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JPS59105618A - 全固体型エレクトロクロミツク素子の製造方法 - Google Patents

全固体型エレクトロクロミツク素子の製造方法

Info

Publication number
JPS59105618A
JPS59105618A JP57215958A JP21595882A JPS59105618A JP S59105618 A JPS59105618 A JP S59105618A JP 57215958 A JP57215958 A JP 57215958A JP 21595882 A JP21595882 A JP 21595882A JP S59105618 A JPS59105618 A JP S59105618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrochromic
electrode
vapor deposition
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57215958A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Ishiwatari
和也 石渡
Eizo Sasamori
笹森 栄造
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP57215958A priority Critical patent/JPS59105618A/ja
Publication of JPS59105618A publication Critical patent/JPS59105618A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G02F1/1514Devices 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
    • 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
    • G02F1/1524Transition metal compounds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption 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】 本発明は電気化学的発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の製造
方法に関するものである。
エレクトロクロミック現象とは、電圧を加えた時に酸化
還元反応によ多物質に色が付く現象を指す。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、例えば数字
表示素子、x−yマトリックスディスプレイ、光学シャ
ッタ、絞シ機構等に応用できるもので、その材料で分類
すると液体型と固体型に分けられるが、本発明は特に全
固体型のエレクトロクロミック素子に関するものである
エレクトロクロミック現象を利用した全固体型エレクト
ロクロミック素子の2つの例を第1図および第2図に示
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
の上に、透明導電体膜よシなる第1の電極2と、陽極側
発色層であるエレクトロクロミック層3と、誘電体膜よ
シなる絶縁層4と、導電体膜よシなる第2の電極5とを
順次に積層することによって構成されたものである。
1 * 、第2図に示すエレクトロクロミック素子は、
第1図に示すエレクトロクロミック層3の外に、さらに
、陰極側発色層であるエレクトロクロミック層6を設け
たもので、透明が基板1の上に、透明導電体膜よシなる
第1の電極2と、陽極側発色層である第1エレクトロク
ロミック層3と、誘電体膜よりなる絶縁層4と、陰極側
発色層である第2エレクトロクロミック層6と、導電体
11%よりなる第2の電極5とを順次に積層することに
よって構成される。
上記の構造において、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、プラスチッ
ク板またはアクリル板等の透明な板々らばよく、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
護カバーとするなどの目的で)両側に設けてもよい。た
だし、これらの場合には、第2電極5を透明導電膜とし
たり、両方の電極とも透明導電膜にする必要がある。第
2電極も透明電極とすれば、素子を透明型として使用で
きる。このような透明導電膜としては、ITO膜(酸化
インジウムIn2O5中に酸化錫5n02を5%程度含
むもの)やネサ膜等が使用きれる。
陽極側発色層である第1のエレクトロクロミック層3は
、三酸化クロム(Cr203) N水酸化イリジウム(
Ir(OH)2) 、水酸化ニッケル(Nt(oH)z
)等を用いて形成する。誘電体膜である絶縁層4には、
二酸化ゾルコン(Zr02 ) 、酸化ケイ素(StO
)、二酸化ケイ素(StO2)、五酸化タンタル(Ta
20s)等に代表される酸化物、あるいはソツ化リチウ
ム(btF、) Nフッ化マグネシウム(MgFz)等
