JPH07159815A - Electrochromic element - Google Patents

Electrochromic element

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JPH07159815A
JPH07159815A JP5329616A JP32961693A JPH07159815A JP H07159815 A JPH07159815 A JP H07159815A JP 5329616 A JP5329616 A JP 5329616A JP 32961693 A JP32961693 A JP 32961693A JP H07159815 A JPH07159815 A JP H07159815A
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JP
Japan
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layer
electrochromic
film
electrode
electrolytic oxidation
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Application number
JP5329616A
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Japanese (ja)
Inventor
Kajiro Ushio
嘉次郎 潮
Takuya Konagi
卓也 小梛
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH07159815A publication Critical patent/JPH07159815A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an electrochromic element with decreased blurring of colors in which deterioration of structural films of the element is prevented. CONSTITUTION:This electrochromic element consists of at least a first electrode layer 2, reversible electrolytic oxidized layer or oxidation color developing type electrochromic layer 3, ionic conductive layer 4, reduction color developing electrochromic layer 5 and second electrode layer 6, successively formed on a substrate. In this element, an insulating layer 7 against electrons and ions is selectively formed between the first electrode layer 2 and the reversible electrolytic oxidizing layer or oxidation color developing type electrochromic layer 3 or between the reversible electrolytic oxiditzing layer or oxidation color developing type electrochromic layer 3 and the ionic conductive layer 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロクロミック
素子に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electrochromic device.

【0002】[0002]

【従来の技術】エレクトロクロミック素子(以下、「E
C素子」と称す)は、電気化学変化を伴う可逆的な光学
濃度変化を利用した光量制御素子であり、外部からの電
圧印加によって、光の透過率を任意に調節できるという
特性を持っている。
2. Description of the Related Art Electrochromic devices (hereinafter referred to as "E
"C element") is a light quantity control element utilizing reversible optical density change accompanied by electrochemical change, and has a characteristic that the light transmittance can be arbitrarily adjusted by applying a voltage from the outside. .

【0003】EC素子の構成としては、材料(主に電解
質)の形態として、溶液型、ゲル型、全固体型など種々
のものがあるが、工程上、EC着消色層、電解質層、電
極(二つの電極層)などをすべて薄膜状に連続的に形成
する全固体薄膜型が、貼り合わせ、液状材料密封などの
工程を必要としないという利点を有している。
Regarding the constitution of the EC element, there are various types such as a solution type, a gel type and an all solid type as the form of the material (mainly the electrolyte). However, due to the process, the EC color fading layer, the electrolyte layer, the electrode The all-solid-state thin film type in which all (two electrode layers) and the like are continuously formed into a thin film has an advantage that steps such as bonding and liquid material sealing are not required.

【0004】透過型のEC素子では電極層は二つとも透
明であり、一般的に、透明なガラス等の基板上に、真空
蒸着、あるいはスパッタリング等により、電極を構成す
る透明導電膜が形成されおり、現在、最も多く使われて
いるのはITOである。尚、ZnOやSnO2 その他の
材料も検討されている。また、反射型のEC素子では、
一方の電極としてAl膜などの金属膜が用いられること
もある。
In a transmissive EC element, both electrode layers are transparent, and in general, a transparent conductive film forming an electrode is formed on a transparent substrate such as glass by vacuum deposition or sputtering. Therefore, ITO is the most widely used at present. Incidentally, ZnO, SnO 2 and other materials are also being studied. In addition, in the reflective EC element,
A metal film such as an Al film may be used as one of the electrodes.

【0005】EC素子を表示素子として用いる場合に
は、表示部のパターニング(選択配置)が必要である。
例えば、本発明者等が開発したカメラ用ファインダにお
ける表示素子では、EC着消色層をフォトリソグラフィ
(リフトオフ)法によりパターニングして表示部のパタ
ーニングとしている。即ち、まず基板上にITO(第1
の電極)層を形成する。
When the EC element is used as a display element, patterning (selective arrangement) of the display portion is required.
For example, in the display element of the camera finder developed by the present inventors, the EC color-decoloring layer is patterned by the photolithography (lift-off) method to pattern the display portion. That is, first, the ITO (first
Electrode) layer is formed.

【0006】そして、前記ITO上に、フォトレジスト
を塗布し、露光・現像を行い、後述する可逆的電解酸化
層又は酸化発色型エレクトロクロミック層を残したい部
分の前記フォトレジストを除去したパターンを形成す
る。所謂、リフトオフ法によって、前記フォトレジスト
のパターン形成を行う。
Then, a photoresist is applied on the ITO, exposed and developed to form a pattern in which the photoresist is removed at a portion where a reversible electrolytic oxidation layer or an oxidation coloring type electrochromic layer described later is to be left. To do. The photoresist pattern is formed by a so-called lift-off method.

【0007】その後、前記ITO及びパターン形成され
たフォトレジスト上に、可逆的電解酸化層又は酸化発色
型エレクトロクロミック層を蒸着した後、前記フォトレ
ジストを溶剤等によって除去して、所望の表示部を構成
する前記可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロク
ロミック層のみを前記ITO上に残す。
After that, a reversible electrolytic oxidation layer or an oxidative coloring type electrochromic layer is vapor-deposited on the ITO and the patterned photoresist, and then the photoresist is removed by a solvent or the like to form a desired display portion. Only the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer constituting the layer is left on the ITO.

