DE3346847A1

DE3346847A1 - Elektrochromes bauelement

Info

Publication number: DE3346847A1
Application number: DE19833346847
Authority: DE
Inventors: Kazuya Yokosuka Kanagawa Ishiwata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-12-25
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1984-06-28
Also published as: US4632516A; DE3346847C2; JPS59119331A

Description

Beschreibung

Elektrochromes Bauelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrochromes Bauelement, bei dem ein elektrochemisches Farberzeugungs- und Entfärbungsphänomen - elektrochromes Phänomen - benutzt wird.

Von einem elektrochromen Phänomen spricht man, wenn eine Substanz bei angelegter Spannung im Wege einer Oxidation-Reduktion- Reaktion gefärbt wird. Das Bauelement, das die elektrochemische Farberzeugung und Entfärbung benutzt, kann auf zahlreichen Gebieten angewandt werden. Es dient beispielsweise als numerisches Anzeigeelement, als eine XY-Matrixanzeige, als optischer Verschluß, als Blendenmechanismus etc. Anhand seiner Bestandteile kann das elektrochrome Bauelement breit als Flüssigtyp oder als Festkörpertyp klassifiziert werden» Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein elektrochromes Vollfestkörperbauelement.

Ein bekanntes elektrochromes Vollfestkörperbauelement, das unter Ausnutzung des elektrochromen Phänomens arbeitet, ist,

wie in Fig. 1 dargestellt ist, aus folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge aufgebaut: Einem transparenten Substrat 1, einer ersten Elektrode 2, die aus einer transparenten, elektrisch leitenden Schicht hergestellt ist, einer elektrochromen Schicht 3 als farberzeugende Schicht auf der Kathodenseite, einer Isolierschicht 4, die aus einer dielektrischen Schicht hergestellt ist, und einer zweiten Elektrode 5, die aus einer elektrisch leitenden Schicht hergestellt ist.

Bei dem vorstehend beschriebenen elektrochromen Bauelement ist das transparente Substrat 1 im allgemeinen eine Glasplatte, obgleich das Material nicht auf die Glasplatte allein beschränkt ist sondern auch jede andere transparente Materialplatte, z. B. eine Kunststoffplatte auf Acrylbasis oder dergleichen, benutzt werden kann. Das transparente Substrat kann, statt unterhalb des Substrats 1 zu liegen, auch oberhalb der zweiten Elektrode 5 angeordnet sein. Alternativ kann auch auf den Außenseite beider Elektroden je eine Substratplatte vorgesehen sein. Dieses hängt vom Einzelfall ab, z. B. wenn eine Schicht a'uf dem Bauelement vorzusehen ist. Die zweite Elektrode sollte aus einer transparenten elektrisch leitenden Schicht hergestellt sein. Alternativ können die Elektroden auch auf beiden Seiten aus einer transparenten elektrisch leitenden Schicht hergestellt sein.

Nachstehend sind repräsentative Beispiele für die Materialien der einzelnen Schichten des vorstehend beschriebenen elektrochromen Vollfestkörperbauelementes angegeben: Die für die erste Elektrode 2 vorgesehene transparente elektrisch leitende Schicht ist eine Indiumzinnoxid-Schicht, eine sogenannte ITO-Schicht mit beispielsweise 5 % SnO₂ in In₂O₃, und dergleichen. Die elektrochrome Schicht 3, die als die kathodenseitige farberzeugende Schicht dient, wird unter Verwendung von Wolframdioxid (WO₂), Wolframtrioxid (WO₃), Molybdändioxid (MoO₂), Molybdäntrioxid (MoO₃), Vanadiumpentoxid (V₂O-) etc. gebildet. Die als dielektrische Schicht vorgesehene Isolierschicht 4 ist aus einem Oxid wie Zirkondioxid (ZrO₂), Siliciummonoxid (SiO), Siliciumdioxid (SiO₂), Tantalpentoxid (Ta₃O₁.) etc. oder aus einem Fluorid wie Lithiumfluorid (LiF), Magnesiumfluorid (MgF₂) etc. hergestellt. Die zweite Elektrode 5 besteht beispielsweise aus einer halbtransparenten, elektrisch leitenden Goldschicht.

