JPH0443252B2 - - Google Patents

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JPH0443252B2
JPH0443252B2 JP59007773A JP777384A JPH0443252B2 JP H0443252 B2 JPH0443252 B2 JP H0443252B2 JP 59007773 A JP59007773 A JP 59007773A JP 777384 A JP777384 A JP 777384A JP H0443252 B2 JPH0443252 B2 JP H0443252B2
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Japan
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gas
film
mixed gas
iridium
ecd
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JP59007773A
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Japanese (ja)
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JPS60151616A (en
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Ryoji Fujiwara
Isamu Shimizu
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Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0443252B2 publication Critical patent/JPH0443252B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/1514Devices 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
    • G02F1/1523Devices 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
    • G02F1/1524Transition metal compounds
    • G02F1/15245Transition metal compounds based on iridium oxide or hydroxide

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、全固体薄膜積層型エレクトロクロミ
ツク素子(以下、「ECD」という)に関し、詳し
くは改善された透明性を有する酸素発色層を用い
たECDに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an all-solid-state thin film stacked electrochromic device (hereinafter referred to as "ECD"), and more specifically to an ECD using an oxygen coloring layer with improved transparency. .

ECDは、例えば数字表示素子、X−Yマトリ
クス表示素子、光学シヤツタや絞り機搆等に応用
することができるもので、例えば第1図に示す全
固体薄膜積層構造のECDが知られている。すな
わち、第1図に示すECDは、1対の電極12と
16間に還元発色層13、中間層14と酸化発色
層15の薄膜積層構造が配置されている。この
ECDは、可逆的な電気化学反応により発色状態
と消色状態の光学変化が得られ、例えば還元発色
層13の側の電極12に負極性とし、酸化発色層
15の側の電極16に正極性とした電圧を印加す
ることによつて、還元発色層13と酸化発色層1
5を発色状態とすることができ、又この電圧の極
性をそれぞれ逆極性とすることにより発色状態か
ら消色状態へと光学変化を生じさせることができ
る。
ECDs can be applied to, for example, numeric display elements, X-Y matrix display elements, optical shutters, diaphragms, etc. For example, an ECD with an all-solid thin film laminated structure shown in FIG. 1 is known. That is, in the ECD shown in FIG. 1, a thin film laminated structure of a reduction coloring layer 13, an intermediate layer 14, and an oxidation coloring layer 15 is arranged between a pair of electrodes 12 and 16. this
In ECD, an optical change between a colored state and a decolored state is obtained by a reversible electrochemical reaction. For example, the electrode 12 on the side of the reduced coloring layer 13 has a negative polarity, and the electrode 16 on the side of the oxidized coloring layer 15 has a positive polarity. By applying a voltage of
5 can be brought into a colored state, and by setting the polarities of these voltages to opposite polarities, an optical change can be caused from a colored state to a decolored state.

ところで、米国特許第4191453号公報には酸化
イリジウムがアノード反応で発色するECDのア
ノード材料となることが提案されており、又特開
昭56−4679号公報には酸化イリジウムを前述の如
き全固体薄膜積層型ECDの酸化発色層として適
用したECDが提案されている。
By the way, U.S. Pat. No. 4,191,453 proposes that iridium oxide be used as an anode material for ECD that develops color through an anode reaction, and JP-A-56-4679 proposes that iridium oxide be used as an all-solid material as described above. An ECD applied as an oxidation coloring layer in a thin film laminated ECD has been proposed.

しかし、この様な従来で用いられている酸化イ
リジウムの酸化発色層は、応答速度が遅い点や透
過率が低いなどの実用上の点で十分な性能をもつ
ていない欠点を有している。
However, the iridium oxide oxide coloring layer used in the past has disadvantages in that it does not have sufficient practical performance, such as slow response speed and low transmittance.

