JPH0255342A - エレクトロクロミック素子 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気化学的着消色現象、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
関し、特に調光（防眩）ミラーに適したエレクトロクロ
ミック素子に関する。

（従来の技術） エレクトロクロミック現象とは、電圧を加えた時に酸化
還元反応により物質が着色又は消色する現象を指す。

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、調光（防眩）ミラー可変ＮＤフィルタ、数字
表示素子、ｘ−ｙマトリックスデイスプレィ、光学シャ
ッタ、絞り機構等に応用が期待されている。

従来のエレクトロクロミック素子は一般に第１図に示す
如く、基板１の上に導電体膜よりなる第一電極２、陽極
側着色層である第一エレクトロクロミック層３、誘電体
膜からなる絶縁層４、陰極側着色層である第二エレクト
ロクロミック層５及び第二電極６を順次積層してなるも
のである。

この様なエレクトロクロミック素子を調光ミラーに応用
するには反射層が必要であり、この反射層は従来は第一
電極２と兼用されていた。

上記の従来のエレクトロクロミック素子の構造において
、基板１は一般的にはガラス板によって形成されるが、
絶縁物であればカラス板に限らず、ポリスチレン、ポリ
カーボネート、アクリル等のプラスチック板でもよい。

第一′１゛「極２か反射層を兼用する場合は、第一電極
２にはＡ１、八ｇ、へ〇等の金属が用いられ、第二電極
６には透明導電膜としてＩＴＯ（Ｉｎ２０３中に５ｎ０
２を５％前後ドープしたもの）　、　ＳｎＯ２、Ｉｎ２
Ｏ３等が用いられる。

陽極側着色層である第一エレクトロクロミック層３は、
例えば、酸化イリジウム（Ｉｒｅ、）、酸化ニッケル（
Ｎｉｐ、）　、三酸化クロム（Ｃｒ２０＋）等によって
形成され、誘電体からなる絶縁層４は、五酸化タンタル
（Ｔａ２０ｓ）、二酸化ジルコニウム（７，ｒ０２）　
、二酸化硅素（ＳｉＯ□）等により代表される酸化物或
いは弗化リチウム（ＬｉＦ）、弗化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ　２　）等に代表される弗化物を用いて形成される。

又、陰極側着色層である第二エレクトロクロミック層５
は、三酸化タングステン（ＷＯ３）、二酸化タングステ
ン（ＷＯ２）、二酸化モリブデン（閘。０２）、三酸化
モリブデン（ＭＯＯ３）、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５
）等を用いて形成される。

以上の如き構造を有する全固体型エレクトロクロミック
素子は、第一電極２と第二電極６との間に電圧を印加す
ることにより、エレクトロクロミック層中で電気化学反
応が起き着色又は消色するものであり、この着色機構は
、例えば、エレクトロクロミック層５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
と一般に云われている。

例えば、エレクトロクロミック物質としてＷＯｌを用い
た場合には、次の（１）式で表わされる酸化還元反応が
起きて着色する。

Ｖ４０３＋ｘｌｌ”　＋ｘｅ−ｚ　１ｌＪＯ３（１）ト
記（１）式に従って、タングステンブロンズ＋Ｉ、Ｗｏ
、が形成されて着色するが、ここで印加電圧を逆転すれ
ば、消色状態になる。

（１）式のこのような反応では、全固体型のエレクトロ
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１ドが供給され着色する。

（発明が解決しようとしている問題点）上記の如き従来
のエレクトロクロミック調光ミラーの作成方法において
は、反射層を兼用する電極２を基板１上に真空蒸着法等
により予め形成した後、その電極２上に第一エレクトロ
クロミック層３として陽極側着色層である金属酸化物を
形成していた。この第一エレクトロクロミック層３を陽
極酸化法により形成する場合には、予め形成した反射層
を兼ねる電極２上に更に陽極酸化する金属膜を形成し、
この金属膜の全てを陽極酸化して金属酸化物である第一
エレクトロクロミック層３を得ていた。

この様に従来技術では、作成プロセスが複雑になるとい
う欠点があった。

従って本発明は、上記従来例の欠点を除去し、調光ミラ
ーとして適したエレクトロクロミック素子を効率的に作
成することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、導電体１反よりなる第一電極と陽
極側着色層である第一エレクトロクロミック層と誘電体
膜よりなる絶縁層と陰極側着色層である第二エレクトロ
クロミック層と導電体膜よりなる第二電極とを順次積層
してなるエレクトロクロミック素子において、第一電極
が金属層であり、第一エレクトロクロミック層が第一電
極の金属層の上部を陽極酸化して得られる酸化物である
ことを特徴とするエレクトロクロミック素子である。

（作　　用） 陽極酸化法の場合には、酸化は金属膜の表面から徐々に
内部に進行していくことから、基板上に第一電極として
金属層を形成しておき、この金属層の上部を酸化して第
一エレクトロクロミック層を得ることにより、作成プロ
セスを簡単にでき、調光ミラーとして適したエレクトロ
クロミック素子を効率的に作成することができる。