In dem elektrochromen Vollfestkörperbauelement der vorstehend beschriebenen Bauart findet bei Anlegen einer Spannung an die erste und zweite Elektrode 2, 5 eine elektrochemische Reaktion statt, wodurch Farbe erzeugt oder ausgelöscht wird. Der Farberzeugungsmechnismus wird bei diesem elektrochromen Bauelement generell beispielsweise der Bildung einer Bronce als Folge einer Doppelinjektion von Kationen und Elektronen

in die elektrochrome Schicht 3 zugeschrieben. Wenn beispielsweise Wolframtrioxid (WO₃) als die elektrochrome Substanz benutzt wird, dann findet folgende Oxidations/Reduktions-Reaktion als FarberZeugungsreaktion statt.

WO₃ + XH⁺ + xe~ ^ H WO₃ (1)

Hier wird entsprechend Gleichung (1) Wolframbronce H WO₃ zur Farberzeugung gebildet, während bei Umkehr der Polarität der zugeführten Spannung die Farbe ausgelöscht wird.

Das elektrochrome Vollfestkörperbauelement dieses Aufbaues hat verschiedene Nachteile. Hierher gehört vor allem, daß ■ bei adäquater Ansprechgeschwindigkeit eine beabsichtigte optische Farbdichte nicht erreicht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb in erster Linie, ein elektrochromes Bauelement verbesserter Konstruktion bereitzustellen, wobei die vorstehend erwähnten Nachteile vermieden sind, eine gewünschte optische Farbdichte erreichbar wird und die Ansprechgeschwindigkeit viel höher und die Lebensdauer des Bauelementes viel länger wird.

Der charakteristische Punkt der vorliegenden Erfindung beruht darin, daß in einem elektrochromen Vollfestkörperbauelement, wie dieses in Fig. 2 dargestellt ist, die als eine

Λ At,

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- 11 -

anodenseitige farberzeugende Schicht zwischen der Isolierschicht und der zweiten Elektrode zu bildende elektrochrome Schicht aus Cobalthydroxid (Co(OH)₂) oder Cobaltcarbonat (CoCO₃) als Aufdampfmaterial hergestellt ist.

In einer Hinsicht ist das erfindungsgemäße elektrochrome Bauelement dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrochrome Schicht zwischen ersten und zweiten Elektroden, die je aus einer elektrisch leitenden Schicht hergestellt sind,.angeordnet ist und daß die elektrochrome Schicht aus Cobalthydroxid oder Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial hergestellt ist.

In anderer Hinsicht ist das erfindungsgemäße elektrochrome Bauelement dadurch gekennzeichnet, daß es eine dielektrische Schicht und eine erste elektrochrome Schicht zwischen ersten und zweiten Elektroden aufweist, wobei letztere je.aus einer elektrisch leitenden Schicht hergestellt sind und die elektrochrome Schicht aus Cobalthydroxid oder Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial gebildet ist.

In wieder anderer Hinsicht ist das erfindungsgemäße elektrochrome Bauelement dadurch gekennzeichnet, daß es aufgebaut ist aus einer ersten elektrochromen Schicht als kathodenseitige farberzeugende Schicht, einer Isolierschicht aus einer

dielektrischen Schicht und einer zweiten elektrochromen Schicht als farberzeugenden Schicht auf der Anodenseite, wobei die zweite elektrochrome Schicht aus Cobalthydroxid oder Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial gebildet und zwischen ersten und zweiten Elektroden gelegen -ist, die ihrerseits je aus einer elektrisch leitenden Schicht hergestellt sind.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teil-Schnittansicht eines bekannten elektrochromen Vollfestkörperbauelements,

Fig. 2 eine Teil-Schnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrochromen Vollfestkörperbauelements und

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Darstellung einer Ionenplattierapparatur, wie diese für die erfindungsgemäßen Zwecke eingesetzt wird.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Bauelement anhand der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform im einzelnen beschrieben. Dabei bedeuten in Fig. 2 die Bezugsziffern 1, 2, 3, 4 und 5 das Substrat, die erste Elektrode, die erste elektro-

chrome Schicht als kathodenseitige Farberzeugungsschicht, die Isolierschicht bzw. die zweite Elektrode, wobei alle diese Schichten dieselben Funktionen wie die in Fig. 1 dargestellten Schichten haben.