【0008】そして、前記ITO及び可逆的電解酸化層
又は酸化発色型EC層上に、イオン導電層及び還元発色
型エレクトロクロミック層を積層し、更に、ITO(第
2の電極層)を積層して、EC素子を形成している。
Then, an ion conductive layer and a reduction coloring electrochromic layer are laminated on the ITO and the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidation coloring EC layer, and further ITO (second electrode layer) is laminated. , EC elements are formed.

【0009】上記のように形成されたEC素子は、前記
第1及び第2の電極間に電圧を印加することにより、前
記可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロミッ
ク層、イオン導電層及び還元発色型エレクトロクロミッ
ク層内において、電気化学反応が起こり、着色する。又
これとは逆の方向に電圧を印加すると前記反応と逆の反
応が起こり、該EC素子は消色する。
In the EC device formed as described above, by applying a voltage between the first and second electrodes, the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer, the ion conductive layer and the reduction layer are formed. An electrochemical reaction occurs in the color forming electrochromic layer to cause coloration. When a voltage is applied in the opposite direction, a reaction opposite to the above reaction occurs and the EC element is decolored.

【0010】尚、前記可逆的電解酸化層又は酸化発色型
エレクトロクロミック層は、酸化イリジウムないし水酸
化イリジウムと酸化スズとの混合(以下、酸化イリジウ
ム等と称す)層より構成され、発色時の色調は灰白色で
ある。また、前記イオン導電層は、固体電解質である酸
化タンタルより構成される。また、前記還元発色型エレ
クトロクロミック層は、酸化タングステンより構成さ
れ、着色反応により無色から青色となる。
The reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring type electrochromic layer is composed of a layer of iridium oxide or a mixture of iridium hydroxide and tin oxide (hereinafter referred to as iridium oxide etc.) and has a color tone at the time of color development. Is grayish white. The ion conductive layer is made of tantalum oxide which is a solid electrolyte. The reduction coloring electrochromic layer is made of tungsten oxide and changes from colorless to blue due to a coloring reaction.

【0011】また、上記EC素子においては、前記酸化
イリジウム等層(可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレ
クトロクロミック層)をパターニングしてEC素子を形
成するように説明したが、前記酸化タングステン層(還
元発色型エレクトロクロミック層)をパターニングする
ことにより、EC素子を形成しても良い。しかしなが
ら、前記酸化イリジウム等層は、前記酸化タングステン
層より耐久性が強いため、一般的には、前記酸化イリジ
ウム等層をパターニングしてEC素子を形成している。
In the above EC element, the iridium oxide layer (reversible electrolytic oxidation layer or oxidative coloring electrochromic layer) is patterned to form the EC element, but the tungsten oxide layer ( An EC element may be formed by patterning a reduction coloring type electrochromic layer). However, since the iridium oxide layer is more durable than the tungsten oxide layer, the iridium oxide layer is generally patterned to form an EC element.

【0012】EC素子の性能は、特に、前記EC層2層
と固体電解質層のいわゆるEC3層における膜中水分、
界面状態、微小ブツなどの要因により大きく影響を受
け、これらの要因は、EC素子の成膜条件、積層条件
(積層の間で大気状態になるか否か等)に大きく依存さ
れる。そのためEC素子性能に与える影響、特に耐久性
を考慮して、真空状態において前記EC3層を連続して
積層することが望ましいとされている。
[0012] The performance of the EC device is particularly determined by the moisture content in the film in the so-called EC3 layer of the two EC layers and the solid electrolyte layer.
It is greatly affected by factors such as the interface state and minute spots, and these factors are largely dependent on the film forming conditions of the EC element and the stacking conditions (whether or not an atmospheric state is created between the stacks). Therefore, it is considered desirable to continuously stack the EC3 layers in a vacuum state in consideration of the influence on the EC device performance, particularly durability.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のEC素子では、酸化イリジウム等層のパターニング
のためのフォトリソグラフィ工程を経ねばならず、その
際、現像液(ポジレジストでは通常弱アルカリ性)やエ
ッチング液にさらされるため、構成膜、特にEC3層に
著しい劣化が生じるという問題点があった。特に、着消
色駆動に対する耐久性劣化が最も顕著であり、種々の実
験によって確かめられている。また、パターニングの際
にEC層が大気状態にさらされるのでEC3層の真空中
での連続成膜(積層)ができない。
However, in the above-mentioned conventional EC element, a photolithography process for patterning a layer of iridium oxide or the like must be performed, in which case a developing solution (usually weak alkaline in a positive resist) or Since it is exposed to the etching liquid, there has been a problem that the constituent films, particularly the EC3 layer, are significantly deteriorated. In particular, the deterioration of durability against the color-erasing / erasing drive is most remarkable, and has been confirmed by various experiments. Further, since the EC layer is exposed to the atmospheric state during patterning, continuous film formation (stacking) of the EC3 layer in a vacuum cannot be performed.

