JPH07175417A - Electrochromic element material and electrochromic element using the same - Google Patents

Electrochromic element material and electrochromic element using the same

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JPH07175417A
JPH07175417A JP5317898A JP31789893A JPH07175417A JP H07175417 A JPH07175417 A JP H07175417A JP 5317898 A JP5317898 A JP 5317898A JP 31789893 A JP31789893 A JP 31789893A JP H07175417 A JPH07175417 A JP H07175417A
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JP
Japan
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metal
fine particles
compd
electrochromic
particles
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JP5317898A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Enokida
年男 榎田
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Artience Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Publication date
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an electrochromic element having a high coloring efficiency which can be easily made into a large-size thin film by constituting the element of fine particles obtd. by hydrolysis of a metal alkoxy compd. in a medium containing water. CONSTITUTION:The electrochromic element material consists of precipitated fine particles obtd. by hydrolysis of a metal alkoxy compd. in a medium containing water, or consists of fine particles obtd. by heat treatment of the precipitated fine particles. To produce the metal alkoxy compd., a metal or metal compd. is made by reactation with an org. compd. containing hydroxy groups. If the precipitate is an oxide, the precipitate as produced is dried and then used. If the precipitated fine particles are metal hydroxide, metal hydrate, or the like, these particles are heat treated to obtain metal oxide. The heat treatment is performed by such a method to heat the particles in an electric furnace in air or a gas atmosphere. The gas used is nitrogen, chlorine or the like. The fine particles directly obtd. by precipitation or after the heat treatment consist of superfine particles having 10-100nm particle size without depending on the kind of the metal compd.

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、着色効率が高く、大面
積化が容易なエレクトロクロミック素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrochromic device which has a high coloring efficiency and can be easily enlarged.

【0002】[0002]

【従来の技術】電流を印加して可逆的に色が変化するエ
レクトロクロミズムを応用したエレクトロクロミック素
子は、表示にメモリー性がある、消費電力が少ない、視
角依存性がない、大面積表示に適している等の利点によ
り、調光素子、表示素子等の研究が行われている。
2. Description of the Related Art An electrochromic device that applies electrochromism in which a color is reversibly changed by applying a current has a memory property for display, consumes less power, has no viewing angle dependency, and is suitable for large-area display. Due to the advantages such as being provided, researches on dimming elements, display elements and the like have been conducted.

【0003】エレクトロクロミック素子は、一般に透明
電極、電解質、エレクトロクロミック層を組み合わせた
積層構造からなる。エレクトロクロミック層として使用
される薄膜は、酸化タングステン等の遷移金属化合物
や、金属錯体、有機色素などの無機または有機材料によ
り形成されている。これらの薄膜層は、真空蒸着、スパ
ッタリング、電界成膜、化学的成膜法等により形成され
ている。
An electrochromic device generally has a laminated structure in which a transparent electrode, an electrolyte and an electrochromic layer are combined. The thin film used as the electrochromic layer is formed of a transition metal compound such as tungsten oxide, a metal complex, an inorganic or organic material such as an organic dye. These thin film layers are formed by vacuum vapor deposition, sputtering, electric field film formation, chemical film formation, or the like.

【0004】真空蒸着、スパッタリングによる成膜は高
価な装置を必要とし、装置内を高真空に保つ必要があ
る。また、着色効率の高いエレクトロクロミック素子を
得るためには、エレクトロクロミック層の膜厚を厚くす
る必要があり、蒸着時間が長くなる、成膜条件を厳密に
する等の制限がある。これらの問題は、素子化の省エネ
ルギー化、大面積化を困難にしている。電界成膜、化学
的成膜法により薄膜を作成するには、成膜条件を厳密に
管理する必要があり、使用する原材料や装置が限定され
るという問題点がある。更に、表示パターンを必要とす
る場合には、エッチング、マスク等の特殊な処理が必要
になる。
Film formation by vacuum vapor deposition or sputtering requires an expensive apparatus, and it is necessary to maintain a high vacuum inside the apparatus. Further, in order to obtain an electrochromic device having high coloring efficiency, it is necessary to increase the film thickness of the electrochromic layer, and there are restrictions such as a long vapor deposition time and strict film forming conditions. These problems make it difficult to save energy and increase the area of the device. In order to form a thin film by the electric field film formation or the chemical film formation method, it is necessary to strictly control the film formation conditions, and there is a problem that raw materials and devices used are limited. Further, when a display pattern is required, special processing such as etching and mask is required.