Die Bezugsziffer 6 bezeichnet eine zweite elektrochrome Schicht als anodenseitige Farberzeugungsschicht. Diese zweite elektrochrome Schicht ist unter Verwendung von Cobalthydroxid (Co(OH)₂) oder Cobaltcarbonat (CoCO₃) als Aufdampfmaterial hergestellt.

Mit vorliegender Erfindung werden die optische Dichte, die Ansprechgeschwindigkeit und die Lebensdauer des elektrochromen Bauelementes auf die jeweils gewünschten und bisher nicht erreichbaren Werte angehoben durch Hinzufügen (siehe Fig. 2) der zweiten elektrochromen Schicht 6, die aus Cobalthydroxid oder Cobaltcarbonat als Verdampfungsquelle hergestellt wird. Durch eine solcherart erfolgte Duplizierung der Farberzeugungs- und Entfärbungsschicht werden die optische Dichte und die Ansprechgeschwindigkeit des elektrochromen Bauelementes verbessert. Die zweite elektrochrome Schicht ist vorzugsweise 50 bis 300 Nanometer, vorteilhaft 100 bis 200 nm, dick. Die zweite elektrochrome Schicht 6 vermag Farbe zu erzeugen, wenn sie mit der Anode verbunden ist. Das in dieser Schicht

erzeugte Farbmuster kann durch Verbinden der Schicht mit der Kathode gelöscht werden. Während die genaue Zusammensetzung der elektrochromen Schicht noch zu klären ist, wird angenommen, daß die Schicht aus einer Zusammensetzung mit Cobalthydroxid als Hauptbestandteil aufgebaut ist.

Die für die vorliegenden Zwecke benutzte elektrochrome Schicht kann in einer Apparatur für reaktives Ionenplattieren unter Verwendung von Cobalthydroxid oder Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial hergestellt werden. Zum Beispiel kann die in Fig. 3 dargestellte reaktive Ionenplattierapparatur benutzt werden. Dort bezeichnen die Bezugsziffern 30 einen Vakuumbehälter, 31 einen Schirm, 32 eine Hochfrequenzwicklung, 33 ein Elektronenstrahlerzeugungssystem, 34 eine Gleichvorspannungsquelle, 35 eine Hochfrequenzspeisequelle, 36 ein Wassergefäß, 37 eine Sauerstoffgasflasche, 38 und 39 Nadelventile, 40 Cobalthydroxid oder Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial und 41 das zu bedampfende Objekt.

Bei dem Bauelement nach Fig. 2 ist das transparente Substrat 1 im allgemeinen eine Glasplatte, obgleich das Material

nicht auf die Glasplatte allein beschränkt ist und jedes andere transparente Material, wie eine Kunststoffplatte, beispielsweise auf Acrylbasis, benutzt werden kann. Das transparente Substrat kann, statt unterhalb der ersten Elektrode

angeordnet zu sein, auch oberhalb der zweiten Elektrode liegen, oder es können auf den Außenseiten beider Elektroden 2, 5 Substratschichten vorgesehen werden, wenn beispielsweise eine Schutzbeschichtung des Bauelementes vorzusehen ist. Die zweite Elektrode sollte jedoch aus einer transparenten, elektrisch leitenden Schicht hergestellt sein. Alternativ können die Elektroden auf beiden Seiten aus einer transparenten elektrisch leitenden Schicht hergestellt sein.

