JPS5961820A - 全固体型エレクトロクロミツク素子 - Google Patents

全固体型エレクトロクロミツク素子

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JPS5961820A
JPS5961820A JP57172268A JP17226882A JPS5961820A JP S5961820 A JPS5961820 A JP S5961820A JP 57172268 A JP57172268 A JP 57172268A JP 17226882 A JP17226882 A JP 17226882A JP S5961820 A JPS5961820 A JP S5961820A
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JP
Japan
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layer
electrochromic
electrode
solid
insulation
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Pending
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JP57172268A
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Kazuya Ishiwatari
和也 石渡
Shigeji Iijima
飯島 繁治
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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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
    • G02F1/1514Devices 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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1523Devices 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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
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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
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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】 本発明は電気化学的発消色現象すなわちエレクトロクロ
ミック現象を利用したエレクトロクロミック素子に関す
るものである。
エレクトロクロミック現象とは、電圧を加えた時に酸化
還元反応にょ多物質に色が付く現象を指す。このような
エレクトロクロミック現象を利用する電気化学的発消色
素子すなわちエレクトロクロミック素子は、例えば数字
表示素子、X−Yマトリックスディスプレイ、光学シャ
ッタ、絞シ機構等に応用できるもので、その材料で分類
すると液体型と固体型に分けられるが、本発明は特に全
固体型のエレクトロクロミック素子に関するものである
エレクトロクロミック現象を利用した全固体型エレクト
ロクロミック素子の2つの従来例を第1図および第2図
に示す。
第1@に示すエレクトロクロミック素子は透明な基板1
の上に、透明導電体膜よシなる第1の電極2と、陰極側
発色層であるエレクトロクロミック層3と、誘電体膜よ
)なる絶縁層4と、導電体膜ニジなる第2の電極5とを
順次に積層することによって構成されたものである。
また、第2図に示すエレクトロクロミック素子は、第1
図に示す゛エレクトロクロミック層3の外に、さらに、
陽極側発色層であるエレクトロクロミック層6を設けた
もので、透明な基板1の上に、透明導電体膜よシなる第
1の電極2と、陰極側発色層である第1エレクトロクロ
ミック層3と、誘電体膜よりなる絶縁層4と、陽極側発
色層である第2エレクトロクロミック層6と、導電体膜
よシなる第2の電極5とを順次に積層することによって
構成される。
上記の構造において、透明な基板1は一般的にガラス板
によって形成されるか゛、これはガラス板に限らず、プ
ラスチック板、アクリル板等の透明な板ならばよく、ま