【0005】化学的成膜法としては、例えば、有機タン
グステン化合物を有機溶剤中に溶解した溶液を、透明電
極基板上に塗布した後に加熱して作製した酸化タングス
テンをエレクトロクロミック層として使用する方法(特
開昭56−38379号)、塩化タングステンのアルコ
ール溶液等の遷移金属化合物溶液を電極基板上に塗布、
乾燥してエレクトロクロミック層を形成する方法(特開
昭55−11207号)、タングステンの塩素系化合物
を有機酸と反応させた後、ヒドロキシ基を有する有機溶
剤と反応させてタングステンの有機化合物を合成し、そ
のタングステン化合物の有機化合物を透明電極基板上に
供給した後に加熱してエレクトロクロミック層を形成す
る方法(特開昭62−112132号、特開昭63−1
5228号、特開昭63−15229号)等が報告され
ているが、これらの方法では、基板上に塗布してから加
熱するので、加熱温度の制御が困難であり、基板と塗工
膜との熱膨張率や熱安定性の違い等から安定したエレク
トロクロミック素子を得ることは困難であった。
As a chemical film forming method, for example, a method in which a tungsten oxide prepared by coating a solution of an organic tungsten compound in an organic solvent on a transparent electrode substrate and then heating it is used as an electrochromic layer ( JP-A-56-38379), a transition metal compound solution such as an alcohol solution of tungsten chloride is coated on an electrode substrate,
A method of forming an electrochromic layer by drying (JP-A-55-11207), a chlorine-based compound of tungsten is reacted with an organic acid, and then reacted with an organic solvent having a hydroxy group to synthesize an organic compound of tungsten. Then, the organic compound of the tungsten compound is supplied onto the transparent electrode substrate and then heated to form an electrochromic layer (JP-A-62-112132, JP-A-63-1).
5228, JP-A-63-15229) and the like have been reported. However, in these methods, it is difficult to control the heating temperature because the substrate is coated and then heated. It was difficult to obtain a stable electrochromic device due to differences in thermal expansion coefficient and thermal stability.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のエレ
クトロクロミック素子の欠点である、低い着色効率、お
よびエレクトロクロミック層の成膜時の省エネルギー
化、大面積化が困難である欠点を克服するためになされ
たものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention overcomes the drawbacks of the conventional electrochromic device, that is, the low coloring efficiency, and the difficulty in saving energy and forming a large area when forming an electrochromic layer. It was done for good.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、金
属アルコキシ化合物を水を含む媒体中で加水分解させて
得られる沈澱物微粒子もしくは該沈澱物微粒子を加熱処
理して得られる微粒子からなるエレクトロクロミック素
子材料に関する。
Means for Solving the Problems That is, the present invention is an electro-conductive method comprising precipitate fine particles obtained by hydrolyzing a metal alkoxy compound in a medium containing water, or fine particles obtained by heat-treating the precipitate fine particles. Chromic device material.

【0008】さらに本発明は、透明電極基板上に上記エ
レクトロクロミック素子材料を含有するエレクトロクロ
ミック層を形成してなるエレクトロクロミック素子に関
する。
Further, the present invention relates to an electrochromic device formed by forming an electrochromic layer containing the above electrochromic device material on a transparent electrode substrate.

【0009】本発明において金属アルコキシ化合物を生
成するには、金属または金属化合物をヒドロキシ基を含
有する有機化合物と反応させれば良い。アルコキシ化合
物を合成する際に陽性金属元素のヒドロキシ化合物、ア
ンモニアのような強塩基性化合物、又はHOCl、(O
H)3POのような酸を共存させること好ましい。又、
陽性の弱い金属では、反応を進行させるために塩化第二
水銀等の触媒が必要である。また、金属とヒドロキシ基
を含有する有機溶剤と直接反応によって得ることの出来
ないアルコキシ化合物の合成には、金属の代わりに金属
化合物を使用出来る。金属化合物としては、ハロゲン化
金属化合物、硝酸金属化合物、酢酸金属化合物、硫酸金
属化合物、シュウ酸金属化合物、アセチルアセトネート
金属化合物等の何れを使用しても良く、特に塩化金属化
合物が好適である。塩化物とアルコールの反応は、二分
子の関与する親核的置換反応であり、塩素イオンとアル
コキシドアニオンの置換の容易さは、求核攻撃を受ける
塩化物の金属元素の電気陰性度に強く影響を受ける。さ
らに、反応性を上げるためには、アンモニア、ピリジ
ン、トリアルキルアミン等の塩基を加えると効果的であ
る。
In the present invention, a metal alkoxy compound may be produced by reacting a metal or a metal compound with an organic compound containing a hydroxy group. When synthesizing an alkoxy compound, a hydroxy compound of a positive metal element, a strongly basic compound such as ammonia, or HOCl, (O
H) It is preferable to coexist with an acid such as 3 PO. or,
A weakly positive metal requires a catalyst such as mercuric chloride to allow the reaction to proceed. Further, a metal compound can be used in place of the metal in the synthesis of an alkoxy compound that cannot be obtained by a direct reaction with a metal and an organic solvent containing a hydroxy group. As the metal compound, any of metal halide compounds, metal nitrate compounds, metal acetate compounds, metal sulfate compounds, metal oxalate compounds, metal acetylacetonate compounds and the like may be used, and metal chloride compounds are particularly preferable. . The reaction of chloride with alcohol is a nucleophilic substitution reaction involving two molecules, and the ease of substitution of chloride ion with alkoxide anion strongly affects the electronegativity of the metal element of chloride under nucleophilic attack. Receive. Furthermore, in order to increase the reactivity, it is effective to add a base such as ammonia, pyridine or trialkylamine.

