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JPS59178433A - 全固体型エレクトロクロミツク素子 - Google Patents

全固体型エレクトロクロミツク素子

Info

Publication number
JPS59178433A
JPS59178433A JP58054876A JP5487683A JPS59178433A JP S59178433 A JPS59178433 A JP S59178433A JP 58054876 A JP58054876 A JP 58054876A JP 5487683 A JP5487683 A JP 5487683A JP S59178433 A JPS59178433 A JP S59178433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrochromic
electrode
film
coloring
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
JP58054876A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Ishiwatari
和也 石渡
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 JP58054876A priority Critical patent/JPS59178433A/ja
Publication of JPS59178433A publication Critical patent/JPS59178433A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 トロクロミック現象を利用したエレクトロクロミンク素
子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金利用する電気化
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、絞り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つの構造例を第1咽および第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層3、誘電体膜からな
る絶縁層4、導電体膜より成る第2電極5を順次積層し
てなるものである。
また、第2図に示すエレクトロクロミック素子は、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、
さらに、陰極側発色層である第2のエレクトロクロミッ
ク層6を積層したものである。
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、グラスチッ
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の上にあってもよいし、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、これらの場合に応じて、第2電極5を透明導電膜
にしたり、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、素子を透明型さして
使用できる。この様な透明導電膜としては、ITO膜(
酸化インジウムI n 203中に酸化錫S n02を
5%前後含む)や不す膜等が用いられる。
上記の構造において、陽極側発色層であるエレクトロク
ロミック層3は、従来、三酸化クロム(Cr203) 
、水酸化イリジウム(I r (0H)2 )、水酸化
ニッケル(N 1(OH)2 )等によって形成されて
いる。
誘電体からなる絶縁層4は、二酸化ジルコン(Z ro
 2 )、酸化ケイ素(sio)、二酸化ケイ素(S 
iO2)、五酸化タンタル(TIL205)等に代表さ
れる酸化物、アルイはフッ化リチウム(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、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(WO3)、二酸化モリブデン(M
oO2)、三酸化モリブデン(MOO3) %五酸化バ
ナジウム(v205)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
により電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、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  + xT(” −4−’ xe−HxWo 3
(”)3               ← (1)式に従って、タングスデンブロンズHxWos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)式のこの様な反応は、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
よってグロトンH+−が供給され着色する。
」=述のエレクトロクロミック素子においては、従来、
陽極側発色層であるエレクトロクロミック層3は、水酸
化イリジウム(I r (OH)2 )、水酸化ニッケ
ル(N 1(OH)2 )等の材料を反応性スパッタ或
いは陽極酸化脱法によって形成している。
本発明は、このようなエレクトロクロミック素子におい
て、陽極側発色層であるエレクトロクロミック層を、従
来のものとは異なる全く新しい材料によって構成して、
従来の陰極側発消色のみの・タイプのものに比して優れ
た応答速度および着色63度の発色を得ることのできる
