JPS61249026A - 直列に接続したエレクトロクロミック素子群 - Google Patents
直列に接続したエレクトロクロミック素子群Info
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- JPS61249026A JPS61249026A JP9193585A JP9193585A JPS61249026A JP S61249026 A JPS61249026 A JP S61249026A JP 9193585 A JP9193585 A JP 9193585A JP 9193585 A JP9193585 A JP 9193585A JP S61249026 A JPS61249026 A JP S61249026A
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- Japan
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- ecd
- electrode
- series
- layer
- voltage
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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。
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）
本発明は固体型エレクトロクロミック素子の改良に関す
る。
る。
（発明の前景）
電圧を印加すると可逆的に電解酸化または還元反応が起
こり可逆的に着色する現象をエレクトロス゛Ａ クロミ→と言う。このような現象を示すエレクトロクロ
ミック（以下、ＥＣと略称する）物質を用いて、電圧操
作により発消色するＥＣ素子（以下、ＥＣＤと略す）を
作り、このＥＣＤを光量制御素子（例えば、防眩ミラー
）や７セグメントを利用した数字表示素子に利用しよう
とする試みは。
こり可逆的に着色する現象をエレクトロス゛Ａ クロミ→と言う。このような現象を示すエレクトロクロ
ミック（以下、ＥＣと略称する）物質を用いて、電圧操
作により発消色するＥＣ素子（以下、ＥＣＤと略す）を
作り、このＥＣＤを光量制御素子（例えば、防眩ミラー
）や７セグメントを利用した数字表示素子に利用しよう
とする試みは。
１５年以上前から行なわれている。例えば、ガラス基板
の上に透明電極膜（陰極）、三酸化タングステン薄膜、
二酸化ケイ素のような絶縁膜、電極膜（陽極）を順次積
層してなるＥＣ表示素子（特公昭５２−４６０．９８参
照）が全固体型として知られている。このＥＣ表示素子
に電圧を印加すると三酸化タングステン（ＷＯｓ）薄膜
が青色に着色する。その後、このＥＣ素子に逆の電圧を
印加すると、Ｗ０３薄膜の青色が消えて無色になる。
の上に透明電極膜（陰極）、三酸化タングステン薄膜、
二酸化ケイ素のような絶縁膜、電極膜（陽極）を順次積
層してなるＥＣ表示素子（特公昭５２−４６０．９８参
照）が全固体型として知られている。このＥＣ表示素子
に電圧を印加すると三酸化タングステン（ＷＯｓ）薄膜
が青色に着色する。その後、このＥＣ素子に逆の電圧を
印加すると、Ｗ０３薄膜の青色が消えて無色になる。
この着色・消色する機構は詳しくは解明されていないが
、Ｗ０３薄膜および絶縁膜（イオン導電層）中に含まれ
る少量の水分がＷＯ３の着色・消色を支配していること
が知られている。着色の反応式は下記のように推定され
ている。
、Ｗ０３薄膜および絶縁膜（イオン導電層）中に含まれ
る少量の水分がＷＯ３の着色・消色を支配していること
が知られている。着色の反応式は下記のように推定され
ている。
Ｈｔ Ｏ→ Ｈゝ ＋０Ｈ−
（ＷＯ膜：陰極側）ＷＯｚ＋ｎＨ”＋ｎｅ−→ＨｎＷＯ
３無色透明 青色 （絶縁膜・陽極側）２０Ｈ−→ＨｚＯ＋％ｏｚ↑＋ｅ−
ところで、ＥＣ層を挟む一対の電極層は、 ＥＣ層の色
変化を外部に示すために、少なくとも一方は透明でなけ
ればならない。透明な電極材料としては、現在のところ
Ｓ、Ｏ□ｒ Ｉｆｉ□０３．ＩＴＯ（Ｓ、ＩＯ，とＩ
、、！ｏ３との混合物）、２．０などが知られているが
、これらの材料は比較的電気抵抗が大きく、従って、大
面積のＥＣＤを作ると２着色電圧を印加した場合、電圧
印加端子付近から着色が始まり、その着色が徐々に中央
部へ広がり、やがて全体的に均一な着色状態となる。例
えば１０１００ｃｍＸ１００四方のＥＣＤでも均一な着
色状態になるのに１時間以上かかるものもある。
３無色透明 青色 （絶縁膜・陽極側）２０Ｈ−→ＨｚＯ＋％ｏｚ↑＋ｅ−
