JPH06242474A - エレクトロクロミック素子及び高分子電解質薄膜の製造方法 - Google Patents
エレクトロクロミック素子及び高分子電解質薄膜の製造方法Info
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- JPH06242474A JPH06242474A JP2816893A JP2816893A JPH06242474A JP H06242474 A JPH06242474 A JP H06242474A JP 2816893 A JP2816893 A JP 2816893A JP 2816893 A JP2816893 A JP 2816893A JP H06242474 A JPH06242474 A JP H06242474A
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- polymer electrolyte
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質ポリイミド薄膜を支持体としてイオン
導電体を充填した固体高分子電解質薄膜、及びそれを用
いたエレクトロクロミック素子を提供する。 【構成】 基材上にポリイミド薄膜を、例えば、スピン
コート法で形成し、そのポリイミド薄膜にドライエッチ
ングで微細孔（一般的に、細孔径0.01μm 〜3.0μm 、
空孔率30〜90％）を全面に多数形成し、得られる多孔質
ポリイミド薄膜の空孔中に電解質溶液を充填すると、固
体高分子電解質薄膜が得られる。このポリイミド多孔質
薄膜を支持体とした固体高分子電解質薄膜を電解質層と
して用いてエレクトロクロミック素子を構成する。
導電体を充填した固体高分子電解質薄膜、及びそれを用
いたエレクトロクロミック素子を提供する。 【構成】 基材上にポリイミド薄膜を、例えば、スピン
コート法で形成し、そのポリイミド薄膜にドライエッチ
ングで微細孔（一般的に、細孔径0.01μm 〜3.0μm 、
空孔率30〜90％）を全面に多数形成し、得られる多孔質
ポリイミド薄膜の空孔中に電解質溶液を充填すると、固
体高分子電解質薄膜が得られる。このポリイミド多孔質
薄膜を支持体とした固体高分子電解質薄膜を電解質層と
して用いてエレクトロクロミック素子を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規なエレクトロクロミ
ック素子及び固体高分子電解質薄膜の製造方法に係わ
り、さらに詳しくは、電解質層として空孔中にイオン導
電体を充填したポリイミド多孔性薄膜を用いて成る、調
光素子や表示素子などとして好適なエレクトロクロミッ
ク素子と、そのポリイミド多孔性薄膜からなる固体高分
子電解質薄膜の製造方法に関する。
ック素子及び固体高分子電解質薄膜の製造方法に係わ
り、さらに詳しくは、電解質層として空孔中にイオン導
電体を充填したポリイミド多孔性薄膜を用いて成る、調
光素子や表示素子などとして好適なエレクトロクロミッ
ク素子と、そのポリイミド多孔性薄膜からなる固体高分
子電解質薄膜の製造方法に関する。
【０００２】
【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、通常透明電極基板上にＥＣ材料から成る
層（以下ＥＣ層と略称する）を有するＥＣ電極と対向電
極との間に電解質を介在させた構造を有しており、両極
間に電圧を印加すると、電圧に応じて該ＥＣ層の色調が
可逆的に変化する性質を有している。
する）素子は、通常透明電極基板上にＥＣ材料から成る
層（以下ＥＣ層と略称する）を有するＥＣ電極と対向電
極との間に電解質を介在させた構造を有しており、両極
間に電圧を印加すると、電圧に応じて該ＥＣ層の色調が
可逆的に変化する性質を有している。
【０００３】このようなＥＣ素子は大面積表示が可能で
ある、駆動寿命が長い、応答速度が速い、着色効率が高
い、鮮やかな色が出せる、消色時の透過率が高いなどの
特徴を有することから、近年色調の変化を利用して表示
素子や調光素子に、あるいは適度の応答速度を利用した
防眩材料、メモリー性を利用した記憶センサーなどに用
いられている。
ある、駆動寿命が長い、応答速度が速い、着色効率が高
い、鮮やかな色が出せる、消色時の透過率が高いなどの
