JPS6127524A - エレクトロクロミツク素子の製造方法 - Google Patents
エレクトロクロミツク素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS6127524A JPS6127524A JP14913284A JP14913284A JPS6127524A JP S6127524 A JPS6127524 A JP S6127524A JP 14913284 A JP14913284 A JP 14913284A JP 14913284 A JP14913284 A JP 14913284A JP S6127524 A JPS6127524 A JP S6127524A
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- JP
- Japan
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- electrochromic
- film
- tungsten oxide
- electrode
- substrate
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- Pending
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、電気化学的発消色現象、即ち、エレクト自ク
ロミック現象を応用した素子を製造する方法に関するも
のである。
ロミック現象を応用した素子を製造する方法に関するも
のである。
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、り素子は、
例えば、数字表示素子、Ｘ−Ｙマトリクスディスプレイ
、光学シャッタ、紋りｉｍ等に応用できる。
学的発消色素子すなわちエレクトロクロミ、り素子は、
例えば、数字表示素子、Ｘ−Ｙマトリクスディスプレイ
、光学シャッタ、紋りｉｍ等に応用できる。
エレクトロクロミ、り現象を利用した全固体型エレクト
ロクロミ、り素子の２つの構造例を第１図および第２図
に示す。これらの図は全固体型エレクトロクロミ、り素
子の一般的な構造を示す。
ロクロミ、り素子の２つの構造例を第１図および第２図
に示す。これらの図は全固体型エレクトロクロミ、り素
子の一般的な構造を示す。
第１図に示すエレクトロクロミック素子は、透明な基板
１の上Ｋ、透明導電体膜よりなる第１電極２、陰極側発
色層であるエレクトロクロミ、り層３および絶縁層４、
誘電体膜からなる絶縁層４、導電体膜より成る第２電極
５ｆ、順次積層してなるものである。また、第２図に示
すエレクトロクロミ、り素子は、第１図に示す構造にお
ける絶縁層４と第２電極５との間に、さらに、陽極側発
色層である第２のエレクト目クロミック層６ｔ−積層し
たものである。
１の上Ｋ、透明導電体膜よりなる第１電極２、陰極側発
色層であるエレクトロクロミ、り層３および絶縁層４、
誘電体膜からなる絶縁層４、導電体膜より成る第２電極
５ｆ、順次積層してなるものである。また、第２図に示
すエレクトロクロミ、り素子は、第１図に示す構造にお
ける絶縁層４と第２電極５との間に、さらに、陽極側発
色層である第２のエレクト目クロミック層６ｔ−積層し
たものである。
上鮎の構造において、基板１は一般的にガラス板によっ
て形成されるが、これはガラス板に限らず、グラスチッ
ク板またはアクリル板等の如く無色透明な板であればよ
く、また、その位置に関しても、第１電極２の下ではな
く第２電極５の上に設けてもよいし、目的に応じて（例
えば、保護カバーにするなどの目的で）両側に設けても
よい。
て形成されるが、これはガラス板に限らず、グラスチッ
ク板またはアクリル板等の如く無色透明な板であればよ
く、また、その位置に関しても、第１電極２の下ではな
く第２電極５の上に設けてもよいし、目的に応じて（例
えば、保護カバーにするなどの目的で）両側に設けても
よい。
ただし、これらの場合に応じて、第２電極５を透明導電
膜にしたシ、両側の電極とも透明導電膜にする必要があ
る。両方の電極を透明電極とすれば、透明型の素子がで
きる。
膜にしたシ、両側の電極とも透明導電膜にする必要があ
る。両方の電極を透明電極とすれば、透明型の素子がで
きる。
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
