JPS6063272A - セル型エレクトロクロミツク表示素子 - Google Patents

セル型エレクトロクロミツク表示素子

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JPS6063272A
JPS6063272A JP58170811A JP17081183A JPS6063272A JP S6063272 A JPS6063272 A JP S6063272A JP 58170811 A JP58170811 A JP 58170811A JP 17081183 A JP17081183 A JP 17081183A JP S6063272 A JPS6063272 A JP S6063272A
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JP
Japan
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thin film
transparent electrode
display element
electrode layer
thickness
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Pending
Application number
JP58170811A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Uchikawa
清 内川
Shinichiro Kawamura
信一郎 河村
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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Publication date
Application filed by Nikon Corp, Nippon Kogaku KK filed Critical Nikon Corp
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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

(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】 (発明の技術分野) 本発明はリチウムイオ/を電荷移動担体とするセル型エ
レクトロクロミック表示素子(以下、ECDと略称する
)に関する。
(発明の背景) 酸化夕/ゲステン(〜へ03)がエレクトロクロミズム
を示す機構は、次のように信じられている。
W(13+ n M++ n e−←→MnW07そし
て、M+イオンとしてはH”、Li+、Na+、Ag+
などが知られているが〜1+イオンの移動速度がECI
)の着消色レスポンスに関係するので、これまで主とし
、て研究されているのはイオン半径の小さいH+と■ノ
1+である。
H+イオンの供給源は酸であるが、酸は電極の腐食を引
き起こし、14. CDの寿命を短かくする欠点がある
。酸に代えて無機誘電体薄膜例えば8102に含ませた
微量の水をト1″イオンの供給源とする全固体型ECD
もあるが、E Cl)を高温環境下に長いことさらして
おいたときには水が逃は易く、この水の閉込めが意外と
困難で、高温耐久性に劣る欠点がある。
そわに対してL1+けLiClO4、L i B F 
4等の電解質を供給源と17、Li+の移動を容易にす
るためにそねらの箪M質をセルソルブアセテート、7°
ロビレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等の非水溶
媒に溶かし、で使用され、電極腐食の問題やE CDか
らイオン供給源が逃は出す問題を生じさせない。しか[
−7、L++はH+に比べてEeDの着消色レス月?ン
スが遅いという欠点を有している。
その後、1)+ CZ(14を溶解するプロVし/カー
ボネートのような非水溶媒に若干の水を添加することに
より着消色レスポンスを速める技術が開発された(例え
ば特開昭55−’138720、同55−142319
号公報参照)。
Lかし7ながら、この水を含むゾロビレ/カーボネート
を使用すると、WO3薄膜がプロビレ/カーボネー)K
溶解するためかどうか詳し2〈は判らないが、駆動寿命
が知かくなることが判った。
寸た、水は電圧を印加されて [I20→T−1”+OH− に分解し1、OH−イオンが対向電極との界面1゛20
H−−+1120 + −027−ト 2e−という反
応を起こ)1、発生1゛る02ガスがECJ)の駆動寿
命を短かくすることが判った。
(発明の目的) 従って、本発明の目的は、LiClO4の溶媒と(7て
水を含むプロビレ/カーボネートを使用1.たE CD
に於いて、駆動寿命を延長することにある。
(発明の概要) 本発明者らは、水を用いた場合の という望まシー2〈ない反応を抑えるために電解液層と
対向電極との間に水酸化ニツケノペ水酸化イリゾウムの
ような酸化着色性エレクトロクロミンク層を設けること
と(、て鋭意?i7+究を進めた結果、着色層が2層に
増えるので着色濃度が高寸り、それだけ1層の着色層に
要求される着色清明は薄くてもよいことから、Li+を
利用(7てもTI+並みに着消色レスポンスを速めるこ
とができることを知り、更に電解液層の厚さをlO〜1
00μ7nと薄くすることにより、駆動寿命が延びるこ
とを見い出11、本発明を成すに至った。
即ち、本発明は、透明電極層(’A)、酸化タンゲステ
ン薄膜(B)、電解液M(C)、水酸化ニッケル捷たは