特徴を有することから、近年色調の変化を利用して表示
素子や調光素子に、あるいは適度の応答速度を利用した
防眩材料、メモリー性を利用した記憶センサーなどに用
いられている。
【０００４】このＥＣ素子に用いられる電解質は液体電
解質と固体電解質に大別することができ、前者の液体電
解質はイオン電導度が大きいので応答性に優れているも
のの、液体であるため、素子の構造及び組み立て上、液
漏れ対策が必要であり、また液漏れ対策をしても破損に
より、あるいは使用中に液漏れが生じるおそれがあるな
どの欠点を有している。これに対し、通常の固体電解質
は前記のような問題はないものの、イオン電導度が小さ
いために、応答性が悪いという欠点がある。
解質と固体電解質に大別することができ、前者の液体電
解質はイオン電導度が大きいので応答性に優れているも
のの、液体であるため、素子の構造及び組み立て上、液
漏れ対策が必要であり、また液漏れ対策をしても破損に
より、あるいは使用中に液漏れが生じるおそれがあるな
どの欠点を有している。これに対し、通常の固体電解質
は前記のような問題はないものの、イオン電導度が小さ
いために、応答性が悪いという欠点がある。
【０００５】そこで、本発明者らは、イオン電導度の大
きな固体電解質を開発するために鋭意研究を重ね、先に
高分子多孔性薄膜の空孔中にイオン電導体を充填して成
る高分子電解質薄膜が、全体として固体として取り扱う
ことができ、液漏れのおそれがない上、イオン導電性に
優れていることを見い出した。このような高分子電解質
薄膜をＥＣ素子の電解質として用いる場合、電極形成後
に該薄膜を両極間に挟めばよく、したがって電極形成時
に該電解質を劣化させることがない上、合わせガラスの
プロセスでＥＣ素子を製作しうるなどの利点がある。
きな固体電解質を開発するために鋭意研究を重ね、先に
高分子多孔性薄膜の空孔中にイオン電導体を充填して成
る高分子電解質薄膜が、全体として固体として取り扱う
ことができ、液漏れのおそれがない上、イオン導電性に
優れていることを見い出した。このような高分子電解質
薄膜をＥＣ素子の電解質として用いる場合、電極形成後
に該薄膜を両極間に挟めばよく、したがって電極形成時
に該電解質を劣化させることがない上、合わせガラスの
プロセスでＥＣ素子を製作しうるなどの利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の固体高分子電解
質薄膜は上記の如く優れた特性を有しており、本発明者
らは既にその高分子多孔性薄膜としてポリオレフィン、
ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、その他
ポリカーボネートなどを用いた電解質膜と、該電解質膜
を電解質層として用いたエレクトロクロミック素子を提
案し開示している（特開平1-158051号公報、特開平3-67
227 号公報）。これに対して、ポリイミドは機械的強
度、耐熱性などの点で優れた特性を有しているが、多孔
質ポリイミド薄膜の製造が必ずしも容易ではなく、ポリ
イミドを高分子多孔性薄膜とした固体高分子電解質薄
膜、特にこれを電解質層として用いたエレクトロクロミ
ック素子は、まだ実際には提供されていない。
質薄膜は上記の如く優れた特性を有しており、本発明者
らは既にその高分子多孔性薄膜としてポリオレフィン、
ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、その他
ポリカーボネートなどを用いた電解質膜と、該電解質膜
を電解質層として用いたエレクトロクロミック素子を提
案し開示している（特開平1-158051号公報、特開平3-67
227 号公報）。これに対して、ポリイミドは機械的強
度、耐熱性などの点で優れた特性を有しているが、多孔
質ポリイミド薄膜の製造が必ずしも容易ではなく、ポリ
イミドを高分子多孔性薄膜とした固体高分子電解質薄
膜、特にこれを電解質層として用いたエレクトロクロミ
ック素子は、まだ実際には提供されていない。
【０００７】そこで、本発明はポリイミドの高分子多孔
性薄膜を提供し、よって固体高分子電解質薄膜を電解質
層として用いたエレクトロクロミック素子を提供するこ
とを目的とする。
性薄膜を提供し、よって固体高分子電解質薄膜を電解質
