JPS5987430A - 固体エレクトロクロミツク素子 - Google Patents

固体エレクトロクロミツク素子

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JPS5987430A
JPS5987430A JP57197182A JP19718282A JPS5987430A JP S5987430 A JPS5987430 A JP S5987430A JP 57197182 A JP57197182 A JP 57197182A JP 19718282 A JP19718282 A JP 19718282A JP S5987430 A JPS5987430 A JP S5987430A
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JP
Japan
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layer
electrochromic
solid electrolyte
electrode
solid
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Application number
JP57197182A
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English (en)
Inventor
Yoshiro Koike
善郎 小池
Masanori Watanabe
渡辺 正紀
Tetsuzo Yoshimura
徹三 吉村
Kohei Kiyota
航平 清田
Masao Tanaka
正男 田中
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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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
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    • 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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    • G02F1/1508Devices 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 caused by electrodeposition, e.g. electrolytic deposition of an inorganic material on or close to an electrode using a solid electrolyte

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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】 0)発明の技術分野 本発明しよ、電解質層も固体としてエレン)。
クロミック層を着消色する固体エレクトロクロミック素
子に関し、特に二枚の電極間を短絡した場合にもエレク
トロクロミック層の層色のメモリ性を賦与するようにし
た固体エレクトロクロミック素子に関する。
(2)  従来技術と問題点 従来の固体エレクトロクロミック素子Tは、第1図に示
すように1.対向配置された二枚の電極1.20間に、
例えば酸化タングステン(WO2)等の金属酸化物から
なるエレクトロクロミック層3と酸化クローム((−r
 203 )等の固体電解質層4とを積層し、該二層3
.4間で起こる酸化還元反応によシ上記エレクトロクロ
ミック1留3を着消色していた。
ここで、上記エレクトロクロミック層3の堝・色過程は
、例えば一方の1L極1側にマイナスの電圧を、他方の
電極2側にプラスの電圧を印加することによシ生ずる。
すなわち、一方の電極1からエレクトロクロミック層3
に%(−e−が放出されると共に他方の電極2からは固
体電解/iQ層4に正孔りが放出され、上記印加された
1it圧によシ固体電1眸″S層4中に含1れる水が水
素+ イオン[(と水酸イオン01■ とに電気分解され、十 その水素イオンHが上記エレクトロクロミック層3と固
体電解質層4との界面における電気化学的反V6により
エレクトロクロミック層3中に注入されることによシ着
色される。
このよう外状態で、第2図に示すように、一方の電極1
