JPS6173785A - エレクトロクロミツク素子 - 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】 〔発明の利用分野〕 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に関す
るもので、特に導電体膜より成る第１電極と、酸化発色
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、或
いは上記の絶縁層と第２電極の間にさらに還元発色層で
・ある第２のエレクトロクロミック層を積層してなる全
固体薄膜積層型エレクトロクロミック素子に関するもの
である。

〔発明の背景〕

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ｙ’４スゾレ
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
発明は特に全肯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薄膜積層型
エレクトロクロミック素子の２つの構造例を第２図およ
び第３図に示す。これらの図は全固体型エレクトロクロ
ミック素子の一般的な構造を示すものである。

第２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、酸化発色
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篭極５を順次積層して
なるものである。また、第３図に示すエレクトロクロミ
ック素子は、第２図に示す構造における絶縁層４と第２
電極５との間に１さらに、還元発色層である第２のエレ
クトロクロミック／１ｍ　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、プラスチッ
ク板またはアクリル板等の無色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を極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、透明型の素子が
できる。絶縁層４は誘電体のみではなく、固体電解質等
のようなものでもよい。透明導電膜としては、一般に、
ＩＴＯ膜（酸化インジウムＩｎ２Ｏ，中に酸化錫Ｓ　ｎ
ｏ　２をドープしたもの）やネサ膜等が用いられる。酸
化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（Ｃｒ２０．）、水酸化イリジウム（Ｉｒ（
ＯＨ）２）　、水酸化ニッケル（Ｎｓ　（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（ＺｒＯ□）、五酸化タンタル（Ｔａ２
０５）、酸化ケイ素（Ｓｉｎ、８１０２）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、還元発色層であるエレクトロク
ロミック層６は、酸化タングステン（ＷＯ２，ＷＯ６）
、酸化モリブデン（ＭｏＯ□１Ｍｏ　Ｏｓ　）、五酸化
バナジウム（ｖ２０５）等を用いて形成する。

このような構造をもつ全固体薄膜積層型エレクトロクロ
ミック素子は、第１電極２と第２電極５０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ノエクションによ
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”　＋　ｘ＠−ｄＨｘＷｏ　　　　（１）（
１）式に従って、タングステンブロンズＨｘＷ０３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
）ｐ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。

上述のエレクトロクロミック素子においては、従来、酸
化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　（０Ｈ）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。

上述のように、このような全固体薄膜積層型のエレクト
ロクロミック素子においては、第１および第２の電極と
も透明電極とする場合には、いずれもＩＴＯ膜（Ｉｎ２
０５９５　ｗ−ｔ　％と５ｎ０２５ｗｔ％よシ成るもの
）またはネサ膜（８ｎｏ　２　）といった、電子を主電
荷輸送担体とする電極が用いられていた。しかし、この
ような電極を用いると、酸化発色層側への正孔の注入が
充分に行われず、電荷注入の効率が低下する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記酸化発色層側電極を主たる電荷輸
送担体が正孔である電極とすることにより、メモリー、
表示品位、応答速度、寿命等ＥＣ特性を改善し、さらに
消費電力を低減せしめることのできるエレクトロクロミ
ック素子を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明によるエレクトロクロミック素子は、導電体膜よ
構成る第１電極と、酸化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ＩＩ重積層し、或いは上記の絶縁層と第２
ｖｔ極の間にさらに還元発色層である第２のエレクトロ
クロミック層を積層してなる全固体薄膜積層型エレクト
ロクロミック素子において、酸化発色層側の第１電極を
、正孔を主たる電荷輸送担体とする透明電極としたこと
を特徴とするものである。

上記の正孔を王たる電荷輸送担体とする電極は、例えば
酸化イリジウム薄膜によって構成される。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明によるエレクトロクロミック素子の構成
の一例を示す図である。図中、１１は基板、１２は第１
の透明電極、１３は酸化発色層であるエレクトロクロミ
ック層、１４は中間層、１５は還元発色層でおるエレク
トロクロミ、り層、１６は第２の透明電極である。この
エレクトロクロミック素子においては、酸化発色層側の
第１の透明電極１１は、正孔を主たる電荷輸送担体とす
るもので、また、還元発色層側の第２の透明電極１６は
電子を主たる電荷輸送担体とするものである。

（実施例１） 第１の透明電極１２をＩｒＯ２、エレクトロクロミック
層１３をＩ　ｒ　（０Ｈ）２、中間層１４をＴａ２０５
、エレクトロクロミック層１５をＷＯ３、第２の透明電
極１６をＩＴＯとして全固体薄膜積層型エレクトロクロ
ミック素子を作製した。このエレクトロクロミック素子
においては、Δ０Ｄ＝０．３になる時間が１５０ｍ５ｅ
ｃ（従来は８００ｍ５ＩＩＣであった）、注入１［Ｍ量
が２　ｍ　Ｃ／ｃｄ　（従来は８ｍＣ／−であった〕で
あった。

（実施例２） 第１の透明電極１２をＩｒ（ＯＨ）ｓ　、エレクトロク
ロミ、り層１３をＮ１（ＯＨ）２、中間層をＺｒＯ２、
エレクトロクロミック層１５をＷＯ６、第２の透明電極
１６をＩＴＯとして、全固体薄膜積層型エレクトロクロ
ミ、り素子を作製したところ実施例（１）同様、応答速
度の向上が認められた。

〔発明の効果〕′ 以上説明したように、本発明は、酸化発色層側の電極に
主たる電荷輸送担体が正孔である透明電極を用いること
によって、応答速度を改善し、さらに消費電力を低減す
ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエレクトロクロミック素子の一実
施例を示す断面図、第２図および８３図は従来の全固体
薄膜積層型エレクトロクロミック素子の構成の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、　　　　　　５・・・第２電極、６・
・・エレクトロクロミック層、 １１・・・基板、　　　　　　１２・・・第１の透明電
極、１３・・・エレクトロクロミック層（酸化発色層）
、１４・・・中間層、 １５・・・エレクトロクロミック層（Ｍ元発色層）、１
６・・・第２電極。 第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電体膜より成る第１電極と、酸化発色層である
   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、或いは上記
   の絶縁層と第２電極の間にさらに還元発色層である第２
   のエレクトロクロミック層を積層してなる全固体薄膜積
   層型エレクトロクロミック素子において、酸化発色層側
   の第１電極を、正孔を主たる電荷輸送担体とする透明電
   極としたことを特徴とするエレクトロクロミック素子。
2. （２）上記の正孔を主たる電荷輸送担体とする電極が酸
   化イリジウム薄膜であることを特徴とする特許請求の範
   囲第（１）項記載のエレクトロクロミック素子。
3. （３）還元発色層側の第２電極を、電子を主たる電荷輸
   送担体とする透明電極とした特許請求の範囲第（１）項
   記載のエレクトロクロミック素子。