い有機物基板上への素子の形成は困難であっ
た。本発明の目的は、耐熱温度の低い有機物基板上へ設
置するエレクトロクロミック素子を提供することにある
。また、本発明の他の目的は、可とう性をもった表示デ
バイス，調光カーテンを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的をゾ
ルゲル法に光照射を加味するという新しい手法を開発す
ることにより達成したものである。これにより、高温の
熱処理を要することなく、炭素含有量の少ない化学量論
比の揃った良質の酸化物薄膜を有機物基板上に成膜する
ことができる。また、可とう性の有機物基板上エレクト
ロクロミック素子が形成可能である。また、この手法は
、透明電極，発色層，電解質層に使用される酸化物薄膜
材料全てに適用できるため、有機物基板上にゾルゲル法
という一連の工程でエレクトロクロミック素子に必要な
酸化物薄膜を形成できるものである。又、上記手法で作
製する層は透明電極，発色層，電解質層の一部でも良い
。エレクトロクロミック現象を示す酸化物は、ＷＯ３，
ＭｏＯ３，Ｖ２Ｏ５等、電解質層としてＴａ２Ｏ５，Ｚ
ｒＯ２，β−Ａｌ２Ｏ３等が、透明電極は、ＩＴＯ（Ｉ
ｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）の酸化物がこの方法により作製可
能である。

【０００７】また、有機物基板上に形成したエレクトロ
クロミック素子を用いて、表示装置，調光カーテンを作
製したものである。

【０００８】

【作用】本発明に用いられる金属アルコキシドは、一般
式Ｍ（ＯＲ）ｎ（Ｍ：金属、Ｒ：アルキル基、ｎ：整数
）で表される物質である。金属アルコキシドは、水の存
在下、加水分解反応を生じ（ＲＯ）ｎ　１ＭＯＨで表さ
れるアルキル基の一部が水酸基で置換された構造をもつ
化合物を生成する。このように部分的に加水分解して生
成した中間体は、さらに他の金属アルコキシドと反応し
、図５に示す様な縮合生成物となって成長していく。ゾ
ルゲル反応は、上記化学反応、すなわち、加水分解反応
と縮合反応を基本とし、無機ポリマ、すなわち、金属酸
化物を合成する。このゾルゲル反応では反応の律速段階
は、加水分解反応における金属−アルコキシ基結合の開
裂であるといわれている。

【０００９】本発明者らは、金属−アルコキシ基結合に
対応したエネルギを光照射により付与し、金属−アルコ
キシ基結合を選択的に切断し、ゾルゲル反応の律速段階
である加水分解反応を促進させ、低温で化学量論比の揃
った酸化物薄膜を得ることができることを見出した。こ
れを応用すると、膜形成後に膜質を向上させるための熱
処理が不要になり耐熱温度の低い有機物基板上へも、良
質な酸化物薄膜の形成が可能になる。エレクトロクロミ
ック素子の作製には、透明電極，発色層，電解質層が必
要であるが、これらを作製する材料には金属酸化物が使
用されている。金属酸化物を低温で作製する前述の手法
を用いて、素子作製に必要な透明電極，発色層，電解質
層を形成することができる。

【００１０】この方法により有機物基板上にエレクトロ
クロミック素子を作製でき、軽量かつ取扱いがべんりな
表示装置，調光カーテンが得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例につて説明する。

【００１２】〈実施例１〉インジウムエトキシド（Ｉｎ
（ＯＣ２Ｈ５）４）の０．５ｍｏｌ／ｌエタノール溶液
（９０ｍｌ）にチンエトキシド（Ｓｎ（ＯＣ２Ｈ５）４
）の０．５ｍｏｌ／ｌエタノール溶液（１０ｍｌ）を加
えた。この混合溶液に塩酸の０．１ｍｏｌ／ｌエタノー
ル溶液（０．５ｍｌ）と水の０．５ｍｏｌ／ｌエタノー
ル溶液（３０ｍｌ）の混合溶液を３ｍｌ／ｍｉｎ　の速
さで加えた。ついで、この溶液に２７０ｎｍの光を３０
分間照射した。

【００１３】ポリエステル基板（１００×１００×２ｔ
　　ｍｍ）を前述の反応溶液に浸漬し、成膜した後、乾
燥空気中で１８４ｎｍの光を照射し、膜をオゾン酸化し
た。この操作を六回繰返し２５００オングストロームの膜を
作製した。このようにして作製した膜は、透明であり（
透過率８０％以上）であり、また、比抵抗は、スパッタ
膜と同程度であった。この膜は、透明電極として使用で
きる。また、ポリエステル基板は、可とう性があり、曲
げることができる。この透明電極は基板との接着性もよ
く、折曲げても膜剥がれすることはなかった。

【００１４】図１は、この透明電極を示したものである
。図中、ポリエステル基板１上に透明電極２が形成され
ている。

【００１５】〈実施例２〉可とう性のポリエステル基板
（２００×２００×２ｔｍｍ）３上に実施例１で示した
方法で透明電極４を作製した。この基板上に、以下に示
す方法により発色層（ＷＯ３）５，電解質層（Ｔａ２Ｏ
５）６を作製した。このエレクトロクロミック素子の構
造を図３に示す。まず、発色層（ＷＯ３）５の作製から
説明する。