ところで、ＥＣ層を挟む一対の電極層は、 ＥＣ層の色
変化を外部に示すために、少なくとも一方は透明でなけ
ればならない。透明な電極材料としては、現在のところ
Ｓ、Ｏ□ｒ Ｉｆｉ□０３．ＩＴＯ（Ｓ、ＩＯ，とＩ
、、！ｏ３との混合物）、２．０などが知られているが
、これらの材料は比較的電気抵抗が大きく、従って、大
面積のＥＣＤを作ると２着色電圧を印加した場合、電圧
印加端子付近から着色が始まり、その着色が徐々に中央
部へ広がり、やがて全体的に均一な着色状態となる。例
えば１０１００ｃｍＸ１００四方のＥＣＤでも均一な着
色状態になるのに１時間以上かかるものもある。
このような着色の進み方および均一な着色状態となるま
での時間の長さは、実用的な用途を考えた場合、傷害と
なる。
での時間の長さは、実用的な用途を考えた場合、傷害と
なる。
また、大面積のＥＣＤでは、多量の電流が流れるので、
大電流定電圧源が必要となり、そのため駆動回路が大き
くなる欠点があった。
大電流定電圧源が必要となり、そのため駆動回路が大き
くなる欠点があった。
（発明の目的）
従って９本発明の目的は２表示部が大面積であっても。
■均一に着色する。
■均一な着色状態になるまでの時間が短い。
■少量の電流で済む。
ようなＥＣＤを提供することにある。
（発明の概要）
本発明者は、小さなＥＣＤを複数個直列に接続すれば、
入力端子間に印加する電圧は太き（なるものの、各ＥＣ
Ｄに流れる電流は小さくて済み。
入力端子間に印加する電圧は太き（なるものの、各ＥＣ
Ｄに流れる電流は小さくて済み。
かつ各ＥＣＤに同時に電圧が印加されるので、全部のＥ
ＣＤが同時に着色を始め、しかも各ＥＣＤ体のＥＣＤ群
があたかも１個の大面積ＥＣＤとして均一に短時間で着
色するように見えることを見い出した。
ＣＤが同時に着色を始め、しかも各ＥＣＤ体のＥＣＤ群
があたかも１個の大面積ＥＣＤとして均一に短時間で着
色するように見えることを見い出した。
その上で、複数のＥＣＤを近接して設けるには。
ホトエツチングのような精密加工技術が利用できる固体
型ＥＣＤが好適であることを見い出し９本発明を成すに
至った。
型ＥＣＤが好適であることを見い出し９本発明を成すに
至った。
従って１本発明は、同一基板上に複数の固体型エレクト
ロクロミック素子を近接して形成し、かつ各素子を電気
的に直列に接続したことを特徴とするエレクトロクロミ
ック素子群を提供する。
ロクロミック素子を近接して形成し、かつ各素子を電気
的に直列に接続したことを特徴とするエレクトロクロミ
ック素子群を提供する。
固体型ＥＣＤの構造は１例えば■電極層／ＥＣ層／イオ
ン導電層／電極層のような４Ｎ構造、■電極層／還元着
色型ＥＣ層／イオン導電層／可逆的電解酸化層／電極層
のような５層構造があげられる。なお、一対の電極層の
うちいずれか一方は透明でなければならない。
ン導電層／電極層のような４Ｎ構造、■電極層／還元着
色型ＥＣ層／イオン導電層／可逆的電解酸化層／電極層
のような５層構造があげられる。なお、一対の電極層の
うちいずれか一方は透明でなければならない。
透明電極の材料としては９例えば、Ｓ９０□。
Ｉｆｉ！０３．ＩＴＯなどが使用される。このような電
極層は、一般には真空蒸着、イオンブレーティング、ス
パッタリングなどの真空薄膜形成技術で形成される。（
還元着色性）ＥＣ層としては一般にＷＯｓ 、Ｍ−Ｏｘ
などが使用される。
極層は、一般には真空蒸着、イオンブレーティング、ス
パッタリングなどの真空薄膜形成技術で形成される。（
還元着色性）ＥＣ層としては一般にＷＯｓ 、Ｍ−Ｏｘ
などが使用される。
イオン導電層としては１例えば酸化ケイ素、酸化タンタ
ル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化
ジルコニウム、酸化ハフニウム。
ル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化
ジルコニウム、酸化ハフニウム。
酸化ランタン、フッ化マグネシウムなどが使用される。
これらの物質薄膜は製造方法により電子に対して絶縁体
であるが、プロトン（Ｈｏ）および≦ ドロキシイオン（ＯＨ−）に対しては良導体とな４、Ｅ
Ｃ層０）着色消色反応９．よヵ２オ、が必要とされ、Ｈ
３イオンやＬｉ４イオンをＥＣ層その他に含有させる必
要がある。Ｈ＋イオンは始めからイオンである必要はな
く、電圧が印加されたときにＨ０イオンが生じればよく
、従ってＨ０イオンの代わりに水を含有させてもよい。
であるが、プロトン（Ｈｏ）および≦ ドロキシイオン（ＯＨ−）に対しては良導体とな４、Ｅ
Ｃ層０）着色消色反応９．よヵ２オ、が必要とされ、Ｈ
３イオンやＬｉ４イオンをＥＣ層その他に含有させる必