Nachstehend sind repräsentative Beispiele für die im allgemeinen in den einzelnen Schichten des vorstehend beschriebenen elektrochromen Bauelementes zu benutzenden Materialien im einzelnen angegeben: Die transparente elektrisch leitende Schicht zur Bildung der ersten Elektrode 2 ist eine Indiumoxidschicht, eine Zinnoxidschicht, eine Indiumzinnoxidschicht (eine sogenannte ITO-Schicht mit beispielsweise 5 % SnO₂ in In₂ O₃) etc.

Die erste elektrochrome Schicht 3, die als die kathodenseitige Farberzeugungsschicht vorgesehen ist (und Farbe erzeugt, wenn sie mit der Kathode verbunden ist), wird unter Verwendung von Wolframdioxid (WO₂), Wolframtrioxid (WO₃), Molybdändioxid (MoO₂), Molybdäntrioxid (MoO₃), Vanadiumpentoxid (V₂O₅) etc. hergestellt, und zwar in einer bevorzugten Dicke von 50 bis 500 Nanometer, vorteilhaft von 100 bis 300 Nanometer. Die Isolierschicht 4 als die dielektrische Schicht ist herge-

stellt aus Oxiden wie beispielsweise Zirkondioxid (ZrO₂), Siliciuiranonoxid (SiO), Siliciumdioxid (SiO₂), Tantalpentoxid (Ta₂O₅) etc. oder aus Fluoriden wie beispielsweise Lithiumfluorid (LiF), Magnesiumfluorid (MgF₂) etc., wobei die dielektrische Schicht bevorzugt 50 bis 500 Nanometer, vorteilhaft 100 bis 300 Nanometer, dick ist. Die zweite Elektrode 5 ist beispielsweise eine halbtransparente elektrisch leitende Goldschicht, wobei auch Indiumoxid,, Zinnoxid, ITO und anderes Schichtmäterial benutzt werden können.

Nachstehend sind Beispiele wiedergegeben, sie dienen der Erläuterung und sind nicht im beschränkenden Sinne aufzufassen.

Beispiel 1

Die als die anodenseitige farberzeugende Schicht dienende zweite elektrochrorae Schicht wurde im reaktiven Ionenplattierverfahren auf einem 0,8 mm dicken Glassubtrat (Corning 7059) unter Verwendung von Cobalthy.droxid als das Aufdampfmaterial gebildet. Dabei war das Substrat mit einem geeigneten ITO-

Schichtelektrodenmuster (zweite Elektrode) und Anschlußleitern versehen. In diesem Fall wurde Wasserdampf (H₂O) in das

-4

Vakuumgefäß bis auf einen Druck von 6,67 χ 10 mbar eingeführt, und die Aufdampfgeschwindigkeit wurde auf 0,1 nm/sec

eingestellt. Die so erhaltene zweite elektrochrome Schicht hatte eine Dicke von 150 Nanometer. Des weiteren wurden auf diese zweite elektrochrome Schicht eine Ta-O^-Schicht als die Isolierschicht und eine WO₃-Schicht als die erste elektrochrome Schicht je 300 Nanometer dick im Vakuumaufdampfverfahren niedergeschlagen. Hierbei war das Vakuum eingestellt auf 2,67 χ 10 mbar, und die Aufdampfgeschwindigkeit auf 1 nra/sec. Sodann wurde auf diese erste elektrochrome Schicht eine 30 Nanometer dicke, halbtransparente, elektrisch leitende Goldschicht als die erste Elektrode aufgebracht.

Das solcherart hergestellte elektrochrome Vollfestkörperbauelement wurde dann mit einer Spannung von 2,0 Volt zwischen der ersten und zweiten Elektrode (mit der ersten Elektrode als Kathode und der zweiten Elektrode als Anode) betrieben. Dabei wurden 600 Millisekunden benötigt, bis die optische Dichte einen Wert von 0,3, ausgedrückt in &0.D (Dichteänderung) erreichte. Wenn dann eine Spannung von 2,0 Volt mit gegenüber der ersten Spannung entgegengesetztem Vorzeichen an die erste und zweite Elektrode gelegt wurde, verschwand das Farbmuster wieder.