【0014】また、エッチング液を用いないドライエッ
チング、レジストをマスクとしてパターニングを行うリ
フトオフ法などでも、結局、着消色層2層(例えば、酸
化イリジウム層及び酸化タングステン層)のうちの一方
をパターニングするため、レジスト剥離液などにさらさ
れることにより、EC素子の構成膜を劣化させ、特に酸
化タングステン層に大きな劣化を引き起こすという問題
点があった。
In addition, dry etching without using an etching solution, a lift-off method in which patterning is performed using a resist as a mask, and the like, eventually one of the two layers of the coloring / discoloring layer (for example, an iridium oxide layer and a tungsten oxide layer) is patterned. Therefore, there is a problem in that the constituent film of the EC element is deteriorated by being exposed to a resist stripping solution or the like, and in particular, the tungsten oxide layer is greatly deteriorated.

【0015】加えて、上記従来のパターニング(リフト
オフ法)においては、酸化イリジウム等層形成時の輻射
熱によるレジスト固化などによるレジスト残りがおこっ
たり、あるいはパターニングエッジのブツなどによるリ
ーク電流が生じることがしばしばあり、歩留まり向上の
点で大きな障害になっていた。
In addition, in the above-described conventional patterning (lift-off method), the resist remains due to the solidification of the resist due to the radiant heat during the formation of the iridium oxide layer, or the leak current often occurs due to the patterning edge. There was a major obstacle to improving the yield.

【0016】更に、従来のEC素子においては、着消色
EC層2層(酸化イリジウム等層及び酸化タングステン
層)のうち酸化イリジウム等層をパターニングしている
ため、電界が膜面方向にも広がり、対向着消色層である
酸化タングステン層が酸化イリジウム等層のない部分ま
で着色、換言すれば、酸化イリジウム等層のない部分に
色がにじんでしまうという問題点があった。特に、パタ
ーンが微細な場合には、問題となっている。
Further, in the conventional EC element, since the iridium oxide layer is patterned out of the two layers of the coloring / decoloring EC layer (iridium oxide layer and tungsten oxide layer), the electric field also spreads in the film surface direction. However, there is a problem in that the tungsten oxide layer, which is the facing erasing / erasing layer, is colored up to a portion without the iridium oxide or the like layer, in other words, the color is bleed into the portion without the iridium oxide or the like layer. In particular, this is a problem when the pattern is fine.

【0017】尚、着色が顕著である酸化タングステン層
をパターニングすることにより、色のにじみを減少させ
ることもできるが、従来例でも説明したように、前記酸
化タングステンは、酸化イリジウム等より耐久性が弱い
ため、酸化タングステン層をパターニングして耐久性の
強いEC素子の形成は困難であった。
It is possible to reduce color bleeding by patterning the tungsten oxide layer, which is markedly colored, but as described in the conventional example, the tungsten oxide is more durable than iridium oxide or the like. Since it is weak, it is difficult to form a highly durable EC element by patterning the tungsten oxide layer.

【0018】本発明は、上記課題を鑑みて成されたもの
であり、エレクトロクロミック素子の構成膜の劣化を防
止するとともに、色のにじみを減少したエレクトロクロ
ミック素子を得ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain an electrochromic device which prevents deterioration of the constituent film of the electrochromic device and reduces color bleeding.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係るエレクトロクロミック素子は、上記目的を達成する
ために、少なくとも、基板上に積層して設けた第1の電
極層、可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロ
ミック層、イオン導電層、還元発色型エレクトロクロミ
ック層及び第2の電極層からなるエレクトロクロミック
素子において、前記第1の電極層と前記可逆的電解酸化
層又は酸化発色型エレクトロクロミック層との間に、電
子及びイオンに対する絶縁層を選択的に設けたことを特
徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, an electrochromic device according to a first aspect of the present invention has at least a first electrode layer laminated on a substrate and a reversible electrolysis. An electrochromic device comprising an oxide layer or an oxidative coloring electrochromic layer, an ionic conductive layer, a reduction coloring electrochromic layer and a second electrode layer, wherein the first electrode layer and the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring type It is characterized in that an insulating layer for electrons and ions is selectively provided between the electrochromic layer and the electrochromic layer.

【0020】請求項2に記載の発明に係るエレクトロク
ロミック素子は、少なくとも、基板上に積層して設けた
第1の電極層、可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレク
トロクロミック層、イオン導電層、還元発色型エレクト
ロクロミック層及び第2の電極層からなるエレクトロク
ロミック素子において、前記可逆的電解酸化層又は酸化
発色型エレクトロクロミック層と前記イオン導電層との
間に、電子及びイオンに対する絶縁層を選択的に設けた
ことを特徴とするものである。
The electrochromic device according to the invention of claim 2 is at least a first electrode layer laminated on a substrate, a reversible electrolytic oxidation layer or an oxidative coloring electrochromic layer, an ion conductive layer, In an electrochromic device comprising a reduction coloring electrochromic layer and a second electrode layer, an insulating layer for electrons and ions is selected between the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidation coloring electrochromic layer and the ion conductive layer. It is characterized in that it is provided specifically.