要がある。Ｈ＋イオンは始めからイオンである必要はな
く、電圧が印加されたときにＨ０イオンが生じればよく
、従ってＨ０イオンの代わりに水を含有させてもよい。
この水は非常に少なくて十分であり、しばしば、大気中
から自然に侵入する水分でも着消色する。
から自然に侵入する水分でも着消色する。
ＥＣ層とイオン導電層とは、どちらを上にしても下にし
てもよい。さらにＥＣ層に対して間にイオン導電層を挟
んで（場合により酸化着色性ＥＣ層ともなる）可逆的電
解酸化層ないし触媒層を配設してもよい。このような層
としては２例えば酸化ないし水酸化イリジウム、同じく
ニッケル、同じくクロム、同じくバナジウム、同じくル
テニウム、同じ（ロジウムなどがあげられる。これらの
物質は、イオン導電層又は透明電極中に分散されていて
も良いし、それらを分散していてもよい。
てもよい。さらにＥＣ層に対して間にイオン導電層を挟
んで（場合により酸化着色性ＥＣ層ともなる）可逆的電
解酸化層ないし触媒層を配設してもよい。このような層
としては２例えば酸化ないし水酸化イリジウム、同じく
ニッケル、同じくクロム、同じくバナジウム、同じくル
テニウム、同じ（ロジウムなどがあげられる。これらの
物質は、イオン導電層又は透明電極中に分散されていて
も良いし、それらを分散していてもよい。
不透明な電極層は９反射層と兼用していてもよく。
例えば金、銀、アルミニウム、クロム、スズ、亜鉛、ニ
ッケル、ルテニウム、ロジウム、ステンレスなどの金属
が使用される。
ッケル、ルテニウム、ロジウム、ステンレスなどの金属
が使用される。
以下、実施例により本発明の詳細な説明するが。
そこでは説明の簡単なために、固体型ＥＣＤは。
一対の電極層の間を単にＥＣ層として示す。
（実施例１）
基板（Ｓ）の上に下部電極（１）として厚さ０゜１μｍ
のＩＴＯ透明電極を真空蒸着法で形成し。
のＩＴＯ透明電極を真空蒸着法で形成し。
ホトエツチングにより４つに分割した。
次に分割された各下部電極（１）の上に、厚さ１．１μ
ｍのＥＣ層（２）をマスク蒸着により形成した。最後に
マスクを変えて上部電極（３）として厚さ０．１ａｍの
ＩＴＯ透明電極を各ＥＣ層（２）の上に蒸着し、このと
き、１つのＥＣ層の上部電極（３）が隣りのそれの下部
電極（１）と接続するように蒸着することにより、４つ
の直列に接続された固体型ＥＣＤ群（表示部面積合計約
８×１５−）を作製した。
ｍのＥＣ層（２）をマスク蒸着により形成した。最後に
マスクを変えて上部電極（３）として厚さ０．１ａｍの
ＩＴＯ透明電極を各ＥＣ層（２）の上に蒸着し、このと
き、１つのＥＣ層の上部電極（３）が隣りのそれの下部
電極（１）と接続するように蒸着することにより、４つ
の直列に接続された固体型ＥＣＤ群（表示部面積合計約
８×１５−）を作製した。
このＥＣＤ群の縦断面を第１図に示す。第１図のＥＣＤ
群の端子（４ａ）−（４ｂ）間に５．４ボルトの電圧を
印加したところ、流れた電流は最大Ｏ，ＯＳアンペアで
、全体が均一な着色状態になるまでに要した時間は５秒
であった。尚、ホトエツチング及びメタルマスクに代え
てレーザによるダイレクト・パターニング技術を使用す
れば２個々０ＥＣＤは０．０１〜０．１ ｔｍ位まで接
近して形成することができる。
群の端子（４ａ）−（４ｂ）間に５．４ボルトの電圧を
印加したところ、流れた電流は最大Ｏ，ＯＳアンペアで
、全体が均一な着色状態になるまでに要した時間は５秒
であった。尚、ホトエツチング及びメタルマスクに代え
てレーザによるダイレクト・パターニング技術を使用す
れば２個々０ＥＣＤは０．０１〜０．１ ｔｍ位まで接
近して形成することができる。
（比較例）
ガラス基板（Ｓ）の上に、実施例１と同じく下部電極（
１）を形成し、４つに分割することなく。
１）を形成し、４つに分割することなく。
同様にＥＣ層（２）、上部電極（３）を形成し。
大面積（８ｘ１５ａＪ）の固体型ＥＣＤを作製した。
このＥＣＤの縦断面を第２図に示す。このＥＣＤの端子
（４ａ） −（４ｂ）間に１．３５ボルトの電圧を印加
したところ、流れた電流は最大０．２アンペアで、かつ
着色は端子付近から徐々に始まり。
（４ａ） −（４ｂ）間に１．３５ボルトの電圧を印加
したところ、流れた電流は最大０．２アンペアで、かつ
着色は端子付近から徐々に始まり。
全体が均一な着色状態になるまでに要した時間は３０秒
であった。
であった。
（実施例２）
ここでは同一基板（Ｓ）上に近接して４つの独立した固
体型ＥＣＤを作製し、最後に各ＥＣＤを直列に接続する
ために、金属電極（５）例えばＡＩ薄膜を１つのＥＣＤ
の上部電極（３）から他のＥＣＤの下部電極（１）にか