【0010】本発明で使用する金属または金属化合物
は、エレクトロクロミズムを示す物質であればいずれの
ものでも良い。例えば、Ti、V、Cr、Mn、Fe、
Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、R
h、In、Sn、W、Re、Os、Ir、Pr、Sm、
Dy、Ho、Er、Lu等の金属、もしくはそれらの金
属化合物、例えばWO3、MoO3、IrOX、NiOX
CoOX、TiO2、Cr 23、V25、Ta25、Nb
25、InN、SnNX、ZrNCl等もしくはそれら
の固溶体が挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。ここでXは一定の数値を示さず、整数とは限らな
い。
Metal or metal compound used in the present invention
Is any substance that exhibits electrochromism
Anything is fine. For example, Ti, V, Cr, Mn, Fe,
Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, R
h, In, Sn, W, Re, Os, Ir, Pr, Sm,
Metals such as Dy, Ho, Er and Lu, or their gold
Genus compounds such as WO3, MoO3, IrOX, NiOX,
CoOX, TiO2, Cr 2O3, V2OFive, Ta2OFive, Nb
2OFive, InN, SnNX, ZrNCl, etc. or those
Solid solutions of, but are not limited to
Absent. Here, X does not represent a constant numerical value, and is not limited to an integer.
Yes.

【0011】アルコキシ化合物は加水分解して、金属酸
化物、金属水酸化物、金属水和物の沈澱物微粒子を生じ
る。本発明のエレクトロクロミック層には、そのいずれ
の化合物、もしくはそれらの混合物であっても良い。合
成される粒子の粒子径は、水と反応した加水分解条件で
決定される。加水分解条件としては、アルコキシ誘導体
の種類、アルコキシ化合物濃度、アルコキシ化合物と水
の比率、加水分解時の水温、撹拌効率、加水分解後の熟
成時間等があげられる。
The alkoxy compound is hydrolyzed to form fine particles of metal oxide, metal hydroxide or metal hydrate precipitates. The electrochromic layer of the present invention may be any compound thereof or a mixture thereof. The particle size of the particles to be synthesized is determined by the conditions of hydrolysis with water. The hydrolysis conditions include the kind of the alkoxy derivative, the concentration of the alkoxy compound, the ratio of the alkoxy compound and water, the water temperature during the hydrolysis, the stirring efficiency, the aging time after the hydrolysis and the like.

【0012】アルコキシ化合物の種類は、使用されるヒ
ドロキシ基を含有する有機溶剤の種類に依存する。ヒド
ロキシ基を有する有機溶剤としては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−
ブチルアルコール等のアルコール類、1,2−エタンジ
オール、1,2−プロパンジオール、2−ブテン−1,
4−ジオール、テトラエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール等のジオール類、グリセリン、1,2,6
−ヘキサントリオール等のトリオール類、メトキシエタ
ノール、2−エトキシエタノール、フェノキシエタノー
ル等のセロソルブ類があるが、これらに限られるもので
はない。また、金属もしくは金属化合物は、ヒドロキシ
基を含有する有機溶剤のみで反応させても良いし、不活
性溶剤中にヒドロキシ基を含有する有機溶剤を添加した
系で反応させても良い。
The type of alkoxy compound depends on the type of organic solvent containing the hydroxy group used. Examples of the organic solvent having a hydroxy group include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-
Alcohols such as butyl alcohol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 2-butene-1,
Diols such as 4-diol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, 1,2,6
There are, but are not limited to, triols such as hexanetriol, and cellosolves such as methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, and phenoxyethanol. Further, the metal or metal compound may be reacted only with an organic solvent containing a hydroxy group, or may be reacted with a system in which an organic solvent containing a hydroxy group is added to an inert solvent.

【0013】アルコキシ化合物濃度は、いずれでも良い
が、0.001〜10mol/lの範囲が望ましい。ア
ルコキシ化合物と加水分解に使用する水の比率は、加水
分解が進行するための水が存在すればいずれでも良い
が、好ましくは、存在する金属もしくは金属化合物のモ
ル数以上の水が必要である。加水分解時の温度は、いず
れでも良いが、10から100℃が好ましい。撹拌効率
は、使用される装置に依存するが、アルコキシ誘導体が
均一に混じる撹拌であればさしつかえない。加水分解後
の熟成時間はいずれでも良いが、加水分解が極めて短時
間で起こるので、系の不均一化を防ぐために、10分か
ら5時間程度が望ましい。加水分解は、水のみで行なっ
ても良いし適切な有機溶剤に水を添加してもよい。
The concentration of the alkoxy compound may be any, but it is preferably in the range of 0.001 to 10 mol / l. The ratio of the alkoxy compound to the water used for the hydrolysis may be any ratio as long as water is present for the hydrolysis to proceed, but it is preferable that the water content is at least the number of moles of the metal or metal compound present. The temperature at the time of hydrolysis may be any, but is preferably 10 to 100 ° C. The stirring efficiency depends on the apparatus used, but any stirring that uniformly mixes the alkoxy derivative may be used. The aging time after hydrolysis may be any time, but since hydrolysis takes place in an extremely short time, it is preferably about 10 minutes to 5 hours in order to prevent heterogeneity of the system. Hydrolysis may be carried out only with water, or water may be added to a suitable organic solvent.