水酸化イリジウム薄膜(’D)及び透明電極層(B)か
ら2ζるセル型エレクトロクロミック表示素子VC於い
て、 前記電解液層(C)が01〜2モル濃度のLiC704
及び05〜4モル濃度の水を含有するプロビレ/カーボ
ネート溶液であり、しかも前記電解液層(C)の厚さが
10〜100μmであることを特徴とするセル型エレク
トロクロミック表示素子を提供する。
本発明に於いて、透明電極層(A)、(E )には酸化
スズ、酸化インジウム、I ’I’ 0 (酸化インジ
ウム[5層程度の酸化スズの混合1.たもの)などが使
用される。一般にはとわらの電極層は05μm以下え薄
く1〜ないと透明性が落ちるので、真空蒸着、イオンシ
レーティング、スパッタリング、CVD等の真空薄膜形
成技術によってガラス、プラスチック等の透明基板の十
に形成さ+7る。
透明型’IfiN (A ) cv 上ニ16、WO3
Fig (’ B )を形成させるが、形成方法は低温
プラズマ方式のイオンブレーティングが好唄しい。WO
,薄膜(’B)を低温フ0ラズマ方式のイオンブレーテ
ィングにより形成すると、一般的な7N:9蒸着で形成
[、たWO3に比べ、化学耐久性にすぐれる。低温プラ
ズマ方式のイオンブレーティングでは、プラズマによっ
て励起したエネルギー雰囲気が作られ、この中を蒸発(
7た原子又は微粒子が通過するときにエネルギーを譲り
受けで活性化し、その上で基板に沈着するため、生成す
る薄膜と基板との密着性が高く、また生成する薄膜自身
も強靭であると言わ第1ている0 WO3薄膜(’B)+7)厚さi’j Jl常O,(1
1〜1 (lμt7+とする。基板の上に電極(A )
及びWO3薄膜(B)を形成したものを以下第1部材と
言う。
一方、基板の上に透明電極(E )を形成[7た後、そ
の上に水酸化ニッケルまたは水酸化イリジウム薄膜(’
I))を形成する訳であるが、これらの薄膜d真空薄膜
形成技術で簡抜形成することけできな吟ので、一旦金属
ニッケル捷たはイリジウム薄膜を形成した後、酸又はア
ルカリ中で陽極酸化法により電解酸化して水酸化物に変
える。
薄膜(D)の厚さは通常0.001〜10μmでを】る
。基板の上に箱、極(’ A )及び薄膜(’ D )
を形成したものを以下第2部月と言う。
第1部材と第2部材とを薄膜(B)、(’D)が向い合
うように対向させ、両者の間隔が10〜100μmとな
るようにスに一ザーで固定し、周囲をシール材例えはゴ
ボキシ樹脂でシールする。
ただし1、−個P)jlrJ中の空隙に電解液を入れる
ための注入口と17でシールせずにあけでおく。スペー
サーの代りに粒径の定1つだフィラーを予めシール材と
混ぜておいて、薄膜(B)、(D)の一方の周辺部にシ
ール材を塗布し、その上に他方を重ね合わせた後、シー
ル材を硬化させる方法もある。
薄膜(B)、(’D)の間隔つまり電解液層(’C)の
厚さを1 (1〜100μmとした理由は、10μnt
より薄いと、薄膜CB)、CD)が電気的に短絡しやす
くなり、寸た薄膜(、’ B ) 、 (’ D )に
注入nJ能なイオンの量も減少するために一充分庁着色
濃卯が得らhf?くなるからであり、逆に100μff
lより厚いと、駆動寿葡か知かくなるからで2)る。
電解液(C) fd、01〜2モルのLiCz04及び
05〜4モルの水をブ′ロビレンカーボネーL K溶か
した後、フ0ロピレンカーボ才一トを追加し7て全体を
ltにすることにより調製されるが、biczo4の濃
度を01〜2モルと17だの一01モルより薄いと、電
解液の電気伝導率が低くなり駆動が困難になるからであ
り、逆に2モルよりのいと、プロピレンカーボネートに
溶けにくくなるからである。
捷だ、I−T 、Oの濃度を05〜4モルとしたのは0
5モル」り薄いと着色レス4?ンスが速くならないから
であり、逆に4モルより濃いと、WO3N膜CB)の@
解法((“)への溶解度が向上して駆動碕命が短かくな
るからである。
尚、この電解液にWO3又はタングステン酸又はその塩
を数%加えて100〜160°Cに数時間加熱し2、そ
の濾液を電解液(C)として使用すると駆動寿命の延び
る場合がある。
こうして得られた電解液を第1部材と第2部材との空隙
に注入口から注入し、注入口をシール材で封口すると、
本発明のセル型ECDが完成する。
こうして得られた本発明のセル型ト、 CDに、電極(
A)に外部電源の陰極を、電極(E )に陽極を接続し
、1〜2eルト程度の直流電圧を印加すると、約01〜
03秒で濃釦色に着色し、この着色は電圧印加を止めて
も保持される。そして、今度は陰陽を反対して1〜2ボ
ルト程度の直流ift、 B−を印加すると、約01〜
03秒で元の無色透明に戻る。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明けこれらに限定されるものではない。
(実施例1) 厚さ05闘のがラス基板に下記条件: 真空度 =02がスリークで4 X 10 ’Torr
基板温度: 3 I) OoC 蒸着速度:2A/sec にて真空蒸着により厚さ0.15μn+ 47”’i 
1’、 ’1.’ 0透明牝、極層(A)を形成さぜた
。同じように別の基板にITO透明電極層(’ E ’
)を形成させた。
次げ昂、極層(A’)の上に1記楡5件。
真空度 : 3 X 1 (1−’ Torr02分圧
: 1.5 X 10 ”l’orrH20分圧: 1
.5 X 10 ’ i’orr基板温度=300°C 蒸着速度: 4 A / St:c にて高周波イオ/)0レーテイングにより厚さ約500
0^(0,5ttm )のWO3(13)を形成させ、
第1部月を作製(7た。
他方、電極層(E)の上に下記売件: 真空度 : I X I F’ TorrH20分圧:
 I X ] 0 ”l’orr基板温度:300°C 蒸着速度’ 0. I A/ sec にて真空蒸着により厚さ約50人(0,005trtn
)の金属イリジウム薄膜を形成させ、この金属薄膜をI
 N H2S 04中で陽極酸化することにより無色透
明の水酸化イリジウム薄膜(’D)に変乏、第2部利を
作製し、た。
粒径30μn+のアルミナビーズ(フィラー)をシーリ
ング用エポキシ樹脂に05%混合してシール材を調製し
、このシール材を第1部材のVVOr5薄膜(B)の周
辺部に注入口を除いて塗布し、そのhKM2部口を重ね
合わぜ、全体を135”QKで]時間加熱してシール材
を硬化させ、ECDセル(第1図参照)を得た。
一方、1モルのLrClO4・F(2(Jをプロビレ/
カーボネート例溶かして全体を1tとすることによりt
tm液を調製し、この′電解液を上記ECDセルの注入
口から薄膜(B)、(1))の空隙(て注入し7た後、
エポキシ樹脂で封口した。なお、注入作業は真空中にC
行なった。
こうして得られた本発明のEIUDを室温にて+15ボ
ルトの定電圧をIHzの間隔て印加を繰り返すことによ
り着消色を繰り返した。所定回数着消色を繰り返した後
、着色方向の矩形波電圧15ボルトを1200m5ec
の開目1加したときの注入電荷量を測定した。この結果
を第2図に線aとして示す。
その結果、着消色を107回繰り返し/て後でも実施例
1のE Cp (l−1,注入油、荷量が余り落モス、
才だレスポンスは着色[I@2 (+ (1+n5cc
、消色150tnSecであった。
尚、レスポンスは次のように決定し、た(以下、同様)
着色時:祁1極(A ) −<E)間VC−1,5ボル
トの矩形波167圧を1’ 2 (1(l tn se
c印加し7たとき、注入電荷量が50%に達する賛での
時間。
消色時二霜、椿(A ) −(J’: )間に+15ボ
ルトの矩形波電圧を印加しまたとき、注入された電荷量
の90%が流出する捷1の時間。
(実施例2) 1モルのJJ I(−t(J 4・3H20を70ロビ
レ/カーボネートに溶解1.て全体をltとし、との浴
液100重量%に574ifg)%のタ/ダステン酸粉
末を加え、還流冷却器イτIきのフラスコに入れて15
0°(J1時間加熱し7た後、散り出(2て濾過し、得
られた濾液を電解液とし、た。
実施例1で作製し/ζE CI)セルに上記電解液を注
入[7てセル型ECDを作製jた。
このE Cl)について、実施例1と同様に着消色テス
トを行なった後の注入電荷量の変什を第2図に曲線(’
 b )として示す。
(発明の効果) カッ上の辿り、本発明により、ばr−1”イオンの供給
源と(、て酸を用いたものに比べ電極の腐食の問題が解
決さil、H+イオンの供給源として水を用いたものに
比へ高温耐久性r(すぐれ、1□1+イオンの供給源と
し7てのLiC40,を溶かすのに水を含まないプロピ
レンカーボネートを用いるものに比べ着消色レスポンス
が速く、しかもこれまで0ECDに比べ駆動寿命の延長
されたJ・〕(゛Dが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1で作製し、に電解液注入前の
BCDセルの断面図である。 第2図は実施例1(a)及び実施例2(b)のE CI
)の駆動回数とその後着色電圧15ポルトを1200 
tnsec印加1−だときの注入側、荷量との関係を示
すグラフでメへる。 (主要部分の符号の説明) S・・・・・・・・・・ガラス基板 A、E ・・・・・・透明′71〕イ愼J1−1B・・
・・・・ ・・・)\゛υ3Wjυ3Wj膜D・・・・
・水酸化イリジウム薄膜■も・・・・・・・・・・・・
シール材a・・・・・・・・・・・・実施例1の1・;
 Cl)の結果b・・・・・・・・・・・・実施例2の
1・:cDの結果出願人 日本光学工業株式会社 伏理人 渡 辺 隆 男

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 透明電極層(A)、酸化タングステ/薄膜(B)、電解
    液層(C)、水酸化ニッケルまたは水酸化イリジウム薄
    膜(D)及び透明電極層(E)からなるセル型エレクト
    ロクコミック表示素子に於いて、前記電解液層(C)が
    O1〜2モル濃度のL i ClO4及び05〜4モル
    濃度の水を含有するプロピレンカーがネート溶液であり
    、かつ前記電解液層(C)の厚さが10〜100μmで
    あることを特徴とするセル型エレクトロクロミック表示
    素子。
JP58170811A 1983-09-16 1983-09-16 セル型エレクトロクロミツク表示素子 Pending JPS6063272A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0721139A1 (en) * 1989-07-13 1996-07-10 Elf Atochem North America, Inc. A process for producing an amorphous electrochromic material, a product consisting of an amorphous electrochromic material and an electrochromic element containing said product
US9581875B2 (en) 2005-02-23 2017-02-28 Sage Electrochromics, Inc. Electrochromic devices and methods

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