JPS5868726A - エレクトロクロミツク表示装置 - Google Patents

エレクトロクロミツク表示装置

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JPS5868726A
JPS5868726A JP56168426A JP16842681A JPS5868726A JP S5868726 A JPS5868726 A JP S5868726A JP 56168426 A JP56168426 A JP 56168426A JP 16842681 A JP16842681 A JP 16842681A JP S5868726 A JPS5868726 A JP S5868726A
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JP
Japan
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film
lithium
amorphous
electrochromic
solid electrolyte
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Pending
Application number
JP56168426A
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English (en)
Inventor
Kiyotaka Wasa
清孝 和佐
Tsuneo Mitsuyu
常男 三露
Makoto Kitahata
真 北畠
Shigeo Kondo
繁雄 近藤
Masatake Ayusawa
鮎沢 正剛
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS5868726A publication Critical patent/JPS5868726A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/153Constructional details
    • G02F1/1533Constructional details structural features not otherwise provided for

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエレクトロクロミック表示装置(以下ECD装
置と称する。)に関する9、 従来ECD装置は、所謂電解液からなるイオン伝導体を
用いて形成されていた。しかし、電解液を用いてECD
装置を作る場合、気密ソールする必要があり、ECD装
置の構造が複雑になる欠点がある。この欠点をなくすた
め、イオン伝導体の固体化が試みられ、例えば銀、銅な
どの化合物、例えばこ汎らのハロゲン化物からなる固体
イオン伝導体が形成され、これらのECD装置への実用
性が検討さflできた。しかしながら、従来のこの+小
の装置は、表示の時間応答が例えば数100m5ec以
−にと遅かったり、あるいは製造時における特性のバラ
ツキ−や装置の信頼性が不十分てあった/、−め、実用
に十分たえ得るもので(dなか−)だ。
本発明者は、新しい固体薄膜電解質からなるイオン伝導
体を発見I−1この発見に基ついて、従来のECD装置
の欠点を除去した。改良されたECD装置を発明した。
本発明の目的は、新規な固体薄膜電解質を用いた薄膜固
体ECD装置を提供するものである。
以下に図面を用い本発明を説明する。
第1図に示すように、本発明にかかるECD装置は、エ
レクトロクロミック膜(以下EC膜と称する。、)11
々、固体電解質膜12との積層構造からなる6、この積
層構造は、−1一部電極13と下部電極140間に挿入
されるとともに、基板15上に保持さJlている。この
場合、上部電極13あるいは下部電極14の少なくとも
一方は、透明な電導膜、例えば、IT○膜、Sn○膜、
TiO2−x膜などで構成されている。基板15は、透
明ガラス板あるいはアルミナ磁器板なとを用いるが、表
面が一17滑てさえあれば特に材料の種類はこれらに限
定されたものではない。寸だ、上記積層構造さえ保持で
きねば基板は必ず17も必要ではない。
本発明者は、この種のECD装置において、固体電解質