いられている膜の材料の代表例を列挙する。第１電極２
を構成する透明導電膜としては、ＩＴＯ膜（酸化インジ
ウムＩｎ２Ｏ３中に酸化錫Ｓ ｎ Ｏ２をドーグしたも
の）やネサ膜等が用いられる。
いられている膜の材料の代表例を列挙する。第１電極２
を構成する透明導電膜としては、ＩＴＯ膜（酸化インジ
ウムＩｎ２Ｏ３中に酸化錫Ｓ ｎ Ｏ２をドーグしたも
の）やネサ膜等が用いられる。
陰極側発色層であるエレクトロクロミック層３、 は
、酸化タングステン（ｗｏ２ ＋ ｗｏ５ ） 、酸化
モリブデン（ＭＯＯ２ｒ Ｍｏ５ｓ ）、五酸化バナジ
ウム（ｖ２０．）等を用いて形成する。絶縁層４′は酸
化ケイ素（ＳｔＯ。
、酸化タングステン（ｗｏ２ ＋ ｗｏ５ ） 、酸化
モリブデン（ＭＯＯ２ｒ Ｍｏ５ｓ ）、五酸化バナジ
ウム（ｖ２０．）等を用いて形成する。絶縁層４′は酸
化ケイ素（ＳｔＯ。
５ｉＯ２）等からなり、誘電体からなる絶縁層４は、二
酸化ジルコ：ｙ （ＺｒＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ
２０５ ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ９Ｓ１０２）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（、ＭｇＦ２ ）等に代表される
フッ化物を用いて形成する。また、この絶縁層は誘電体
のみで々く、固体電解質等のようなものでよい。
酸化ジルコ：ｙ （ＺｒＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ
２０５ ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ９Ｓ１０２）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（、ＭｇＦ２ ）等に代表される
フッ化物を用いて形成する。また、この絶縁層は誘電体
のみで々く、固体電解質等のようなものでよい。
第２電極５には、例えばＡｕの半透明導電膜が使用され
る。また、第２図に示すものにおいて、陽極側発色層で
ある第２エレクトロクロミック層６は、三酸化クロム（
Ｃｒ２０３）、水酸化イリジウム（Ｉｒ （ＯＨ）２
） 、水酸化ニッケル（Ｎｉ （ＯＨ）２ ）等を用い
て形成する。
る。また、第２図に示すものにおいて、陽極側発色層で
ある第２エレクトロクロミック層６は、三酸化クロム（
Ｃｒ２０３）、水酸化イリジウム（Ｉｒ （ＯＨ）２
） 、水酸化ニッケル（Ｎｉ （ＯＨ）２ ）等を用い
て形成する。
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、第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着色、消色をする。この着
色機構は、例えば、第１の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、その
エレクトロクロミック物質にＷＯ，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着色する
。
は、第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着色、消色をする。この着
色機構は、例えば、第１の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、その
エレクトロクロミック物質にＷＯ，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着色する
。
ＷＯ３＋ ｘＨ＋十ｘｅ ”：； ＨｘＶＫ）５
（１）（１）式に従って、タングステンブロンズＨｘ
Ｗｏ ３が形成され着色するが、ここで、印加電圧を逆
転すれば消色状態となる。
（１）（１）式に従って、タングステンブロンズＨｘ
Ｗｏ ３が形成され着色するが、ここで、印加電圧を逆
転すれば消色状態となる。
（１＞−＆のこの様な反応は、全固体型エレクトロクロ
ミック素子においては、素子内部の絶縁層によって、プ
ロトンＨ＋が供給され着色するとされている。
ミック素子においては、素子内部の絶縁層によって、プ