Beispiel 2

Die als anodenseitige farberzeugende Schicht dienende zweite

elektrochrome Schicht wurde im reaktiven Ionenplattierverfahren auf einem 0,8 mm dicken Glassubstrat (Corning 7059) unter Verwendung von Cobalthydroxid als das Aufdampfmaterial gebildet. Das Substrat war dabei mit einem geeigneten ITO-Schichtelektrodenmuster (zweite Elektrode) versehen. In diesem Fall wurde Wasserdampf (H₂O) in das Vakuumgefäß einge-

-4
führt, bis das Vakuum 6,67 χ 10 mbar betrug, gefolgt von einer Einführung von Sauerstoff (O₂) bis zu einem Druck von

-4
6,67 χ 10 mbar, während die Aufdampfgeschwindigkeit auf 0,15 nm/sec eingestellt wurde. Die so erhaltene zweite elektrochrome Schicht war 150 Nanometer dick. Des weiteren wurden auf diese zweite elektrochrome Schicht eine Ta^O^-Schicht als die Isolierschicht und eine WO₃-Schicht als die erste elektrochrome Schicht in einer Schichtdicke von je 300 Nanometer im Vakuumaufdampfverfahren niedergeschlagen. Hierbei war der Druck auf 2,67 χ 10 mbar eingestellt und die Dampfniederschlagsgeschwindigkeit auf 1,0 nm/sec. Sodann wurde auf dieser ersten elektrochromen Schicht eine 30 Nanometer dicke, halbtransparente, elektrisch leitende Goldschicht als die erste Elektrode aufgebracht.

An das solcherart hergestellte elektrochrome Vollfestkörperbauelement wurde dann eine Betriebsspannung von 2,0 Volt an die erste und zweite Elektrode (mit der ersten Elektrode als

der Kathode und der zweiten Elektrode als der Anode) angelegt« Dabei dauerte es 700 msec bis die optische Dichte einen Wert von 0,3 ausgedrückt in AO.D (Dichteänderung) erreichte. Wenn dann eine Spannung von 2,0 Volt des gegenüber der ersten Spannung entgegengesetzten Vorzeichens an die erste und zweite Elektrode angelegt wurde, verschwand das Farbmuster wieder.

Beispiel 3

Die als anodenseitige farberzeugende Schicht dienende zweite elektrochrome Schicht wurde im reaktiven Ionenplattierverfahren auf einem 0,8 mm dicken Glassubstrat (Corning 7059) unter Verwendung von Cobaldhydroxid als das Aufdampfmaterial gebildet. Das Substrat war dabei mit einem geeigneten ITO-Schichtelektrodenmuster (zweite Elektrode) und mit Anschlußleitern versehen. In diesem Fall wurde Sauerstoffgas (O₂) in

-4

das Vakuumgefäß bis auf einen Druck von 6,67 χ 10 mbar eingeführt, während die Aufdampfgeschwindigkeit auf 0,3 nm/sec eingestellt war. Die so erhaltene zweite elektrochrome Schicht war 150 Nanometer dick. Des weiteren wurden auf diese zweite elektrochrome Schicht eine Ta^O^-Schicht als die Isolierschicht und eine WO₃-Schicht als die erste elektrochrome Schicht in einer Dicke von je 300 Nanometer im Vakuumaufdampfverfahren niedergeschlagen. In diesem Fall war das

Vakuum eingestellt auf 2,67 χ 10 mbar, und die Aufdampfgeschwindigkeit auf 1,0 nm/sec. Sodann wurde auf diese erste elektrochrome Schicht eine 30 Nanometer dicke, halbtransparente, elektrisch leitende Goldschicht als die erste Elektrode aufgebracht.

