JPS63280223A

JPS63280223A - 複数ｅｃ素子の直列駆動方法

Info

Publication number: JPS63280223A
Application number: JP62116175A
Authority: JP
Inventors: Satoru Oshikawa; 識押川; Tatsuo Niwa; 達雄丹羽
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1988-11-17

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】〔産業上の利用分野〕、本発明は複数のエレクトロクロミック素子を同時に駆動
する方法に関するものである。以下、エレクトロクロミ
ックをｒＥｃＪと略する。

〔従来の技術〕

電圧を印加すると可逆的に電解酸化または還元反応が起
こり可逆的に着色する現象をエレクトロクロミズムと言
う、このような現象を示すＥＣ物質を用いて、電圧操作
により着消色する光量制御素子をＥＣＤと呼ぶ、そして
、例えば、第２図に示すように、ガラス基板１上に透明
電極層（下部電極層２）、第２ＥＣ層３（酸化発色層）
、イオン導電層４、第１ＥＣ層５（還元発色層）、反射
膜兼金属電極又は透明電極層（上部電極層６）を積層し
てなるＥＣＤが全固体型ＥＣＤとして知られている。こ
のＥＣＤは、乾電池から得られる程度の着色電圧を一対
の電極層間に印加すると、着色し、逆極性の消色電圧を
印加すると消色して元の無色透明に戻る。

従って、上部電極層６が反射性か又は透過性のときには
更に上層に反射層を設けた場合には、基板１側の入射光
は、ＥＣ層の着色により吸収されるので、反射光は減光
する。つまり、反射率を電気的に変えることができる。

そこで反射型ＥＣＤは、現在自動車等の防眩ミラーとし
て開発が進められている。

ところで、防眩ミラーに限らず、複数０ＥＣＤを同時に
駆動したい場合がある。この場合、回路はスペース（場
所）や電気部品点数、コストなどを考えると、１個の方
が好ましく、そのため従来、複数０ＥＣＤを同時に駆動
する場合、共通の回路１個で並列に駆動することが考え
られていた。

しかし、特に防眩ミラーの場合にそうであるが、室内の
ルームミラーと車外のサイドミラー（又はドアミラー）
との合計２個又は３個を同時に駆動する場合、各ＥＣＤ
の周囲温度が異なる。

ＥＣＤは一般に周囲温度が低温になるほど着色のレスポ
ンスが遅くなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そのため、各ＥＣＤの周囲温度が異なると、同時に駆動
しても各ＥＣＤのレスポンスが一致せず、観察者が不快
感を覚えるという第１の問題点があった。

また、ＥＣＤでは一対の電極層のうち少なくとも一方は
透明電極であり、透明電極材料としては、今のところ、
ＳｎｏｗやＩｎ、Ｏ，、ＩＴＯ（１ｎ２０．とＳｎＯ，
との混合物）しかなく、比較的電気抵抗が高い、そのた
め、表示面積が例えば１０ｃ＋＊Ｘ２０ｃｍと大型化す
るに伴ない、全体が均一な所定濃度に着色するまでの時
間（レスポンス）は、例えば約５秒と比較的遅い。同じ
理由で仮に表示面積が同じでも形状が互いに異なる（鏡
面対称形に相当する場合を除く）複数のＥＣＤを並列に
駆動すると、仮に周囲温度が同じでも、各ＥＣＤのレス
ポンスが一致せず、観察者が不快感を覚えるという第２
の問題点があつた。

従って、本発明の目的は、複数のＥＣＤを同一回路で同
時駆動する場合、■各ＥＣＤの周囲温度が異なるときで
もレスポンスを一致させること、■各ＥＣＤの周囲温度
が同一であって表示形状が異なるときでもレスポンスが
一致させることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意研究の結果、各ＥＣＤの表示面積が
等しいか又はほり等しい場合に限って、直列駆動すれば
、前記第１及び第２の問題点が解決されることを第１に
見い出した。

しかし、一般にＥ　ＣＤ　！上着色させた後、着色電圧
の印加を止めても着色状態が保持される性質（メモリー
性）を有するものの、ＥＣＤを着色状態のまま着色電圧
の印加なしに余り長いこと放置しておくと、自然消色す
る。

そのため、着色状態を維持する時、連続的又は間けつ的
に着色電圧を印加する必要がある。

しかし、製作時に制御不可能な原因により各ＥＣＤでメ
モリー性が異なり、消色傾向が異なる。

そのため、直列に着色維持電圧を印加すると、ＥＣＤ間
で着色濃度にバラつきがでる。そこで本発明者らは更に
研究を進めた結果、並列に着色維持電圧を印加すると、
各ＥＣＤ間にオートバランス作用が働いてメモリー性を
見掛は上一致させることができることを第２に見い出し
た。

本発明は第１の知見及び第２の知見に基づき、成された
もので、以下の駆動方法を提供する。

即ち、本発明は表示面積が等しいか又はほり等しい複数
のエレクトロクロミック素子を同一回路で同時に駆動す
る方法に於いて、着色動作時は、各素子を直列に接続して駆動し、着色状
態を維持する時は、各素子を並列に駆動することを特徴
とする複数のエレクトロクロミック素子の直列駆動方法
を提供する。

尚、着色動作は、最大着色濃度への着色ばかりでな（、
中間濃度への着色動作も含む。

〔作　用〕

本発明では、（１）着色動作時に直列駆動するので、各
ＥＣＤへ注入される電荷の注入速度および注入電荷量が
必然的に同一となり、■各ＥＣＤの周囲温度が仮に異な
っていても、また■周囲温度は同一であるが、表示形状
が異なっている場合でも、着色レスポンスを一致させる
ことができ、そして（２）−互着色させた後、着色維持
電圧を今度は並列に印加するので、メモリー性の異なる
ＥＣＤ間で蓄積電荷量がオートバランスして、メモリー
性が一致する。