【0021】[0021]

【作用】請求項1に記載の発明によるエレクトロクロミ
ック素子は、少なくとも、基板上に、第1の電極層、可
逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロミック
層、イオン導電層、還元発色型エレクトロクロミック
層、第2の電極層、及び絶縁層を積層して構成される。
The electrochromic device according to the present invention has at least a first electrode layer, a reversible electrolytic oxidation layer or an oxidative coloring electrochromic layer, an ion conductive layer, and a reduction coloring electrochromic layer on a substrate. A layer, a second electrode layer, and an insulating layer are stacked.

【0022】前記第1の電極層は、前記基板上に積層さ
れる。また、前記可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレ
クトロクロミック層、イオン導電層、還元発色型エレク
トロクロミック層及び第2の電極層は、前記第1の電極
層上に順次積層される。
The first electrode layer is laminated on the substrate. Further, the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring type electrochromic layer, the ion conductive layer, the reduction coloring type electrochromic layer and the second electrode layer are sequentially stacked on the first electrode layer.

【0023】ここで、前記絶縁層は、前記第1の電極層
と前記可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロ
ミック層との間に、選択的に設けられる。
Here, the insulating layer is selectively provided between the first electrode layer and the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer.

【0024】つまり、前記絶縁層は、前記第1の電極層
上に、前記可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロ
クロミック層、イオン導電層、還元発色型エレクトロク
ロミック層及び第2の電極層を積層する前に、表示部を
構成するパターンと逆のパターンで積層される。
That is, the insulating layer comprises the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring type electrochromic layer, the ion conductive layer, the reduction coloring type electrochromic layer and the second electrode layer on the first electrode layer. Before stacking, the patterns are stacked in the reverse pattern of the pattern forming the display unit.

【0025】従って、前記可逆的電解酸化層又は酸化発
色型エレクトロクロミック層、イオン導電層、還元発色
型エレクトロクロミック層の真空連続積層が可能とな
り、エッチング液あるいはレジスト剥離液などにさらさ
れることがなくなるため、エレクトロクロミック素子の
劣化が防止される。
Therefore, the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring type electrochromic layer, the ion conductive layer, and the reduction coloring type electrochromic layer can be continuously vacuum laminated, and are not exposed to an etching solution or a resist stripping solution. Therefore, deterioration of the electrochromic element is prevented.

【0026】尚、前記絶縁層の形成方法は、フォトレジ
ストパターンを形成した後、絶縁薄膜を形成し、フォト
レジストを取り除くことによりパターンを形成するリフ
トオフ法でもよく、又、絶縁層を形成した後、フォトレ
ジストを塗布、パターニングし、絶縁層を選択エッチン
グ(ドライまたはウェット)する方法でもよい。一般に
は、エッチングの方が、きれいなパターニングが実現で
き、工程後のレジスト残りも少ない。
The insulating layer may be formed by a lift-off method in which a photoresist pattern is formed, an insulating thin film is formed, and then the photoresist is removed to form the pattern. Alternatively, after the insulating layer is formed, Alternatively, a method of applying a photoresist, patterning, and selectively etching (dry or wet) the insulating layer may be used. In general, etching can achieve finer patterning and leaves less resist after the process.

【0027】また、前記絶縁層は、前記第1の電極層と
前記可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロミ
ック層との間に、選択的に設けられ、前記第1及び第2
の電極層間に印加された外部電圧により前記可逆的電解
酸化層又は酸化発色型エレクトロクロミック層、イオン
導電層及び還元発色型エレクトロクロミック層内で起き
る電気化学反応における電子及びイオンの移動を阻止す
る。
The insulating layer is selectively provided between the first electrode layer and the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer, and the first and second insulating layers are provided.
The transfer of electrons and ions in the electrochemical reaction occurring in the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer, the ion conductive layer and the reduction coloring electrochromic layer is prevented by the external voltage applied between the electrode layers.

【0028】従って、所望の着色部分(絶縁層のない部
分)にのみ色が着色され、しかも所望の着色部分以外に
色がにじむことが防止される。
Therefore, the color is colored only in the desired colored part (the part without the insulating layer), and the color is prevented from bleeding in the part other than the desired colored part.

【0029】請求項2に記載の発明によるエレクトロク
ロミック素子は、少なくとも、基板上に、第1の電極
層、可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロミ
ック層、イオン導電層、還元発色型エレクトロクロミッ
ク層、第2の電極層、及び絶縁層を積層して構成され
る。
According to a second aspect of the present invention, in an electrochromic device, at least a first electrode layer, a reversible electrolytic oxidation layer or an oxidative coloring type electrochromic layer, an ion conductive layer, and a reduction coloring type electrochromic layer are provided on a substrate. A layer, a second electrode layer, and an insulating layer are stacked.

【0030】前記第1の電極層及び可逆的電解酸化層又
は酸化発色型エレクトロクロミック層は、前記基板上に
積層される。また、前記、イオン導電層、還元発色型エ
レクトロクロミック層及び第2の電極層は、前記第1の
電極層上に順次積層される。
The first electrode layer and the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer are laminated on the substrate. Further, the ion conductive layer, the reduction coloring electrochromic layer and the second electrode layer are sequentially stacked on the first electrode layer.