Das solcherart hergestellte elektrochrome Vollfestkörperbauelement wurde mit einer Spannung von 2,0 Volt an der ersten und zweiten Elektrode (mit der ersten Elektrode als der Kathode und der zweiten Elektrode als der Anode) betrieben; dabei dauerte es 750 Millisekunden, bis die optische Dichte einen Wert von 0,3, ausgedrückt in Δ,Ο.Ώ (Dichteänderung) erreichte. Wenn dann eine Spannung von 2,0 Volt des gegenüber der vorstehenden Spannung entgegengesetzten Vorzeichens an die erste und zweite Elektrode angelegt wurde, verschwand das gefärbte Muster.

Beispiel 4

Die als die anodenseitige farberzeugende Schicht dienende zweite elektrochrome Schicht wurde im reaktiven Ionenplattierverfahren auf einem 0,8 mm dicken Glassubstrat (Corning 7059) unter Verwendung von Cobaltcarbonat als das Aufdampfmaterial gebildet. Das Substrat war dabei mit einem geeigneten ITO-Schichtelektrodenmuster (zweite Elektrode) und mit Anschluß-

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leitern versehen. In diesem Fall wurde Wasserdampf (H₂O) in

-4 das Vakuumgefäß bis auf einen Druck von 6,67 χ 10 mbar eingeführt, während die Aufdampfgeschwindigkeit auf 0,1 nm/ see eingestellt wurde. Die so erhaltene zweite elektrochrome Schicht war 150 nm dick. Auf diese zweite elektrochrome Schicht wurden des weiteren eine Ta-O^-Schicht als die Isolierschicht und eine WO₃-Schicht als die erste elektrochrome Schicht je 300 Nanometer dick im Vakuumaufdampfverfahren niedergeschlagen. Hierbei wurde das Vakuum auf

—5

2,67 χ 10 mbar eingestellt, und die Aufdampfgeschwindigkeit auf 1 nm/sec. Sodann wurde auf dieser ersten elektrochromen Schicht eine 30 Nanometer dicke, halbtransparente, elektrisch leitende Goldschicht als die erste Elektrode gebildet.

Das solcherart hergestellte elektrochrome Vollfestkörperbauelement wurde dann mit einer Spannung von 2,0 VpIt zwischen der ersten und zweiten Elektrode (mit der ersten Elektrode als Kathode und der zweiten Elektrode als Anode) betrieben. Hierbei dauerte es 800 Millisekunden, bis die optische Dichte einen Wert von 0,3, ausgedrückt in &0.D (Dichteänderung), erreichte. Wenn dann eine Spannung von 2,0 Volt mit gegenüber der vorstehenden Spannung entgegengesetztem Vorzeichen an die erste und zweite Elektrode angelegt wurde, verschwand das Farbmuster.

Beispiel 5

Die als die anodenseitige farberzeugende Schicht dienende zweite elektrochrome Schicht wurde im reaktiven Ionenplattierverfahren auf einem 0,8 mm dicken Glassubstrat (Corning 7059) unter Verwendung von Cobaltcarbonat als das Aufdampfmaterial gebildet. Das Glassubtrat war dabei mit

einem geeigneten ITO-Schichtelektrodenmuster (zweite Elek- und Anschlußleitern

trode)/versehen. In diesem Fall wurde Wasserdampf (H₂O) in

-4 das Vakuumgefäß bis auf einen Druck von 4,0 χ 10 mbar eingeführt, gefolgt von einer Einführung von Sauerstoff (O₂)

-4

bis auf einen Druck von 6,67 χ 10 mbar_# während die Aufdampfgeschwindigkeit auf 0,1 nm/sec eingestellt wurde. Die so erhaltene zweite elektrochrome Schicht war 150 Nanometer dick. Des weiteren wurden auf dieser zweiten elektrochromen Schicht eine Ta-O₁--Schicht als die Isolierschicht und eine WO₃-Schicht als die erste elektrochrome Schicht je 300 nm dick im Vakuumaufdampfverfahren niedergeschlagen. Dabei

-5
wurde das Vakuum auf 2,67 χ 10 mbar eingestellt, und die Aufdampfgeschwindigkeit auf 1,0 nm/sec. Sodann wurde auf diese erste elektrochrome Schicht eine 30 Nanometer dicke halbtransparente elektrisch leitende Goldschicht aufgebracht.

