JPH07207260A - Material for electrochromic element and electrochloromic element made thereof - Google Patents

Material for electrochromic element and electrochloromic element made thereof

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JPH07207260A
JPH07207260A JP6005066A JP506694A JPH07207260A JP H07207260 A JPH07207260 A JP H07207260A JP 6005066 A JP6005066 A JP 6005066A JP 506694 A JP506694 A JP 506694A JP H07207260 A JPH07207260 A JP H07207260A
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JP
Japan
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electrochromic
fine particles
gas
electrochromic layer
electrochromic element
Prior art date
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JP6005066A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Enokida
年男 榎田
Tadashi Ogawa
但 小川
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Toyo Ink Mfg 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)

Abstract

PURPOSE:To produce a material for an electrochromic element which has a high coloration efficiency, can easily form a thin film of a large area and can give a long-life electrochromic element by making it of fine particles formed by the vaproization-in-gas method. CONSTITUTION:By the vaporization-in-gas method comprising setting a material (e.g. phthalocyanine) for an electrochromic element on a coil or boat heating element for direct or indirect heating, and energizing the heating element in a vessel containing a low-pressure gas of Ar, He or the like to sublime and evaporate the material, fine particles of the material are produced. These partciles are dispersed in a solution containing a resin (e.g. polyvinyl butyral) and the obtained solution is applied to a transparent electrode base plate by, for example, a coating method to form an elecrochromic layer. Thus, an electrochromic element can be produced.

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
積化が容易であり、長寿命の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 having a high coloring efficiency, a large area, and a long life.

【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。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が使用できる。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. 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
A metal compound such as tungsten oxide, an inorganic or organic material such as a metal complex and an organic dye can be used. These thin film layers are formed by vacuum vapor deposition, sputtering, electric field film formation, chemical film formation, or the like.

【0003】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し
て、イオンの移動を促進させる必要があり、蒸着時間が
長くなる、成膜条件を厳密に制御する必要がある。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 with high coloring efficiency, it is necessary to increase the film thickness of the electrochromic layer to promote the movement of ions, the vapor deposition time becomes long, and the film formation conditions are strictly controlled. There is a need. 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, etching,
Special processing such as masking is required.

【0004】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63−15
228号、特開昭63−15229号)が報告されてい
るが、これらの方法では、基板上に有機金属化合物を有
機溶剤中に溶解した溶液を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、有機金属化合物の酸化を
伴うために、基板と塗工膜との熱膨張率や熱安定性が異
なるために、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 applying a solution of an organic tungsten compound dissolved in an organic solvent on a transparent electrode substrate and then heating it is used as an electrochromic layer ( JP-A-56-38379), a method of forming an electrochromic layer by coating and drying a transition metal compound solution such as an alcohol solution of tungsten chloride on an electrode substrate (JP-A-55-11207), a chlorine-based tungsten system. After reacting the compound with an organic acid, it is reacted with an organic solvent having a hydroxy group to synthesize an organic compound of tungsten, and the organic compound of the tungsten compound is supplied onto a transparent electrode substrate and then heated to form an electrochromic layer. Forming method (JP-A-62-112132, JP-A-63-15)
No. 228, JP-A-63-15229), but in these methods, a solution of an organometallic compound in an organic solvent is applied on a substrate and then heated.
It is difficult to obtain a stable electrochromic device because the heating temperature is difficult to control and the organic metal compound is oxidized, and the thermal expansion coefficient and thermal stability of the substrate and coating are different. It was