【0014】上記により生成される金属アルコキシ化合
物は、水と反応して金属酸化物、金属水酸化物、金属水
和物の沈澱物を生じる。沈澱が酸化物の場合は、そのま
ま乾燥して使用することが出来る。金属水酸化物もしく
は金属水和物等の沈澱物微粒子は、熱処理して金属酸化
物を得ることが出来る。熱処理は、電気炉中で大気もし
くはガス雰囲気下で加熱する方法が挙げられるが、いず
れの方法でも良い。使用されるガスは、窒素、塩素、水
素、アンモニア、アルゴン、ヘリウム等のいずれでも良
く、ガス雰囲気に依り、金属酸化物、金属水酸化物、金
属水和物の一部もしくは全部が窒化物、塩化物等に置き
代わっても良い。沈澱により直接得られた、もしくは加
熱処理して得られた微粒子は、金属化合物の種類に依ら
ず10〜100nmの超微粒子から構成されている。
The metal alkoxy compound produced as described above reacts with water to form a precipitate of a metal oxide, a metal hydroxide or a metal hydrate. When the precipitate is an oxide, it can be dried and used as it is. Precipitated fine particles such as metal hydroxide or metal hydrate can be heat-treated to obtain metal oxide. Examples of the heat treatment include a method of heating in an electric furnace in the air or a gas atmosphere, but any method may be used. The gas used may be any of nitrogen, chlorine, hydrogen, ammonia, argon, helium, etc., depending on the gas atmosphere, a metal oxide, a metal hydroxide, a part or all of a metal hydrate is a nitride, It may be replaced with chloride or the like. The fine particles directly obtained by precipitation or obtained by heat treatment are composed of ultrafine particles of 10 to 100 nm regardless of the kind of metal compound.

【0015】本発明のエレクトロクロミック層は、金属
化合物を真空蒸着、スパッタリング等の物理的手法、も
しくは金属化合物のみで分散した、あるいは金属または
金属化合物を樹脂中に分散した塗液を塗布する化学的手
法により形成される。真空蒸着やスパッタリングにより
作製されるエレクトロクロミック層は、1Torr以下
の低真空容器中で、金属化合物を加熱して透明電極基板
上に薄膜を形成する。化学的手法において使用される樹
脂は公知であり、ポリビニルブチラール、ポリアクリレ
ート、ポリカーボネート、ポリエステル、フェノキシ、
アクリル、アクリルポリオール、ポリアミド、ウレタ
ン、エポキシ、シリコン、ポリスチレン、セルロース、
ポリ塩化ビニル、塩酢ビ共重合体、フェノール、メラミ
ン樹脂等もしくはシロキシ系樹脂等の無機樹脂であり、
これら樹脂の混合物でも良い。これらの樹脂にイソシア
ネート、メラミン等を添加して、熱硬化、UV光もしく
は電子線硬化によりエレクトロクロミック層を形成して
も良い。エレクトロクロミック層の膜厚は、0.01〜
10μmが好ましい。
The electrochromic layer of the present invention is a chemical method in which a metal compound is dispersed by a physical method such as vacuum deposition or sputtering, or a metal compound alone is dispersed, or a coating liquid in which a metal or a metal compound is dispersed in a resin is applied. It is formed by the method. The electrochromic layer formed by vacuum vapor deposition or sputtering heats a metal compound in a low vacuum container of 1 Torr or less to form a thin film on a transparent electrode substrate. Resins used in chemical methods are known and include polyvinyl butyral, polyacrylates, polycarbonates, polyesters, phenoxy,
Acrylic, acrylic polyol, polyamide, urethane, epoxy, silicone, polystyrene, cellulose,
Polyvinyl chloride, vinyl chloride vinyl acetate copolymer, phenol, an inorganic resin such as a melamine resin or a siloxy resin,
A mixture of these resins may be used. Isocyanate, melamine, or the like may be added to these resins to form an electrochromic layer by heat curing, UV light or electron beam curing. The thickness of the electrochromic layer is 0.01 to
10 μm is preferable.

【0016】化学的手法で使用する分散溶剤は、公知の
溶剤、もしくはその混合物が使用可能であり、有機溶
剤、無機溶剤、水等いずれでも良い。有機溶剤は、アル
コール系、ケトン系、エーテル系、エステル系、炭化水
素系、ハロゲン系など何れでも良い。具体例としてはメ
タノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセ
トン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、ジプロ
ピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサ
ン、トルエン、キシレン、四塩化炭素等が挙げられる。
また無機溶剤としては液体アンモニア、液体二酸化炭
素、シリコーンオイル、酸またはアルカリ水溶液が好適
である。
The dispersion solvent used in the chemical method may be a known solvent or a mixture thereof, and may be an organic solvent, an inorganic solvent, water or the like. The organic solvent may be any of alcohol type, ketone type, ether type, ester type, hydrocarbon type, halogen type and the like. Specific examples include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, toluene, xylene, carbon tetrachloride and the like.
As the inorganic solvent, liquid ammonia, liquid carbon dioxide, silicone oil, acid or alkaline aqueous solution is suitable.