膜の材料を詳細に調べた結果、固体電解質膜の化学組成
とその結晶構造に最適の薄膜があることを確認した。す
なわち、本発明者はアモルファスリチウム化合物、例え
ばアモルファスニオブ酸リチウム薄膜が固体電解質とし
て有効であることを発見1〜、この発見に基づいて、特
性の優れf4 E CD装置が実現さオ9−ることを確
認した。
この場合、EC膜として、金属酸化物薄膜、例えば還元
発色性の酸化タングステン膜が有効であることも本発明
者は確認(7だ。
本発明にがかるECD装置の固体電解質膜およびEC膜
の形成には、スパッタ蒸着法が有効である。とりわけ、
固体電解質膜であるアモルファスリチウム化合物薄膜の
形成には、低温におけるスパッタ蒸着が有効であること
を本発明者は確認した4、すなわち、通常リチウム化合
物、例えはニオブ酸すチウノ、は、室温においてスパッ
タ蒸着すれば、例えばX線回折法によってもハローパタ
ンが見らJする所謂アモルファス状の薄膜が形成される
この秤の酸化物は、室温以下に温度を下げて形成しても
、その構造はやはりアモルファスで、電気特性には顕著
な差異がないと常識的には考えられるが、本発明者は低
温、例えば液体窒素温度程度でスパッタ蒸着すると、こ
のアモルファス状の薄膜のイオン伝導率がより大きくな
り、この種のECD装置の形成により有効であることも
確認した5、 なお、電極13.14の構造、材料について、ECD装
置として、例えば電極13を透明電極にし、電極14を
白色の不透明電極にすると、電極13側から明瞭な着色
像を見ることができる。この白色電極としては、例えば
表面が粗な金属膜、例えば表面の結晶粒が成長したアル
ミニウム薄膜などが実用的である。
以上の説明で本発明が理解されたと思わtするが、より
一層本発明を理芹rできるようにするために、以下具体
的に本発明の詳細な説明する。。
実施例(1) 本発明にがかるECD装置は、例えば次のような手順で
形成する。寸ず透明導電膜が表面に被覆されたネサガラ
ス」二に、酸化タングステン膜を厚さ0.6〜1 lt
程度形成する。酸化タングステン膜は、酸化タングステ
ンのターゲットを酸素雰囲気中の高周波スパッタ蒸着で
形成する。この場合、蒸着中の形成温度を100°C以
上に高めないように留意する。このためには、マグネト
ロン型スノ々7タ装置を用い、例えばスパック電力10
0Wに1〜て、2時間程度スパッタする。次に、厚さ0
.1〜0.37z程度のニオブ酸リチウム膜を、同じく
高周波スパッタ蒸着で、」二記酸化タングステン膜上に
積層する。この場合、形成温度は液体窒素にしの場合、
スパッタ電力を1 oOWにて、2〜3時間スパッタす
る。さらに、このニオブ酸リチウム膜−1骨こ透明電極
を設けろ。この透明電極は、同じくマグネトロン型の高
周波スパッタ装置で、■T。
ターゲノ)・をスパ、yり蒸着して形成する。この場合
、スパッタ電力100Wで、低ガス圧(〜4×1O−3
Torr )のアルゴン雰囲気で、15分程度スパッタ
する。
最後に、この透明型4iL)にペイントで白色に着色す
る6、 この装置でに12、動作電圧1〜2V、消費電気量1〜
2 m Q / a4  、応答時間10〜100m5
ec である。特にメモリ機能が顕著て、200時間以
十のメモリを確認し、でいる。
この例では、ニオブ酸リチウム膜の作製に、化学組成が
LiNbO2のターゲットを用いているが、例えばリチ
ウム量がL l o 、 5〜L l 2程度寸で増減
してもよい。
実施例(2) 実施例(1)と同様に、主としてスパッタ法で層状構造
0ECD装置を作製する。ただ、酸化タングステン膜を
蒸着後、厚さ0.1〜02μのタングステン酸リチウム
膜を同じくマグネトロン型のスパッタ装置で形成し、し
かる後ニオブ酸リチウム膜を積層する○この場合には実
施例1より寿命が1桁以上長かった0 第2図に、これらの実施例において用いた、本発明にが
かるECD装置の主要構成材料のニオブ酸リチウム膜の
X線回折パターンを示す。・・ローパターンで、アモル
ファス構造と推定される。これらの膜のイオン伝導率U
室温で10−4〜10−60 ’rrn’  程度にあ
る。
以下より具体的なECD装置の実施例を示す。
実施例(3) 第3図に示すようにガラス基板31上に透明導電体層3
2を設け、次に特定のパターンで酸化タングステン膜3
3を2ooo5にの厚さに蒸着する。
次に実施例(1)と同様にして、アモルファスニオブ酸