Das solcherart hergestellte elektrochrome Vollfestkörperbauelement wurde dann mit einer Spannung von 2,0 Volt zwischen

der err ten und der zweiten Elektrode (mit der ersten Elektrode als Kathode und der zweiten Elektrode als Anode) betrieben; dabei dauerte es 850 msec bis die optische Dichte einen Wert von 0,3, ausgedrückt in ÄO.D (Dichteänderung), erreichte. Wenn dann eine Spannung von 2,0 Volt des gegenüber der ersterwähnten Spannung entgegengesetzten Vorzeichens an die erste und zweite Elektrode angelegt wurde, verschwand das gefärbte Muster.

Beispiel 6

Die als die anodenseitige farberzeugende Schicht dienende zweite elektrochrome Schicht wurde im reaktiven Ionenplattierverfahren auf einem 0,8 mm dicken Glassubstrat (Corning 7059) unter Verwendung von Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial gebildet. Das Substrat war dabei mit einem geeigneten ITO-Schichtelektrodenmuster (zweite Elektrode) und mit Anschlußleitern versehen. In diesem Fall wurde Sauerstoff (O₂) in

-4 das Vakuumgefäß bis auf einen Druck von 6,67 χ 10 mbar eingeführt, während die Niederschlagsgeschwindigkeit auf 0,1 nm/sec eingestellt wurde. Die so erhaltene zweite elektrochrome Schicht war 150 Nanometer dick. Des weiteren wurden auf diese zweite elektrochrome Schicht eine Ta-O^-Schicht als die Isolierschicht und eine WO,-Schicht als die erste elektro-

chrome Schicht je 300 Nanometer dick im Vakuumaufdampfverfahren niedergeschlagen. In diesem Fall wurde das Vakuum

-5

auf 2,67 χ 10 mbar eingestellt, und die Aufdampfgeschwindigkeit auf 1 nm/sec. Sodann wurde auf dieser ersten elektrochromen Schicht eine 30 Nanometer dicke halbtransparente elektrisch leitende Goldschicht als die erste Elektrode gebildet.

Das solcherart hergestellte elektrochrome Vollfestkörperbauelement wurde dann mit einer Spannung von 2 Volt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (mit der ersten Elektrode als Kathode und der zweiten Elektrode als Anode) betrieben; dabei dauerte es 1,0 Sekunden, bis die optische Dichte einen Wert von 0,3, ausgedrückt in AO.D (Dichteänderung), erreichte. Wenn dann eine Spannung von 2,0 Volt der gegenüber der vorstehenden Spannung entgegengesetzten Polarität an die erste und zweite Elektrode angelegt wurde, verschwand das Farbmuster.

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Claims

BLUMBACH . WESE^.'BERQE^· KRA'I&E'R 3 3 4 6 8 A ZWIRNER - HOFFMANN

EUROPEAN PATENT AHORNEYS

IN MÜNCHEN

R. KRAMER DIPL-ING. PATENTANWALT

W. WESER DIPL-PHYS. DR. RER. NAT. PATENTANWALT

E. HOFFMANN DIPL.-ING. PATENTANWALT

IN WIESBADEN

P. G. BLUMBACH DIPL.-INS. PATENTANWALT

P. BERGEN PROFESSOR DR. 3UR. DIPL-ING.

G. ZWIRNER DIPL.-ING. DIPL.-W.-ING. PATENTANWALT

Canon Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan

CP 1559

Patentansprüche

\ 1J Elektrochromes Bauelement,

dadurch gekennzeichnet, daß

- eine elektrochrome Schicht zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode, die je aus einem elektrisch leitenden Film hergestellt sind, angeordnet ist und

- die elektrochrome Schicht aus einer von Cobalthydroxid und Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial ausgewählten Substanz gebildet ist.