と他力の電極2間の電圧印加を止め、その間を導線6で
短絡すると、上述の第1図の場合とは逆方向の電気化学
的反応が生じ、エレクトロクロミック層3中の電子eは
一力の電極1に戻υさらに上り己清線6を:I!(1つ
て他方の電極2に至シ、固体′1(i解質層4から該他
方の電極2に戻ってきた止孔11と結合する。これと同
時に、−・クト・り・ミック層3中の水素イオン11+
は、該エレクトロクロミック層3と固体電解質層4との
界面における電気化学的反応により固体電解質層4に戻
って水酸イオン(月−1と結合する。この結果上記エレ
クトロクロミック層3か+ ら水素イオン1−1 と11 + e が放出されて消
色過程が終了する。
すなわち、従来の固体エレクトロクロミック素子7にお
いては、二枚の電極1.2間を短絡するとIt)4ちに
着色が消えてし能いメモリ性tコないものであった。こ
のような従来例においていわゆる短絡メモリ性を賦与す
るには、エレクトロクロミック層3と固体電解實rr*
4との界面における′電気化学的反応のしきい値′電圧
を利用する方法があるが、このしきい値電圧を上記界面
に生ずる消色方向の電圧を拐ち消す程度に大きくする固
体電庁り′質層4の物質はか力り限定されると共に、仮
に適用可能々物乃があったとしてもオ、i色の際の応答
速度が遅くなるものであった。
結局、従来においては、応答速度が速くケO絡メモリ性
にも愛れた固体エレクトロクロミック素子1l−1:得
られていなかった。
(3)発明の目的 本発明は上記の問題点を角・1消−4−べくなされたも
ので、二枚の電極間を短絡した場合にもエレクトロクロ
ミック層の着色のメモリ性を賦寿するようにした固体エ
レクトロクロミック素子を提供することを目的とする。
(4)  発明の構成 そして上記の目的は本発明によれば、対向配置された二
枚の電極の間に金楓酸化物から外るエレクトロクロミッ
ク層と固体電解質層とを積層し該二冶間で起こる酸化還
元反応により上記エレクトロクロミック層ヲ層消色する
Ii’f1体エレクトr+クロミック素子において、上
記固体電解質層とこれに隣接する電極との間に、上記二
枚の電極間を短絡したときに上記エレクトロクロミック
層と固体電解質層との界面に生ずる消色方向の電圧を」
1」ち消す方向の′電気化学的反応のしきい値電圧を」
二記固体電解質層との接触により生ずる半導体層を積層
したことを特徴とする固体エレクトロクロミック素子を
提供1′ることによって達成される。
(5)  発明の実施例 以下、本発明の実施例を重付図面に基いて詳細に説明す
る。
本発明による固体エレクトロクロミック素子17は、第
3図に示すように、カラス基&10の表面にコートされ
た透明導↑tt膜からなる一方の電極11とこれに略平
行に対向して配置された金(Au)などからなる他力の
電極12との間に、エレクトロクロミック層13と、固
体電解質層14と、半導体層15とを上記一方の11.
極11の側から順次積層してなる。
上記エレクトロクロミック層13は、上記二枚の電極1
1.12間に′電圧が印加されたときに、それに隣接す
る固体電解質層14との界面における電気化学釣力酸化
還元反応により水素+ イオンHが注入されて腐色するもので、例えば酸化タン
グステン(W(J3)等の金属酸化物からなる。上り己
エレクトロクロミック7113に141妾する固体電解
質1帖14は、上記印加された’+IL庄−ト によりその中に含まれる水が水素イオン11  と水酸
イオン01yl とに電気分解づれ該水素イオン」− j−1を上記エレクトロクロミック層13中に注入する
もので、例えば酸化クローム((−r 203 )# 
カらなる。上1尼固体電解質層14に隣接する半導体J
Vi15は、上記二枚の電極11.12間を短絡したと
きに上記エレクトロクロミック層13と固体電解質層1
4との界面に生ずる消色方向の電圧を打ち消す方向の電
気化学的反応のしきい値電圧を上記固体電解質層14と
の接触によシ生ずるもので、例えば五酸化タンタル(T
azO5)等からなる。
ここで、上記エレクトロクロミック層13の着色過程は
、第4図に示すように、例えば一方の電極11τill
にマイナスの電圧を、他方の電極124full K 
7’ラヌの電圧を印加することにより生ずる。すなわち
、一方の電極11がらエレクトロクロミック層13に電
子e−が放出されると共に他方の電極12からは半導体
層15に正孔りが放出され、この電子C−と正孔りとは
、それぞれエレクトロクロミック層13と固体電解14
層14との界面及び固体電解質層14と半導体層15と
の界面の間の1し気化学的反応にょシ相互に9授づれる
。ここで、上記各層13と14との界面及び14と15
との界面の間の′11L気化学的反応は、片方が起これ
ば他方も起こり、片方が起こらなければ他方も起こらな