【0031】ここで、前記絶縁層は、前記可逆的電解酸
化層又は酸化発色型エレクトロクロミック層と前記イオ
ン導電層との間に、選択的に設けられ、前記第1及び第
2の電極層間に印加された外部電圧により前記可逆的電
解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロミック層、イオ
ン導電層及び還元発色型エレクトロクロミック層内で起
きる電気化学反応における電子及びイオンの移動を阻止
する。
Here, the insulating layer is selectively provided between the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer and the ion conductive layer, and is provided between the first and second electrode layers. The applied external voltage blocks the movement of electrons and ions in the electrochemical reaction occurring in the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring type electrochromic layer, the ion conductive layer and the reduction coloring type electrochromic layer.

【0032】従って、所望の着色部分にのみ色が着色さ
れ、しかも所望の着色部分以外に色がにじむことが防止
される。
Therefore, it is possible to prevent the color from bleeding only in the desired colored portion, and to prevent the color other than the desired colored portion from bleeding.

【0033】また、前記絶縁層は、前記可逆的電解酸化
層又は酸化発色型エレクトロクロミック層とイオン導電
層との間に、選択的に設けられる。
The insulating layer is selectively provided between the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer and the ion conductive layer.

【0034】従って、前記可逆的電解酸化層又は酸化発
色型エレクトロクロミック層をパターニングする必要が
ないので、例えばレジスト残りやエッジのブツなどの従
来のパターニングに伴う問題が解消され、素子を安定に
形成することが可能となる。
Therefore, since it is not necessary to pattern the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring type electrochromic layer, problems associated with conventional patterning such as resist residue and edge spots can be solved and a device can be stably formed. It becomes possible to do.

【0035】[0035]

【実施例】図1は、本発明の一実施例に係るエレクトロ
クロミック素子(以下「EC素子」と称す)の概略構成
を示す断面図であり、カメラ用ファインダに使用される
場合について以下に説明する。図1に示すように、本実
施例に係るEC素子は、厚さ約1mmのファインダー用ガ
ラス基板1上全面に、シート抵抗約10Ω/□の下部透
明導電膜(ITO;第1の電極層)2をスパッタリング
法により前記基板1上に約0.2μm積層する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of an electrochromic device (hereinafter referred to as "EC device") according to an embodiment of the present invention. The case used in a camera finder will be described below. To do. As shown in FIG. 1, the EC device according to this embodiment has a lower transparent conductive film (ITO; first electrode layer) having a sheet resistance of about 10 Ω / □ on the entire surface of a glass substrate 1 for a finder having a thickness of about 1 mm. 2 is laminated on the substrate 1 by sputtering to a thickness of about 0.2 μm.

【0036】その後、第1及び第2の電極層の電極取り
出しに応じた形にエッチングによりパターニングしたの
ち、前記下部透明導電膜2上全面に、電子及びイオン絶
縁性の透明な二酸化シリコン膜(絶縁層)7を厚さ約
0.5μm形成する。更にこの後、前記二酸化シリコン
膜7上全面に、ポジ型レジストFPR−500(東京応
化製)をスピンコートで塗布し、マスク密着・露光・現
像により前記二酸化シリコン膜7と前記レジストをパタ
ーニングし、エッチング液(フッ化水素酸)でエッチン
グすることにより前記レジストを除去して前記下部透明
導電膜2上に二酸化シリコン膜7のパターンを形成す
る。この結果、前記二酸化シリコン膜7は、前記下部透
明導電膜2上に選択的に設けられる。尚、この二酸化シ
リコン膜7のパターン上が、EC素子を着消色駆動した
場合に、着消色されない部分(非表示部分)となる。
Then, after patterning by etching in a shape corresponding to the electrode extraction of the first and second electrode layers, a transparent silicon dioxide film (insulating material) having an electron and ion insulating property is formed on the entire surface of the lower transparent conductive film 2. Layer 7 is formed to a thickness of about 0.5 μm. After that, a positive type resist FPR-500 (manufactured by Tokyo Ohka) is applied on the entire surface of the silicon dioxide film 7 by spin coating, and the silicon dioxide film 7 and the resist are patterned by mask adhesion, exposure and development. The resist is removed by etching with an etchant (hydrofluoric acid) to form a pattern of the silicon dioxide film 7 on the lower transparent conductive film 2. As a result, the silicon dioxide film 7 is selectively provided on the lower transparent conductive film 2. The pattern on the silicon dioxide film 7 becomes a portion (non-display portion) where the EC element is not subjected to color fading / decoloring.

【0037】そして、前記二酸化シリコン膜7及び前記
下部透明導電膜2上に、酸化イリジウム等膜(可逆的電
解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロミック層)3、
酸化タンタル膜(イオン導電層の一例)4、酸化タング
ステン膜(還元発色型エレクトロクロミック層)5及び
上部透明導電膜(ITO;第2の電極層)6を順次真空
蒸着により連続成膜する。尚、積層したそれぞれの厚さ
は、約0.1μm、0.7μm、0.5μm、0.2μ
mである。そして、最後にエポキシ樹脂を用いて封止ガ
ラス(図示せず)を前記上部透明導電膜6上全面に貼り
合わせてEC素子を形成した。
Then, on the silicon dioxide film 7 and the lower transparent conductive film 2, a film of iridium oxide or the like (a reversible electrolytic oxidation layer or an oxidation coloring electrochromic layer) 3,
A tantalum oxide film (an example of an ion conductive layer) 4, a tungsten oxide film (reduction coloring electrochromic layer) 5 and an upper transparent conductive film (ITO; second electrode layer) 6 are successively formed by vacuum vapor deposition. The thickness of each laminated layer is about 0.1 μm, 0.7 μm, 0.5 μm, 0.2 μm.
m. Finally, a sealing glass (not shown) was attached to the entire surface of the upper transparent conductive film 6 using an epoxy resin to form an EC element.