た、その位置に関しても、第1の電極2の下でなく、第
2の電極5の上にあってもよいし、目的に応じて(例え
ば保護カバーとなるなどの目的で)、両側に設けてもよ
い・ただし、これらの場合に応じて第2の電極を透明導
電膜にした)、両側め電極とも透明導電膜とする必要が
ある。
上記の全固体型エレクトロクロミック素子に一般的に用
いられる材料の代表例を列挙する。第1の電極2を形成
する透明導電膜は、ITO膜(In203中に5係の5
n02を含むもの)やネサ膜等である。
陰極側発色層であるエレクトロクロミック層3は、二酸
化タングステン(WO2)、三酸化タングステン(WO
5)、二酸化モリブデン(Mo02 ) *三酸化モリ
ブデン(MoO3) 、五酸化バナジウム(V2O3)
等を用いて形成する。誘電体膜である絶縁層4は、二酸
化ジルコン(zr02)、酸化ケイ素(810)、二酸
化ケイ素(sto2)、五酸化タンタル(TIL205
 )等に代表される酸化物、あるいはフッ化リチウム(
LiF)。
フッ化マグネシウム(MgFz)等に代表されるフッ化
物によって構成される。また、陽極側発色層の第2のエ
レクトロクロミック層6は、酸化クロム(Cr203)
 *水酸化イリジウム(Ir(OH)2) 、水酸化ニ
ッケル(Nl (OH)2 )等を用いて形成される。
第2の電極5には、例えば、Auの半透明導電膜が使用
される。この様な構造をもつ全固体型エレクトロクロミ
ック素子は、メ1電極2と第2電極5の間に電圧を印加
することによシミ気化学的反応が起き、弗色、消色をす
る。この発色機構は、例えは、エレクトロクロミック層
3へのカチオンと電子のダブルインジェクションによる
ブロンズ形成にあると一般的に言われている。例えば、
エレクトロクロミック物質として、WO5を用いる場合
には、次の(1)式で表わされる酸化還元反応が起き発
色する。
WO3−1−xH++ xe −幸HxWO3(1)(
1)式に従って、タングステンブロンズHxWO3が形
成され発色するが、ここで印加電圧を逆転すれば消色状
態となる。
本発明は、上記の第2図に示すような第1および第2の
エレクトロクロミ、り層3および6を備えた全固体型エ
レクトロクロミック素子に関するものである。
この様な構造の全固体型エレクトロクロミック素子は、
所望の着色濃度が得られないなどの欠点を持っているが
、本発明は、上記の様な欠点を改良し、所望の着色濃度
を得るとともに、応答速度を向上させたエレクトロクロ
ミック素子を提供することを目的とするものである。
本発明による全固体型エレクトロクロミック素子の特徴
とするとこりは、導電体膜よシなる第1電極と、陰極側
発色層である第1エレクトロクロミック層と、誘電体膜
よりなる絶縁層と、陽極側発色層である第2エレクトロ
クロミック層と、導電体膜よシなる第2電極とを順次に
積層してなる全固体型エレクトロクロミック素子におい
て、陽極側発色層である第2エレクトロクロミック層を
、膜厚の薄い数種のエレクトロクロミック物質の層とそ
の間に配置した絶縁層の積層体によって構成したことに
ある〇 すなわち、陽極側発色層である第2エレクトロクロミッ
ク層に、例えば、Ir(OH)2のみを用いると・WO
3よシも少し濃い青色にしか着色しないが、他の色に着
色する物質を積層すれば、よシ黒に近い色が得られ着色
濃度が、その分だけ増加する。
しかし、ただエレクトロクロミ、り物質を積層するだけ
では、十分な応答速度を得ることができないので、この
応答速度を満足する為に、これらのエレクトロクロミッ
ク物質の間に絶縁物質を入れ、これによシエレクトロク
ロミック素子の性能を向上させたものである。
第3図は本発明によるエレク)0クロミツク素子の一実
施態様を示す。第3図に示す実施態様は、第2図に示す
従来例に対応する構造を有するものであるが、第2図に
示すものに比して、第1エレクトロクロミック層3と、
第2エレクトロクロミック層の順序を逆にしである。図
中、1は透明な基板、2は透明導電体膜よシなる第1の
電極、3は陰極側発色層である第1エレクトロクpミツ
ク層、4は誘電体膜よシなる絶縁層、5は導電体膜よシ
なる第2の電極、6は陽極側発色層である第2エレクト
ロクロミック層である。
第2エレクトロクロミック層6は、膜厚の薄い数種のエ
レクトロクロミック物質の層6aおよび6cとその間に
配置された絶縁物質の層6bの積層体によって構成され
る。
例えば、基板1は硼硅酸ガラス板、第1の電極2はIT
O,第1エレクトpクロミツク層3はWO5、絶縁層4
はTa205、第2の電極5はAuの半透明導電膜にエ
フで構成され、且つ第2エレクトロクロi、り層6はI
r(OH)2の層6aとTa205の層6bとCr2O
5の層6Cによりて構成されている。
次に、本発明の実施例について説明する。