このため、例えば米国特許第4258984号公報に
記載されている様に、スパツタリングにより形成
した酸化イリジウムの薄膜あるいは金属イリジウ
ムの薄膜を硫酸水溶液中で低周波駆動による陽極
酸化するウエツトプロセスにより、前述の欠点を
解消する方法が提案されているが、この方法で形
成した酸化イリジウム薄膜の透過率はせいぜい70
%程度で、十分な透明性を有しておらず、又この
方法は薄膜積層構造体を作成する時のピンホール
発生の原因となつていて、適当なものではない。
For this reason, as described in US Pat. No. 4,258,984, for example, a wet process is performed in which a thin film of iridium oxide or a thin film of metallic iridium formed by sputtering is anodized in an aqueous sulfuric acid solution by low frequency drive. A method has been proposed to eliminate this drawback, but the transmittance of the iridium oxide thin film formed by this method is at most 70.
%, it does not have sufficient transparency, and this method is not suitable because it causes pinholes when producing a thin film laminated structure.

又、反応性スパツタリングにより作製した酸化
イリジウム薄膜もやはり透明性の高いものが得ら
れず、しかも十分なEC特性(可逆的な電気化学
反応特性)を得るためには、この酸化イリジウム
薄膜に前述の陽極酸化処理を施す必要がある。
Furthermore, it is still difficult to obtain a highly transparent iridium oxide thin film produced by reactive sputtering, and in order to obtain sufficient EC characteristics (reversible electrochemical reaction characteristics), this iridium oxide thin film must be treated with the aforementioned method. It is necessary to perform anodizing treatment.

本発明者らは、ECDの酸化発色層として酸化
イリジウム薄膜を適用する際に生じていた前述の
如き諸問題を解決すべく、鋭意検討を重ねたとこ
ろ、特に反応性スパツタリングにより酸化イリジ
ウム又は水酸化イリジウムの薄膜を形成する際の
反応ガスとして酸素ガスと水素ガスを含有する混
合ガス、場合によつては水蒸気をも混合させた混
合ガスを用いることによつて、前述の如き陽極酸
化処理(ウエツトプロセス)を用いることなく全
くドライプロセスで良好なEC特性が得られる点、
しかも高い透明性を有する酸化イリジウム又は水
酸化イリジウムの薄膜が得られる点を見い出し
た。
In order to solve the above-mentioned problems that occurred when applying an iridium oxide thin film as an oxidized coloring layer of an ECD, the present inventors conducted extensive studies and found that, in particular, by reactive sputtering, iridium oxide or hydroxide By using a mixed gas containing oxygen gas and hydrogen gas as a reaction gas when forming an iridium thin film, and in some cases, a mixed gas containing water vapor as well, the anodic oxidation treatment (wet Good EC characteristics can be obtained with a completely dry process without using a dry process.
Moreover, it has been found that a thin film of iridium oxide or iridium hydroxide can be obtained with high transparency.

従つて、本発明の目的は酸化発色層として用い
た酸化イリジウム(IrOx;0.5<x<2、好まし
くは1<x2)又は水酸化イリジウム(Ir
(OH)n;n2)の薄膜をドライプロセスで
形成し、しかもピンホールの発生していない電気
化学的反応性積層構造体を有するECDを提供す
ることにある。
Therefore, the object of the present invention is to use iridium oxide (IrOx; 0.5<x<2, preferably 1<x2) or iridium hydroxide (IrOx) as an oxidized coloring layer.
An object of the present invention is to provide an ECD having an electrochemically reactive laminated structure in which a thin film of (OH)n;n2) is formed by a dry process and in which pinholes are not generated.

本発明の別の目的は、高い透過率特性ももつ
ECDを提供することにある。
Another object of the present invention is to also have high transmittance characteristics.
The goal is to provide ECD.

すなわち、本発明は、一対の電極間に酸化発生
層を備えたエレクトロクロミツク素子において、
前記酸化発生層を水素ガスに酸化ガスあるいは水
蒸気の少なくともいずれか一方が加わつた混合ガ
スの存在下でインジウムをスパツタリングするこ
とにより形成した薄膜で構成したことを特徴とす
る。
That is, the present invention provides an electrochromic device including an oxidation generation layer between a pair of electrodes,
The oxidation generating layer is characterized by being formed of a thin film formed by sputtering indium in the presence of a mixed gas containing hydrogen gas and at least one of oxidizing gas and water vapor.

以下、本発明を図面に従つて説明する。 The present invention will be explained below with reference to the drawings.