【0005】また、通常の有機化合物には未反応物、中
間生成物、無機塩類等の不純物が含まれているので、エ
レクトロクロミック素子に使用した場合には、イオン伝
導が妨げられて、良好なエレクトロクロミック特性を得
ることは困難であった。従来の高真空下での昇華精製法
では、精製時に精製微粉末が飛散して回収収率が低下し
たり、不純物が充分に除去されてなく純度を上げること
は出来なかった。また、昇華精製法では、精製後に粒子
径が増大し、化学的成膜をする際に塗布液を作製するた
めの分散工程が困難になること、大粒子を乾式もしくは
湿式粉砕して微粒子化する工程を追加する必要があり、
それらの最適化条件を設定することは困難であった。
Further, since ordinary organic compounds contain impurities such as unreacted products, intermediate products, and inorganic salts, when used in electrochromic devices, ionic conduction is hindered and good results are obtained. It was difficult to obtain electrochromic properties. In the conventional sublimation purification method under high vacuum, the refined fine powder is scattered during the purification to lower the recovery yield, and the impurities cannot be sufficiently removed to improve the purity. Further, in the sublimation purification method, the particle size increases after purification, which makes it difficult to carry out the dispersion step for preparing a coating solution during chemical film formation. Large particles are dry- or wet-milled into fine particles. I need to add more steps,
It was difficult to set those optimization conditions.

【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、寿命が短いなどの欠点を克服する
ためになされたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has the drawbacks of the conventional electrochromic device, such as low coloring efficiency, energy saving when forming the electrochromic layer, difficulty in increasing the area, and short life. It was made to overcome the shortcomings.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ガ
ス中蒸発法により生成した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。さらに本発明は、上記エレ
クトロクロミック素子材料を溶剤もしくは樹脂を含む溶
液に分散してなるエレクトロクロミック素子形成用材料
に関する。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ことを特徴とするエレクトロクロ
ミック素子に関する。
That is, the present invention relates to an electrochromic device material comprising fine particles produced by an in-gas evaporation method. Further, the present invention relates to an electrochromic element forming material obtained by dispersing the above electrochromic element material in a solution containing a solvent or a resin. Furthermore, the present invention relates to an electrochromic device comprising an electrochromic layer containing the above electrochromic device material formed on a transparent electrode substrate.

【0008】本発明のエレクトロクロミック素子材料
は、ガス中蒸発法により精製され、微粒子化されてい
る。ガス中蒸発法は、コイル状もしくはボート状の直接
加熱あるいは間接加熱をすることが出来る発熱体に、エ
レクトロクロミック素子材料をセットし、低圧のAr、
He、窒素、酸素、アンモニア等のガスを導入した容器
内で、発熱体を加熱して材料を昇華、蒸発させる方法で
ある。金属微粒子を得るためにはArもしくはHe等の
不活性ガス、金属酸化物微粒子を得るためには酸素ガ
ス、金属窒化物微粒子を得るためには窒素ガスもしくは
アンモニアガスを用いて生成させることが出来る。ま
た、Ar、He、窒素等のガスを使用して純度の高い有
機化合物微粒子を得ることができ、酸素ガスを使用して
酸素ドーピングさせることもできる。蒸発は、10ー5
10Toorの圧力下で行なわれる。蒸発物は、容器中
のガス分子と衝突して微粒子化され、微粒子の大きさ
は、昇華温度、ガスの種類、ガスの流量、圧力等により
制御出来る。微粒子の粒子径は5nm〜10μmの範囲
で制御可能であり、好ましくは10nm〜100nmの
範囲の粒子径が好ましい。ガス中蒸発法により微粒子を
作製する方法は、例えば、特開平1−162705号、
特開平2−97501号、特開平2−131134号、
特開平2−153008号、特開平2−153807
号、特開平3−70738号、特公平3−52401号
等に記載されている。
The electrochromic device material of the present invention is refined by a gas evaporation method and made into fine particles. In the gas evaporation method, the electrochromic element material is set in a coil-shaped or boat-shaped heating element capable of direct or indirect heating, and low-pressure Ar,
In this method, a heating element is heated in a container into which a gas such as He, nitrogen, oxygen, or ammonia is introduced to sublimate or evaporate the material. An inert gas such as Ar or He can be used to obtain the metal fine particles, an oxygen gas can be used to obtain the metal oxide fine particles, and a nitrogen gas or an ammonia gas can be used to obtain the metal nitride fine particles. . Further, high purity organic compound fine particles can be obtained by using a gas such as Ar, He and nitrogen, and oxygen doping can also be performed by using an oxygen gas. Evaporation is 10-5
It is carried out under a pressure of 10 Toor. The evaporate collides with gas molecules in the container and is made into fine particles, and the size of the fine particles can be controlled by the sublimation temperature, the type of gas, the flow rate of gas, the pressure, and the like. The particle size of the fine particles can be controlled within the range of 5 nm to 10 μm, and preferably within the range of 10 nm to 100 nm. A method for producing fine particles by the gas evaporation method is described in, for example, JP-A-1-162705,
JP-A-2-97501, JP-A-2-131134,
JP-A-2-153008, JP-A-2-153807
No. 3,70,738, Japanese Patent Publication No. 3-52401, and the like.

