JPH0578806B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、エレクトロクロミツク素子の改良に
関する。

（発明の背景） 電圧を印加すると可逆的に電解酸化または還元
反応が起こり可逆的に着色する現象をエレクトロ
クロミズムと言う。このような現象を示すエレク
トロクロミツク（以下、ECと略称する）物質を
用いて、電圧操作により着消色するEC素子（以
下、ECDと略す）を作り、このECDを光量制御
素子（例えば、防眩ミラー）や７セグメントを利
用した数字表示素子に利用しようとする試みは、
20年以上前から行なわれている。例えば、ガラス
基板の上に透明電極膜（陰極），三酸化タングス
テン薄膜、二酸化ケイ素のような絶縁膜、電極膜
（陽極）を順次積層してなるECD（特公昭52−
46098参照）が全固体型ECDとして知られてい
る。このECDに電圧を印加すると三酸化タング
ステン（WO₃）薄膜が青色に着色する。その後、
このECDに逆の電圧を印加すると、WO₃薄膜の
青色が消えて無色になる。この着色・消色する機
構は詳しくは解明されていないが、WO₃薄膜お
よび絶縁膜（イオン導電層）中に含まれる少量の
水分がWO₃の着色・消色を支配していると理解
されている。着色の反応式は下記のように推定さ
れている。

H₂Ｏ → H⁺＋OH^- （WO₃膜＝陰極側）WO₃＋ nH⁺ 無色透明＋ne^-→ HnWO₃ 青色 （絶縁膜＝陽極側）OH^-→１／２H₂Ｏ＋１／4O₂↑＋１
／２e^- ところで，EC層を直接又は間接的に挟む一対
の電極層は、EC層の着消色を外部に見せるため
に、少なくとも一方は透明でなければならない。
特に透過型のECDの場合には両方とも透明でな
ければならない。透明な電極材料としては、現在
のところSnO₂，In₂O₃，ITO（SnO₂とIn₂O₃との
混合物）、ZnOなどが知られているが、これらの
材料は比較的透明度が悪いために薄くせねばなら
ず、この理由及びその他の理由からECDは基板
例えばガラス板やプラスチツク板の上に形成する
のが普通であり、このようなECDの構造の一例
を第２図に示す。

第２図に於いて、Ａは上部透明電極、Ｂは下部
透明電極、Ｃは還元着色性EC層（例えばWO₃）、
Ｄはイオン導電層、Ｅは可逆的電解酸化層（例え
ば酸化又は水酸化イリジウム）をそれぞれ示し、
基本的にはこのＡ〜Ｂの積層構造だけでECDが
構成されるが、前述のとおり、これらのECDは
基板Ｓ上に形成される。ＲはECDの封止材例え
ばエポキシ樹脂であり、Ｇは保護用の封止基板で
ある。

このようなECDの電極Ａ，Ｂに外部電源を供
給するために、各々取出し電極部が必要であり、
これまで各取出し電極部は、第２図に示すように
基板Ｓの上面に設けられ、ここに外部配線L_A，
L_Bがそれぞれ接続されていた。

そのため下記の如き欠点〜があつた。

表示面積が大きく取れないこと（取出し電極
部の分だけ表示面積が小さくなつてしまう）。

基板Ｓと封止基板Ｇとの大きさが異ならざる
を得ないため、封止するときに封止基板Ｇの位
置決めが難しくなり、手間がかかること。

取出し電極部の上を封止材Ｒが覆い易く、外
部配線L_A，L_Bを接続するときに手間がかかる
こと。

（発明の目的） 本発明の目的は、前記欠点〜を解決し、表
示面積が大きく、封止作業性及び外部配線の接続
作業性の良好なECDを提供することにある。

（発明の概要） そのため、本発明のECDは、上部電極及び下
部電極のそれぞれの取出し電極部を同一基板の上
面ではなく端面（側面）に設けたことに特徴があ
る。この場合、基板上面から端面へと連続した電
極層を形成する必要があるが、上面と端面との境
界に相当する角（エツヂ）を面取りしておくこと
が好ましい。面取りしておくと、(イ)端面にある取
出し電極部から上面にある電極層本体への電気抵
抗が低くなるので好ましい。また(ロ)真空薄膜形成
技術例えば真空蒸着により基板上面に電極層を形
成するとき、回り込み現象を利用して端面にまで
も電極層、つまり取出し電極部を形成することが
できるので好ましい。そのほか(ハ)取扱い中に角を
破損して上面にある電極層本体と端面にある取出
し電極部との断線を来たす危険がなくなるので好
ましい。

本発明に於けるECDの積層構造は、特にどれ
と限定されるものではないが、固体型ECDの構
造としては、例えば電極層／EC層／イオン導
電層／電極層のような４層構造、電極層／還元
着色型EC層／イオン導電層／可逆的電解酸化
層／電極層のような５層構造があげられる。