本発明のECDは、第1図に示す薄膜積層構造
体を用いることができ、図中の酸化発色層15と
して前述のIrOx膜又はIr(OH)n膜を設けたも
のである。又、図中の還元発色層13は、省略す
ることも可能である。
The ECD of the present invention can use the thin film laminated structure shown in FIG. 1, in which the aforementioned IrOx film or Ir(OH)n film is provided as the oxidized coloring layer 15 in the figure. Further, the reduction coloring layer 13 in the figure can be omitted.

本発明のECDで用いうる還元発色層13とし
ては、例えば二酸化タングステン(WO2)、三酸
化タングステン(WO3)、二酸化モリブデン
(M0O2)、三酸化モリブデン(M0O3)や五酸化
バナジウム(V2O5)などの薄膜を用いることが
できる。中間層14は、二酸化ジルコン(Zr
O2)、酸化ケイ素(SiO)、二酸化ケイ素(SiO2
五酸化タンタル(Ta2O5)などの酸化物あるいは
フツ化リチウム(LiF)、フツ化マグネシウム
(MgF2)などのフツ化物で代表される誘電体か
らなる絶縁膜である。
Examples of the reduction coloring layer 13 that can be used in the ECD of the present invention include tungsten dioxide (WO 2 ), tungsten trioxide (WO 3 ), molybdenum dioxide (M 0 O 2 ), molybdenum trioxide (M 0 O 3 ), and molybdenum trioxide (M 0 O 3 ). A thin film such as vanadium oxide (V 2 O 5 ) can be used. The intermediate layer 14 is made of zircon dioxide (Z r
O 2 ), silicon oxide (SiO), silicon dioxide (SiO 2 )
It is an insulating film made of a dielectric material, typically an oxide such as tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) or a fluoride such as lithium fluoride (LiF) or magnesium fluoride (MgF 2 ).

この様な酸化発色層15/中間層14/還元発
色層13からなる可逆的な電気化学反応性構造体
は、電極12と16の間に挾持され、電極12は
基体11によつて支持されている。この基体11
は一般的にガラス板によつて形成されるが、これ
はガラス板に限らず、プラスチツク板を用いるこ
ともでき、又その位置に関しても電極16の側に
設けてもよいし目的に応じて(例えば、保護カバ
ーとするなどの目的)両側に設けてもよい。又、
電極12と16としては酸化インジウム、酸化錫
やITO(Indinm Tin Oxide)などの透明導電膜
を用いることができるが、必要に応じて電極12
と16のうち何れか1方を適当な金属膜とするこ
ともできる。
A reversibly electrochemically reactive structure composed of the oxidation coloring layer 15 / intermediate layer 14 / reduction coloring layer 13 is sandwiched between the electrodes 12 and 16, and the electrode 12 is supported by the base 11. There is. This base 11
is generally formed of a glass plate, but it is not limited to a glass plate, a plastic plate can also be used, and its position may also be provided on the side of the electrode 16, depending on the purpose ( For example, it may be provided on both sides (for purposes such as serving as a protective cover). or,
As the electrodes 12 and 16, a transparent conductive film such as indium oxide, tin oxide or ITO (Indinm Tin Oxide) can be used.
and 16 may be made of a suitable metal film.

本発明で用いる酸化発色層15は、第2図に示
すIrOx又はIr(OH)n薄膜作成スパツタリング
装置により形成することができる。
The oxidized coloring layer 15 used in the present invention can be formed by the IrOx or Ir(OH)n thin film forming sputtering apparatus shown in FIG.