に代表されるフッ化物が用いられる。また、陰極側発色
層であるエレクトロクロミック層6は、二酸化タングス
テン(WO2)、三酸化タングステン(WO5)、二酸
化モリブデン(MoO2) 、三酸化モリブデン(Mo
O5)、五酸化・ぐナゾウム(V2O3)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
によシ奄気化学的反応が起き、発色、消色をする。この
発色機構は、例えば、エレクトロクロミック層6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。例えは、そのエレ
クトロクロミック物質として、wo5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発色す
る。
WO3+XH+xe−d HxWO5(1)(1ン式に
従って、タングステンブロンズHXWO31):形成さ
れ発色するが、ここで印加・電圧を逆転すれば消色状態
となる。
本発明は、上述のように導電体膜よりなる第1の電極2
と、陽極側発色層であるエレクトロクロミック層3と、
誘電体j漢よシなる絶縁層4と、導電体膜よりなる第2
の電極5とを順次に積層し7; (第1図)、或いは導電体膜よシなる第1の電極2と、
陽極11111発光層である第1のエレクトロクロミッ
ク層3と、誘電体膜よりなる絶縁層4と、陰極側発光層
である第2のエレクトロクロミック層6と、導電体膜よ
シなる第2の電極5とを順次に積層してなる全固体型エ
レクトロクロミック素子を製造する際における、陽極側
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
、蒸発材にNiO、N1205等のニッケル酸化物を用
いた時の製造方法に関するものであシ、さらに詳しくは
その蒸着方法及びその条件に関するものである。
従来、上述のようなエレクトロクロミック素子を製造す
る際には、陽極側発色層であるエレクトロクロミック層
3は、IrやNlするいはこれらの酸化物をターダット
にした反応性ス・フッタや陽極酸化膜方法で形成される
ことが報告されている。
本発明は、上記の様な方法を用いず、別な方法でよシ性
能の良い膜を形成することを図ったもので、即ち、装置
として反応性イオングレーティング装置を用い、蒸着材
料にNiO、N1zOs等のニッケル酸化物を用いて、
雰囲気をo2fスで満たすこトニよシ、所望のエレクト
ロクロミック物質の膜を形成することを特徴とするもの
である。
本発明による方法を実施するのに使用されるイオンブレ
ーティング装置の一例を第3図に示す。
図中、lOは反応性イオンブレーティング装置の本体、
11は拡散ポンプ、12は電子銃(FBガン)、13は
傘、14はDCバイアスを印加するDCバイアス源、1
5は高周波コイル(RFコイル)、16は02ガスを供
給する02ガスボンベ、17はニードルバルブを示す。
この装置を用いて蒸着する際、02ガスを導入した後の
真空度は2゜0〜5.0×10Torr、蒸着速度は0
.6〜2.0 X/’seeとするのがよい。
次に、全面体裁エレクトロクロミック素子を製造する本
発明方法の実施例について説明する。
実施例1 厚さ0.8 m+nのガラス(Corning 705
9 )の板よシなる基板1の上に、適当な引き出し電極
部およびリード部を備えたITO膜の第1電極2を形成
し、これを第3図に示す反応性イオンブレーティング装
置lO内に18で示す如く設置し、蒸着材料にN+oヲ
用い、イオンブレーティング方法によす第1電極2の上
に、陽極側発色層であるエレクトロクロミック層3の約
15001厚さの膜を形成した。
イオンブレーティング装置の使用の条件は次の通りであ
った。
EBガン12        6〜9kvRFコイル(
5巻)15   100〜300WDCバイアス源14
      0.2〜1.(l kv蒸着条件は次の通
シであった。イオンブレーティング装置内を真空とし、
02ガスデンペ16から02ガスを5.OX 10””
4Torrまで導入し、蒸着速度を1、OL/sec 
 とした。これによシ、約15001厚の゛エレクトロ
クロミック層3が形成された5、この膜は陽極!!11
1抛色層として作用するもので、その組成については、
H2Oが真空中に不純物として残存しているために、0
2の存在下においても水酸化ニッケル(Nt(oH)z
)を形成するものと考えられる。
さらに、上記のエレクトロクロミック層3の膜の上に、
真空蒸着方法によシ、絶縁層4として’ra205の層
を30001.陰極側エレクトロクロミック層6として
wo3層を30001付けた。蒸着条件は真空度2.0
 X 10−” Torr %蒸着速度10X/see
であった。これらの膜上に、第2電極5として半透明導
電Au膜を300X付けた。
この様にして製作した全固体型エレクトロクロミック素
子を、第1電極と第2電極の間に、2.OVの電圧を印
加して、駆動したところ、着色濃度がΔ0.Dで0.4
に達するまでに800 m5ecであった。
実施例2 実施例1と同様に厚さ0.8鴫のガラス(Cornln
g7059)  の板よりなる基板1の上に、適当な引
き出し電極部およびリード部を備えたITOI漠の第1
電極2を形成し、これを第3図に示す反応性イオンシレ
ーティング装置10内に18で示す如く設置し、蒸着材
料にNiOを用い、イオンル−ティング方法によシミ極