実施例1 厚み0.7 tanの硼硅酸ガラスの基板上に適当な引
き出し電極部及びリード部を備えたITO膜を形成し、
その上に反応性スパッタ方法により I r (OH)
2の層を1500X付け、その上に真空蒸着方法によシ
、絶縁物質としてTa205の層を500X付け、さら
にエレクトロクロミック物質としてCr2O5の層を8
00X、さらにそれらの上に、絶縁層としてTa 20
5の層を30001.第1エレクトロクロミック層とし
てWO5の層をaoool、第2電極として、半透明導
伝Au膜を300X付けた。
ペースの真空度は2.0X10  Torrで、蒸着速
度は3. □ Vsec テア07’c 。
この様にして得られた、全固体型エレクトロクロミック
素子を第1および第2電極間に2.2■を印加すること
にニジ駆動したところ、着色濃度がΔODで0.8に達
するまでに、480 m5ecでおった。
これは、絶縁物質を入れないときよシも1.25倍速い
ものである。
実施例2 厚み0.7咽の硼硅酸がラスの基板上に適当な引き出し
電極部及びリード部を備えたITO膜を形成し、その上
に、反応性スノ母、タ方法によi) rr(oH)20
層を1500X付け、その上に真空蒸着方法によシ、絶
縁物質としてTa2050層を300X、エレクトロク
ロミック物質としてNt(oH)2の層を反応性スパッ
タ方法により100OX、さらに絶縁層としてTa20
5の層を3000X1第1工レクトロクロミツク層とし
てWO5の層を3000X、第2電極として半透明導伝
Au膜を300X付けた。
ペース、の真空度は2. OX 10−5Torrで、
蒸着速度はIr、Niは2. OX/secで、Ta2
05は10 X/8ecであった。
この様にして得られた、全固体型エレクトロクロミック
素子を第1及び第2電極間に2.2vを印加することに
よシ駆動したところ、着色濃度がΔODで0.8に達す
るまでに400 m5ecであった。
実施例3 厚み0.7瓢の硼硅酸ガラスの基板上に適邑な引き出し
電極部及びリード部を備えたITO膜を形成し、その上
に反応性スi+ツタ方法によシ、Ir(OH)2の層を
100OX付け、真空蒸着方法によシ、Ta205の層
を300 X、 N1(OH)20層を1000L T
a205の層を300 X% Cr2O5の層を工00
0X・絶縁層としてTa205の層をaoool付け・
第1エレクトロクロミック層としてWO3の層を300
0 X、第2に極として、半透明導伝Au膜を300X
付けた。
この様な膜構成の全固体型エレクトロクロミック素子を
第1及び第2電極間に2.2vを印加することにより駆
動したところ、着色濃度がΔOD で0.8に達するま
でに460 m5ecであった。
上述のように、本発明によれば、着色濃度および応答速
度(D、41れた全固体型エレクトロクロミック素子が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来の全固体型エレクトロクロミ
ック素子の2例を示す構造断面図、第3図は本発明によ
る全固体型エレクトロクロミック素子の一実施態様を示
す構造断面図である。 1・・・基板、       2・・・第1電極、3・
・・第1エレクトロクロミック層、4・・・絶縁層、 
     5・・・第2電極、6・・・第2エレクトロ
クロミック層。 第1図 A□ 第2図 A、〜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 導電体膜よシなる電極と、陰極側発色層である第1エレ
    クトロクロミック層と、誘電体膜よシなる絶縁層と、陽
    極側発色層である第2エレクトロクロミック層と、導電
    体膜よシなる電極とを順次に積層してなる全固体′型エ
    レクトロクロミック素子iCb l/)て、陽極側発色
    層である第2エレクトロクロミック層を、膜厚の薄い数
    種のエレクトロクロミック物質の層とその間に配置した
    絶縁層の積層体によって構成したことを特徴とする全固
    体型エレクトロクロミック素子。
JP57172268A 1982-09-30 1982-09-30 全固体型エレクトロクロミツク素子 Pending JPS5961820A (ja)

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Cited By (4)

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KR20220043227A (ko) * 2013-02-08 2022-04-05 뷰, 인크. 감전발색 디바이스 내 결함-경감층

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