第2図に示すスパツタリング装置は、真空槽2
01の内部にITO膜を設けたガラス板などの被蒸
着体202(図中では2つの被蒸着体202aと
202bを配置)とターゲツトなる金属イリジウ
ム(Ir)パレツト203がそれぞれ所定の位置に
配置され、被蒸着体202は冷却水循環パイプ2
04によつて冷却されている支持体205によつ
て支えられており、スパツタリングの際には被蒸
着体を室温程度に保つことができる。又金属イリ
ジウムパレツト203は電極体206ステンレス
などの上に配置されている。又、この金属イリジ
ウムパレツト203に代えて、他のイリジウム例
えばイリジウム酸化物、イリジウム水酸化物を用
いることもできる。この電極体206は高周波電
源207に接続されたマツチングボツクス208
と接続している。又、真空槽21にはそれぞれ反
応ガスとして酸素ガスを導入する酸素ガスボンベ
209、水素ガスを導入する水素ガスボンベ31
3と真空ポンプ310に接続され、それぞれにバ
ルブ311,314と312が取り付けられてい
る。
The sputtering apparatus shown in FIG.
An object to be evaporated 202 (two objects to be evaporated 202a and 202b are arranged in the figure), such as a glass plate provided with an ITO film, and a target metal iridium (Ir) pallet 203 are placed at predetermined positions. , the object to be deposited 202 is the cooling water circulation pipe 2
The substrate is supported by a support 205 which is cooled by a heating element 04, and the object to be deposited can be kept at about room temperature during sputtering. Further, the metal iridium pallet 203 is arranged on an electrode body 206 made of stainless steel or the like. Further, in place of this metal iridium pallet 203, other iridium such as iridium oxide or iridium hydroxide may be used. This electrode body 206 is connected to a matching box 208 connected to a high frequency power source 207.
is connected to. Further, the vacuum chamber 21 includes an oxygen gas cylinder 209 that introduces oxygen gas as a reaction gas, and a hydrogen gas cylinder 31 that introduces hydrogen gas.
3 and a vacuum pump 310, and valves 311, 314, and 312 are attached to each.

本発明の酸化発色層となるIrOx膜を形成する
に際して、真空槽201の内部を真空ポンプ31
0の作動により真空状態(10-5Torr)とした後
に、バルブ312を閉じて真空状態を維持する。
しかる後に、バルブ311と314を開放して酸
素ガスボンベ209と水素ガスボンベ313より
真空槽201の内部に酸素ガスと水素ガスを導入
し、そのガス圧が0.1Torr以上、好ましくは
0.1Torr〜1Torrとなる様にする。その後、高周
波電力(周波数13.56MHz;電力1W/cm2以下、好
ましくは0.4W/cm2以下)を電極体206に付写
し、クロー放電を生じさせてスパツタリングを行
なうことによつて、IrOx膜を被蒸着体202a
と202bの上に形成することができる。この際
に形成されるIrOx膜は一般的に300Å〜1000Åの
膜厚にすることにより、ECDの酸化発色層とし
て有効に機能することができる。
When forming the IrOx film that becomes the oxidized coloring layer of the present invention, the inside of the vacuum chamber 201 is
After a vacuum state (10 -5 Torr) is created by operating the valve 312, the vacuum state is maintained by closing the valve 312.
After that, the valves 311 and 314 are opened and oxygen gas and hydrogen gas are introduced into the vacuum chamber 201 from the oxygen gas cylinder 209 and the hydrogen gas cylinder 313, and the gas pressure is 0.1 Torr or more, preferably.
Set it to 0.1Torr to 1Torr. After that, high frequency power (frequency 13.56MHz; power 1W/cm 2 or less, preferably 0.4W/cm 2 or less) is applied to the electrode body 206 to generate claw discharge and perform sputtering to form an IrOx film. Deposited body 202a
and 202b. The IrOx film formed at this time generally has a thickness of 300 Å to 1000 Å, so that it can effectively function as an oxidized coloring layer for ECD.

この際に用いる混合ガスは、水素ガスと酸素ガ
スの容積比、すなわちVH2(水素ガス容積)/VO2
(酸素ガス容積)が0.1〜1.5で、好ましくは0.5〜
1.5の時が有効である。
The mixed gas used at this time is the volume ratio of hydrogen gas and oxygen gas, that is, V H2 (hydrogen gas volume) / V O2
(Oxygen gas volume) is 0.1 to 1.5, preferably 0.5 to 1.5
Valid when 1.5.