【0038】上述のように形成されたEC素子におい
て、前記下部透明導電膜2及び上部透明導電膜6の間に
電圧を印加することにより、前記酸化イリジウム等膜
3、酸化タンタル膜4、酸化タングステン膜5の所謂E
C3層内で、電気化学反応が生じ、電子及びイオンの移
動により、前記酸化タングステン膜5が青色に着色す
る。尚、前記電圧を逆方向に印加すると、消色する。
In the EC device formed as described above, by applying a voltage between the lower transparent conductive film 2 and the upper transparent conductive film 6, the iridium oxide film 3, the tantalum oxide film 4, and the tungsten oxide film are formed. The so-called E of the membrane 5
An electrochemical reaction occurs in the C3 layer, and the migration of electrons and ions causes the tungsten oxide film 5 to be colored blue. When the voltage is applied in the reverse direction, the color disappears.

【0039】ここで、前記二酸化シリコン膜7が、前記
下部透明導電膜2と酸化イリジウム等膜3との間に形成
されているため、この二酸化シリコン7が形成された部
分に相当するEC3層内では、膜厚方向に電子及びイオ
ンの移動がないため、着消色反応がおこらず、色のにじ
み、あるいは色残りがなくなり、鮮明な着消色が可能な
EC素子となる。
Since the silicon dioxide film 7 is formed between the lower transparent conductive film 2 and the iridium oxide film 3 in the EC3 layer corresponding to the portion where the silicon dioxide 7 is formed. In the above, since there is no movement of electrons and ions in the film thickness direction, a coloration / discoloration reaction does not occur, color bleeding or color residue is eliminated, and an EC element capable of clear coloration / discoloration is obtained.

【0040】また、EC3層を真空蒸着により連続的に
成膜することができたため、EC素子の構成膜の劣化を
防止すことが可能となる。加えて、パターニングを前記
二酸化シリコン膜7により行ったため、レジスト残りな
ども少なくなり、リーク電流を低減することもできる。
Further, since the EC3 layer can be continuously formed by vacuum evaporation, it is possible to prevent deterioration of the constituent film of the EC element. In addition, since the patterning is performed by the silicon dioxide film 7, the resist residue and the like are reduced, and the leak current can be reduced.

【0041】尚、ここで、上記第1の実施例において、
次のような問題点が生じる場合がある。それは、前記酸
化イリジウム等膜3が、成膜された直後の段階では多少
の導電性を有しているため、前記二酸化シリコン膜7を
設けた部分でも前記酸化イリジウム等膜3を通じて電界
がかかり着消色(色のにじみ)が生じてしまう場合があ
るという問題点である。この現象は、初期に通電し着消
色動作を行うことにより前記酸化イリジウム等膜3の酸
化が促進され電子絶縁化される(この処理を初期化と呼
ぶ)ため、緩和されていくが、さらにこの現象を防止す
るために、図2(A),(B)に示すように、前記二酸
化シリコン膜7の形状を前記下部透明導電膜2側の下面
より前記酸化イリジウム等膜3側の上面を幅広に形成し
て、前記酸化イリジウム等膜3の導電連絡通路8(9)
の間隔を短くすることにより解消することができる。
Here, in the first embodiment,
The following problems may occur. This is because the iridium oxide film 3 has some conductivity immediately after it is formed, and therefore an electric field is applied to the iridium oxide film 3 through the iridium oxide film 3 even at the portion where the silicon dioxide film 7 is provided. This is a problem that decolorization (color bleeding) may occur. This phenomenon is alleviated because the iridium oxide film 3 is oxidized by the initial application of electricity to carry out the coloration / decoloration operation and is electrically insulated (this process is called initialization). In order to prevent this phenomenon, as shown in FIGS. 2A and 2B, the shape of the silicon dioxide film 7 is changed from the lower surface on the lower transparent conductive film 2 side to the upper surface on the iridium oxide film 3 side. The conductive communication passage 8 (9) of the iridium oxide film 3 is formed wide.
It can be solved by shortening the interval.

【0042】尚、図2において、(A)は上記第1の実
施例におけるEC素子の概略部分拡大図であり、(B)
は前記二酸化シリコン膜7の形状を変形した場合におけ
るEC素子の概略部分拡大図である。
In FIG. 2, (A) is a schematic partial enlarged view of the EC element in the first embodiment, and (B).
FIG. 4 is a schematic partial enlarged view of an EC element when the shape of the silicon dioxide film 7 is modified.