ロトンＨ＋が供給され着色するとされている。
上述のようなエレクトロクロミック素子の製造の際、陽
極側発色層であるエレクトロクロミック層（第２図の６
）を形成する場合には、水酸化イリジウム（Ｉｒ （Ｏ
Ｈ）２ ）、等の水酸化物を反応性スパッタ或いは陽極
酸化膜法によって形成している。
極側発色層であるエレクトロクロミック層（第２図の６
）を形成する場合には、水酸化イリジウム（Ｉｒ （Ｏ
Ｈ）２ ）、等の水酸化物を反応性スパッタ或いは陽極
酸化膜法によって形成している。
一方、陰極側発色層であるエレクトロクロミック層３を
形成する際には、一般に、透明電極をＡ？ターニング［
２、その上に、絶縁層を表示に対しネガタイプで形成し
、さらに、これらの膜上に、酸化タングステンを蒸着材
料とした膜を、マスクやレジスト等を用いて、Ｉシタイ
ブに形成する。この様な方法を取ると、絶縁層の工程が
入υ、しかも、位置合わせ等の技術なども必要となシ、
その分工程も増え、コストを上昇させることとなる。
形成する際には、一般に、透明電極をＡ？ターニング［
２、その上に、絶縁層を表示に対しネガタイプで形成し
、さらに、これらの膜上に、酸化タングステンを蒸着材
料とした膜を、マスクやレジスト等を用いて、Ｉシタイ
ブに形成する。この様な方法を取ると、絶縁層の工程が
入υ、しかも、位置合わせ等の技術なども必要となシ、
その分工程も増え、コストを上昇させることとなる。
一方、酸化タングステン蒸着時に、水蒸気を導入すると
とは、エレクトロクロミック素子の性能を向上させる良
゛い手段であシ、水蒸気を導入しないで製作した素子よ
シも、応答速度の点において、約２倍以上の差が見られ
る。ただし、この様にして製作した。エレクトロクロミ
ック素子は、膜）・ガレや素子の劣化が激しく、製品と
してはほど遠い。
とは、エレクトロクロミック素子の性能を向上させる良
゛い手段であシ、水蒸気を導入しないで製作した素子よ
シも、応答速度の点において、約２倍以上の差が見られ
る。ただし、この様にして製作した。エレクトロクロミ
ック素子は、膜）・ガレや素子の劣化が激しく、製品と
してはほど遠い。
本発明の目的は、上記のよう々従来のエレクトロクロミ
ック素子の製造方法における欠点を排除し、寿命および
発色効率を向上させたエレクトロクロミック素子を製造
する簡易な製造方法を提供することにある。
ック素子の製造方法における欠点を排除し、寿命および
発色効率を向上させたエレクトロクロミック素子を製造
する簡易な製造方法を提供することにある。
上記の目的で本発明者は幾多の研究の結果、透明電極を
備えた透明基板上に、酸化タングステン（ＷＯ，）を蒸
着材料として用いて電子ビーム方法で膜を形成する際に
、性能向上のために水蒸気を導入して製作した酸化タン
グステン蒸着膜モも、基板を所定範囲の温度に加熱する
ことによって、後工程において膜ハガレや素子の劣化と
いうような上記の欠陥を排除できることを発見した。た
だし、この基板加熱は、基板温度が１３０℃を越えると
、エレクトロクロミック素子としての性能が落ちてしま
う。また、９０℃未満であると、後工程で膜ハガレが起
き、製品として成シ立たなくなる。
備えた透明基板上に、酸化タングステン（ＷＯ，）を蒸
着材料として用いて電子ビーム方法で膜を形成する際に
、性能向上のために水蒸気を導入して製作した酸化タン
グステン蒸着膜モも、基板を所定範囲の温度に加熱する
ことによって、後工程において膜ハガレや素子の劣化と
いうような上記の欠陥を排除できることを発見した。た
だし、この基板加熱は、基板温度が１３０℃を越えると
、エレクトロクロミック素子としての性能が落ちてしま
う。また、９０℃未満であると、後工程で膜ハガレが起
き、製品として成シ立たなくなる。
また、この際の水蒸気は２×１０−５〜５Ｘ１０’Ｔｏ
ｒｒとすることが必要である。水蒸気の圧力を２×１０
以下とするとＷＯ，膜中に取シ込まれる水の量が少な
く、高応答性が得られない。また、２×１０ 以上とす
るとタングステン酸の様なものが出来る為か、膜の密着
強度が落ちるというような不利点が生ずることが見出さ
れｆ（。
ｒｒとすることが必要である。水蒸気の圧力を２×１０
以下とするとＷＯ，膜中に取シ込まれる水の量が少な
く、高応答性が得られない。また、２×１０ 以上とす
るとタングステン酸の様なものが出来る為か、膜の密着
強度が落ちるというような不利点が生ずることが見出さ
れｆ（。