いという相補的なものである。そして、上記印加された
電圧により固体′電解質層14中に含なれる水が水れ、
その水垢イオン譜が上記−・クト・り・ミック層13と
固体電解質層14との界面における′iし気化学的反応
によりエレクトロクロミックJを713中に注入される
ことにより着色する。
このような状態で、第5図に示すように、−力の1L極
11と他方の電極12間の1i EE印加合止め、その
間を導線16で短絡すると、上述の第4図の場合とは逆
方向の電気化学的反応が生じようとし、消色過程が進行
しようとする。しかし、上記半導体層150表面におけ
る電気化学的反応は、固体電解質層14と半導体層15
との接触により生ずる電気化学的電位差によって支配さ
れる。しかるに、本発明においては、上記固体電解質層
14と接用虫する半導体層15は、上記エレクトロクロ
ミック層13と固体電解質層14との界面に生ずる消色
方向の電圧を打ち消す方向の電気化学的反応のしきい値
電圧を生ずる物質とされているので、このしきい値電圧
より低い電圧においては固体電解質層14と半導体層1
5との界面では電気化学的反応は起こらない。したがっ
て、上記各層14と15との界面の電気化学的反応と相
補的である各層13と14との界iM+の電気化学的反
応は、上記しきい値電圧より低い電圧においては起こら
ないこととなる。このことから、上述の着色過程でエレ
クトロクロミック層13に注入された電+ 子eと水素イオン1−1  とが該エレクトロクロミッ
ク層13から抜は出す消色過程は進行せず、いわゆる短
絡メモリ性が賦与される。
なお、上記エレクトロクロミック層13と固体電解質層
14と半導体層15のそれぞれの伝導の型は、pnp形
又はnpn形のいずれであってもよい。
第6図は本発明の固体エレクトロクロミック索子17の
短絡メモリ性(実IN Aで示す)を、半導体層15を
廟しない従来の固体エレクトロクロミック素子7のそれ
(鎖線Bで示す)と比較したものである。図から明らか
なように、本発明による固体エレクトロクロミック素子
17においてt」、知絡して〃)ら10秒経過しても着
色濃度は0 、4程度あシ(標準値は約0.4である〕
、表示として十分に認識することかできる。
々卦、肌6図において、短絡の初期に急激に眉色(義度
が低下しているのは、消色過程の初期においては眉色に
ともなう逆起電力か上記しきい値軍、圧を越えているた
めと考えられる。
(6)  発明の効果 本発明は以上のように(14成さfしたので、対向配置
された二枚の電極11.12間に穎、出を印加してエレ
クトロクロミック層13を消色しlh後、上ifd二枚
の電極11.12間を知絡した場合にも上記エレクトロ
クロミック層13の7iH色を保持してメモリ性を賦ん
することかできる。
なた、上り己短絡メモリ性の賦与は、工l/クトロクロ
ミック層13と固体電解質層14との界面におりる電気
化学的反応のしきい値電圧を利用せず、l W固体′市
解質層14に隣接して核層した半が1体層15と該固体
電解質層14との接触によって生ずる電気化学的反応の
しきい値電圧を利用するので、上記エレクトロクロミッ
ク層13及び固体電解質層14の物質は従来と同様に応
答速度の速い物質とすることができ、着色の応答速度を
低下させることなく知略メモリ性を賦与することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の固体エレクトロクロミック素子の着色過
程を示す説明図、第2図はその消色過程を示す説1明図
、第3図は本発明による固体エレクトロクロミック素子
を示すHノr面図、第4図はその78色過程を示す説1
jJJ図、m 5図は二枚の電極間全知略した状態を示
す説明図、第6図は本発明による固体エレクトロクロミ
ック素子のλj)絡メモリ性と従来の固体エレクトロク
ロミック系子のぞれとを比較した図表である。 10・・・・・・ガラス基板 11・・・・・・一方の電極 12・・・・・・他方の電極 13・・・・・・エレクトロクロミック層14・・・・
・・固体電解質層 15・・・・・・半導体層 16・・・・・・導線 17・・・・・・固体エレクトロクロミックi 子出願
人 富士通株式会社 化341人 弁理士松岡宏四部、フ、)、:、−・1 
・づ 手続補正前(自発) 11召 和     イ1     月     11
1・+11′lの人出 昭和り7 +l 〒1.Vl”Qυ第7′77/22 
’=:3   ?市 11  を (る 古 ・Ilf’lとの閏1イ     i、1.i’+出孕
;人111ilj  神?ti111!!、!川崎山中
11;ilズlニー1−111中10151fr地(5
22) ’/、弥富士通株式会社 4 代  理A、      fI 、ili、  J