（好ましい実施態様） 次に図面に示す好ましい実施形態により本発明を更に詳
しく説明する。

第１図は、従来のエレクトロクロミック素子の断面図で
あり、第２図は本発明のエレクトロクロミック素子の断
面図である。

本発明では第２図示の如く、基板ｌの表面に第電極２分
としての厚み（７ａ）と、酸化して第一エレクトロクロ
ミック層３とする分としての厚み（７ｂ）とからなる金
属層７を形成しておいて、金属層７の酸化して第一エレ
クトロクロミック層にする厚みの金属層７ｂを陽極酸化
して第一エレクトロクロミック層３とし、残りの金属層
７ａを金属のままとして第一電極２及び反射層を兼ねさ
せることにより、第一エレクトロクロミック層３と第一
電極２（反射層）とを簡便なプロセスで作製することが
できる。

尚、本発明において形成する金属層７は遷移金属を用い
るのが良く、従って第一電極２は遷移金属で且つ第一エ
レクトロクロミック層３は上記第電極２と同一遷移金属
の酸化物からなる。

以上は本発明を主として特徴づける第一電極と第一エレ
クトロクロミック層の母金属（金属層７）の好ましい態
様であるが、本発明のエレクトロクロミック素その他の
構成、すなわち、基板ｌ、絶縁層４、第二エレクトロク
ロミック層５及び第二電極６の構成は前述の如くいずれ
も従来技術と同様でよく、特に限定されない。

（実施例） 次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ 第２図に示す様に、ガラス基板ｌ上にスバッダリング法
により、厚さ１，３００人の金属イリジウム（ｌｒ）ｌ
ｌ！２７を成膜した。この金属ＩＩＳ！７は反射層を兼
ねる第一電極７ａ分として１，０００人の厚みと、後に
酸化して第一エレクトロクロミック層３にする７ｂの分
３００人の合計１，３００人の厚みを有している。この
３００人の金属イリジウム膜７ｂのみを陽極酸化法によ
り酸化して８００人の酸化イリジウム（Ｉｒｅ、）膜か
らなる第エレクトロクロミック層３を得た。

更に絶縁層としてＴａ２０５膜４を３，０００人のＪ７
みに、そしてその上に第二エレクトロクロミック層とし
てＷＯ３膜５を４，０００人の厚みに夫々電子ビーム法
により形成し、更にそのトに第二電極としてＩＴＯ膜６
を１，２００人の厚みに反応性イオンブレーティング法
により成膜し、第２図に示すエレクトロクロミック調光
ミラーを作成した。

この素子の第一電極２及び第二電極６の間に直流電圧を
印加すると、電圧に応じて第一エレクトロクロミック層
３及び第二エレクトロクロミック層５が同時に着色して
反射率が低下し、逆電圧を加えると消色して元の状態に
戻る調光ミラーとなる。

本実施例により従来必要であった電極２として形成する
ＡＩ、へｇ等の金属膜形成プロセスを全く省略すること
ができ、調光ミラーの作成か効率的に実施できた。

実施例２ 第２図に示す様にガラス基板１上に、抵抗加熱法により
、７ａ分として８００人、７ｂ分として２００人、合計
１，０００人の厚みの金属ニッケル（Ｎｉ）膜７を成膜
した。この７ｂ分のみを陽極酸化法により酸化して３０
０人の酸化ニッケル（Ｎｉｐ、ｌ）からなる第一エレク
トロクロミック層３を得た。更に実施例１と同様にＴａ
２０５膜４、ＷＯ。

１ｉ５及びＩＴＯ膜６を形成して第２図に示すエレクト
ロクロミック調光ミラーを作成した。

本実施例により従来必要であった＾ｌ、へｇ等の電極２
を形成するプロセスを全く省略することができ、調光ミ
ラーの作成が効率的に実施できた。

（発明の効果） 以上説明した様に本発明によれば、反射層を兼ねる第一
電極の上部を陽極酸化して第一エレクトロクロミック層
を得るので、従来よりも効率的にエレクトロクロミック
調光ミラーを作成することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の全固体型エレクトロクロミック素子を、
第２図は本発明に係る全固体型エレクトロクロミック素
子の１例を示す断面図である。 特許出願人　　　キャノン株式会社 〜署）ゴ 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電体膜よりなる第一電極と陽極側着色層である
   第一エレクトロクロミック層と誘電体膜よりなる絶縁層
   と陰極側着色層である第二エレクトロクロミック層と導
   電体膜よりなる第二電極とを順次積層してなるエレクト
   ロクロミック素子において、第一電極が金属層であり、
   第一エレクトロクロミック層が第一電極の金属層の上部
   を陽極酸化して得られた酸化物であることを特徴とする
   エレクトロクロミック素子。
2. （２）第一電極の金属が遷移金属であり、第一エレクト
   ロクロミック層が第一電極と同一遷移金属の酸化物であ
   る請求項１に記載のエレクトロクロミック素子。