【0043】また、図3は、上記第1の実施例の変形例
を示すEC素子の概略構成を示す断面図である。上記第
1の実施例を変形した点は、図3に示すように、前記下
部透明導電膜2を凹凸に形成し、前記二酸化シリコン膜
7を前記下部透明導電膜2の凹部内に配設してEC素子
を構成した点にある。これ以外の点は、上記第1の実施
例と同様にEC素子を形成したため、同一部分には、同
一符号を付し、説明を省略する。
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic structure of an EC device showing a modified example of the first embodiment. The modification of the first embodiment is that, as shown in FIG. 3, the lower transparent conductive film 2 is formed in an uneven shape, and the silicon dioxide film 7 is provided in the concave portion of the lower transparent conductive film 2. The EC element is configured as follows. Except for this, since the EC element is formed as in the first embodiment, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

【0044】このように、図3に示すように、前記二酸
化シリコン膜7が、凹凸形成された前記透明導電膜2の
凹部内に配設して、EC素子を形成しても、第1の実施
例と同様の効果を得ることができる。
In this way, as shown in FIG. 3, even if the silicon dioxide film 7 is arranged in the concave portion of the transparent conductive film 2 having an uneven surface to form an EC element, the first element is formed. The same effect as the embodiment can be obtained.

【0045】図4は、本発明の第2の実施例を示すEC
素子の概略構成を示す断面図でありる。上記第1の実施
例と違う点は、前記二酸化シリコン膜7(絶縁層)の形
成位置を前記酸化イリジウム等膜(可逆的電解酸化層又
は酸化発色型エレクトロクロミック層)3と前記酸化タ
ンタル膜(イオン導電層)4との間に、厚さ約0.3μ
mで選択的に設けて、EC素子を構成した点である。
FIG. 4 is an EC showing a second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows schematic structure of an element. The difference from the first embodiment is that the formation position of the silicon dioxide film 7 (insulating layer) is the iridium oxide film (reversible electrolytic oxidation layer or oxidative coloring electrochromic layer) 3 and the tantalum oxide film ( Ion conductive layer) 4 and thickness of about 0.3μ
The point is that the EC element is configured by selectively providing m.

【0046】すなわち、ガラス基板1上全面にスパッタ
リング法によって成膜した下部透明導電膜2上全面に、
前記酸化イリジウム等膜3を真空蒸着によって成膜し、
この酸化イリジウム等膜3上全面に、電子及びイオン絶
縁性の透明な二酸化シリコン膜7を厚さ約0.3μm形
成する。更にこの後、前記二酸化シリコン膜7上全面
に、ポジ型レジストFPR−500(東京応化製)をス
ピンコートで塗布し、マスク密着・露光・現像により前
記二酸化シリコン膜7と前記レジストをパターニング
し、エッチング液(フッ化水素酸)でエッチングするこ
とにより前記レジストを除去して前記酸化イリジウム等
膜3上に二酸化シリコン膜7のパターンを形成する。そ
の後、前記酸化イリジウム等膜3と二酸化シリコン膜7
上に前記酸化タンタル膜4、前記酸化タングステン膜5
及び上部透明導電膜(ITO;第2の電極層)6を真空
蒸着により連続成膜し、最後にエポキシ樹脂を用いて封
止ガラスを前記上部透明導電膜6上全面に貼り合わせて
EC素子を形成したのである。
That is, on the entire surface of the lower transparent conductive film 2 formed on the entire surface of the glass substrate 1 by the sputtering method,
The film 3 of iridium oxide or the like is formed by vacuum deposition,
An electron and ion insulating transparent silicon dioxide film 7 is formed on the entire surface of the iridium oxide film 3 to a thickness of about 0.3 μm. After that, a positive type resist FPR-500 (manufactured by Tokyo Ohka) is applied on the entire surface of the silicon dioxide film 7 by spin coating, and the silicon dioxide film 7 and the resist are patterned by mask adhesion, exposure, and development. The resist is removed by etching with an etching solution (hydrofluoric acid) to form a pattern of the silicon dioxide film 7 on the iridium oxide film 3. Then, the iridium oxide film 3 and the silicon dioxide film 7 are formed.
The tantalum oxide film 4 and the tungsten oxide film 5 are formed on the upper surface.
And an upper transparent conductive film (ITO; second electrode layer) 6 are continuously formed by vacuum vapor deposition, and finally a sealing glass is attached to the entire surface of the upper transparent conductive film 6 by using an epoxy resin to form an EC device. It was formed.

【0047】このように、前記二酸化シリコン膜7の形
成位置を前記酸化イリジウム等膜3と前記酸化タンタル
膜4との間に、選択的に設けても、この二酸化シリコン
膜7上の酸化タングステン膜5への電界の広がり(もれ
だし,図中矢印10)が抑制することができ、色にじみ
を減少させることができる。
Thus, even if the formation position of the silicon dioxide film 7 is selectively provided between the iridium oxide film 3 and the tantalum oxide film 4, the tungsten oxide film on the silicon dioxide film 7 is formed. It is possible to suppress the spread of the electric field to the electrode 5 (leakage, arrow 10 in the figure) and reduce color fringing.