111争+11!幇川1117.111i中1;1t)
tl小111中11015ifil1富十通株式会社内 11、・1和   11    月   11なし  
           、′、   ぺゝ6 浦]1(
1,:J、り増IJI目る飽小勺救   なし    
           ユ、弓、j’、: l′:J−
(1)本PA’+明細書の!1“〒許請求の範囲7次の
】■ハリ補正する。 [対向配置され1こ二枚の′118、梃の間に金属酸化
物からなるエレクトロクロミック層と固体’jtL j
l好質層とを積層し、該二層間で起こる酸化還元反応に
より手記エレクトロクロミック層Y %消色する固体エ
レクトロクロミック素子において、上記固体電解質層と
これに隣接する電極との間に、上記二枚のシn体層ケ積
層しfユことt特徴とする固体エレクト1]クロミノク
ネ子。−1 (2)本、1値明細肖第5頁第11行目の[の特、極間
?短絡しムニときにトi己工・レフトロ41乞「の1↓
j、極間ケ短絡し1こときに発色時の上記エレクトロク
ロ」と補正−j4)0 (3)本願明細・、!)第7頁第3行目乃至第7行目の
「絡し1こときに   生すイ)もので、例えば7f酸
化クンクル(’ra2−1ヶ[絡したときに、発色時の
上記エレクトロクロミック層13と固体電解質層14と
の間に生ずる逆起電力に対して、上記エレクトロクロミ
ック層13の消色反応に対応し1こ「I!、」体’%解
賀層14ど半導体層15との間での電気化学反応が12
きい匝嶌圧t4〕するようなものて、l+uえば五酸化
タンタル(Ta2」と補正する。 (4)本願明細僅第7頁第15行目乃至第8頁第10行
目の[共に他方の   着色する。jン[共に他方の1
杭極12からは、半導体層15乞通して、固体電解質層
14に正孔りが放出され、この電子e−と正孔11とが
、エレクトロクロミック層13へ注入された1−1+と
固体1b、解質層14中のOH−とによる電荷を補償し
、安定な着色状態となる。」と補正する。 (5)本願明細誓第8頁第15行目乃至第9頁第10行
目の「じようとし、消色過程が  起こらな」ン1−し
ようとし、消色過程が進行しようとする。 ここで、上記各層13と14との界面及び14と15と
のb′v面の間の電気化′I的反応&′、1、I’+方
が起ここらなりれは、fIu方も起こらないという相補
的なものである。従って上記エレクトロクロミック層1
3と固併市、解Il眉114との間での′電気化学的な
消色反応は、それに相補する固体電解質層14と半2n
体層15との間での電気化学反応によって支配される。 しか4)に、本発明においては、エレクI・ロクロミソ
ク層13の消色反応に相補する、固体曲解質層14と半
導体層15との間での’ff+、気化!”i’反応が電
圧に対し、しきい値馨有する。すなイDち、このしきい
値霜1圧より低い箱、圧においては、固体I、h解質層
14と半導体層】5どの間で、上記電気化学反応は起こ
らない。従って上記各層】4と15との間での電、気化
学反応と4目補的である各層13と14との間の電気化
学的な消色反応は、上記しきい1的′1L]、圧よりイ
バい電圧において目、緬こらな−1と補正−(ろ。 イ6)本1炒明細書第9頁第16行目乃至第]9行目の
fV、Cお、上6己エレクトロクロミック19埒   
 もよい。」の文章を削除する。 (7)  本願明+1lil i!第11頁第4行目乃
〒第5行目の1’−7こ半導体層15と  ・しき−い
値′li3:圧−1ンl−た半導体層15と該固体電解
質層14との間での電気化学反応のしきい匝市圧」と補
正する。 (8)本願明卸111】の第4図乞添伺別紙の通り補正
する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 対向配置された二枚の電極の間に金属酸化物からなるエ
    レクトロクロミック層と固体電解質層とを積層し該二層
    間で起こる酸化還元反応によシ上記エレクトロクロミッ
    ク層を着消色する固体エレクトロクロミック素子におい
    て、上記固体電解質層とこれに隣接する11工極との間
    に、上記二枚の電極間を短絡したときに上記エレクトロ
    クロミック層と固体電解質層との界面に生ずる消色方向
    の電圧を打ち消す方向の電気化学的反応のしきい値電圧
    を上記固体電解質層との接触により生ずる半導体層を積
    層したことを特徴とする固体エレクトロクロミック素子
JP57197182A 1982-11-10 1982-11-10 固体エレクトロクロミツク素子 Pending JPS5987430A (ja)

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