JP2506312Y2 - エレクトロクロミック素子 - Google Patents
エレクトロクロミック素子Info
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- JP2506312Y2 JP2506312Y2 JP1989127326U JP12732689U JP2506312Y2 JP 2506312 Y2 JP2506312 Y2 JP 2506312Y2 JP 1989127326 U JP1989127326 U JP 1989127326U JP 12732689 U JP12732689 U JP 12732689U JP 2506312 Y2 JP2506312 Y2 JP 2506312Y2
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- Japan
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- ecd
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/15—Devices 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
- G02F1/163—Operation of electrochromic cells, e.g. electrodeposition cells; Circuit arrangements therefor
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- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、各種の表示装置、調光装置等として利用さ
れるエレクトロクロミック素子（以下、ECDという）に
関するものである。
れるエレクトロクロミック素子（以下、ECDという）に
関するものである。
従来のECDとしては、透明な基板間に一対の透明電極
を配置し、同透明電極間に相対向して有機系酸化発色層
としてのポリアニリン膜と、無機系還元発色層としての
酸化タングステン膜を配置し、両発色層間に電解質層を
配設した構造のものが知られている。同ECDには、ECDを
駆動するための定電圧装置が備えられている。そして、
この定電圧装置によって、着色時にECDに対して所定の
電圧を印加し、消色時に逆の定電圧を印加してECDを駆
動していた。（例えば、特開昭62-54233号公報）。
を配置し、同透明電極間に相対向して有機系酸化発色層
としてのポリアニリン膜と、無機系還元発色層としての
酸化タングステン膜を配置し、両発色層間に電解質層を
配設した構造のものが知られている。同ECDには、ECDを
駆動するための定電圧装置が備えられている。そして、
この定電圧装置によって、着色時にECDに対して所定の
電圧を印加し、消色時に逆の定電圧を印加してECDを駆
動していた。（例えば、特開昭62-54233号公報）。
〔考案が解決しようとする課題〕 ところが、上記従来のECDは、着消色動作の繰り返し
や電解質の影響等に基づく電荷のバランスのくずれによ
り電位が変動し、そのため特にポリアニリン膜が劣化し
やすい、消色時に色が残るという問題点があった。
や電解質の影響等に基づく電荷のバランスのくずれによ
り電位が変動し、そのため特にポリアニリン膜が劣化し
やすい、消色時に色が残るという問題点があった。
本考案の目的は、着消色の操作を繰り返し行っても電
位の変動がなく、発色層が劣化しにくく、着色時に色が
残らないエレクトロクロミック素子を提供することにあ
る。
位の変動がなく、発色層が劣化しにくく、着色時に色が
残らないエレクトロクロミック素子を提供することにあ
る。
上記の目的を達成するために、本願考案は、少なくと
も一方が透明な一対の電極と、同電極間に配置された発
色層と、同じく電極間に配置された電解質層とからなる
エレクトロクロミック素子において、前記発色層の着色
電位及び消色電位を所定の電位に保持するための基準電
極をエレクトロクロミック素子中に備え、前記基準電極
は、前記エレクトロクロミック素子の電極とは独立した
一対の対向電極を備え、同独立した対向電極の内面にお
いて前記エレクトロクロミック素子の発色層と同一材料
からなる層を備えという手段を採用している。
も一方が透明な一対の電極と、同電極間に配置された発
色層と、同じく電極間に配置された電解質層とからなる
エレクトロクロミック素子において、前記発色層の着色
電位及び消色電位を所定の電位に保持するための基準電
極をエレクトロクロミック素子中に備え、前記基準電極
は、前記エレクトロクロミック素子の電極とは独立した
一対の対向電極を備え、同独立した対向電極の内面にお
いて前記エレクトロクロミック素子の発色層と同一材料
からなる層を備えという手段を採用している。
上記手段を採用したことにより、基準電極による所定
の電位が基準となってECDの電極間に印加される電圧が
着色電位に調整されることによってECDが着色し、消色
電位に調整されることによってECDが消色する。従っ