【0009】ガス中蒸発法では不活性ガス中で蒸発分子
が集合もしくは合体して微粒子を形成するので、欠陥や
汚染の少ない微粒子を得ることが出来る。また、ガス中
蒸発法による微粒子作製法は、精製や生成粒子の粒子径
の制御が容易、粒子径の粒度分布がシャープ、収率が高
い、微粒子の純度が高いという利点がある。そのため、
本発明のエレクトロクロミック素子材料を使用したエレ
クトロクロミック素子は、エレクトロクロミック特性と
して、着色効率が高く、メモリー特性が良く、コントラ
スト比が高く、応答速度が速く、大面積の電極上にも高
純度で平滑なエレクトロクロミック薄膜を得ることが出
来る。
In the in-gas evaporation method, evaporated molecules are aggregated or united in an inert gas to form fine particles, so that fine particles with few defects and contamination can be obtained. Further, the method of producing fine particles by the in-gas evaporation method has the advantages that purification and control of the particle size of the produced particles are easy, the particle size distribution of the particle size is sharp, the yield is high, and the purity of the fine particles is high. for that reason,
The electrochromic device using the electrochromic device material of the present invention has high electrochromic properties such as high coloring efficiency, good memory properties, high contrast ratio, fast response speed, and high purity even on a large-area electrode. It is possible to obtain a smooth electrochromic thin film.

【0010】本発明のエレクトロクロミック層に使用さ
れるエレクトロクロミック素子材料は、公知のエレクト
ロクロミズムを示す物質であれば何れでも良い。無機物
質としては、例えば、Ti、V、Cr、Mn、Fe、C
o、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、もしくはそれらの酸
化物、窒化物、水酸化物等の金属化合物、例えばW
3、MoO3、IrOX、NiOX、CoOX、TiO2
Cr23、V25、Ta25、Nb25、InN、Sn
X、ZrNCl、Ir(OH)2、Ni(OH)2、C
o(OH)2等もしくはそれらの固溶体等の無機系物質
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。有機
物質としては、プルシアンブルー、バソフェナトロリ
ン、ビピリジン、フタロシアニン、ジフタロシアニン、
ポルフィリン、フェナントロリン、ピリジノポルフィラ
ジン等の金属錯体系物質、ビオロゲン、2,4,5,7
−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,7−トリ
ニトロフルオレニリデンマロノニトリル、テトラシアノ
キノジメタン、テトラチオフルバレン、o−アミノフェ
ノール、o−フェニレンジアミン、スチリル誘導体、ヒ
ドラゾン誘導体、チオフェン誘導体、ピロール誘導体、
アニリン誘導体、もしくはポリピロール、ポリ(3−メ
チルチオフェン)、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、
ポリ−ルテニウム(4−メチル−4’−ビニル−2,
2’−ビピリジン)3等の有機系高分子物質がある。
The electrochromic device material used in the electrochromic layer of the present invention may be any known substance exhibiting electrochromism. Examples of the inorganic substance include Ti, V, Cr, Mn, Fe, and C.
o, 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 metal compounds such as oxides, nitrides and hydroxides thereof, such as W
O 3 , MoO 3 , IrO x , NiO x , CoO x , TiO 2 ,
Cr 2 O 3 , V 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , InN, Sn
N x , ZrNCl, Ir (OH) 2 , Ni (OH) 2 , C
Examples thereof include inorganic substances such as o (OH) 2 and solid solutions thereof, but are not limited thereto. Here, X does not represent a constant numerical value and is not necessarily an integer. Organic substances include Prussian blue, bathophenatroline, bipyridine, phthalocyanine, diphthalocyanine,
Metal complex substances such as porphyrin, phenanthroline, pyridinoporphyrazine, viologen, 2, 4, 5, 7
-Tetranitro-9-fluorenone, 2,4,7-trinitrofluorenylidene malononitrile, tetracyanoquinodimethane, tetrathiofulvalene, o-aminophenol, o-phenylenediamine, styryl derivative, hydrazone derivative, thiophene derivative , A pyrrole derivative,
Aniline derivative, or polypyrrole, poly (3-methylthiophene), poly (N-vinylcarbazole),
Poly-ruthenium (4-methyl-4'-vinyl-2,
There are organic polymer substances such as 2′-bipyridine) 3 .