層として用いたエレクトロクロミック素子を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために鋭意努力した結果、ポリイミド多孔質薄膜
の空孔中に電解質溶液を充填してなる固体高分子電解質
薄膜を電解質層として用いたことを特徴とするエレクト
ロクロミック素子、及び、基材上にポリイミド薄膜を形
成し、そのポリイミド薄膜にリソグラフィー法によって
微細孔を形成して多孔質ポリイミド薄膜を形成し、その
空孔中に電解質溶液を充填することを特徴とする固体高
分子電解質薄膜の製造方法を提供する。
決するために鋭意努力した結果、ポリイミド多孔質薄膜
の空孔中に電解質溶液を充填してなる固体高分子電解質
薄膜を電解質層として用いたことを特徴とするエレクト
ロクロミック素子、及び、基材上にポリイミド薄膜を形
成し、そのポリイミド薄膜にリソグラフィー法によって
微細孔を形成して多孔質ポリイミド薄膜を形成し、その
空孔中に電解質溶液を充填することを特徴とする固体高
分子電解質薄膜の製造方法を提供する。
【０００９】基材上にポリイミド薄膜を形成する方法は
公知である。典型的には、ポリイミドの前駆体の溶液を
ロールやベルト上に流延し、乾燥させて薄膜とする。こ
のとき、ポリイミド薄膜は基材に密着してもよく、また
自己支持性のフィルムとすることも可能である。本発明
のエレクトロクロミック素子の電解質層の支持体として
ポリイミド薄膜を形成する場合には、電極（ＥＣ電極又
は対極）を形成した基板を基材として、その表面上にポ
リイミド薄膜を形成することができる。
公知である。典型的には、ポリイミドの前駆体の溶液を
ロールやベルト上に流延し、乾燥させて薄膜とする。こ
のとき、ポリイミド薄膜は基材に密着してもよく、また
自己支持性のフィルムとすることも可能である。本発明
のエレクトロクロミック素子の電解質層の支持体として
ポリイミド薄膜を形成する場合には、電極（ＥＣ電極又
は対極）を形成した基板を基材として、その表面上にポ
リイミド薄膜を形成することができる。
【００１０】本発明に用いるポリイミド薄膜の膜厚は一
般的に１μm 〜50μm 、好ましくは５μm 〜25μm とす
る。膜厚が小さすぎると支持膜としての機械的強度に劣
り、特に自己支持性フィルムとした場合には取扱性が悪
い。一方、膜厚が大きすぎると実効抵抗が高くなり、好
ましくない。リソグラフィー法による微細孔の形成方法
もそれ自体は公知の方法によることができるが、ドライ
エッチング方法が好適である。
般的に１μm 〜50μm 、好ましくは５μm 〜25μm とす
る。膜厚が小さすぎると支持膜としての機械的強度に劣
り、特に自己支持性フィルムとした場合には取扱性が悪
い。一方、膜厚が大きすぎると実効抵抗が高くなり、好
ましくない。リソグラフィー法による微細孔の形成方法
もそれ自体は公知の方法によることができるが、ドライ
エッチング方法が好適である。
【００１１】ポリイミド薄膜に形成する空孔は、一般的
にいうと、平均貫通孔径0.01〜3.0μm 、空孔率30〜90
％、好ましくは60〜90％である。平均貫通孔径が小さい
場合、イオンの移動に関わる迷路係数が大きくなり、イ
オン導電率が低下する為、小さい面積の素子では問題に
ならないもきの大面積の素子では応答が遅くなる。本発
明で用いるイオン導電体は、本出願人が先に開示してい
る前記公開公報に記載のものを用いることができる。即
ち、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩又はプロトン
酸と、ポリエーテル、ポリエステル、ポリイミン等の極
性高分子との複合体、あるいはこれらの高分子をセグメ
ントとして含有する網目状、又は架橋状高分子との複合
体を用いることができる。ポリエーテル、例えばポリエ
チレングリコール又はポリプロピレングリコールあるい
はそれらの共重合耐は分子量及び重合度の異なる液状及
び粉末状の試薬が市販されており、簡便に用いることが
できる。
にいうと、平均貫通孔径0.01〜3.0μm 、空孔率30〜90
％、好ましくは60〜90％である。平均貫通孔径が小さい
場合、イオンの移動に関わる迷路係数が大きくなり、イ
オン導電率が低下する為、小さい面積の素子では問題に
ならないもきの大面積の素子では応答が遅くなる。本発
明で用いるイオン導電体は、本出願人が先に開示してい