て、ECDの着色又は消色電位は常に基準電極による電位
に基づいて変動するので、所定の電位から経時的に変動
してゆくおそれがなく、その結果発色層の劣化や消色時
の色残りが抑制される。
の電位が基準となってECDの電極間に印加される電圧が
着色電位に調整されることによってECDが着色し、消色
電位に調整されることによってECDが消色する。従っ
て、ECDの着色又は消色電位は常に基準電極による電位
に基づいて変動するので、所定の電位から経時的に変動
してゆくおそれがなく、その結果発色層の劣化や消色時
の色残りが抑制される。
さらに、基準電極は一対の対向電極の内面にエレクト
ロクロミック素子の発色層と同一材料からなる層を備え
ているため、ドープ、脱ドープの繰り返しにより、活性
度を高めることができる。この活性度を高めるもとによ
り、多少のアニオンのドーピング量が変化しても、電位
変動が少ない電極となる。
ロクロミック素子の発色層と同一材料からなる層を備え
ているため、ドープ、脱ドープの繰り返しにより、活性
度を高めることができる。この活性度を高めるもとによ
り、多少のアニオンのドーピング量が変化しても、電位
変動が少ない電極となる。
又、基準電極を構成する対向電極間をエレクトロクロ
ミック素子の発色層と同一材料からなる層を介してリー
クすることにより、例えば前記発色層がポリアニリン及
び酸化タングステンからなる場合には、基準電極におけ
るポリアニリン層がプラス側に変動するのを抑制し、
又、タングステン層がマイナス側に変動するのを抑制す
る。
ミック素子の発色層と同一材料からなる層を介してリー
クすることにより、例えば前記発色層がポリアニリン及
び酸化タングステンからなる場合には、基準電極におけ
るポリアニリン層がプラス側に変動するのを抑制し、
又、タングステン層がマイナス側に変動するのを抑制す
る。
以下に本考案を具体化した一実施例を第１〜３図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
第1,2図に示すように、本実施例のECDを有するサンル
ーフ１は、寸法700×500×2.5mmの強化無機ガラス板よ
りなる上部及び下部の基板2a,2bと、それらの間に形成
され透過モードで使用される電極間寸法400×400mm（セ
ル面積1600cm2）のECD3とから構成されている。
ーフ１は、寸法700×500×2.5mmの強化無機ガラス板よ
りなる上部及び下部の基板2a,2bと、それらの間に形成
され透過モードで使用される電極間寸法400×400mm（セ
ル面積1600cm2）のECD3とから構成されている。
次に、このECD3について説明する。上記上部基板2aの
下面には、イオンプレーティング法、スパッタリング法
等の薄膜形成法により、厚さ約2000ÅのITO（インジウ
ム−スズ酸化物）膜からなる上部透明電極4aが設けられ
ている。
下面には、イオンプレーティング法、スパッタリング法
等の薄膜形成法により、厚さ約2000ÅのITO（インジウ
ム−スズ酸化物）膜からなる上部透明電極4aが設けられ
ている。
同上部透明電極4aの下面には、電解重合法、触媒重合
法等により、厚さ約6000Åのポリアニリン膜よりなる酸
化発色層５が形成されている。この酸化発色層５として
は、ポリピロール、ポリチオフェン等を使用することも
できる。
法等により、厚さ約6000Åのポリアニリン膜よりなる酸
化発色層５が形成されている。この酸化発色層５として
は、ポリピロール、ポリチオフェン等を使用することも
できる。
一方、下部基板2bの上面には、厚さ約2000ÅのITO膜
よりなる下部透明電極4bが設けられている。同下部透明
電極4bの上面には、EB（エレクトロンビーム）蒸着法、
イオンプレーティング法、スパッタリング法等により、
厚さ約6000Åの酸化タングステン膜よりなる還元発色層
６が形成されている。この還元発色層６としては、酸化
モリブデン（MoO3）、酸化チタン（TiO2）等を使用する
こともできる。
よりなる下部透明電極4bが設けられている。同下部透明
電極4bの上面には、EB（エレクトロンビーム）蒸着法、
イオンプレーティング法、スパッタリング法等により、
厚さ約6000Åの酸化タングステン膜よりなる還元発色層
６が形成されている。この還元発色層６としては、酸化
モリブデン（MoO3）、酸化チタン（TiO2）等を使用する
こともできる。
上記両基板2a,2b間には、両基板2a,2bを一定間隔に支
持するためのスペーサ７が介在され、前記酸化発色層５
と還元発色層６との間には、ポリエチレンオキサイドと
1M LiClO4／プロピレンカーボネートとが1:6の割合で配
合されたゲル状の電解質層８が設けられている。
持するためのスペーサ７が介在され、前記酸化発色層５
と還元発色層６との間には、ポリエチレンオキサイドと
1M LiClO4／プロピレンカーボネートとが1:6の割合で配
合されたゲル状の電解質層８が設けられている。
このECDの周囲は、エポキシ樹脂よりなる硬質の封止
材９によって封止されている。前記上部及び下部の基板
2a,2b上の透明電極4a,4bは約10Ω／□の面抵抗を有し、