けて形成した。得られたＥＣＤ群の縦断面を第３図に、
平面図を第４図に示す。
体型ＥＣＤを作製し、最後に各ＥＣＤを直列に接続する
ために、金属電極（５）例えばＡＩ薄膜を１つのＥＣＤ
の上部電極（３）から他のＥＣＤの下部電極（１）にか
けて形成した。得られたＥＣＤ群の縦断面を第３図に、
平面図を第４図に示す。
（発明の効果）
以上の通り５本発明によれば、複数０ＥＣＤを同一基板
上に近接して（例えば０．０１〜ｌｆｉ位）形成するこ
とで、外観上あたかも１枚の大面積ＥＣＤとして機能し
、しかも各ＥＣＤを直列に接続したことにより、入力端
子間に流れる電流は小さくて済み、かつ°各ＥＣＥ）に
同時に着色電圧（又は消色電圧）が印加され、各ＥＣＤ
は小面積であることから、各ＥＣＤ全体が均一な着色状
態になるまでの時間が短かく、そのため全体（大面積Ｅ
ＣＤ）として把えたときに９着色が均一に進み、か・つ
ＥＣＤ群全体が均一な着色状態になるまでの時間が短く
なる。
上に近接して（例えば０．０１〜ｌｆｉ位）形成するこ
とで、外観上あたかも１枚の大面積ＥＣＤとして機能し
、しかも各ＥＣＤを直列に接続したことにより、入力端
子間に流れる電流は小さくて済み、かつ°各ＥＣＥ）に
同時に着色電圧（又は消色電圧）が印加され、各ＥＣＤ
は小面積であることから、各ＥＣＤ全体が均一な着色状
態になるまでの時間が短かく、そのため全体（大面積Ｅ
ＣＤ）として把えたときに９着色が均一に進み、か・つ
ＥＣＤ群全体が均一な着色状態になるまでの時間が短く
なる。
なお１本発明のＥＣＤ群を一様な着色濃度に着色するに
は９個々のＥＣＤがＥＣＤ間で一様に作られていると仮
定して、各ＥＣＤの（表示部）面積を等しくすることが
必要である。仮に個々のＥＣＤの（表示部） ’１ｌｌ
ｊ積を相違させると１面積に逆比例した着色濃度が得ら
れる。このことを積極的に利用して、必要部分を高濃度
に着色させたり。
は９個々のＥＣＤがＥＣＤ間で一様に作られていると仮
定して、各ＥＣＤの（表示部）面積を等しくすることが
必要である。仮に個々のＥＣＤの（表示部） ’１ｌｌ
ｊ積を相違させると１面積に逆比例した着色濃度が得ら
れる。このことを積極的に利用して、必要部分を高濃度
に着色させたり。
濃度が段階的に変化するＥＣＤ群を作製してもよい。濃
度が段階的に変化するＥＣＤ群は、濃度スケールとして
有用であろう。個々０ＥＣＤとして着色色調の異なるも
のを組み合わせたＥＣＤ群もまた別の興味を引くであろ
う。
度が段階的に変化するＥＣＤ群は、濃度スケールとして
有用であろう。個々０ＥＣＤとして着色色調の異なるも
のを組み合わせたＥＣＤ群もまた別の興味を引くであろ
う。
そのほか、各ＥＣＤの数を増減することで着色。
消色電圧を任意に変えることができ、そのため自動車用
バッテリーから降圧器を必要とせずに、直接ＥＣＤ群を
着消色駆動できるようになる。或いは、家庭用の１００
ボルト電源からトランスレスでダイオードのブリッジだ
けで９本発明のＥＣＤ群を直接に駆ｉＪ＋すふこ２も可
鮨であふ−
バッテリーから降圧器を必要とせずに、直接ＥＣＤ群を
着消色駆動できるようになる。或いは、家庭用の１００
ボルト電源からトランスレスでダイオードのブリッジだ
けで９本発明のＥＣＤ群を直接に駆ｉＪ＋すふこ２も可
鮨であふ−
第１図は２本発明の実施例１にかかるＥＣＤ群の概略縦
断面図である。 第２図は、従来のＥＣＤの概略縦断面図である。 第３図は、実施例２にかかるＥＣＤ群の概略縦断面図で
ある。 第４図は、実施例２にかかるＥ′ＣＤ群の概略平面図で
ある。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｓ−・・−・−・−・−−一−−基板 ４ａ、４ｂ−・−入力端子
断面図である。 第２図は、従来のＥＣＤの概略縦断面図である。 第３図は、実施例２にかかるＥＣＤ群の概略縦断面図で
ある。 第４図は、実施例２にかかるＥ′ＣＤ群の概略平面図で
ある。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｓ−・・−・−・−・−−一−−基板 ４ａ、４ｂ−・−入力端子
Claims (1)
- 同一基板上に複数の固体型エレクトロクロミック素子を
近接して形成し、かつ各素子を直列に接続したことを特