エレクトロクロミック素子として性能のよい酸化タング
ステン膜を得る最適条件は基板加熱を１１０℃前後で行
い、水蒸気をＩ Ｘ １０ ’ Ｔｏｒｒ前後の圧力で
導入することである。もちろん、この場合に基板加熱と
水蒸気導入を同時に行なわなければ、その性能は、応答
速度で１．７倍以上、寿命で約１ケタの違いを生じる。
ステン膜を得る最適条件は基板加熱を１１０℃前後で行
い、水蒸気をＩ Ｘ １０ ’ Ｔｏｒｒ前後の圧力で
導入することである。もちろん、この場合に基板加熱と
水蒸気導入を同時に行なわなければ、その性能は、応答
速度で１．７倍以上、寿命で約１ケタの違いを生じる。
上述のように、本発明によるエレクトロクロミック素子
の製造方法は、透明電極を備えた透明基板上に酸化タン
グステンよシ成るエレクトロクロミック層を成膜して成
るエレクトロクロミック素子を製造する方法において、
透明電極を備えた透明基板上に、酸化タングステンを蒸
着材料として用いて、電子ビーム方法で膜を形成する際
に、基板温度を９０℃〜１３０℃に加熱し、同時に水蒸
気を２Ｘ１０−５〜５Ｘ１０’Ｔｏｒｒまで導入するこ
とを特徴とするものである。
の製造方法は、透明電極を備えた透明基板上に酸化タン
グステンよシ成るエレクトロクロミック層を成膜して成
るエレクトロクロミック素子を製造する方法において、
透明電極を備えた透明基板上に、酸化タングステンを蒸
着材料として用いて、電子ビーム方法で膜を形成する際
に、基板温度を９０℃〜１３０℃に加熱し、同時に水蒸
気を２Ｘ１０−５〜５Ｘ１０’Ｔｏｒｒまで導入するこ
とを特徴とするものである。
この方法によれば、応答速度の点で従来のものに比して
著しく優れていて、且っ膜ハガレや素子の劣化が生じ難
く寿命および発色効率の向上したエレクトロクロミック
素子を得ることができる。
著しく優れていて、且っ膜ハガレや素子の劣化が生じ難
く寿命および発色効率の向上したエレクトロクロミック
素子を得ることができる。
然して、本方法によって製作したエレクトロクロミック
素子の他の利点として次のことを挙げることができる。
素子の他の利点として次のことを挙げることができる。
酸化タングステン、（ＷＯ３）膜は１マメク蒸着等を行
なわないと、゛にじみ”なる欠点を生じていたが、本発
明を行なえば、横方向の拡散が起こシにくく、にじみ現
象が極端に少なくなる。この為に、酸化タングステン（
ＷＯ３）膜をマスク蒸着したシ、酸化タングステン、（
ＷＯ３）膜の回シに絶縁層を形成する必要性がなくなる
。ここで、゛にじみ″とは、パターン部以外にも色づき
が生じる現象を指す。また、酸化タングステン（ＷＯ３
）膜は、それ自体が、高抵抗であり、絶縁層と［７て使
用できる為、絶縁層の工程が不必要になる。以下、実施
例について説明する。
なわないと、゛にじみ”なる欠点を生じていたが、本発
明を行なえば、横方向の拡散が起こシにくく、にじみ現
象が極端に少なくなる。この為に、酸化タングステン（
ＷＯ３）膜をマスク蒸着したシ、酸化タングステン、（
ＷＯ３）膜の回シに絶縁層を形成する必要性がなくなる
。ここで、゛にじみ″とは、パターン部以外にも色づき
が生じる現象を指す。また、酸化タングステン（ＷＯ３
）膜は、それ自体が、高抵抗であり、絶縁層と［７て使
用できる為、絶縁層の工程が不必要になる。以下、実施
例について説明する。
夫−抱例
厚み０．８ ｍｍのガラス（コー二：ｙグア０５９ ）
（０Ｍ板上に、適当な引き出し部およびリード部を備え
たＩＴＯ膜よシ成る透明電極をもつ基板上に、酸化タン
グステン（ＷＯ３）を蒸着月料として用いて電子ビーム
方法て酸化タングステンの膜を形成した。
（０Ｍ板上に、適当な引き出し部およびリード部を備え
たＩＴＯ膜よシ成る透明電極をもつ基板上に、酸化タン
グステン（ＷＯ３）を蒸着月料として用いて電子ビーム
方法て酸化タングステンの膜を形成した。
膜の形成の際、基板を１１０℃に加熱し、Ｈ２ｏ蒸気Ｑ
ＩＸＩＯ″Ｔｏｒｒまで導入する条件で、酸化タングス
テン膜を４０００Ｘ形成した。このように形成されたエ
レクトロクロミック層の上に、絶縁層としてＴａ ２０
ｓの層を、Ｈ２０蒸気を２Ｘ１０ Ｔｏｒｒまで導
入しなから３０００Ｘの厚さに形成した。さらに、その
上にエレクトロクロミック層としてＮｒ （ＯＨ） ２
膜を８００Ｘの厚さに形成した。最後に第２の透明電極
としてＩＴＯ膜を２０００Ｘ形成して、エレクトロクロ
ミック素子を製作した。