【0017】本発明のエレクトロクロミック素子は、透
明電極、電解質、エレクトロクロミック層、透明電極の
積層構造からなるエレクトロクロミック素子、または透
明電極、第一のエレクトロクロミック層、電解質、第二
のエレクトロクロミック層、透明電極からなるエレクト
ロクロミック素子が好ましいが、これらの素子構造に限
られるものではない。エレクトロクロミック素子の酸化
発色型エレクトロクロミック層は、エレクトロクロミズ
ムを示す物質が酸化して発色する膜であり、還元発色型
エレクトロクロミック層は、エレクトロクロミズムを示
す物質が還元して発色する膜である。
The electrochromic device of the present invention includes a transparent electrode, an electrolyte, an electrochromic layer, an electrochromic device having a laminated structure of transparent electrodes, or a transparent electrode, a first electrochromic layer, an electrolyte and a second electrochromic layer. , An electrochromic device including a transparent electrode is preferable, but the device structure is not limited to these. The oxidative coloring type electrochromic layer of the electrochromic element is a film in which a substance exhibiting electrochromism is oxidized to develop a color, and the reduction coloring type electrochromic layer is a film in which a substance exhibiting electrochromism is reduced to develop a color.

【0018】本発明のエレクトロクロミック素子の電極
は、酸化錫、酸化インジウム、ITOのような電気伝導
性の高い透明電極であることが好ましく、基板はガラ
ス、樹脂等の固体で光透過性の高い材質であれば何れで
も良い。
The electrode of the electrochromic device of the present invention is preferably a transparent electrode having a high electric conductivity such as tin oxide, indium oxide and ITO, and the substrate is a solid such as glass or resin and has a high light transmittance. Any material may be used.

【0019】電解質は公知の電解質が使用可能であり、
無機もしくは有機電解質の何れでも良いが、溶媒もしく
はH、Li、K、Na、Mg等のイオン伝導度の大きな
カチオンを含む樹脂または誘電体が好ましい。電解質は
液体、固溶体、固体の何れでもよいが、封止、液漏れ等
から固体が好ましい。電解質の厚さは1mm〜0.01
μmが好ましい。
As the electrolyte, a known electrolyte can be used,
Either an inorganic or organic electrolyte may be used, but a resin or a dielectric containing a solvent or a cation having a high ionic conductivity such as H, Li, K, Na or Mg is preferable. The electrolyte may be a liquid, a solid solution, or a solid, but a solid is preferable because of sealing, liquid leakage, and the like. The thickness of the electrolyte is 1 mm to 0.01
μm is preferred.

【0020】[0020]

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説
明する。但し、本発明は下記実施例に限定されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0021】実施例1 ビーカー中に、イソプロピルアルコール500ml、塩
化ニッケル20gを入れて撹拌する。28%アンモニア
水を150ml滴下した後に、濾過して紫白色の沈澱物
を得た。この沈澱物をイソプロピルアルコール200m
l中に入れ撹拌する。その中に4lの水を滴下して加水
分解を完結させた。得られた緑白色の沈澱物を濾過、乾
燥させて13.8gの微粒子粉末を得た。この粉末を機
器分析した結果、水酸化ニッケルであった。この水酸化
ニッケル10.0gを、大気雰囲気下で400℃、2時
間加熱して、酸化ニッケル7.8gを得た。以上の方法
で得られた酸化ニッケル微粒子の粒子径は、0.02μ
mであった。
Example 1 500 ml of isopropyl alcohol and 20 g of nickel chloride were placed in a beaker and stirred. After adding 150 ml of 28% aqueous ammonia, the mixture was filtered to obtain a purple-white precipitate. 200m of this precipitate is isopropyl alcohol
Pour in 1 and stir. Hydrolysis was completed by adding 4 liters of water thereto. The green-white precipitate thus obtained was filtered and dried to obtain 13.8 g of fine particle powder. As a result of instrumental analysis of this powder, it was found to be nickel hydroxide. This nickel hydroxide 10.0 g was heated at 400 ° C. for 2 hours in the air atmosphere to obtain nickel oxide 7.8 g. The particle diameter of the nickel oxide fine particles obtained by the above method is 0.02 μ
It was m.