【0011】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 oxidative coloring type electrochromic layer of the electrochromic device 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. Is.

【0012】本発明のエレクトロクロミック層は、金
属、金属化合物もしくは有機物微粒子を真空蒸着、スパ
ッタリング等の物理的手法、金属、金属化合物もしくは
有機物微粒子を必要があれば樹脂とともに分散した塗液
を塗布する塗布法、LB膜法、プラズマ重合法等の化学
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、通常は1T
oor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。雰囲気は、真空もしく
は窒素、塩素、水素、アンモニア、アルゴン、ヘリウム
等の何れでもよい。化学的手法で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、もしくはこれら樹脂の混合物でも良い。これらの樹
脂もしくは作製した塗液にイソシアネート、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 applied by a physical method such as vacuum deposition or sputtering of metal, metal compound or organic fine particles, and a coating liquid in which the metal, metal compound or organic fine particles are dispersed together with a resin if necessary. It is formed by a chemical method such as a coating method, an LB film method, and a plasma polymerization method. The electrochromic layer produced by vacuum deposition or sputtering is usually 1T
The metal compound is heated in a low vacuum container at or below to form a thin film on the transparent electrode substrate. The atmosphere may be vacuum, nitrogen, chlorine, hydrogen, ammonia, argon, helium, or the like. Resins used in chemical methods are known, and polyvinyl butyral, polyacrylate, polycarbonate, polyester, phenoxy, acrylic, acrylic polyol, polyamide, urethane, epoxy, silicone, polystyrene, cellulose, polyvinyl chloride, vinyl chloride It may be a polymer, a phenol, a melamine resin or the like, or a mixture of these resins. Isocyanate, melamine, or the like may be added to these resins or the prepared coating liquid to form an electrochromic layer by thermosetting, UV light or electron beam curing. The thickness of the electrochromic layer is preferably 0.01 to 10 μm.

【0013】化学的手法によるエレクトロクロミック層
の作製の際に使用される分散溶剤は、公知の溶媒、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、クロロホルム等が挙げられ
る。また無機溶剤としては液体アンモニア、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。また、
エレクトロクロミック層中に、無機もしくは有機の酸化
防止剤、紫外線吸収剤等を添加して、層の劣化を防止す
ることもできる。
A known solvent or a mixture thereof can be used as the dispersion solvent used in the preparation of the electrochromic layer by a chemical method, and any of an organic solvent, an inorganic solvent, water and the like may be used. The organic solvent is alcoholic,
Any of ketone type, ether type, ester type, hydrocarbon type and halogen type may be used. As a specific example, methanol,
Examples thereof include ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, toluene, xylene, carbon tetrachloride, chloroform and the like. As the inorganic solvent, liquid ammonia, silicone oil, acid or alkaline aqueous solution is suitable. Also,
Inorganic or organic antioxidants, ultraviolet absorbers and the like may be added to the electrochromic layer to prevent the layer from deteriorating.