る前記公開公報に記載のものを用いることができる。即
ち、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩又はプロトン
酸と、ポリエーテル、ポリエステル、ポリイミン等の極
性高分子との複合体、あるいはこれらの高分子をセグメ
ントとして含有する網目状、又は架橋状高分子との複合
体を用いることができる。ポリエーテル、例えばポリエ
チレングリコール又はポリプロピレングリコールあるい
はそれらの共重合耐は分子量及び重合度の異なる液状及
び粉末状の試薬が市販されており、簡便に用いることが
できる。
【００１２】極性高分子と複合体を形成するアルカリ金
属塩、アルカリ土類金属塩又はプロトン酸の陰イオンと
しては、ハロゲンイオン、過塩素酸イオン、チオシアン
酸イオン、トリフッ化メタンスルホン酸イオン、ホウフ
ッ化イオン等がある。ポリイミド多孔質薄膜にイオン導
電体を充填する方法としては、溶媒に溶解させたイオン
導電体又は溶媒中にゾル状又はゲル状に微分散させたイ
オン導電体をポリイミド多孔性薄膜に含浸させるか、塗
布又はスプレーした後溶剤を除去する方法、あるいはイ
オン導電体の単量体や可溶性プレカーサーをポリイミド
多孔性薄膜に含浸させるか、塗布又はスプレーした後、
空孔内で反応させる、等の方法を用いることができる。
属塩、アルカリ土類金属塩又はプロトン酸の陰イオンと
しては、ハロゲンイオン、過塩素酸イオン、チオシアン
酸イオン、トリフッ化メタンスルホン酸イオン、ホウフ
ッ化イオン等がある。ポリイミド多孔質薄膜にイオン導
電体を充填する方法としては、溶媒に溶解させたイオン
導電体又は溶媒中にゾル状又はゲル状に微分散させたイ
オン導電体をポリイミド多孔性薄膜に含浸させるか、塗
布又はスプレーした後溶剤を除去する方法、あるいはイ
オン導電体の単量体や可溶性プレカーサーをポリイミド
多孔性薄膜に含浸させるか、塗布又はスプレーした後、
空孔内で反応させる、等の方法を用いることができる。
【００１３】次に、本発明ＥＣ素子の構成を例を用いて
添付図面に従って説明すると、図１は反射型表示素子と
して用いたＥＣ素子の断面図であって、基板１上に、対
向電極２、背景板３、高分子電解質薄膜４、ＥＣ電極を
構成するＥＣ層５と透明導電膜６、及び透明基板７が順
次積層された構造を示す。この表示素子は反射モードで
あるので、基板１は必ずしも透明体である必要がなく、
不透明板であってもよい。
添付図面に従って説明すると、図１は反射型表示素子と
して用いたＥＣ素子の断面図であって、基板１上に、対
向電極２、背景板３、高分子電解質薄膜４、ＥＣ電極を
構成するＥＣ層５と透明導電膜６、及び透明基板７が順
次積層された構造を示す。この表示素子は反射モードで
あるので、基板１は必ずしも透明体である必要がなく、
不透明板であってもよい。
【００１４】対向電極２は水素や酸素の発生が少なく、
かつ電気化学的酸化還元反応に対して可逆性の良い電気
容量の大きな材料が用いられる。このような材料として
は、例えばカーボン、遷移金属化合物とカーボンとの複
合材、金属酸化物とカーボンとの複合材などが挙げられ
る。この対向電極２の厚さは、通常1000Åないし10μｍ
の範囲で選ばれる。
かつ電気化学的酸化還元反応に対して可逆性の良い電気
容量の大きな材料が用いられる。このような材料として
は、例えばカーボン、遷移金属化合物とカーボンとの複
合材、金属酸化物とカーボンとの複合材などが挙げられ
る。この対向電極２の厚さは、通常1000Åないし10μｍ
の範囲で選ばれる。
【００１５】背景板３は、通常白色背景材、例えばアル
ミナ粉末をバインダーとともに混練してシート成形した
ものなどが用いられるが、対向電極２が兼ねることも可
能である。高分子電解質薄膜４としては、前記のように
して調製された空孔中にイオン導電体を充填して成るポ
リイミド多孔性薄膜が用いられる。ＥＣ層５に用いられ
るＥＣ材料は、還元着色するカソーディック材料と酸化
着色するアノーディック材料の２種類に大別することが
できるが、ここでは代表的な還元着色材であるWO3 を用
いる。このWO3 は、例えば電解質からＨ+ ，Ｌi +など
イオン半径の小さなカチオンと電源から電子が注入され
ると青色に着色してくる。プロトン酸及びリチウム塩を
電解質として用いた場合を例にすると、それぞれ ＷＯ3 （無色）＋ｘＨ+ ＋ｘｅ- ＝ Ｈx ＷＯ3 （青