徴とするエレクトロクロミック素子群。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9193585A JPS61249026A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 直列に接続したエレクトロクロミック素子群 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9193585A JPS61249026A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 直列に接続したエレクトロクロミック素子群 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61249026A true JPS61249026A (ja) | 1986-11-06 |
Family
ID=14040447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9193585A Pending JPS61249026A (ja) | 1985-04-27 | 1985-04-27 | 直列に接続したエレクトロクロミック素子群 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61249026A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142620A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Toppan Printing Co Ltd | エレクトロクロミック表示体 |
| EP1396676A2 (en) | 2002-08-07 | 2004-03-10 | Eastman Kodak Company | Serially connecting OLED devices for area illumination |
| JP2010510626A (ja) * | 2006-11-17 | 2010-04-02 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 大面積照明システム及びその製造方法 |
| WO2011101427A1 (de) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | Saint-Gobain Glass France | Elektrochrome verglasung mit seriell verschalteten zellen, sowie herstellungsverfahren hierfür |
| WO2013055457A1 (en) * | 2011-10-13 | 2013-04-18 | Sage Electrochromics, Inc. | Series connected electrochromic devices |
| CN109597260A (zh) * | 2017-09-29 | 2019-04-09 | 斯坦雷电气株式会社 | 电化学光学装置 |
| JP2019158940A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 株式会社カネカ | エレクトロクロミックデバイス |
| JP2020154249A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | スタンレー電気株式会社 | 光学素子 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS58126577A (ja) * | 1982-01-25 | 1983-07-28 | 株式会社ニコン | エレクトロクロミツク表示装置 |
-
1985
- 1985-04-27 JP JP9193585A patent/JPS61249026A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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| CN109597260B (zh) * | 2017-09-29 | 2023-05-12 | 斯坦雷电气株式会社 | 电化学光学装置 |
| JP2019158940A (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-19 | 株式会社カネカ | エレクトロクロミックデバイス |
| JP2020154249A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | スタンレー電気株式会社 | 光学素子 |
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