【0014】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 a transparent electrode, 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.

【0015】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。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。電解質の厚さは1m
m〜0.01μmが好ましい。
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 or ITO, and the substrate is a solid such as glass or resin and has a high light transmittance. Any material may be used. A known electrolyte can be used as the electrolyte, and 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 liquid, solid solution, or solid. Thickness of electrolyte is 1m
m-0.01 micrometer is preferable.

【0016】[0016]

【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。 (微粒子作成法1)図1に示す微粒子蒸発室(1)内の
昇華ボート(10)の中に、ニッケル20gを入れ、蒸
着室を10-4Torrまで排気した後、Heガスを導入
し、昇華ボートを加熱して、昇華ボート内のニッケルを
1800℃で溶解する。蒸発室下部のガス注入口(9)
からHeガスを10リットル/分の流量で供給し、蒸発
室内の真空度を2Torrとして微粒子を蒸発させる。
微粒子回収室(13)を真空ポンプにより10-3Too
rとした後に、酸素ガスを上部ガス注入口(15)から
注入し、微粒子回収室を2×10-2Toorに保つ。そ
の際、微粒子蒸発室との間に圧力差をつけることによ
り、下方から上昇して来る微粒子を微粒子回収室に搬送
し、冷却メッシュ板(14)で回収した。回収した微粒
子の粉末X線回折パターン、赤外線吸収スペクトルから
酸化ニッケル微粒子であることを確認した。11.3g
のニッケル微粒子が得られ、電子顕微鏡写真から測定し
た平均粒子径は20nmであった。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples. (Particle Preparation Method 1) 20 g of nickel was placed in the sublimation boat (10) in the particle evaporation chamber (1) shown in FIG. 1, the vapor deposition chamber was evacuated to 10 −4 Torr, and then He gas was introduced. The sublimation boat is heated to melt the nickel in the sublimation boat at 1800 ° C. Gas inlet at the bottom of the evaporation chamber (9)
To supply He gas at a flow rate of 10 liters / minute to evaporate the fine particles by setting the degree of vacuum in the evaporation chamber to 2 Torr.
The particulate collection chamber (13) was set to 10 -3 Too by a vacuum pump
After setting to r, oxygen gas is injected from the upper gas inlet (15) to keep the fine particle recovery chamber at 2 × 10 -2 Toor. At that time, by making a pressure difference between the fine particle evaporation chamber and the fine particle rising chamber, the fine particles rising from below were conveyed to the fine particle collecting chamber and collected by the cooling mesh plate (14). From the powder X-ray diffraction pattern and infrared absorption spectrum of the recovered fine particles, it was confirmed that they were nickel oxide fine particles. 11.3g
The obtained nickel fine particles were and the average particle size measured from the electron micrograph was 20 nm.