第3図Aは、発振波長633nmのヘリウム・ネ
オンレーザに対する350ÅのIrOx膜の透過率と
0.4W/cm2の高周波(13.56MHz)電力で且つ
0.1Torrのガス圧下での酸素ガスと水素ガスの混
合比の関係を明らかにしている。すなわち、スパ
ツタリングの際の混合ガスの混合比(VH2/VO2
を0、0.5、1.0、1.5および2.0と変化させた時に
形成された350ÅのIrOx膜の透過率をヘリウム・
ネオンレーザを用いて測定したところ、第3図A
で示す良好な透過率特性の曲線31が得られた。
Figure 3A shows the transmittance of a 350 Å IrOx film for a helium-neon laser with an oscillation wavelength of 633 nm.
High frequency (13.56MHz) power of 0.4W/ cm2 and
The relationship between the mixing ratio of oxygen gas and hydrogen gas under a gas pressure of 0.1 Torr is clarified. In other words, the mixing ratio of the mixed gas during sputtering (V H2 /V O2 )
The transmittance of the 350 Å IrOx film formed when the
When measured using a neon laser, Figure 3A
A curve 31 with good transmittance characteristics shown in was obtained.

又、第3図Bは、ホール移動度(μH)と混合
ガスの混合比の関係を表わしている。このホール
移動度の測定は、フアン デル パウ(Van der
Pauw)法で行なつた。Van der Pauw法は、L.
J.Van der Pauw著“フイリプス リサーチ レ
ポート(Philips,Res.Rept),13(1958)1”に
詳述されているが、その概要を説明する。すなわ
ちVan der Pauw法は第4図Aに示す四角形の
IrOx膜の四端をそれぞれ41,42,43,4
4として、針電極を接触させて、電極41−42
間に電流Iを流した時に、電極43−44間に電
圧V43-44が生じ、式(1);R(41-42,43-44)=V43-44
Iが成立し、式(1)を定義すればシート抵抗は ρS=π/ln2,R(41-42,43-44)+R(41-44,41-42)/2
・f (x) ここで、 x=min(R(41-42,43-44)/R(41-44,43-42),R(41-44
,43-42)
/R(41-42,43-44)) となる。
Further, FIG. 3B shows the relationship between the hole mobility (μH) and the mixing ratio of the mixed gas. This Hall mobility measurement was performed by Van der Pauw (Van der Pauw).
Pauw) law. The Van der Pauw method is based on L.
It is detailed in "Philips Research Report (Philips, Res. Rept), 13 (1958) 1" by J. Van der Pauw, and an overview thereof will be explained below. In other words, the Van der Pauw method uses the rectangular shape shown in Figure 4A.
The four ends of the IrOx film are 41, 42, 43, and 4, respectively.
4, the needle electrode is brought into contact with the electrodes 41-42.
When a current I is passed between them, a voltage V 43-44 is generated between the electrodes 43-44, and the formula (1); R (41-42, 43-44) = V 43-44 /
If I holds true and formula (1) is defined, the sheet resistance is ρ S = π/ln2, R (41-42, 43-44) + R (41-44, 41-42) /2
・f (x) Here, x=min(R (41-42, 43-44) /R (41-44, 43-42) , R (41-44
, 43-42)
/R (41-42, 43-44) ).

また、ホール係数は第4図に示す四角形に紙面
から垂直方向に向けて磁場Bを印加したとする
と、 Rs=ΔR(41-43,42-44)/B と求められる。ここでΔR(41-43,42-44)はR(41-43,
42-44)の磁場Bによる変化である。ここで、f
(x)は0<x≦1で定義される関数で、次の超
越方程式の解である。
Further, if a magnetic field B is applied to the rectangle shown in FIG. 4 in a direction perpendicular to the paper surface, the Hall coefficient can be determined as Rs=ΔR (41-43, 42-44) /B. Here, ΔR (41-43, 42-44) is R (41-43,
42-44) due to magnetic field B. Here, f
(x) is a function defined by 0<x≦1, and is a solution of the following transcendental equation.

ln2/f=ln{2cosh(1−x/1+x・ln2/f)} ρsとRsから、キヤリアのホール移動度は μH=Rs/ρs から求められることになる。ln2/f=ln{2cosh(1-x/1+x·ln2/f)} From ρs and Rs, the Hall mobility of the carrier can be found from μH =Rs/ρs.