全固体型エレクトロクロミック素子を提供しようとする
ものである。
本発明による全固体型エレクトロクロミック素子の特徴
とするところは、第1図に示すように導電体膜より成る
第1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、導電体膜よりなる第
2電極を順次積層した全固体型エレクトロクロミック素
子、あるいは、第2図に示すように、上記の絶縁層と第
2電極の間にさらに陰極側発色層である第2のエレクト
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
ミック素子において、陽極側発色層であるエレクトロク
ロミンク層を、従来のエレクトロクロミック素子におけ
る前記の物質以外の全く新しい材料である水酸化ランタ
ン(L a (OH) 3)によって構成したことにあ
る。この水酸化ランタンの膜は、反応性イオングレーテ
ィングによって形成することができ、蒸発材としては金
属ランタン(La)あるいはその酸化物(t、a;o3
) ”を用い、雰囲気として、H20蒸気あるいは0 
ガスまたはその両者を導入することによって所望の水酸
化ランタン(La (OH)3)より成るエレクトロク
ロミック層を得ることかできる。02ガス中においても
、水酸化ランタンの膜ができるのは雰囲気中の残存H2
oによるものと考えられる。
本発明による全固体型エレクトロクロミック素子を製造
するのに使用される反応性イオンブレーティング装置の
一例を第3図に示す。図中、11は反応性イオングレー
ティング装置本体、12は電子銃(EBガン)、13は
傘(基板ホルダー)、14はDCバイアスを印加するD
Cバイアス源、15は高周波コイル(RFコイル)、1
6はH20蒸気を供給するH20蒸気供給源、17は0
2ガスを供給するガスゼンペ、18および19はニード
ルパルプ、20は基板(被蒸着体)を示す。
第3図に示す装置によってエレクトロクロミンク素子を
製造する工程は次の通りである。
先ず、基板lの上に適当な引き出し電極部およびリード
部を備えた第1電極2を形成し、これを第3図の装置内
に20で示す如く設置し、蒸発材として金属ランタン(
La)あるいはその酸化物(L a 20 s )を用
い、H20蒸気供給源16からH20蒸気を装置内に導
入し、或いはH20蒸気供給源16からH20蒸気を導
入するとともに02fスボンベ17から02ガスを導入
して反応性イオンブレーティング方法により陽極側発色
層であるエレクトロクロミック層3を上記の第1電極2
上に形成する。次に、この膜の上に、真空蒸着方法によ
り絶縁層4を形成し、次に、該絶縁層4の上に第2電極
5の膜を形成しく第1図に示すエレクトロクロミック素
子の場合)、或いは該絶縁層4の上に、陰極側発色層で
あるエレクトロクロミンク層6を真空蒸着法で形成した
上、第2電極5の膜を形成する(第2図に示すエレクト
ロクロミック素子の場合)。
本発明によれば、従来の陰極側発消色のみのタイプのエ
レクトロクロミック素子と較べて応答速度、発色効率お
よび寿命を改善することができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1 厚み0.8mmのガラス(Corning 7059 
)の基板1上に、適当な引き出し′電極部及びリード部
を備えだITO膜より成る第1電極2を形成し、蒸着材
料に金属ランタンを用い、反応性イオンブレーティング
方法により、上記の第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を形成した。
条件としては、■20蒸気を3.OX 10−’ To
rrまで導入し、蒸着速度を1. OX 7secとし
た。膜厚は1200Xであった。このエレクトロクロミ
ック層は水酸化ランタン(La(OH)s)より成るも
のであった。この膜のトに、真空蒸着方法により、絶縁
体層4としてT a 70 sの層を3oooi付けた
。この時の真空度は2.OX I F5Torr 、蒸
着速度は8ス/secであった。
さらに、これらの膜の上に、第2電極5として半透明ノ
棒電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及び第2電極間に、3.Ovを印力1]シ駆
動したところ、着色濃度がΔ0.0で03に達するまで
に900m5ecであった。
実771iI′+1I2 1、%−jみ08咽のガラス(Corning 705
9 )の基板11−に、適当な引き出し電極部及びリー
ド部を4+i+iえだITO膜より成る第1電極2を形
成し、蒸着材料に金14ランタンを用い、反応性イオン
ブレーティング方法により、」二記の第1電極2上に陽
極側発色1(・である、第1のエレクトロクロミック層
3ケ形成した。条件としては、H20蒸気を3.Ox 
10−4Torrまで導入し、蒸着速度をl、QX/s
eeとした。膜)ツは12oo1であった。このエレク
トロクロミック層は水酸化ランタン(L a (OH)
s )より成るものであった。この膜の上に、真空蒸着
方法により、絶縁体層4としてTa205の層を300
0X付け、さらに、この膜の上に、陰極側発色層である
第2のエレクトロクロミック層6として、WO3の層を
4000に付けた。この時の真空度は2.OX 10−
5Torr 、蒸着速度は、それぞれ、8X/Sec、
および10X/パであった。さらに、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及び第2′電極間に、3゜ov−4印加し駆
動したところ、着色濃度がΔ00で0.3に達するまで
に500m5eCであった。
実施例3 厚み0.8mのガラス(Corning 7059 )
の基板1上に、適当な引き出し電極部及びリード部を備
えたITO膜より成る第1電極2を形成し、蒸着材料に
酸化ランタン(LIL203)を用い、反応性イオンブ
