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JPS59124983A - 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
JPS59124983A
JPS59124983A JP22993082A JP22993082A JPS59124983A JP S59124983 A JPS59124983 A JP S59124983A JP 22993082 A JP22993082 A JP 22993082A JP 22993082 A JP22993082 A JP 22993082A JP S59124983 A JPS59124983 A JP S59124983A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrochromic
electrode
film
anode side
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
JP22993082A
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 JP22993082A priority Critical patent/JPS59124983A/ja
Publication of JPS59124983A publication Critical patent/JPS59124983A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (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)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、透明導電体膜よ少なる第1電極2、陽極側発
色層であるエレン)oクロミック1@3、誘電体膜から
なる絶縁層4、導電体膜よシ成る第2電極5を順次積層
してなるものである。
また、第2図に示すエレン)oクロミック素子は、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、
もらに、陰極側発色層である第2のエレクトロクロミン
クN6を積層したものである。
上記の構造において、基板1゛lま一般的にガラス板に
よって形成されるか、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ならばよく
、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±にあってもよいし、目的に応じて(例
えば、保穫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素子fr:込明型として
使用できる。この様な透明導電ルぎとしでは、ITO膜
(酸化インジウムI n 20 s中に酸化錫S nO
2を5%前後含む)やネサ膜等が用いられる。
上記の構造において、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(Cr2O3)、
水酸化イリゾウム(Ir(OH)2 )、水酸化ニッケ
ル(Ni(OH)2 )等を用いて形成する。
誘電体からなる絶縁層4は、二酸化ジルコン(Zr02
)、酸化ケイ素(810)、二酸化ケイ素(5102)
、五酸化タンタル(Ta205 )等に代表される酸化
物、あるいはフッ化リチウム(LiF )、フン化マグ
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、陰極側発色層であるエレクトロクロミック層3は
、二酸化タングステン(WO2)、三酸化タングステン
(WO3)、二酸化モリブデン(MOO2)、三酸化モ
リブデン(M2O3)、五酸化/々ナソウム(M2O5
)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、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。例えば、エレクト
ロクロミック物質として、WO3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。
WO+xH″−+ xe−:i HxWO(1)3 (]、) 弐に従って、タングステンブロンズHxWO
s カ形成され着色するが、ここで印加電圧を逆転すれ
は消色状態となる。
本発明は、上述のように、導電体膜よりなる第1電極2
、陽極側発色層であるエレクトロクロミックN3、誘電
体膜からなる絶縁層4、導電体膜よシ成る第2電極5を
順次積層しく第1図)、或いは導電体膜よシなる第1電
極2、陽極側発色層であるエレクトロクロミック層3、
誘電体膜からなる絶縁層4、陰極側発色層であるM2の
エレクトロクロミックrW!6、導電体膜より成る第2
電極5を順次積層しく第2図)でなる全固体型エレクト
ロクロミック素子を製造する際の、陽極側発色層でるる
エレクトロクロミック層3を形成する際に、蒸発材料に
水酸化ニッケルを用いた時の製造方法に関するものであ
夛、さらに詳しくは、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、陽極側エレクトロクロミック層であるエレクトロ
クロミック層3は、Ir+Niあるいはこれらの酸化物
をターゲットにした反応性スパ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ff1Jち、
装置として、反応性イオンシレーティング装置を用い、
蒸着材料に水酸化ニッケルを用いて、雰囲気をH20蒸
気またはH2o蒸気およびo2ガスで満たすことにょシ
、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反応性イオ
ングレーティング装置の一例を第3図に示す。図中、1
0はイオンブレーティング装置の本体、11は拡散ポン
ダ、12は電子銃(EBガン)、13は傘(基体ホルダ
ー)、14はDCバイアスを印加するDCバイアス源、
15は高周波コイル(RFコイル)、16はH20蒸気
を供給する−H20蒸気供給源、17は02ガスを供給
するガスがンベ、18および19はニードルバルブ、2
0は基板(被蒸着体)を示す。
上記の装置を用いて蒸着する際、H20蒸気またはH2
0蒸気と02ガスを導入した後の真空度は2.0〜5.