それらの一側部には、導電ペースト10a,10bが塗布さ
れ、同導電ペースト10a,10bには一端が安定化電源装置1
1に接続された駆動電圧印加用のリード線12a,12bの他端
がはんだ付けされている。同安定化電源装置11は、バッ
テリー等の電力供給源、着色電位V1、消色電位V2を一定
に保つための電圧安定化回路、着色電流、消色電流を一
定に保つための電流安定化回路を含み、切替スイッチ13
を介してECD3に対し、第３図に示すように、所定の着色
電位V1及び消色電位V2を印加できるようになっている。
材９によって封止されている。前記上部及び下部の基板
2a,2b上の透明電極4a,4bは約10Ω／□の面抵抗を有し、
それらの一側部には、導電ペースト10a,10bが塗布さ
れ、同導電ペースト10a,10bには一端が安定化電源装置1
1に接続された駆動電圧印加用のリード線12a,12bの他端
がはんだ付けされている。同安定化電源装置11は、バッ
テリー等の電力供給源、着色電位V1、消色電位V2を一定
に保つための電圧安定化回路、着色電流、消色電流を一
定に保つための電流安定化回路を含み、切替スイッチ13
を介してECD3に対し、第３図に示すように、所定の着色
電位V1及び消色電位V2を印加できるようになっている。
一方、ECD3の一部（第２図右上部）には、上記ECD3と
隔離された基準電極となる基準ECD21が形成されてい
る。同基準ECD21の構成は上記ECD3と同様である。同基
準ECD21の対向電極としての両透明電極24a,24bにはリー
ド線27a,27bの一端が接続され、同リード線27a,27bの他
端は互いに接続された後、電圧検出装置28に接続され、
同電圧検出装置28からさらに前記安定化電源装置11を介
して前記ECD3の酸化発色層側の上部透明電極4aに接続さ
れている。このリード線27a,27bの他端は、電圧検出装
置28を介して酸化タングステンからなる還元発色層６に
接続することもできるが、電位の変動によって劣化しや
すいポリアニリンからなる酸化発色層５に接続するのが
好ましい。
隔離された基準電極となる基準ECD21が形成されてい
る。同基準ECD21の構成は上記ECD3と同様である。同基
準ECD21の対向電極としての両透明電極24a,24bにはリー
ド線27a,27bの一端が接続され、同リード線27a,27bの他
端は互いに接続された後、電圧検出装置28に接続され、
同電圧検出装置28からさらに前記安定化電源装置11を介
して前記ECD3の酸化発色層側の上部透明電極4aに接続さ
れている。このリード線27a,27bの他端は、電圧検出装
置28を介して酸化タングステンからなる還元発色層６に
接続することもできるが、電位の変動によって劣化しや
すいポリアニリンからなる酸化発色層５に接続するのが
好ましい。
この基準ECD21は両透明電極24a,24b間を短絡すること
により、チャージバランス及び酸化発色層25と還元発色
層26の特性に基づいて3.2VvsLiの電位を示すようになっ
ている。
により、チャージバランス及び酸化発色層25と還元発色
層26の特性に基づいて3.2VvsLiの電位を示すようになっ
ている。
次に、上記ECD3の駆動方法について説明する。
第１図に示すように、切替スイッチ13を着色側に投入
し、前記基準ECD21の基準電位V0に対し、酸化発色層５
の着色電位V1を＋0.5V即ち3.7VvsLiにする。この着色電
位V1は、基準ECD21と酸化発色層５の間の電圧を電圧検
出装置28で検出するとともに、両発色層5,6間の電圧を
基準ECD21の基準電位V0に対し酸化発色層５の電位が＋
0.5Vとなるように同安定化電源装置11で電圧を印加する
ことにより制御される。
し、前記基準ECD21の基準電位V0に対し、酸化発色層５
の着色電位V1を＋0.5V即ち3.7VvsLiにする。この着色電
位V1は、基準ECD21と酸化発色層５の間の電圧を電圧検
出装置28で検出するとともに、両発色層5,6間の電圧を
基準ECD21の基準電位V0に対し酸化発色層５の電位が＋
0.5Vとなるように同安定化電源装置11で電圧を印加する
ことにより制御される。
このとき、ECD3は全体が徐々に青色に着色する。この
着色電位V1印加時から約20秒経過すると、ECD3における
酸化還元反応が飽和するため、光透過率が低下して着色
度がほぼ定常状態となる。
着色電位V1印加時から約20秒経過すると、ECD3における
酸化還元反応が飽和するため、光透過率が低下して着色
度がほぼ定常状態となる。
次に、切替スイッチ13を消色側に切替えて、前記基準
ECD21の電位に対し、−0.8V即ち2.4VvsLiの消色電位V2
をECD3に印加すると、ECD3は全体が徐々に消色する。消
色電位V2印加時から約15秒経過すると、ECD3における酸
化還元反応が飽和するため、光透過率が増加して消色度
がほぼ定常状態となる。このようにして、着色動作及び
消色動作を行うことができる。
ECD21の電位に対し、−0.8V即ち2.4VvsLiの消色電位V2
をECD3に印加すると、ECD3は全体が徐々に消色する。消
色電位V2印加時から約15秒経過すると、ECD3における酸