【0017】(微粒子作成法2)図2に示す微粒子蒸発
室(1)内の昇華ボート(10)の中に、ジスプロシウ
ムジフタロシアニン20gを入れ、蒸着室を10-5To
rrまで排気した後、真空度が0.1Toorになるよ
うにHeガスを導入する。昇華ボート内のジスプロシウ
ムジフタロシアニンを350℃で30分間加熱し、冷却
板(3)により冷却した回収フィルム(4)上に微粒子
を沈着させた。回収した微粒子の粉末X線回折パター
ン、赤外線吸収スペクトルからジスプロシウムジフタロ
シアニン微粒子であることを確認した。15.2gのジ
スプロシウムジフタロシアニン微粒子が得られ、平均粒
子径は15nmであった。
(Particle preparation method 2) 20 g of dysprosium diphthalocyanine was placed in the sublimation boat (10) in the particle evaporation chamber (1) shown in FIG. 2 and the evaporation chamber was set to 10 -5 To.
After exhausting to rr, He gas is introduced so that the degree of vacuum is 0.1 Toor. Dysprosium diphthalocyanine in the sublimation boat was heated at 350 ° C. for 30 minutes, and fine particles were deposited on the recovered film (4) cooled by the cooling plate (3). From the powder X-ray diffraction pattern and infrared absorption spectrum of the recovered fine particles, it was confirmed that they were dysprosium diphthalocyanine fine particles. 15.2 g of dysprosium diphthalocyanine fine particles were obtained, and the average particle size was 15 nm.

【0018】実施例1 微粒子作成法1により得た酸化ニッケル微粒子2.0
g、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IT
O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2000rpmで塗布して0.2μmの薄膜を得
た。この塗膜を50℃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1.5%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、+1V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12%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、600
nmでの透過率は90%であった。
Example 1 Nickel oxide fine particles 2.0 obtained by the fine particle preparation method 1
g, 10 ml of methyl ethyl ketone, and 0.6 g of a dispersion medium composed of xylene: butyl acetate: acrylic polyol = 1: 1: 1 (weight ratio) were put in a ball mill and dispersed for 24 hours to prepare a dispersion liquid. Next, IT of 10Ω / cm 2
The above dispersion was applied onto an O glass transparent electrode by a spin coater at 2000 rpm to obtain a thin film of 0.2 μm. This coating film was dried at 50 ° C. for 6 hours to obtain an electrochromic layer. The haze ratio of this layer is 1.5%,
It turned out to be highly transparent. Furthermore, 1 standard KOH
The electrochromic film to which +1 V was applied for 30 seconds as an electrolyte showed an extremely dark brown color, and the transmittance at 600 nm was 12%. The electrochromic layer applied with -1 V for 1 minute has an extremely high transmittance,
The transmittance in nm was 90%.

【0019】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10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10mC/cm
2であり、良好な着色効率を示した。
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 10 seconds, and the responsiveness is good. In addition, from the measurement result of the cyclic voltammogram, the injected charge amount of this electrochromic device is 10 mC / cm.
2 was a good coloring efficiency.

【0020】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13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8mC/cm2であり、良
好な着色効率を示した。
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 13 seconds, and from the measurement result of the cyclic voltammogram, the injected charge amount was 8 mC / cm 2 , showing a good coloring efficiency.

【0021】実施例3 第二のエレクトロクロミック層として微粒子作成法1と
同様の方法で作成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9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12mC/cm2であり、良好な着色
効率を示した。
Example 3 Example 1 was repeated except that the tungsten trioxide fine particles prepared by the same method as the fine particle preparation method 1 as the second electrochromic layer were propylene carbonate containing 1M lithium perchlorate as the electrolyte. An electrochromic device was produced in the same manner as in. In this electrochromic device, the transmittance changed from 15% to 70% for 9 seconds, and from the measurement result of the cyclic voltammogram, the injected charge amount was 12 mC / cm 2 , showing a good coloring efficiency.