2の上に、陽極側発色層であるエレクトロクロミック層
3の約15001厚さの膜を形成した。イオンブレーテ
ィング装置の使用の条件は実施例1と同様であった。蒸
着条件は次ノ通シであった。イオンシレーティング装置
内を真空とし、02ガス?ンペ16から02ガスを5、
OX 10−’ Torr  まで導入し、蒸着速度を
1.0X/’II e cとした。これによシ、約15
00X厚のエレクトロクロミック層3が形成された。
さらに、上記のエレクトロクロミック層3の膜の上に、
真空蒸着方法によシ、絶縁層4としてTa205の層を
3000X付け、第2電極5として半透明導電Au膜を
300X付けた。
この様にして製作した全固体型エレクトロクロミック素
子を第1電極と第2電極の間に、2.Ovの電圧を印加
して駆動したところ、着色濃度がΔ0.Dで0.3に達
するまでに700 m5ecであった。
実施例3 実施例1と同様に、厚さ0.8膿のガラス(Corni
ng 7059 )の板よシなる基板lの上に、適当な
引き出し電極部およびリード部を備えたITO膜の第1
電極2を形成し、これを第3図に示す反応性イオンブレ
ーティング装置10内に18で示す如く設置し、蒸着材
料にNi 203を用い、イオンブレーティング方法に
よシ第1電極2の上に、陽極側発色層であるエレクトロ
クロミック層3の約1300X厚さの膜を形成した。イ
オングレーティング装置の使用の条件は実施例1と同様
であった。
蒸着条件は次の通りであった。イオンブレーティング装
置内を真空とし、02ガスボン(16から02ガスを5
.OX 10−’Torrまで導入し、蒸着速度を1、
 OK/11+111!とじた。これにより約1300
1厚のエレクトロクロミック層3が形成された。
さらに、上記のエレクトロクロミック層3の膜の上に、
真空蒸着方法によシ、絶縁層4としてTa 205の層
を3000X、$極側エレクトロクロミック層6として
wo3層を3000.J+1けた。蒸着条件は真空度2
.OX 10−”Torr 、蒸着速度10Vseqで
あった。これらの膜上に、第2電極5として半透明導電
Au膜を300X付けた。
この様にして製作した全固体型エレクトロクロミック素
子を、第1電極と第2電極の間に、2.OVの電圧全印
加して1駆動したところ、着色濃度がΔ0.Dで0.3
に達するまでに750 m5ecであった。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明方法により製造される全
固体型エレクトロクロミック素子の2つの例を示す断面
図、第3図は本発明方法に使用されるイオンブレティン
グ装置を示す概略図である。 1・・・基板       2・・・第1電極3・・・
エレクトロクロミック層 4・・・絶縁層      5・・・第2電極6・・・
エレクトロクロミック層 10・・・イオンプレティング装置本体11・・・拡散
ポンプ   12・・・電子銃(EBガン)13・・・
傘       14・・・DCバイアス源15・・・
、%周波コイル(RFコイル)16・・・027!スビ
ンペ  17・・・ニードルバルブ岸  1) 正 框
%」 新  部 興  叡ニ1 第1 3ノ 第2 3ノ −゛ 第31

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 導電体膜よシなる第1の電極と、陽極側発色層であるエ
    レクトロクロミック層と、誘電体膜からなる絶縁層と、
    導電体膜からなる第2の電極とを順次に積層し、或いは
    上記の絶縁層と第2の電極との間に、さらに陰極側発色
    層であるエレクトロクロミック層を積層してなる全固体
    型エレクトロクロミック素子を製造する方法において、
    上記の陽極側発色層である÷レフトロクロミック層を積
    層するに心たシ、蒸着材としてNiO、N1zOs等の
    ニッケル酸化物、導入ガスとしてo2 、ガスを用いて
    、イオンシレーティング装置にょシエレクトロクロミッ
    ク層を形成することを特徴とする全固体型エレクトロク
    ロミック素子の製造方法。
JP57215958A 1982-12-09 1982-12-09 全固体型エレクトロクロミツク素子の製造方法 Pending JPS59105618A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4880475A (en) * 1985-12-27 1989-11-14 Quantex Corporation Method for making stable optically transmissive conductors, including electrodes for electroluminescent devices

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4880475A (en) * 1985-12-27 1989-11-14 Quantex Corporation Method for making stable optically transmissive conductors, including electrodes for electroluminescent devices

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