2. Bauelement nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die elektrochrome Schicht 50 bis 300 Nanometer dick ist.

Radedeestraße 43 80GO München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 5212313 Telegramme Patentconsult

Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 4186237 Telegramme ι eMitconsult

Telefax (CCITT 2) Wiesbaden und München (089) 8 3;) 4618 Attention Patentconsult

3. Bauelement nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die elektrochrome Schicht 100 bis 200 Nanometer dick ist.

4. Elektrochromes Bauelement/

dadurch gekennzeichnet , daß

- es eine dielektrische Schicht und eine elektrochrome Schicht zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode aufweist, die je aus einer elektrisch leitenden Schicht hergestellt sind, und

- die elektrochrome Schicht aus einer von Cobalthydroxid und Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial ausgewählten Substanz gebildet ist.

5. Bauelement nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß die elektrochrome Schicht 50 bis 300 Nanometer dick ist.

6. Bauelement nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß die elektrochrome Schicht 100 bis 200 Nanometer dick ist.

7. Bauelement nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß die dielektrische Schicht aus einer von Oxiden und Fluoriden ausgewählten Substanz hergestellt ist.

8. Bauelement nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet , daß das Oxid wenigstens ein Oxid der Gruppe Zirkondioxid, Siliciummonoxid, Siliciumdioxid und Tantalpentoxid ist.

9. Bauelement nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet , daß das Fluorid wenigstens ein Fluorid der Gruppe Lithiumfluorid und Magnesiumfluorid ist.

10. Bauelement nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß die dielektrische Schicht 50 bis 500 Nanometer dick ist.

11. Bauelement nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß die dielektrische Schicht 100 bis 300 Nanometer-dick ist.

12. Elektrochromes Bauelement,

dadurch gekennzeichnet , daß es aufgebaut ist aus

- einer ersten elektrochromen Schicht als farberzeugende Schicht auf der Kathodenseite,

- einer aus einer dielektrischen Schicht hergestellten Isolierschicht und

- einer zweiten elektrochromen Schicht als einer Farber zeugungs schicht auf der Anodenseite,

und daß die zweite elektrochrome Schicht

- aus einer von Cobalthydroxid und Cobaltcarbonat als Aufdampfmaterial ausgewählten Substanz gebildet ist und

- zwischen einer ersten und einer zweiten Elektrode, die je aus einer elektrisch leitenden Schicht hergestellt sind, angeordnet ist.

13. Bauelement nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß die zweite elektrochrome Schicht 50 bis 300 Nanometer dick ist.

14. Bauelement nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß die zweite elektrochrome Schicht 100 bis 200 Nanometer dick ist.

15. Bauelement nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß die erste elektrochrome Schicht 50 bis 500 Nanometer dick ist.

16ο Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet _f daß die erste elektrochrome Schicht 100 bis 300 Nanometer dick ist.

17. Bauelement nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß die dielektrische Schicht aus einer von Oxiden und Fluori den ausgewählten Substanz hergestellt ist.

18. Bauelement nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet , daß das Oxid wenigstens ein Oxid der Gruppe Zirkondioxid, Siliciummonoxid, Siliciumdioxid und Tantalpentoxid ist.

19. Bauelement nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet , daß das Fluorid wenigstens ein Fluorid der Gruppe Lithiumfluorid und Magnesiumfluorid ist.

20. Bauelement nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß die dielektrische Schicht 50 bis 500 Nanometer dick ist.

21. Bauelement nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß die dielektrische Schicht 100 bis 300 Nanometer dick ist.

22. Bauelement nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet , daß die erste elektrochrome Schicht hergestellt ist aus wenigstens einer Verbindung, die aus der Gruppe Wolframdioxid, Wolframtrioxid, Molybdändioxid, Molybdäntrioxid und Vanadxumpentoxid ausgewählt ist.