【0048】また、前記酸化イリジウム等膜3、酸化タ
ンタル膜4、前記酸化タングステン膜5の3層を連続真
空蒸着により成膜していないため、第1の実施例ほど、
この第2の実施例におけるEC素子の構成膜の劣化を減
少させることはできないが、パターニング工程を前記二
酸化シリコン膜7により行ったため、レジスト残りやエ
ッジのブツなども少なくなり、EC素子を安定に形成す
ることができる。
Further, since the three layers of the iridium oxide film 3, the tantalum oxide film 4, and the tungsten oxide film 5 are not formed by continuous vacuum evaporation, as compared with the first embodiment.
Although the deterioration of the constituent film of the EC element in the second embodiment cannot be reduced, since the patterning process is performed by the silicon dioxide film 7, the resist residue and the edge spots are reduced, and the EC element is stabilized. Can be formed.

【0049】尚、上記各実施例においては、酸化タング
ステン−酸化イリジウム等対向型の透過型の全固体型E
C素子に基づいて説明したが、本発明はこれに限定され
ることなく、広く薄膜型のEC素子に適用できるもので
ある。
In each of the above-mentioned embodiments, the opposed transmission type all-solid-state type E such as tungsten oxide-iridium oxide is used.
Although the description has been given based on the C element, the present invention is not limited to this and can be widely applied to thin film type EC elements.

【0050】また、上記各実施例において、絶縁層とし
て二酸化シリコン膜7を用いたが、これに限定されるこ
となく、例えばイオン導電性が小さい酸化タンタル膜
や、パターニング工程が更に容易な絶縁材料を用いても
良い。
Further, although the silicon dioxide film 7 is used as the insulating layer in each of the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to this. For example, a tantalum oxide film having a small ionic conductivity, or an insulating material which can be patterned more easily. May be used.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、EC素子
の構成膜中に電子及びイオンに対する絶縁層を設けたた
め、EC素子の構成膜の劣化を防止することができると
ともに、色にじみを防止することができるという効果が
ある。
As described above, according to the present invention, since the insulating layer for electrons and ions is provided in the constituent film of the EC element, it is possible to prevent the constituent film of the EC element from deteriorating and prevent color bleeding. The effect is that you can.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示すエレクトロクロミ
ック素子の概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an electrochromic element showing a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例において生じる場合がある問題点
及びその解決手段を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing problems that may occur in the first embodiment and means for solving the problems.

【図3】第1の実施例の変形例を示すEC素子の概略構
成を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an EC device showing a modification of the first embodiment.

【図4】本発明の第2の実施例を示すエレクトロクロミ
ック素子の概略構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of an electrochromic device showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガラス基板 2…ITO透明電極層(第1の電極層の一例) 3…酸化イリジウム等膜(可逆的電解酸化層又は酸化発
色型EC層の一例) 4…酸化タンタル膜(イオン導電層の一例) 5…酸化タングステン膜(還元発色型EC層の一例) 6…ITO透明電極層(第2の電極層の一例) 7…二酸化シリコン膜(電子及びイオンに対する絶縁層
の一例)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate 2 ... ITO transparent electrode layer (an example of 1st electrode layer) 3 ... Iridium oxide etc. film (an example of reversible electrolytic oxidation layer or oxidation coloring type EC layer) 4 ... Tantalum oxide film (of an ion conductive layer) Example: 5 ... Tungsten oxide film (an example of a reduction coloring type EC layer) 6 ... ITO transparent electrode layer (an example of a second electrode layer) 7 ... Silicon dioxide film (an example of an insulating layer against electrons and ions)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、基板上に積層して設けた第
1の電極層、可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクト
ロクロミック層、イオン導電層、還元発色型エレクトロ
クロミック層及び第2の電極層からなるエレクトロクロ
ミック素子において、 前記第1の電極層と前記可逆的電解酸化層又は酸化発色
型エレクトロクロミック層との間に、電子及びイオンに
対する絶縁層を選択的に設けたことを特徴とするエレク
トロクロミック素子。
1. A first electrode layer, a reversible electrolytic oxidation layer or an oxidative coloring type electrochromic layer, an ion conductive layer, a reduction coloring type electrochromic layer and a second electrode layer, which are provided at least on a substrate. In the electrochromic element, the electrochromic device is characterized in that an insulating layer for electrons and ions is selectively provided between the first electrode layer and the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer. Chromic element.
【請求項2】 少なくとも、基板上に積層して設けた第
1の電極層、可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクト
ロクロミック層、イオン導電層、還元発色型エレクトロ
クロミック層及び第2の電極層からなるエレクトロクロ
ミック素子において、 前記可逆的電解酸化層又は酸化発色型エレクトロクロミ
ック層と前記イオン導電層との間に、電子及びイオンに
対する絶縁層を選択的に設けたことを特徴とするエレク
トロクロミック素子。
2. At least a first electrode layer, a reversible electrolytic oxidation layer or an oxidative coloring type electrochromic layer, an ion conductive layer, a reduction coloring type electrochromic layer and a second electrode layer which are laminated on a substrate. In the electrochromic element, the electrochromic element is characterized in that an insulating layer for electrons and ions is selectively provided between the reversible electrolytic oxidation layer or the oxidative coloring electrochromic layer and the ion conductive layer. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012529666A (en) * 2009-06-08 2012-11-22 コンダクティブ・インクジェット・テクノロジー・リミテッド Display device

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