色） ＷＯ3 （無色）＋ｘＬｉ+ ＋ｘｅ- ＝ Ｌｉx ＷＯ
3 （青色） で示される反応を行う。この反応は可逆的であるが Hx
WO3 又はLix WO3 の状態で電源回路を開放すると、青色
（還元状態）は長時間保持される。このような還元着色
剤としては、該WO3 のほか、例えばMoO3，MoS3，V2O5，
MgWO4 ，TiO2，W4O6(C2O4)xなどを用いることができ
る。
ミナ粉末をバインダーとともに混練してシート成形した
ものなどが用いられるが、対向電極２が兼ねることも可
能である。高分子電解質薄膜４としては、前記のように
して調製された空孔中にイオン導電体を充填して成るポ
リイミド多孔性薄膜が用いられる。ＥＣ層５に用いられ
るＥＣ材料は、還元着色するカソーディック材料と酸化
着色するアノーディック材料の２種類に大別することが
できるが、ここでは代表的な還元着色材であるWO3 を用
いる。このWO3 は、例えば電解質からＨ+ ，Ｌi +など
イオン半径の小さなカチオンと電源から電子が注入され
ると青色に着色してくる。プロトン酸及びリチウム塩を
電解質として用いた場合を例にすると、それぞれ ＷＯ3 （無色）＋ｘＨ+ ＋ｘｅ- ＝ Ｈx ＷＯ3 （青
色） ＷＯ3 （無色）＋ｘＬｉ+ ＋ｘｅ- ＝ Ｌｉx ＷＯ
3 （青色） で示される反応を行う。この反応は可逆的であるが Hx
WO3 又はLix WO3 の状態で電源回路を開放すると、青色
（還元状態）は長時間保持される。このような還元着色
剤としては、該WO3 のほか、例えばMoO3，MoS3，V2O5，
MgWO4 ，TiO2，W4O6(C2O4)xなどを用いることができ
る。
【００１６】このＥＣ層５は 500〜1500Å程度の厚さで
あり、透明導電膜６上に形成される。透明導電膜６は集
電電極であり、通常酸化インジウムスズや酸化スズなど
で形成され、その厚さは一般的に1000〜5000Å程度であ
る。この透明導電膜６は透明基板７上に形成されるが、
基板７は反射モードであるので透明でなければならな
い。
あり、透明導電膜６上に形成される。透明導電膜６は集
電電極であり、通常酸化インジウムスズや酸化スズなど
で形成され、その厚さは一般的に1000〜5000Å程度であ
る。この透明導電膜６は透明基板７上に形成されるが、
基板７は反射モードであるので透明でなければならな
い。
【００１７】ＥＣ層５と透明導電膜とで構成されるＥＣ
電極と対向電極２との間に電圧を印加するが、WO3 の還
元時には負の電圧を通常1.３〜1.９Ｖ程度印加すればよ
い。一方、図２は透過型調光素子として用いる場合の本
発明ＥＣ素子の１例の断面図であって、透明基板11上
に、ＥＣ電極IIを構成する透明導電膜12とＥＣ層13、固
体高分子電解質薄膜（ポリイミド多孔質薄膜を支持体と
する）14、ＥＣ電極Ｉを構成するＥＣ層15と透明導電膜
16、及び透明基板17が順次積層された構造を示す。
電極と対向電極２との間に電圧を印加するが、WO3 の還
元時には負の電圧を通常1.３〜1.９Ｖ程度印加すればよ
い。一方、図２は透過型調光素子として用いる場合の本
発明ＥＣ素子の１例の断面図であって、透明基板11上
に、ＥＣ電極IIを構成する透明導電膜12とＥＣ層13、固
体高分子電解質薄膜（ポリイミド多孔質薄膜を支持体と
する）14、ＥＣ電極Ｉを構成するＥＣ層15と透明導電膜
16、及び透明基板17が順次積層された構造を示す。
【００１８】この場合、ＥＣ層15に還元着色型のＥＣ材
料を、ＥＣ層13に酸化着色型のＥＣ材料を用いると、着
色効率の高いＥＣ素子が得られる。また、ＥＣ層13には
結晶状態の異なるWO3 を用いてもよいし、 IrOx ,Ni
Ox ,CoOx ，プルシアンブルー,ポリアニリンなどを用い
てもよい。この図２の構造が前記図１の構造と異なる点
は、ＥＣ層13は前記のようにIrO x や結晶状態の異なるW
O3 などを用い、 500〜1500Åの厚みに形成し、かつＥ
Ｃ層13と透明導電膜12（ＥＣ電極II）が光透過性である
点である。図１の構造では背景板３は光不透過性であ
り、また対向電極２は光不透過性であってもよいし、透
過性であってもよい。
料を、ＥＣ層13に酸化着色型のＥＣ材料を用いると、着
色効率の高いＥＣ素子が得られる。また、ＥＣ層13には