リチウム膜をスパッタリング法で20oo’Aの厚さに
蒸着して固体電解質層34とし、」一部電極35として
表面に金薄膜36を圧着した金属リチウムを用いる。
このように[7て構成した素子の蒸着層側をエポキシ樹
脂37によりモールドした。この素子の透明導電体層3
2と上部電極35とを0.5秒間短絡することによりコ
ントラスト た。この状態で回路を開放した11時間放置したのちの
コントラスト比は1:2.2となった。上部電極35を
基準として透明導電体層32に+3、OVo.5秒間,
○V O.5秒間電圧を印加する操作を1サイクルとし
て1×10 ザイクル,5×106サイクル経過後の発
消色時のコントラスト比を測定し7たところそれぞれ1
 :2.4,1 :2.3であつ/こ0 丑だ周囲温度をeo’cに保ち、前記表示装置を開路状
態で1週間放置したのち、その時の特性として0.5秒
間矧絡されて得られたコントラスト比を測定したところ
1:24であった。
実施例(4) 実施例(1)〜(3)では固体電解質材料としてニオブ
酸リチウムを用いECD装置を構成したが、との場合に
は固体電解質材料としてタンタル酸リチウムを用いEC
Dを構成した。他の構成要素を実施例(3)と全く同様
とした場合、本ECDを実施例(3)と同じ条件でコン
トラスト比を測定すると1=2、9であり、1時間放置
後のコントラスト比は1:2.4であった。さらに実施
例1と同じ試験条件で発色消色ザイクルを行なったのち
コン]・ラスト比を測定すると1×10サイクルて1:
2.5。
5 X 1 06サイクルて1:23となった。
実施例(6) 第4図に本実施例を示す。
第4図において41はガラス基板、42は透明導電体で
あり、前記実施例の透明導電体と同様に形成した。
43は還元発色性EC材料としての酸化モリブデン膜、
44は固体電解質層でニオブ酸リチウムをそれぞれ実施
例1と同様に形成した。次に還元発色性EC材料と同一
パターンで重なる位置に酸化発色性EC材料として酸化
イリジウム膜40を2500′A厚さに蒸着し、次に透
明導電体45を形成し、絶縁層49として5102を蒸
着し、以上の蒸11層の周辺をエポキシ樹脂47で禎覆
しだ。透明導電体42と透明導電体45占の間に1.2
V1秒間電T1−を印加したとき、消色時とのコントラ
スト比は1:6.6であった。着色後回路を開放し1時
間放置後のコントラスト比に、1:4.9であった。
実施例1と同一試験条件で発色消色ザイクノシを行なっ
たのちコントラスト比を測定するとそれぞれ1XiO’
→ノ−イクル後で1:5.4.5×10パサイクル後で
1:43であった。斗/こ60’Cの周囲温度て保存し
たのちのコントラスト比ば1:6.3であ一〕だ1、 この例では還元発色性EC材料と酸化発色性EC材料、
1は同時に発色、消色を行なうためコントラスト比が大
きくなる0、寸だこの例のEC表示素了kl、透明であ
るためコントラス)・の測定時に裏面に標べC・散乱板
を置いて行なった。
実施例(6) 第5図に本実施例を示す。
第5図においてガラス基板51.透明導電膜52゜還元
発色性ECC月別酸化タングステン膜53は前記実施例
と同様にして作製し、この上にS 13N458を厚さ
10oiにマグネトロン型スパッタで蒸着したのち固体
電解質層54としてタンタル酸リチウムをニオブ酸リチ
ウムと同様に蒸着17、更に813N459を10OA
の厚さにスパッタ蒸着[7、次に実施例3と同様に酸化
発色性ECC月別酸化イリジウム膜50を蒸着する。次
に導電体56と1−で金を蒸着し、エポキシ樹脂57で
モールドl−でEC表示素子を作製した。
この例の表示素子は金色の背景色をもち、固体電解質5
4の上下両面に813N4の層を設けることにより蒸着
膜の剥離を著1〜く減少さぜることかできた。なお、こ
こで513N4の他に例えばT a 2 Q 5等でも
同様の効果が得られた。
以上の説明では、固体電解質の具体例として、アモルフ
ァス二オフ酸リチウム、アモルファスタジルコン酸リチ
ウム、・・フニウム酸リチウムなどのリチウノ、化合物
も同様に有効である。
さらに、EC膜としても、以上に具体例として述べた酸
化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウノ、以
外に、酸化ニッケルなどの金属酸化物膜も有効である。
本発明にかかるECD装置は、アモルファスリチウノ、