 OX 10−’ Torrとし、蒸着速度を0.6〜
2.0X/secとするのがよい。
次に、全固体型エレクトロクロミック素子’ic−M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o、 s mvtのガラス(Corning 70
59 )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ル−ティング装
良10内に20で示す如く設置し、蒸着材料にNi (
OH) 2を用い、反応性イオンプレーティング方法に
よシ、上記の第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の膜を形成した。
反応性イオンシレーティング装置の使用条件は次の通多
であった。
FBガン12        6〜9 kVRFコイル
15(5巻)  100〜300WDCバイアス源14
     0.2〜1.0kV蒸着条件は次の過多であ
った。
反応性イオンブレーティング装置内を真空とし、ニード
ルバルブ18を開いてH20蒸気供給源16からH20
蒸気を5.OX 10  Torrまで導入し、蒸着速
度を5.0 X/ycとした。膜厚は151)OXであ
った。さらにこの膜の上に、真空蒸着方法によ隻、絶縁
層4としてTa 20 sの層を3000X、陰極側発
色層であるエレクトロクロミック層6としてWO。
層を3000X付けた。蒸着条件は真空度2,0×10
−5Torr、蒸着速度10 i/sec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3
00X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600m就であった。
実施例2 実施例1と同様に厚さ0.81嫌のガラス(Corni
ng7059)の板よシなる基板1の上に第1電極2を
形成し、第3図に示す反応性イオンブレーティング装置
を使用し、蒸着材料にN1(Of()2を用いて第1を
極2上に陽極側発色層であるエレクトロクロミック層3
の1500X厚の膜を形成した。
反応性イオンブレーティング装置の使用条件は実施例1
と同様であるが、蒸着条件は次の通多であった。
反応性イオンブレーティング装置内を真空とし、先ず、
ニードルバルブ18を開いて、H2o蒸気供給源16か
らH2o蒸気を3. oX 10−’ Torr iで
導入し、その後、ニードルバルブ18eMe、ニードル
バルブ19を開いてo2ガスがンベ17から02ガスを
5. OX I O”−’ Torrまで導入し、蒸着
速度を5.01/mとした。膜厚は1500Xであった
。さらにこの膜の上に、真空蒸着方法によシ、絶縁層4
としてTa205の層を3000X、陰極側発光層であ
るエレクトロクロミック層6としてWO,@を3000
X付けた。蒸着条件は真空度2.OX 10−5Tor
r 、蒸着速度10 X/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3 実施例1と同様に厚さ0.8間のガラス(Corn−i
ng7059)の板よシなる基板1の上に第1を極2を
形成し、第3図に示す反応性イオンブレーティング装置
を使用し、蒸着材料にNi(OH)2を用いて第1電極
2上に陽極側発色層であるエレクトロクロミック層3の
1200X厚の膜を形成した。
反応性イオングレーティング装置の使用条件は実施例1
と同様であるが、蒸着条件は次の通多であった。
反応性イオングレーティング装置内を真空とし、ニード
ルパルプ18を開いてH20蒸気供給m16からf(2
074気を5. OX 10−’ Torrまで導入し
、蒸着速度を3.0 X/secとした。膜厚は120
0!であった。さらに、この膜の上に、真空蒸着方法に
より絶縁層4としてTa205の層を3000X付けた
。蒸着条件は真空$ 2.0 X 10−5Torr 
、蒸着速度10X/Secであった。これらの膜の上に
、第2電極5として半透明導電Au膜を300X付けた
このよう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ΔO,Dで0.3に
達するまでに780mφCでめった。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明方法によシ製造される全
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図は本発明方法を実施するに使用される反応性
イオンシレーティング装置を示す概略図である。 に基板、       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:反応性イメンプレーティング装置の本体、11:
拡散ポンプ、   12:電子銃(EBガン)、13:
傘(基体ホルダー)、 14:DCバイアス源、 15:高周波コイル(RFコイル)、 16 : x+2o蒸気供給源、17:0□がスデンベ
、1 g 、、 19 :ニードルパルプ、20:基板
(被蒸着体)。

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エレクトロクロミック層を積
    層するにあたフ、蒸発材として水酸什ニッケルを用い、
    H20蒸気またはH20蒸気および02ガスを導入ガス
    として、イオンブレーティング装置によシエレクトロク
    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。
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