【0022】酸化ニッケル微粒子2.0g、メチルエチ
ルケトン10ml、キシレン:酢酸ブチル:アクリルポ
リオール=1:1:1(重量比)からなる分散媒体0.
6gをボールミルに入れて、24時間分散して分散液を
調整した。次に、10Ω/cm2 のITOガラス透明電
極上に、上記分散液をスピンコーターにより2000r
pmで塗布して0.2μmの薄膜を得た。この塗膜を5
0℃で6時間乾燥してエレクトロクロミック層を得た。
この層のヘイズ率は1%であり、透明性が高いことがわ
かった。さらに、1規定のKOHを電解質として、+1
Vを30秒間印加したエレクトロクロミック膜は、極め
て濃い褐色を示し、600nmでの透過率は10.5%
であった。−1Vを1分間印加したエレクトロクロミッ
ク層は、極めて透過率が高く、600nmでの透過率は
87.2%であった。
Dispersion medium consisting of 2.0 g of nickel oxide fine particles, 10 ml of methyl ethyl ketone, xylene: butyl acetate: acrylic polyol = 1: 1: 1 (weight ratio).
6 g was put in a ball mill and dispersed for 24 hours to prepare a dispersion liquid. Next, the above dispersion liquid was spun on a transparent ITO glass electrode of 10 Ω / cm 2 at 2000 r
It was applied by pm to obtain a thin film of 0.2 μm. This coating 5
An electrochromic layer was obtained by drying at 0 ° C. for 6 hours.
The haze ratio of this layer was 1%, and it was found that the transparency was high. Furthermore, using 1N KOH as the electrolyte, +1
The electrochromic film to which V was applied for 30 seconds showed an extremely dark brown color, and the transmittance at 600 nm was 10.5%.
Met. The electrochromic layer to which -1 V was applied for 1 minute had extremely high transmittance, and the transmittance at 600 nm was 87.2%.

【0023】この様にして得られたエレクトロクロミッ
ク層を第一のエレクトロクロミック層とし、第二のエレ
クトロクロミック層として10Ω/cm2 のITO電極
を用いて、向かい合った第一のエレクトロクロミック層
と第二のエレクトロクロミック層間をスペーサーで挟
み、エポキシ樹脂により接着した後、エレクトロクロミ
ック層と対向電極の間に、0.1規定のKOH水溶液を
注入して電解質としてエレクトロクロミック素子とし
た。得られたエレクトロクロミック素子の着消色応答を
調べた結果、透過率が15%から70%まで変化するの
に15秒であり、応答性が良好であることがわかる。ま
た、サイクリックボルタモグラムの測定結果から、本エ
レクトロクロミック素子の注入電荷量は8mC/cm2
であり、良好な結果であった。
The electrochromic layer thus obtained was used as a first electrochromic layer, and an ITO electrode of 10 Ω / cm 2 was used as a second electrochromic layer. After sandwiching the two electrochromic layers with a spacer and adhering them with an epoxy resin, a 0.1 N KOH aqueous solution was injected between the electrochromic layer and the counter electrode to prepare an electrochromic element as an electrolyte. As a result of examining the coloring and decoloring response of the obtained electrochromic device, it is found that the transmittance changes from 15% to 70% in 15 seconds, and the responsiveness is good. From the measurement result of the cyclic voltammogram, the injected charge amount of this electrochromic device was 8 mC / cm 2.
It was a good result.

【0024】実施例2 第一のエレクトロクロミック層を、真空蒸着法により1
ー5Toorの真空下で形成する以外は実施例1と同様
の方法でエレクトロクロミック素子を作製した。本エレ
クトロクロミック素子は、透過率が15%から70%ま
で変化するのに18秒、サイクリックボルタモグラムの
測定結果から、注入電荷量は4mC/cm2であり、良
好な結果を得た。
Example 2 The first electrochromic layer was formed by vacuum evaporation method 1
Except for forming by vacuum of 0 over 5 Toor was prepared an electrochromic device in the same manner as in Example 1. In this electrochromic device, the transmittance changed from 15% to 70% for 18 seconds, and from the measurement result of the cyclic voltammogram, the injected charge amount was 4 mC / cm 2 , and a good result was obtained.

【0025】実施例3 第一のエレクトロクロミック層を、アクリルポリオール
樹脂を除いて分散した酸化ニッケル微粒子で形成する以
外は実施例1と同様の方法でエレクトロクロミック素子
を作製した。本エレクトロクロミック素子は、透過率が
15%から70%まで変化するのに23秒、サイクリッ
クボルタモグラムの測定結果から、注入電荷量は5mC
/cm2であり、良好な結果を得た。
Example 3 An electrochromic device was produced in the same manner as in Example 1 except that the first electrochromic layer was formed of nickel oxide fine particles dispersed without the acrylic polyol resin. In this electrochromic device, it took 23 seconds for the transmittance to change from 15% to 70%, and the injected charge amount was 5 mC from the cyclic voltammogram measurement results.
/ Cm 2 , which was a good result.