化合物薄膜、とりわけニオブ酸リチウムやタンタル酸リ
チウムなどの高温材料をアモルファス状態でリチウムの
イオン伝導体として用いるととるが最も重要な特徴であ
る。本発明にがかるE CD 装Wに用いるアモルファ
スリチウム化合物の詳細な特性は明らかでないが、高温
材料であるため、従来の電解液あるいは銀、銅などの)
・ロゲノ化合物膜に比べて本質的に経年変化が少ない上
、リチウノ・のイオン半径が銀、銅などのイオンに比べ
て小さいから、本質的にイオンの移動度が大きい1、そ
の結果経年変化が小さく、しかも応答の速+・・ 本出願にかかるECD装置は、固体薄膜で構成さね、そ
の製造も、スパッタ蒸着により容易であるとともに、大
面積のECD装置の製造も可能である。このことは、液
晶などでは到底実現できないことであり、本発明の工業
的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
第1図、第3図、第4図、第5図はそれぞれ本発明によ
るエレクトロクロミック表示装置の断面図、第2図は前
記表示装置の要部をなすニオブ酸リチウム膜のX線回折
パターンを示す図である。 11 ・・・・・・エレクトロクロミック膜、12 ・
・・・・・固体電解質膜、33.53・・・・・・酸化
タングステン膜、34.44.54・・・・・・固体電
解質層、40.50・・・・・・酸化イリジウム膜、4
3・・・・・・酸化モリブデン膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 回 )午 個 115プ[角 (30〕 33j 5 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  エレクトロクロミック膜とアモルファスリチ
    ウノ・化合物で構成された固体電解質膜との積層構造を
    有することを特徴とするエレクトロクロミック表示装置
    3、 (2、特許請求の範囲第1項の記載において、アモルフ
    ァスリチウム化合物がアモルファスニオブ酸リチウムお
    よびアモルファスタンタル酸リチウムのいずれかである
    ことを特徴とするエレン)oクロミック表示装置い (3)特πF i7+求の範囲第1項の記載において、
    エレクトロクo ミ7り膜が金属酸化物薄膜で構成され
    /こことを特徴とするエレクトロクロミック表示装置1
    1 (4)特許請求の範囲第3項の記載において、金属酸化
    物薄膜が酸化タングステン、酸化モリブデン。 酸化二、ケル、酸化イリジウムのうちの一種で構成され
    たことを特徴とするエレクトロクロミック表示装置。 (5)%許請求の範囲第1項の記載において、固体電解
    質膜がスパッタ蒸着法で形成されたアモルファスリチウ
    ム化合物で構成されたことを特徴とするエレクトロクロ
    ミック表示装置。 (6)特許請求の範囲第1項の記載において、エレクト
    ロクロミック膜に白色金属膜電極が設けられたことを特
    徴とするエレクトロクロミック表示装置。
JP56168426A 1981-10-20 1981-10-20 エレクトロクロミツク表示装置 Pending JPS5868726A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4835061A (en) * 1984-11-09 1989-05-30 Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Conductive laminate
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US9581875B2 (en) 2005-02-23 2017-02-28 Sage Electrochromics, Inc. Electrochromic devices and methods
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JP2022141789A (ja) * 2015-07-14 2022-09-29 ビュー, インコーポレイテッド エレクトロクロミックデバイス用の対電極

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