化還元反応が飽和するため、光透過率が増加して消色度
がほぼ定常状態となる。このようにして、着色動作及び
消色動作を行うことができる。
本実施例においては、基準ECD21による基準電位V0を
基にしてECD3を駆動するようにしたので、ECD3を繰り返
し駆動しても酸化発色層５の電位は常に一定に保持され
る。従って、電位の低下による酸化発色層５を構成する
ポリアニリンの劣化及び電位の上昇による酸化発色層５
の消色時の色残りを防止することができ、ECD3の寿命を
長くすることができる。
基にしてECD3を駆動するようにしたので、ECD3を繰り返
し駆動しても酸化発色層５の電位は常に一定に保持され
る。従って、電位の低下による酸化発色層５を構成する
ポリアニリンの劣化及び電位の上昇による酸化発色層５
の消色時の色残りを防止することができ、ECD3の寿命を
長くすることができる。
また、通常用いられている銀（Ag）−塩化銀（AgCl）
電極、リチウム（Li）電極等の参照電極は薄い電解質層
８を有するECD3中に装着することは困難であるが、本実
施例の基準ECD21はECD3自身の一部を区画（パターンニ
ング）することによって同一の厚さのものを簡単に調製
することができるとともに、基準ECD21自身の電気化学
的特性は安定しているので、駆動部の電位を確実に制御
でき、しかも酸化発色層５の特性を良好に維持すること
ができる。
電極、リチウム（Li）電極等の参照電極は薄い電解質層
８を有するECD3中に装着することは困難であるが、本実
施例の基準ECD21はECD3自身の一部を区画（パターンニ
ング）することによって同一の厚さのものを簡単に調製
することができるとともに、基準ECD21自身の電気化学
的特性は安定しているので、駆動部の電位を確実に制御
でき、しかも酸化発色層５の特性を良好に維持すること
ができる。
本考案は上記実施例に限定されるものではなく、考案
の趣旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように構成する
こともできる。
の趣旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように構成する
こともできる。
（１）前記基準ECD21を着色したとき、酸化タングステ
ンからなる還元発色層６の電位は3.0VvsLi付近で安定化
する。従って、この電位を基準電位V0とすることもでき
る。
ンからなる還元発色層６の電位は3.0VvsLi付近で安定化
する。従って、この電位を基準電位V0とすることもでき
る。
（２）基準ECD21として、酸化タングステン、ポリアニ
リン以外の素子を用いることもできる。
リン以外の素子を用いることもできる。
（３）電解質層８として、液体又は全固体の電解質を使
用することができ、また基板2a,2bのうちいずれかを不
透明なものとして反射モードのECD3とすることもでき
る。
用することができ、また基板2a,2bのうちいずれかを不
透明なものとして反射モードのECD3とすることもでき
る。
（４）本考案のECDは前記実施例のサンルーフ１以外
に、防眩ミラー、さらに車両、航空機、建築物の窓等に
広く利用できる。
に、防眩ミラー、さらに車両、航空機、建築物の窓等に
広く利用できる。
本考案のエレクトロクロミック素子は、着消色の操作
を繰り返し行っても電位の変動がなく、従って電位変動
の受け易い発色層、特にポリアニリン等からなる酸化発
色層が劣化しにくいという効果を奏する。
を繰り返し行っても電位の変動がなく、従って電位変動
の受け易い発色層、特にポリアニリン等からなる酸化発
色層が劣化しにくいという効果を奏する。
さらに、基準電極は一対の対向電極の内面にエレクト
ロクロミック素子の発色層と同一材料からなる層を備え
ているため、ドープ、脱ドープの繰り返しにより、活性
度を高めることができる。この活性度を高めることによ
り、多少のアニオンのドーピング量が変化しても、電位
変動が少ない電極とすることができる。
ロクロミック素子の発色層と同一材料からなる層を備え
ているため、ドープ、脱ドープの繰り返しにより、活性
度を高めることができる。この活性度を高めることによ
り、多少のアニオンのドーピング量が変化しても、電位
変動が少ない電極とすることができる。
又、基準電極を構成する対向電極間をエレクトロクロ
ミック素子の発色層と同一材料からなる層を介してリー
クすることにより、例えば前記発色層がポリアニリン及
び酸化タングステンからなる場合には、基準電極におけ
るポリアニリン層がプラス側に変動するのを抑制し、
又、タングステン層がマイナス側に変動するのを抑制す
るため、安定することができる。ポリアニリン膜の実効
ドープ量が０の領域で基準電極として機能することでき
る。
ミック素子の発色層と同一材料からなる層を介してリー
クすることにより、例えば前記発色層がポリアニリン及
び酸化タングステンからなる場合には、基準電極におけ
るポリアニリン層がプラス側に変動するのを抑制し、
又、タングステン層がマイナス側に変動するのを抑制す
るため、安定することができる。ポリアニリン膜の実効