結晶状態の異なるWO3 を用いてもよいし、 IrOx ,Ni
Ox ,CoOx ，プルシアンブルー,ポリアニリンなどを用い
てもよい。この図２の構造が前記図１の構造と異なる点
は、ＥＣ層13は前記のようにIrO x や結晶状態の異なるW
O3 などを用い、 500〜1500Åの厚みに形成し、かつＥ
Ｃ層13と透明導電膜12（ＥＣ電極II）が光透過性である
点である。図１の構造では背景板３は光不透過性であ
り、また対向電極２は光不透過性であってもよいし、透
過性であってもよい。
【００１９】図２の構造においては、両電極間に電圧を
印加してＥＣ層15及びＥＣ層13を着色すると、このＥＣ
素子は調光ガラス（ＥＣウィンドー）として作用する。
なお、この構造でＥＣ層15（ＥＣ層13）をパターン化す
れば、透過型の表示素子としても使用できる。また、防
眩ミラーとして本発明のＥＣ素子を用いる場合には、図
１において背景板３と対向電極２とに、反射性材料、例
えばアルミニウムなどを用いればよい。
印加してＥＣ層15及びＥＣ層13を着色すると、このＥＣ
素子は調光ガラス（ＥＣウィンドー）として作用する。
なお、この構造でＥＣ層15（ＥＣ層13）をパターン化す
れば、透過型の表示素子としても使用できる。また、防
眩ミラーとして本発明のＥＣ素子を用いる場合には、図
１において背景板３と対向電極２とに、反射性材料、例
えばアルミニウムなどを用いればよい。
【００２０】
【実施例】図３を参照して説明する。１０ｃｍ角のガラ
ス基板21の表面にＩＴＯ（透明導電体）薄膜22を厚さ16
00Åに形成したＩＴＯ基板のＩＴＯ薄膜22上に、ニッケ
ルアルコキシド溶液をスピンコートし、３００℃で３時
間焼成して厚さ2500ÅのＮｉＯ薄膜23を対極として形成
した（基板）〔図３（ア）〕。
ス基板21の表面にＩＴＯ（透明導電体）薄膜22を厚さ16
00Åに形成したＩＴＯ基板のＩＴＯ薄膜22上に、ニッケ
ルアルコキシド溶液をスピンコートし、３００℃で３時
間焼成して厚さ2500ÅのＮｉＯ薄膜23を対極として形成
した（基板）〔図３（ア）〕。
【００２１】次いで、芳香族ポリアミック酸５ｇをジメ
チルホルムアミド95ｇに溶解した溶液を、ＮｉＯ薄膜23
上に10500 回／分でスピンコートした後、150 ℃で30分
間、さらに300 ℃で30分間焼成して、厚さ２μm のポリ
イミド薄膜24をＮｉＯ薄膜23上に形成した〔図３
（イ）〕。図３（ウ）を参照すると、ガラス基板21に形
成したポリイミド薄膜24の表面上にフォトレジストをス
ピンコートし、270 ℃で２時間焼成して1.2 μm 厚のフ
ォトレジスト膜を形成した。このフォトレジスト膜25に
フィトマスクを用いて、紫外線露光及び現像して細孔径
１μm 、ピッチ１μm の多数の細孔をフォトレジスト膜
25全体に形成した。
チルホルムアミド95ｇに溶解した溶液を、ＮｉＯ薄膜23
上に10500 回／分でスピンコートした後、150 ℃で30分
間、さらに300 ℃で30分間焼成して、厚さ２μm のポリ
イミド薄膜24をＮｉＯ薄膜23上に形成した〔図３
（イ）〕。図３（ウ）を参照すると、ガラス基板21に形
成したポリイミド薄膜24の表面上にフォトレジストをス
ピンコートし、270 ℃で２時間焼成して1.2 μm 厚のフ
ォトレジスト膜を形成した。このフォトレジスト膜25に
フィトマスクを用いて、紫外線露光及び現像して細孔径
１μm 、ピッチ１μm の多数の細孔をフォトレジスト膜
25全体に形成した。
【００２２】次いで、このパターニングしたフォトレジ
スト膜25をマスクとして、酸素プラズマ処理（ドライエ
ッチング）して、ポリイミド薄膜24に細孔径１μm 、ピ
ッチ１μm の多数の細孔を形成した。こうして、図３
（エ）に示されるように、１μm 径の細孔を全面に形成
したポリイミド薄膜24' を得た。
スト膜25をマスクとして、酸素プラズマ処理（ドライエ
ッチング）して、ポリイミド薄膜24に細孔径１μm 、ピ
ッチ１μm の多数の細孔を形成した。こうして、図３
（エ）に示されるように、１μm 径の細孔を全面に形成
したポリイミド薄膜24' を得た。
【００２３】この細孔中に、２−フェニルブチロカルボ
ニトリル／ポリエチレングリコールジメチルエーテル
１：１溶液に過塩素酸リチウム５モル％を溶解した電解
質溶液を真空含浸した。含浸された電解質溶液は、基板