【0026】実施例4 ビーカー中に、イソプロピルアルコール500ml、六
塩化タングステン4gを入れて撹拌する。28%アンモ
ニア水を150ml滴下した後に、濾過して紫白色の沈
澱物を得た。この沈澱物をイソプロピルアルコール20
0ml中に入れ撹拌する。その中に4lの水を滴下して
加水分解を完結させた。得られた緑白色の沈澱物を濾
過、乾燥させて3.3gの微粒子粉末を得た。この粉末
を機器分析した結果、水酸化タングステンであった。こ
の水酸化タングステン3gを、大気雰囲気下で400
℃、2時間加熱して、三酸化タングステン2.2gを得
た。以上の方法で得られた三酸化タングステン微粒子の
粒子径は、0.025μmであった。
Example 4 500 ml of isopropyl alcohol and 4 g of tungsten hexachloride were placed in a beaker and stirred. After adding 150 ml of 28% aqueous ammonia, the mixture was filtered to obtain a purple-white precipitate. This precipitate was added to isopropyl alcohol 20
Add to 0 ml and stir. Hydrolysis was completed by adding 4 liters of water thereto. The green-white precipitate obtained was filtered and dried to obtain 3.3 g of fine particle powder. As a result of instrumental analysis of this powder, it was found to be tungsten hydroxide. 400 g of this tungsten hydroxide in an air atmosphere
The mixture was heated at ℃ for 2 hours to obtain 2.2 g of tungsten trioxide. The particle size of the tungsten trioxide fine particles obtained by the above method was 0.025 μm.

【0027】第二のエレクトロクロミック層として本実
施例で作製した三酸化タングステン微粒子を、電解質と
して1Mの過塩素酸リチウムを含有するプロピレンカー
ボネートである以外は実施例1と同様の方法でエレクト
ロクロミック素子を作製した。本エレクトロクロミック
素子は、透過率が15%から70%まで変化するのに1
2秒、サイクリックボルタモグラムの測定結果から、注
入電荷量は10mC/cm2であり、良好な結果を得
た。
An electrochromic device was prepared in the same manner as in Example 1 except that the tungsten trioxide fine particles prepared in this Example as the second electrochromic layer were propylene carbonate containing 1M lithium perchlorate as an electrolyte. Was produced. This electrochromic device has a transmittance of 1% even if it changes from 15% to 70%.
From the measurement result of the cyclic voltammogram for 2 seconds, the injected charge amount was 10 mC / cm 2 , and a good result was obtained.

【0028】実施例5 ビーカー中に、n−ブチルアルコール500ml、四塩
化チタン10gを入れて撹拌する。28%アンモニア水
を150ml滴下し、濾過した後に、イソプロピルアル
コール200ml中に入れ撹拌する。その中に4lの水
を滴下して加水分解を完結させた。得られた緑白色の沈
澱物を濾過、乾燥させて7.9gの微粒子粉末を得た。
この粉末を機器分析した結果、水酸化チタンであった。
この水酸化チタン7.0gを、大気雰囲気下で400
℃、2時間加熱して、酸化チタン5.2gを得た。以上
の方法で得られた酸化チタン微粒子の粒子径は、0.0
2μmであった。第一のエレクトロクロミック層に本実
施例の酸化チタン微粒子を使用する以外は、実施例1と
同様の方法でエレクトロクロミック素子を作製した。本
エレクトロクロミック素子は、透過率が15%から70
%まで変化するのに35秒、サイクリックボルタモグラ
ムの測定結果から、注入電荷量は3mC/cm 2であ
り、良好な結果を得た。
Example 5 In a beaker, 500 ml of n-butyl alcohol, tetrasalt
Add 10 g of titanium oxide and stir. 28% ammonia water
(150 ml) was added dropwise, and after filtration, isopropyl alcohol was added.
Place in 200 ml of coal and stir. 4 l of water in it
Was added dropwise to complete the hydrolysis. The green-white precipitate obtained
The starch was filtered and dried to obtain 7.9 g of fine particle powder.
As a result of instrumental analysis of this powder, it was found to be titanium hydroxide.
7.0 g of this titanium hydroxide was added to 400 g in the atmosphere.
After heating at ℃ for 2 hours, 5.2 g of titanium oxide was obtained. that's all
The particle size of the titanium oxide fine particles obtained by the method is 0.0
It was 2 μm. True to the first electrochromic layer
Example 1 was repeated except that the titanium oxide fine particles of the example were used.
An electrochromic device was produced by the same method. Book
The electrochromic device has a transmittance of 15% to 70%.
35 seconds to change to%, cyclic volta mole
Injected charge amount is 3 mC / cm 2And
And obtained good results.