従つて、ホール移動度(μH)は、第4図Bに示
す様に、四端41,42,43と44に相当する
IrOx膜に針電極を接触させて測定値を求めるこ
とによつて得ることができる。図中、45はスイ
ツチングボツクスである。
Therefore, the Hall mobility (μ H ) corresponds to the four ends 41, 42, 43, and 44, as shown in Figure 4B.
It can be obtained by bringing a needle electrode into contact with the IrOx film and obtaining the measured value. In the figure, 45 is a switching box.

第3図Bから判る様にホール移動度(μH)は、
曲線32で示されているとおりどの場合も20〜60
cm2/v・sec程度で、良好なものであつた。又、
ホール係数のサインがプラスであることから、こ
の膜はP型の透明導電膜としての応用も可能であ
る。
As can be seen from Figure 3B, the Hall mobility (μ H ) is
20 to 60 in all cases as shown by curve 32
It was about cm 2 /v·sec, which was good. or,
Since the sign of the Hall coefficient is positive, this film can also be applied as a P-type transparent conductive film.

又、本発明の好ましい具体例ではスパツタリン
グ時の酸素ガスと水素ガスを含有する混合ガスの
ガス圧を0.1Torr以上、好ましくは0.1〜1Torrと
することによつて高い透過率のIrOx膜又はIr
(OH)n膜を得ることができる。又、混合ガス
圧の上限値は、均一なグロー放電を発生すること
ができるまでの値に設定すべきである。
Further, in a preferred embodiment of the present invention, the gas pressure of the mixed gas containing oxygen gas and hydrogen gas during sputtering is set to 0.1 Torr or more, preferably 0.1 to 1 Torr, thereby forming an IrOx film or an IrOx film with high transmittance.
(OH)n film can be obtained. Further, the upper limit of the mixed gas pressure should be set to a value that allows uniform glow discharge to occur.

又、前述のスパツタリングの際酸素ガスに代え
て水蒸気を用いることによつてIr(OH)n膜を形
成することができ、さらに酸素ガス、水素ガスと
水蒸気の混合ガスを用いることもでき、何れの場
合において前述と同様の効果が得られる。
Furthermore, the Ir(OH)n film can be formed by using water vapor instead of oxygen gas during the sputtering described above, and a mixed gas of oxygen gas, hydrogen gas, and water vapor can also be used. In this case, the same effect as described above can be obtained.

又、本発明の酸化発色層を形成する際に用いた
前のスパツタリング装置の他に反応性高周波イオ
ンプレーテイング法や反応性アーク放電イオンプ
レーテイング法を用いることができ、この場合で
も前述と同様の効果が得られる。
In addition, in addition to the sputtering device used previously when forming the oxidized color forming layer of the present invention, a reactive high frequency ion plating method or a reactive arc discharge ion plating method can be used, and in this case, the same method as described above can be used. The effect of this can be obtained.

従来のスパツタリングで得たIrOx膜は、透過
性が悪く、陽極酸化等の後処理を必要としてお
り、しかもこの方法で形成した膜にはピンホール
を発生して、好ましいものではなかつたが、本発
明によれば水素ガスを含有させた混合ガスを反応
ガスとしたスパツタリングを用いることによつ
て、高速応答性を有し、しかも高透過率を有する
ECDを得ることができる。
The IrOx film obtained by conventional sputtering has poor permeability and requires post-treatment such as anodization, and the film formed by this method also has pinholes, which is not desirable. According to the invention, by using sputtering using a mixed gas containing hydrogen gas as a reaction gas, it has high-speed response and high transmittance.
You can get ECD.

以下、本発明を実施例に従つて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained according to examples.