ＩＸＩＯ″Ｔｏｒｒまで導入する条件で、酸化タングス
テン膜を４０００Ｘ形成した。このように形成されたエ
レクトロクロミック層の上に、絶縁層としてＴａ ２０
ｓの層を、Ｈ２０蒸気を２Ｘ１０ Ｔｏｒｒまで導
入しなから３０００Ｘの厚さに形成した。さらに、その
上にエレクトロクロミック層としてＮｒ （ＯＨ） ２
膜を８００Ｘの厚さに形成した。最後に第２の透明電極
としてＩＴＯ膜を２０００Ｘ形成して、エレクトロクロ
ミック素子を製作した。
この様にして形成されたエレクトロクロミック素子は、
ΔＯ，Ｄ＝０．３に達するまでに２００ ｍ５ｅｃであ
シ、従来に比べ、約２倍の応答速度であった。
ΔＯ，Ｄ＝０．３に達するまでに２００ ｍ５ｅｃであ
シ、従来に比べ、約２倍の応答速度であった。
（ただし、駆動電圧は１．５ Ｖ ）
第１図および第２図はエレクトロクロミック素子の一般
的な構造の２例を示す断面図である。 １・・・基板、゛ ２・・・第１電極、３・
・・エレクトロクロミック層、 ４・・・絶縁層、 ４ ・・・絶縁層、５・
・・第２電極、 ６・・・エレクトロクロミック層、
的な構造の２例を示す断面図である。 １・・・基板、゛ ２・・・第１電極、３・
・・エレクトロクロミック層、 ４・・・絶縁層、 ４ ・・・絶縁層、５・
・・第２電極、 ６・・・エレクトロクロミック層、
Claims (1)
- 透明電極を備えた透明基板上に酸化タングステンより成
るエレクトロクロミック層を成膜して成るエレクトロク
ロミック素子を製造する方法において、透明電極を備え
た透明基板上に、酸化タングステンを蒸着材料として用
いて、電子ビーム方法で膜を形成する際に、基板温度を
９０℃〜１３０℃に加熱し、同時に水蒸気を２×１０＾
−＾５〜５×１０＾−＾４Ｔｏｒｒまで導入することを
特徴としたエレクトロクロミック素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14913284A JPS6127524A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | エレクトロクロミツク素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14913284A JPS6127524A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | エレクトロクロミツク素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6127524A true JPS6127524A (ja) | 1986-02-07 |
Family
ID=15468434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14913284A Pending JPS6127524A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | エレクトロクロミツク素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6127524A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005124444A1 (ja) * | 2004-06-22 | 2005-12-29 | National University Corporation Oita University | エレクトロクロミックフィルムとその製造方法及びエレクトロクロミックフィルム表示装置 |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP14913284A patent/JPS6127524A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005124444A1 (ja) * | 2004-06-22 | 2005-12-29 | National University Corporation Oita University | エレクトロクロミックフィルムとその製造方法及びエレクトロクロミックフィルム表示装置 |
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