透明電極の材料としては、例えば、SnO₂，In₂
O₃，ITOなどが使用される。このような電極層
は、一般には真空蒸着、イオンプレーテイング、
スパツタリングなどの真空薄膜形成技術で形成さ
れる。（還元着色性）EC層としては一般にWO₃，
MoO₃などが使用される。

イオン導電層としては、例えば酸化ケイ素、酸
化タンタル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸
化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、
酸化ランタン、フツ化マグネシウムなどが使用さ
れる。これらの物質薄膜は製造方法により電子に
対して絶縁体であるが、プロトン（H⁺）および
ヒドロキシイオン（OH^-）に対しては良導体と
なる。EC層の着色消色反応にはカチオンが必要
とされ、H⁺イオンやLi⁺イオンをEC層その他に
含有させる必要がある。H⁺イオンは初めからイ
オンである必要はなく、電圧が印加されたときに
H⁺イオンが生じればよく、従つてH⁺イオンの代
わりに水を含有させてもよい。この水は非常に少
なくて十分であり、しばしば、大気中から自然に
侵入する水分でも着消色する。

EC層とイオン導電層とは、どちらを上にして
も下にしてもよい。さらにEC層に対して間にイ
オン導電層を挟んで（場合により酸化着色性EC
層ともなる）可逆的電解酸化層ないし触媒層を配
設してもよい。このような層としては、例えば酸
化ないし水酸化イリジウム、同じくニツケル、同
じくクロム、同じくバナジウム、同じくルテニウ
ム、同じくロジウムなどがあげられる。これらの
物質は、イオン導電層又は透明電極中に分散され
ていても良いし、それらを分散していてもよい。
不透明な電極層は、反射層と兼用していてもよ
く、例えば金、銀、アルミニウム、クロム、ス
ズ、亜鉛、ニツケル、ルテニウム、ロジウム、ス
テンレスなどの金属が使用される。

以下、第１図を引用して本発明を実施例により
詳細に説明する。

（実施例） まず上面と端面との角を面取りした150mm×80
mm×３mmのガラス基板Ｓと同一寸法のガラス製封
止基板Ｇを用意した。

次に前記ガラス基板Ｓの上面に真空蒸着により
ITO電極層を形成した。このとき、回り込み現象
により電極層は上面から続いて端面にも形成され
た。

端面から上面にまで形成された電極層は、次に
ホトエツチングにより、上部電極Ａ用の取出し電
極部と下部電極Ｂとに分離した。

その後、酸化イリジウム（酸化スズとの混合物
の形で）層Ｅ、酸化タンタル層Ｄ及びWO₃層Ｃ
を順に形成した。

最後に上部電極ＡとしてAlを蒸着し、このと
き、Alは既に基板Ｓ上に形成された取出し電極
部と一端が接触するようにする（第１図参照）。

エポキシ樹脂封止材Ｒで上面を封止すると共に
封止基板Ｇを接着して封止を完了し、本実施例の
ECDを作製した。この場合、封止基板Ｇは基板
Ｓと同一寸法であるために位置決めが極めて容易
であり、また封止材が取出し電極部を覆つてしま
うこともなかつた。

端面に形成された両取出し電極部にそれぞれ外
部配線L_A，L_Bをボンデイングして、駆動電源Su
から着色電圧（＋1.35V）を印加すると、基板Ｓ
側から入射させた波長633nmの光Ｌに対し反射率
が15％に減少し（10秒後）、この反射率は電圧印
加を止めても、しばらく保たれた。今度は消色電
圧（−1.35V）を印加すると、同じく反射率は65
％に回復した（10秒後）。

（発明の効果） 以上の通り、本発明によれば、上部電極及び下
部電極のそれぞれの取出し電極部を同一基板の端
面に設けたので、表示面積を大きくとることがで
き、また封止材が取出し電極部を覆いにくくな
り、そのほか基板と同一寸法の封止基板を使用で
きるようになり、そのため封止基板の位置決め作
業が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるECDの概
略垂直断面図である。第２図は従来のECDの概
略垂直断面図である。 主要部分の符号の説明、Ｓ……基板、Ａ……上
部電極、Ｂ……下部電極、Ｃ……還元着色性EC
層又はWO₃層、L_A，L_B……外部配線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一基板上に、少なくとも、上部電極、エレ
   クトロクロミツク層及び下部電極を積層してなる
   エレクトロクロミツク素子に於いて、 前記同一基板の端面に、前記上部電極及び前記
   下部電極のそれぞれの取出し電極部を設けたこと
   を特徴とするエレクトロクロミツク素子。 ２ 前記基板の上面と端面との境界に相当する角
   を面取りしたことを特徴と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。