【0022】実施例4 微粒子作成法2により得たジスプロシウムジフタロシア
ニン微粒子2.0g、1,4−ジオキサン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、10
Ω/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2000rpmで塗布して0.3
μmの薄膜を得た。この塗膜を50℃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H2SO4を電解質として、サイクリックボルタモグ
ラムを測定した。初期の膜は460nmと670nmに
吸収ピークを持つ緑色であるが、+0.7Vを印加して
膜を酸化させると500nmと700nmに吸収ピーク
を持つ赤色になり、−0.6Vを印加して膜を還元させ
ると630nmと700nmに吸収ピークを持つ赤色に
なった。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8mC/cm2であり、良好な着色効率を
示した。
Example 4 2.0 g of dysprosium diphthalocyanine fine particles obtained by the method 2 for producing fine particles, 10 ml of 1,4-dioxane, xylene: butyl acetate: acrylic polyol = 1: 1: 1
A dispersion medium (0.6 g) (weight ratio) was placed in a ball mill and dispersed for 24 hours to prepare a dispersion liquid. Then 10
The above dispersion liquid was applied at 2000 rpm by a spin coater onto an ITO glass transparent electrode of Ω / cm 2 to form 0.3.
A thin film of μm was obtained. This coating film was dried at 50 ° C. for 6 hours to obtain an electrochromic layer. The haze ratio of this layer is 1
%, And it was found that the transparency was high. Further, a cyclic voltammogram was measured using 1N H 2 SO 4 as an electrolyte. The initial film is green with absorption peaks at 460nm and 670nm, but when + 0.7V is applied to oxidize the film, it becomes red with absorption peaks at 500nm and 700nm, and -0.6V is applied to the film. Was reduced to a red color with absorption peaks at 630 nm and 700 nm. From the measurement results of cyclic voltammogram,
The amount of injected charges was 8 mC / cm 2 , showing good coloring efficiency.

【0023】[0023]

【発明の効果】ガス中蒸発法を用いて作成した微粒子か
ら形成されるエレクトロクロミック層は、高い着色効率
であり、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。また、本発明の微粒子は粒子径の
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、真空蒸着やスパッ
タリング等の物理的薄膜もしくは化学的薄膜の成膜の際
にも、均一な純度の高い薄膜を得ることができる。本発
明の材料を用いて作製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、防眩ミ
ラー等に用いられ、その工業的意義は大きい。
EFFECT OF THE INVENTION The electrochromic layer formed from the fine particles formed by the gas evaporation method has high coloring efficiency, and an electrochromic device in which a large-area thin film can be easily formed can be manufactured. Further, the fine particles of the present invention can remove as much as possible raw materials present in particles having a large particle size and impurities mixed in during synthesis or purification, and can be used for physical or chemical thin film formation such as vacuum deposition or sputtering. Also, a uniform thin film with high purity can be obtained. The electrochromic device manufactured using the material of the present invention is used for panel displays, signboards, light control glass, antiglare mirrors, etc., and its industrial significance is great.

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

【図1】実施例で使用したガス中蒸発法装置の概略図で
ある。
FIG. 1 is a schematic view of an in-gas evaporation method apparatus used in Examples.

【図2】実施例で使用したガス中蒸発法装置の概略図で
ある。
FIG. 2 is a schematic view of a gas evaporation method apparatus used in Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.微粒子蒸発室 2.回収ロール 3.冷却板 4.フィルム 5.排気口 6.真空計 7.真空バルブ 8.真空ポンプ 9.下部ガス導入口 10.昇華ボート 11.試料 12.蒸発用加熱電源 13.微粒子回収室 14.冷却メッシュ板 15.上部ガス導入口 1. Fine particle evaporation chamber 2. Recovery roll 3. Cooling plate 4. Film 5. Exhaust port 6. Vacuum gauge 7. Vacuum valve 8. Vacuum pump 9. Lower gas inlet 10. Sublimation boat 11. Sample 12. Evaporative heating power supply 13. Fine particle collection chamber 14. Cooling mesh plate 15. Upper gas inlet

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス中蒸発法により生成した微粒子から
なることを特徴とするエレクトロクロミック素子材料。
1. An electrochromic device material comprising fine particles produced by an in-gas evaporation method.
【請求項2】 請求項1のエレクトロクロミック素子材
料を溶剤もしくは樹脂を含む溶液に分散してなるエレク
トロクロミック素子形成用材料。
2. An electrochromic element forming material obtained by dispersing the electrochromic element material according to claim 1 in a solution containing a solvent or a resin.
【請求項3】 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。
3. 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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