を立ててもポリイミド薄膜24'から漏れず、空孔中に固
定されていた。また、図３（ア）に示したと同じ１０ｃ
ｍ角ＩＴＯ基板表面に、酸化タングステンをターゲット
として蒸着を行い、膜厚1500Åの酸化タングステン電極
（ＥＣ電極）を作成した（基板）。
ニトリル／ポリエチレングリコールジメチルエーテル
１：１溶液に過塩素酸リチウム５モル％を溶解した電解
質溶液を真空含浸した。含浸された電解質溶液は、基板
を立ててもポリイミド薄膜24'から漏れず、空孔中に固
定されていた。また、図３（ア）に示したと同じ１０ｃ
ｍ角ＩＴＯ基板表面に、酸化タングステンをターゲット
として蒸着を行い、膜厚1500Åの酸化タングステン電極
（ＥＣ電極）を作成した（基板）。
【００２４】上記の如く作製した基板と基板をそれ
ぞれの電極を対向させて張り合わせ、周囲を紫外線接着
剤でシールして、エレクトロクロミック素子を作製し
た。基板と基板の間に酸化タングステン側をマイナ
スとして電圧１．５Ｖを印加したところ、エレクトロク
ロミック応答が示された。２５％着色するのに要した時
間は２９秒であった。また、着消色サイクルが可能であ
った。
ぞれの電極を対向させて張り合わせ、周囲を紫外線接着
剤でシールして、エレクトロクロミック素子を作製し
た。基板と基板の間に酸化タングステン側をマイナ
スとして電圧１．５Ｖを印加したところ、エレクトロク
ロミック応答が示された。２５％着色するのに要した時
間は２９秒であった。また、着消色サイクルが可能であ
った。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、ポリイミド多孔質薄膜
を支持体として空孔中にイオン導電体を充填した固体高
分子電解質薄膜と、これを用いたエレクトロクロミック
素子が得られるので、機械的強度、耐熱性等に優れ、塗
布法で印刷できるため、膜厚を薄くできる、薄くできる
ことがヘイズ率の低減、膜抵抗低減などの効果がある。
を支持体として空孔中にイオン導電体を充填した固体高
分子電解質薄膜と、これを用いたエレクトロクロミック
素子が得られるので、機械的強度、耐熱性等に優れ、塗
布法で印刷できるため、膜厚を薄くできる、薄くできる
ことがヘイズ率の低減、膜抵抗低減などの効果がある。
【図１】図１はエレクトロクロミック表示素子の断面図
である。
である。
【図２】図２は透過型調光素子として用いたエレクトロ
クロミック素子の断面図である。
クロミック素子の断面図である。
【図３】図３は実施例における固体高分子電解質薄膜の
支持体としてポリイミド薄膜を用いたエレクトロクロミ
ック素子の製造工程要部を示す断面図である。
支持体としてポリイミド薄膜を用いたエレクトロクロミ
ック素子の製造工程要部を示す断面図である。
１…ガラス基板 ２…対向電極 ３…背景板 ４…高分子電解質薄膜層 ５…エレクトロクロミック電極層 ６…透明導電膜 ７…透明基板 １１…透明基板 １２…透明導電膜 １３…電極IIを構成するＥＣ層 １４…ポリイミド電解質薄膜 １５…電極Ｉを構成するＥＣ層 １６…透明導電膜 １７…透明基板 ２１…ガラス基板 ２２…ＩＴＯ薄膜 ２３…ＮｉＯ薄膜 ２４…ポリイミド薄膜 ２４’…多孔質ポリイミド薄膜 ２５…フォトレジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻田 智 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリイミド多孔質薄膜の空孔中に電解質
溶液を充填してなる固体高分子電解質薄膜を電解質層と
して用い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】 基材上にポリイミド薄膜を形成し、その
ポリイミド薄膜にリソグラフィー法によって微細孔を形
成して多孔質ポリイミド薄膜を形成し、その空孔中に電
解質溶液を充填することを特徴とする固体高分子電解質