実施例 1 ITO膜を設けた0.8mmのガラス基板と金属イリ
ジウムを用意し、それぞれ第2図に示すスパツタ
リング装置に取り付けた。しかる後、スパツタリ
ング装置の真空槽中の空気を真空ポンプにより排
気し、水素ガスと酸素ガスの導入管より水素ガス
と酸素ガスを真空槽内に導入し、0.1Torrの混合
ガス圧状態とした。次いで、周波数13.56MHzの
高周波を0.4W/cm2の電力下で電極体に付与して、
スパツタリングを行い、ITO膜上に350ÅのIrOx
膜を形成した。この際、混合ガスの比率(VH2
VO2)を0、0.5、1.0、1.5および2.0と変化させ
た。
Example 1 A 0.8 mm glass substrate provided with an ITO film and metal iridium were prepared, and each was attached to a sputtering apparatus shown in FIG. 2. Thereafter, the air in the vacuum chamber of the sputtering apparatus was evacuated by a vacuum pump, and hydrogen gas and oxygen gas were introduced into the vacuum chamber through the hydrogen gas and oxygen gas introduction pipes to obtain a mixed gas pressure of 0.1 Torr. Next, a high frequency of 13.56 MHz was applied to the electrode body under a power of 0.4 W/cm 2 .
Perform sputtering to deposit 350Å of IrOx on the ITO film.
A film was formed. At this time, the ratio of mixed gas (V H2 /
V O2 ) was varied as 0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0.

こうして作成した5つのサンプルについて、そ
れぞれIrOx膜の上に、真空蒸着法によりTa2O5
膜を3000Åの膜厚で設けた。この時の真空度は
2.1×10-5Torr、蒸着速度は8Å/secであつた。
さらに、この膜の上に還元発色層となるWO3
を真空蒸着法により4000Åの膜厚で設け、さらに
半透明Au膜を300Åの膜厚で設けた。
For each of the five samples created in this way, Ta 2 O 5 was deposited on the IrOx film by vacuum evaporation.
The film was provided with a thickness of 3000 Å. The degree of vacuum at this time is
The deposition rate was 2.1×10 −5 Torr and 8 Å/sec.
Further, on this film, a WO 3 film serving as a reduction coloring layer was provided with a thickness of 4000 Å by vacuum evaporation, and a semi-transparent Au film was further provided with a thickness of 300 Å.

この様にして作成した5種のECDの特性(発
消色特性)を測定したところ、第5図Aおよび第
5図B中のプロツトで示す結果が得られた。第5
図Aは、混合ガスの混合比率に対する消色時の透
過率(%)における変化を表わしている。
When the characteristics (color development/discoloration characteristics) of the five types of ECDs prepared in this way were measured, the results shown in the plots in FIGS. 5A and 5B were obtained. Fifth
Figure A shows the change in transmittance (%) during decolorization with respect to the mixing ratio of the mixed gas.

第5図Bは、消色時の透過率(%)を100とし
て、ECDの電極(IOT膜と半透明Au膜)間に
2.2Vの直流電圧(ITO膜電極を正極性にし、半
透明Au膜電極を負極性にした)を0.2秒間印加し
た時の透過率(%)の変化率(%)を表わしたも
のである。
Figure 5B shows the distance between the ECD electrodes (IOT film and semi-transparent Au film), with the transmittance (%) at the time of decolorization set as 100.
It represents the rate of change (%) in transmittance (%) when a DC voltage of 2.2 V (ITO membrane electrode was made positive and the translucent Au membrane electrode was made negative polarity) was applied for 0.2 seconds.

実施例 2 実施例1で用いた酸素ガスに代えて水蒸気を用
いた以外は、実施例1と同様の方法でECDを作
成し、さらにそれの評価を行なつたところ、実施
例1と同様の結果が得られた。
Example 2 An ECD was prepared in the same manner as in Example 1 except that water vapor was used instead of the oxygen gas used in Example 1, and when it was further evaluated, it was found to be similar to that in Example 1. The results were obtained.