【0029】実施例6 ビーカー(A)中に、n−ブチルアルコール500m
l、四塩化チタン10gを入れ、28%アンモニア水を
150ml滴下した。次に、ビーカー(B)に、n−ブ
チルアルコール500ml、ストロンチウム12gを入
れ撹拌する。その、ビーカー(B)中の溶液を撹拌しな
がら、ビーカー(A)中の溶液を滴下して反応させる。
その後、反応溶液をベンゼンに置換して副生成物を取り
除いた。反応液を2時間還流した後、4lの水を滴下し
て加水分解を完結させた。得られた緑白色の沈澱物を濾
過、乾燥させて13.7gの微粒子粉末を得た。この粉
末を機器分析した結果、SrTiO3であった。以上の
方法で得られたSrTiO3微粒子の粒子径は0.01
μmであり、加熱なしに超微粒子が形成させていること
がわかる。第一のエレクトロクロミック層に本実施例の
SrTiO3微粒子を使用する以外は、実施例1と同様
の方法でエレクトロクロミック素子を作製した。本エレ
クトロクロミック素子は、透過率が15%から70%ま
で変化するのに40秒、サイクリックボルタモグラムの
測定結果から、注入電荷量は5mC/cm 2であり、良
好な結果を得た。
Example 6 In a beaker (A), 500 m of n-butyl alcohol was added.
l, Titanium tetrachloride 10g, 28% ammonia water
150 ml was dropped. Next, in a beaker (B),
Fill with chill alcohol 500ml and strontium 12g
Stir. Do not stir the solution in the beaker (B)
Then, the solution in the beaker (A) is dropped to react.
After that, the reaction solution was replaced with benzene to remove by-products.
I removed it. After refluxing the reaction solution for 2 hours, 4 liters of water was added dropwise.
Hydrolysis was completed. The green-white precipitate obtained is filtered.
After filtering and drying, 13.7 g of fine particle powder was obtained. This powder
As a result of instrumental analysis of powder, SrTiO3Met. More than
Obtained by the method3The particle size of the fine particles is 0.01
μm, ultrafine particles are formed without heating
I understand. In the first electrochromic layer,
SrTiO3Same as Example 1 except using fine particles
An electrochromic device was manufactured by the method described above. Book
The chromochromic device has a transmittance of 15% to 70%.
It takes 40 seconds to change in cyclic voltammogram
From the measurement results, the injected charge amount is 5 mC / cm 2And good
I got good results.

【0030】[0030]

【発明の効果】金属もしくは金属化合物をヒドロキシ基
を含有する有機溶媒と反応させた後、加水分解して得ら
れた沈澱物微粒子、もしくはその沈澱物を加熱して形成
した微粒子から形成されるエレクトロクロミック層によ
り、高い着色効率を有し、大面積の薄膜形成が容易なエ
レクトロクロミック素子を作製できる。又、本発明の微
粒子は粒子径が小さく分散が良好なので、粒子径の大き
な粒子中に存在する原料、合成もしくは精製時に混入し
た不純物を可能な限り除去でき、したがって、真空蒸着
やスパッタリング等の物理的薄膜成膜の際にも、均一な
純度の高い薄膜を得ることができる。本発明の材料を用
いて製作したエレクトロクロミック素子は、パネルディ
スプレイ、標示板、調光ガラス等に使用出来るので、そ
の工業的意義は大きい。
EFFECTS OF THE INVENTION Electrodes formed from fine particles of a precipitate obtained by reacting a metal or a metal compound with an organic solvent containing a hydroxy group and then hydrolyzing it, or fine particles formed by heating the precipitate. With the chromic layer, an electrochromic device having high coloring efficiency and capable of easily forming a large-area thin film can be manufactured. Further, since the fine particles of the present invention have a small particle size and good dispersion, it is possible to remove as much as possible raw materials present in particles having a large particle size, impurities mixed during synthesis or purification, and therefore physical properties such as vacuum deposition and sputtering. A uniform thin film having high purity can be obtained even when the thin film is selectively formed. The electrochromic device manufactured by using the material of the present invention can be used for a panel display, a sign board, a light control glass, etc., and therefore has great industrial significance.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属アルコキシ化合物を水を含む媒体中
で加水分解させて得られる沈澱物微粒子もしくは該沈澱
物微粒子を加熱処理して得られる微粒子からなるエレク
トロクロミック素子材料。
1. An electrochromic device material comprising fine precipitate particles obtained by hydrolyzing a metal alkoxy compound in a medium containing water, or fine particles obtained by heat-treating the fine precipitate particles.
【請求項2】 透明電極基板上に請求項1記載のエレク
トロクロミック素子材料を含有するエレクトロクロミッ
ク層を形成してなることを特徴とするエレクトロクロミ
ック素子。
2. An electrochromic device comprising an electrochromic layer containing the electrochromic device material according to claim 1 formed on a transparent electrode substrate.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005187323A (en) * 2003-12-05 2005-07-14 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method for producing tungsten oxide fine particle for forming solar radiation shielding material, tungsten oxide fine particle for forming solar radiation shielding material, dispersion for forming solar radiation shielding material, and solar radiation shielding material
JP2006208862A (en) * 2005-01-28 2006-08-10 Ricoh Co Ltd Display element and reflection type display
JP2017194536A (en) * 2016-04-19 2017-10-26 株式会社カネカ Dimming element, dimming device, and method for manufacturing dimming element
JP2019504333A (en) * 2015-11-03 2019-02-14 キネストラル・テクノロジーズ・インコーポレイテッドKinestral Technologies,Inc. Tungsten oxide nanostructured thin films for electrochromic devices

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