ドープ量が０の領域で基準電極として機能することでき
る。
すなわち、基準電極の対向電極間をエレクトロクロミ
ック素子の発色層と同一材料からなる層を介してリーク
することにより、電位がきわめて正確に規定できる。
ック素子の発色層と同一材料からなる層を介してリーク
することにより、電位がきわめて正確に規定できる。
又、本考案は、基準電極における発色層と同一材料か
らなる層は、エレクトロクロミック素子の形成時のパタ
ーンニングにより実現できるため、安価にかつ容易に製
造することができる。
らなる層は、エレクトロクロミック素子の形成時のパタ
ーンニングにより実現できるため、安価にかつ容易に製
造することができる。
第１〜３図は本考案の実施例を示す図であって、第１図
はエレクトロクロミック素子を示す断面図、第２図はエ
レクトロクロミック素子を示す平面図、第３図はエレク
トロクロミック素子の着色電位及び消色電位を示すグラ
フである。 4a……上部透明電極、4b……下部透明電極、５……酸化
発色層、６……還元発色層、８……電解質層、V1……着
色電位、V2……消色電位、21……基準電極としての基準
エレクトロクロミック素子
はエレクトロクロミック素子を示す断面図、第２図はエ
レクトロクロミック素子を示す平面図、第３図はエレク
トロクロミック素子の着色電位及び消色電位を示すグラ
フである。 4a……上部透明電極、4b……下部透明電極、５……酸化
発色層、６……還元発色層、８……電解質層、V1……着
色電位、V2……消色電位、21……基準電極としての基準
エレクトロクロミック素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 上村 俊也 愛知県西春日井郡春日村大字落合字長畑 １番地 豊田合成株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−157132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−179422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−147237（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の電極（4a,4
b）と、同電極（4a,4b）間に配置された発色層（5,6）
と、同じく電極（4a,4b）間に配置された電解質層
（８）とからなるエレクトロクロミック素子において、 前記発色層（5,6）の着色電位（V1）及び消色電位
（V2）を所定の電位に保持するための基準電極（21）を
エレクトロクロミック素子中に備え、 前記基準電極（21）は、前記エレクトロクロミック素子
の電極（4a,4b）とは独立した一対の対向電極（24a,24
b）を備え、同独立した対向電極（24a,24b）の内面にお
いて前記エレクトロクロミック素子の発色層（5,6）と
同一材料からなる層（25,26）を備えていることを特徴
とするエレクトロクロミック素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989127326U JP2506312Y2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | エレクトロクロミック素子 |
| US07/605,359 US5073011A (en) | 1989-10-31 | 1990-10-30 | Electrochromic device with a reference electrochromic element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989127326U JP2506312Y2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | エレクトロクロミック素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0365122U JPH0365122U (ja) | 1991-06-25 |
| JP2506312Y2 true JP2506312Y2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=14957166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989127326U Expired - Lifetime JP2506312Y2 (ja) | 1989-10-31 | 1989-10-31 | エレクトロクロミック素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5073011A (ja) |
| JP (1) | JP2506312Y2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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