【００１６】タングステンエトキシド（Ｗ（ＯＣ２Ｈ５
）５）の０．５ｍｏｌ／ｌ　のエタノール溶液を作製し
た。この溶液５０ｍｌに水の０．５ｍｏｌ／ｌ　のエタ
ノール溶液２０ｍｌと塩酸の０．１ｍｏｌ／ｌ　エタノ
ール溶液５ｍｌの混合溶液を３ｍｌ／ｍｉｎの速度で加
えた。この混合溶液に２９０ｎｍの光を３０分間照射し
た。この溶液に先に作製した透明電極付ポリエステル基
板を浸漬、成膜した後、純空気中で１８４ｎｍの光を１
０分間照射し、オゾン酸化した。この操作を五回繰返し
た。このようにして厚さ２０００オングストロームのＷ
Ｏ３　の発光層５を作製した。ついで、電解質層（Ｔａ
２Ｏ５）６を作製した。

【００１７】タンタルエトキシド（Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）
５）の０．５ｍｏｌ／ｌ　のエタノール溶液を作製した
。この溶液５０ｍｌに水の０．５ｍｏｌ／ｌ　のエタノ
ール溶液５０ｍｌと塩酸の０．１ｍｏｌ／ｌ　エタノー
ル溶液１０ｍｌの混合溶液を３ｍｌ／ｍｉｎ　の速度で
加えた後、２５４ｎｍの光を３０分間照射した。この溶
液に先に作製した透明電極及び発色層付ポリエステル基
板を浸漬，成膜し、ついで純空気中で１８４ｎｍの光を
１０分間照射し、オゾン酸化した。この操作を五回繰返
した。このようにして発色層５上に厚さ３０００オング
ストロームの電解質層（Ｔａ２Ｏ５）６を作製した。

【００１８】つぎに、このポリエステル基板上に透明電
極４，発色層（ＷＯ３）５，電解質層（Ｔａ２Ｏ５）６
を、順次、積層した基板の上に実施例１で示したのと同
様な方法により、厚さ２０００オングストロームの透明
電極を作製した。さらにこの素子上にヘキサンに溶解し
た。ポリメチルメタクリレートを用いて成膜し、素子を
有機樹脂７で保護した。また、素子の横をエポキシ樹脂
８で封止するとともに透明電極にリード線９を接続した
。

【００１９】このようにして作製したエレクトロクロミ
ック素子に電圧を印加すると青色に発色し、良好なエレ
クトロクロミック現象を示した。また、この素子は、薄
いため折り曲げることができる。

【００２０】〈実施例３〉実施例２と同様な方法により
、５００×１０００×０．５ｔ　ｍｍのポリエステルフ
ィルム上にエレクトロクロミック素子を作製した。これ
を窓ガラス上に設置し、調光カーテンとして使用できる
。また、この調光カーテンは、使用しないときは、丸く折
たたむことができ、場所をとらず便利である。

【００２１】〈実施例４〉図３に表示素子の説明図を示
す。以下、その作製方法について説明する。

【００２２】実施例１で作製した透明電極付ポリエステ
ル基板上に２ｍｍ幅のレジストを塗布し、導電部となる
部分を保護した。ついで、０．５Ｎ　臭化水素酸に浸漬
し、５分間エッチングした。この後、レジストを有機溶
媒に溶解し、取り除いた。この基板を７０℃で３０分間
乾燥した。このようにして、基板上に透明電極１１をパ
ターニングした。この基板の端部をレジストでマスクし
た。ついで、この基板上に実施例２で示した方法で発色層（
ＷＯ３）１２，電解質層（Ｔａ２Ｏ５）１３を成膜した
。

【００２３】上下端部のレジストを除去後、全面に透明
電極を成膜した。ついで、前述の方法で、２ｍｍ幅の上
部電極のパターニングを行った。さらに、端部をレジス
トで保護し、実施例２で示した方法でポリメチルメタク
リレート樹脂１４を用いて封止した。最後に、上部電極
１１，下部電極１１にリード線を取付け、表示装置を完
成した。上部電極１１と下部電極１１の交差部分が発色
し、文字、数字を表示できる。

【００２４】この素子は、有機物基板上に作製されてい
るため、曲げることができる。また、軽量かつ割れない
ため信頼性も高い。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、可とう性の有機物基板
上にエレクトロクロミック素子を形成することができる
ため、柔軟かつ軽量，高強度な表示装置，調光カーテン
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポリエステル基板上に作製したＩＴＯ膜の断面
図。

【図２】ポリエステル基板上に透明電極（ＩＴＯ），発
色層（ＷＯ３），電解質層（Ｔａ２Ｏ５）を積層したエ
レクトロクロミック素子の説明図。

【図３】表示装置の一例の説明図。

【図４】表示装置の一例の平面図。

【図５】縮合生成物の例の構造説明図。

【符号の説明】

１…ポリエステル基板、２…透明電極、３…ポリエステ
ル基板、４…透明電極５…発色層、６…電解質層、７…
有機樹脂、８…エポキシ樹脂、９…リード線、１０…ポ
リエステル基板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物基板上に透明電極，発色層，電解質
層を積層し可とう性をもたせたことを特徴とするエレク
トロクロミック素子
【請求項２】有機物基板上への透明電極，発色層，電解
質層のうちの少なくとも一つの層の膜は、金属アルコキ
シドを主成分とする溶液に、光を照射する工程によって
形成された膜であることを特徴とするエレクトロクロミ
ック素子。
【請求項３】請求項２において、前記溶液に、金属アル
コキシド，水分及びアルコール等の有機溶媒を含有する
エレクトロクロミック素子。
【請求項４】請求項１の前記エレクトロクロミック素子
を構成要素の一つとして含む表示装置。
【請求項５】請求項１の前記エレクトロクロミック素子
を構成要素の一つとして含む調光カーテン。