レーティング方法により、陽極側発色層である、エレク
トロクロミックR3を形成した。条件としては、0□ガ
スを2.OX 10−4Torr  まで導入し、lI
20蒸気を5.OX 10−’ Torrまで導入し、
蒸着速度を20λ/Secとした。膜厚は1200Xで
あった。このエレクトロクロミック層3は水酸化ランタ
ン(L a (OH) s )より成るものであった。
この膜の上に、真空蒸着方法により、絶縁体層4として
Ta2o5の層を3000X付けた。この時の真空度は
2゜0XIO−5Torr 、蒸着速度は8X/sec
であった。さらに、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及び第2電極間に、3.Ovを印加し駆動し
たところ、着色濃度がΔO1Oで0.3に達するまでに
950m5ecであった。
実施例4 厚み0.8 mmのガラス(Corning 7059
 )の基板1上に、適当な引き出し電極部及びリード部
を備えたITO膜より成る第1電極2を形成し、蒸着材
料に金属ランタンを用い、反応性イオンブレーティング
方法により、上記の第1電極2上に陽極側発色層である
、第1エレクトロクロミック層3を形成した。条件とし
ては、0□ガスを3.OX 10−4Torrまで導入
し、H20蒸気を5.OX 10−’ Torrまで導
入し、蒸着速度を2.0X/ss:、とじた。膜厚は1
000Xであった。このエレクトロクロミック層は水酸
化ランタン(La(OH)3)より成るものであった。
この膜の上に、真空蒸着方法により、絶縁体層4として
Ta205の層を3000X付けた。この時の真空度は
2−OXIO:5Torr、蒸着速度は8X/secで
あった。さらに、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及び第2電極間に、3.0Vを印加し駆動し
たところ、着色濃度がΔ0.0で0.3に達するまでに
930 m5eeであった。
実施例5 厚み0.8wnのガラス(Corning 7059 
)の基板l上に、適当な引き出し電極部及びリード部を
備えたITO膜より成る第1電極2を形成し、蒸着材料
に酸化ランタン(’L a203 )を用い、反応性イ
オングレーティング方法により、陽極側発色層である、
第1のエレクトロクロミック層3を形成した。条件とし
ては、H2o蒸気を5.OX 10−’ Torrまで
導入し、蒸着速度を1、Q ′に/seeとした。膜厚
は1200^であった。このエレクトロクロミック層3
は水酸化ランタン(La (OH)s )より成るもの
であった。この膜の七に、真空蒸着方法により絶縁体層
4としてTa205の層を3000久付け、さらに、第
2のエレクトロクロミンク層6として陰極側発色層であ
るWO5層を40001付けた。この時の真空度は2、
OX 10”−5Torr 、  蒸着速度は8X/S
eeであった。
さらに、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。
この様にして製作した、全固体型エレクトロクロミンク
素子を第1及び第2電極間に、30vを印加し駆動した
ところ、着色濃度がΔ0,0で0.3に達するまでに5
3Qmsecであった。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明に係る全固体型エレクト
ロクロミンク素子の2つの例を示す断面図、第3図は本
発明素子を製造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。 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、 11・・・反応性イオングレーティング装置の本体、1
2・・・電子銃(EBガン)、 13・・・傘(基板ホルダー)、 14・・・DCバイアス源、 15・・・高周波コイル(RFコイル)、16・・・H
20蒸気供給源、17・・・02ガスぎンペ、18.1
9・・・ニードルバルブ、 20・・・基板(被蒸着体)。 イ1′ラ 1 図 第 2 図 第 3 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 導電体膜より成る第1電1侃と、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ノ脅と
    、導電体膜よりなる第2電極を順次積層し、或いは上記
    の絶縁層と第2電極の間にさらに陰極側発色層である第
    2の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において、陽極側発色層である
    エレクトロクロミンク層は水酸化ランタンよりなること
    を特徴とする全固体型エレクトロクロミック素子。
JP58054876A 1983-03-30 1983-03-30 全固体型エレクトロクロミツク素子 Pending JPS59178433A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110764331A (zh) * 2019-10-16 2020-02-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种超快响应、防过充电致变色器件及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110764331A (zh) * 2019-10-16 2020-02-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种超快响应、防过充电致变色器件及其制备方法
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