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

第1図は、エレクトロクロミツク素子の断面図
である。第2図は、本発明で用いたスパツタリン
グ装置を模式的に表わす断面図である。第3図A
は、混合ガスの混合比とIrOx膜の透過率との関
係を表わす説明図である。第3図Bは、混合ガス
の混合比とIrOx膜のホール移動度との関係を表
わす説明図である。第4図Aは、ホール移動度を
測定する際に用いたIrOx膜の四角形を表わす平
面図である。第4Bは、ホール移動度の測定法を
示す装置の説明図である。第5図Aは、ECDの
消色時の透過率と混合ガスの混合比との関係を示
す説明図である。第5図Bは、ECDの消色時の
透過率を100とし、0.2秒間通電時の透過率の変化
率と混合ガスの混合比との関係を表わす説明図で
ある。 11;基板、12,16;電極、13;還元発
色層、14;中間層、15;酸化発色層、20
1;真空槽、202;被蒸着体、203;金属イ
リジウムパレツト、204;冷却水循環パイプ、
205;支持体、206;電極、207;高周波
電源、208;マツチングボツクス、209;酸
素ガスボンベ、310;真空ポンプ、313;水
素ガスボンベ、311,312,314;バル
ブ。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrochromic device. FIG. 2 is a sectional view schematically showing the sputtering device used in the present invention. Figure 3A
2 is an explanatory diagram showing the relationship between the mixing ratio of mixed gas and the transmittance of an IrOx film. FIG. FIG. 3B is an explanatory diagram showing the relationship between the mixing ratio of the mixed gas and the hole mobility of the IrOx film. FIG. 4A is a plan view showing a rectangular IrOx film used in measuring hole mobility. 4B is an explanatory diagram of an apparatus showing a method for measuring Hall mobility. FIG. 5A is an explanatory diagram showing the relationship between the transmittance of the ECD during decolorization and the mixing ratio of the mixed gas. FIG. 5B is an explanatory diagram showing the relationship between the rate of change in transmittance and the mixing ratio of the mixed gas when the ECD is energized for 0.2 seconds, assuming that the transmittance during decolorization is 100. 11; Substrate, 12, 16; Electrode, 13; Reduction coloring layer, 14; Intermediate layer, 15; Oxidation coloring layer, 20
1; Vacuum chamber, 202; Deposited object, 203; Metal iridium pallet, 204; Cooling water circulation pipe,
205; Support, 206; Electrode, 207; High frequency power source, 208; Matching box, 209; Oxygen gas cylinder, 310; Vacuum pump, 313; Hydrogen gas cylinder, 311, 312, 314; Valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一対の電極間に酸化発生層を備えたエレクト
ロクロミツク素子において、前記酸化発生層を水
素ガスに酸化ガスあるいは水蒸気の少なくともい
ずれか一方が加わつた混合ガスの存在下でインジ
ウムをスパツタリングすることにより形成した薄
膜で構成したことを特徴とするエレクトロクロミ
ツク素子。 2 前記イリジウムが金属イリジウムである特許
請求の範囲第1項記載のエレクトロクロミツク素
子。 3 前記混合ガスが0.1Torr以上1Torr以下のガ
ス圧を有してい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。 4 前記混合ガスが酸素ガスの1容積に対して水
素ガスを0.1〜1.5容積の割合で含有している特許
請求の範囲第1項記載のエレクトロクロミツク素
子。 5 前記混合ガスが酸素ガスの1容積に対して水
素ガスを0.5〜1.5容積の割合で含有している特許
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. In an electrochromic device having an oxidation generation layer between a pair of electrodes, the oxidation generation layer is formed in the presence of a mixed gas containing hydrogen gas and at least one of an oxidation gas and water vapor. An electrochromic element characterized by being constructed from a thin film formed by sputtering indium. 2. The electrochromic device according to claim 1, wherein the iridium is metallic iridium. 3. The electrochromic device according to claim 1, wherein the mixed gas has a gas pressure of 0.1 Torr or more and 1 Torr or less. 4. The electrochromic device according to claim 1, wherein the mixed gas contains hydrogen gas at a ratio of 0.1 to 1.5 volumes per 1 volume of oxygen gas. 5. The electrochromic device according to claim 1, wherein the mixed gas contains hydrogen gas at a ratio of 0.5 to 1.5 volumes per 1 volume of oxygen gas.
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FR2629222B1 (en) * 1988-03-25 1992-04-30 Saint Gobain Vitrage VARIABLE TRANSMISSION GLAZING OF THE ELECTROCHROME TYPE
FR2746934B1 (en) * 1996-03-27 1998-05-07 Saint Gobain Vitrage ELECTROCHEMICAL DEVICE

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