薄膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2816893A JPH06242474A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | エレクトロクロミック素子及び高分子電解質薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2816893A JPH06242474A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | エレクトロクロミック素子及び高分子電解質薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06242474A true JPH06242474A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12241217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2816893A Pending JPH06242474A (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | エレクトロクロミック素子及び高分子電解質薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06242474A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003528420A (ja) * | 1998-08-28 | 2003-09-24 | フオスター・ミラー・インコーポレイテツド | 複合固体ポリマー電解質膜 |
| JP2004363028A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Ube Ind Ltd | 高分子電解質膜およびその製造法 |
| WO2008149850A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 電気化学表示素子の製造方法及び電気化学表示素子 |
| US7550216B2 (en) | 1999-03-03 | 2009-06-23 | Foster-Miller, Inc. | Composite solid polymer electrolyte membranes |
-
1993
- 1993-02-17 JP JP2816893A patent/JPH06242474A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003528420A (ja) * | 1998-08-28 | 2003-09-24 | フオスター・ミラー・インコーポレイテツド | 複合固体ポリマー電解質膜 |
| US7550216B2 (en) | 1999-03-03 | 2009-06-23 | Foster-Miller, Inc. | Composite solid polymer electrolyte membranes |
| JP2004363028A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Ube Ind Ltd | 高分子電解質膜およびその製造法 |
| JP4496718B2 (ja) * | 2003-06-06 | 2010-07-07 | 宇部興産株式会社 | 高分子電解質膜およびその製造法 |
| WO2008149850A1 (ja) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 電気化学表示素子の製造方法及び電気化学表示素子 |
| US8049948B2 (en) | 2007-06-08 | 2011-11-01 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Process for producing electrochemical display element and electrochemical display element |
| JP5104860B2 (ja) * | 2007-06-08 | 2012-12-19 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 電気化学表示素子の製造方法及び電気化学表示素子 |
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