尚、消色動作時は、前記第１、第２の問題点は、着色動
作時はどには深刻ではないので、並列駆動でもよいが、
どちらかと言えば直列駆動が好ましい、また、仮に消色
維持のために短絡又は消色維持電圧を印加する場合、後
者のとき、並列駆動が好ましい。

本発明におけるＥＣＤの積層構造は、特にどれと限定さ
れるものではないが、固体型ＥＣＤの構造としては、例
えば■電極層／ＥＣ層／イオン導電層／電極層のような
４層構造、■電極層／還元着色型ＥＣ層／イオン導電層
／可逆的電解酸化層ないし酸化着色型ＥＣ層／電極層の
ような５層構造があげられる。この場合、電極層の何れ
か一方は透明でなければならず、そこを透過して着色状
態を見ない電極層は不透明層又は反射層でもよい。

しかし、本発明は特に着色面積の大きなＥＣＤの駆動に
適している。

透明電極の材料としては、例えばＳｎＯ，，１ｎｔ　Ｏ
，、ＩＴＯなどが使用される。このような電極層は、一
般には真空蒸着、イオンブレーティング、スパッタリン
グなどの真空薄膜形成技術で形成される。（還元着色性
）ＥＣ層としてはｍｍにＷＯｘ　、Ｍ　Ｏ０２などが使
用される。

イオン導電層としては、例えば酸化ケイ素、酸化タンタ
ル、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化
ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、フッ化
マグネシウムなどが使用される。これらの物質薄膜は製
造方法により電子に対して絶縁体であるが、プロトン（
Ｈｏ）およびヒドロキシイオン（ＯＨ−）に対しては良
導体となる。ＥＣ層の着色消色反応にはカチオンが必要
とされ、Ｈ′″イオンやＬ１°イオンをＥＣ層その他に
含有させる必要がある　Ｈ＋イオンは初めからイオンで
ある必要はなく、電圧が印加されたときにＨ９イオンが
生じればよく、従ってＨ′″イオンの代わりに水を含有
させてもよい、この水は非常に少なくて十分であり、し
ばしば、大気中から自然に侵入する水分でも着消色する
。

・　ＥＣ層とイオン導電層とは、どちらを上にしても下
にしてもよい、さらにＥＣ層に対して間にイオン導電層
を挟んで可逆的電解酸化層（ないし酸化着色型ＥＣ層又
は触媒層）を配設してもよい。

このような層としては、例えば酸化ないし水酸化イリジ
ウム、同じ（ニッケル１．同じくクロム、同じくバナジ
ウム、同じくルテニウム、同じ（ロジウムなどがあげら
れる。これらの物質はイオン導電層又は透明電極中に分
散されていても良いし、それらの構成物質を分散して含
有していてもよい。

不透明な電極層は、反射層と兼用していてもよく、例え
ば金、銀、アルミニウム、クロム、スズ、亜鉛、ニッケ
ル、ルテニウム、ロジウム、ステンレスなどの金属が使
用される。

〔実施例〕

縦Ｂ　ｃｔａ　Ｘ横１５ＣＩＩＸ厚さ２−のガラス基板
（１）を用意し、これにＩＴＯ電極層を形成し、次にホ
トエツチング又はレーザーカッティングにより上部電極
（６）用の取出し部（６ａ）と下部電極層（２）との間
に溝を形成した。これにより取出し部（６ａ）と下部電
極層（２）とそれに連続して続く下部電極の取出し部を
形成した。

なお、ＩＴＯをマスク蒸着することにより直接にこれら
のパターンを形成してもよい。

次に酸化イリジウムと酸化スズとの混合物からなる酸化
発色性の第２ＥＣ層（３）、イオン導電層（４）として
の酸化タンタル層及び還元発色性の第１ＥＣ層（５）と
して酸化タングステン層を順に形成した。

次に上部電極層（６）としてＡ２を蒸着した。

このときＡｊ！は既に基板（１）上に形成された取出し
部（６）ａと一端が接触するようにする。

最後に封止用ガラス板（８）にエポキシ樹脂封止剤（７
）を多めに塗布してこれをＥＣＤに張り合わせ、そして
放置することによりエポキシ樹脂を硬化させ、第２図に
示すＥＣＤを作製した。第２図は、一部をデホルメして
あり、正確な寸法比を有しない。

このＥＣＤは、上部電極層（６）がＡｆｆｉで反射層を
兼用していることから基板１側から入射した光は上部電
極層（６）で反射されるので、消色状態で反射率Ｒを測
定したところ、Ｒ＝６０％あった。しかし、着色状態で
は、反射光は、途中で第１ＥＣ層（５）−と第２ＥＣ層
（３）をそれぞれ２度透過するので、それらのＥＣ層が
着色状態のときには吸収されて反射光量が減少し、その
結果反耐重Ｒも低下する。

事実、二０ＥＣＤに駆動電源（Ｓｕ）から直流着色電圧
Ｖｃ−＋１．３５Ｖを印加すると、Ｒ−１５％に低下し
た。

こ０ＥＣＤ　（１０）２枚を第１図に示すように回路を
組み、連動スイッチ（９）を直列（Ａ）側に倒し、着色
方向に＋２．７ｖの電圧（着色電圧）を印加したところ
、両ＥＣＤとも５秒後に反射率が６０％から１５％に低
下した。

次にその状態で連動スイッチ（９）を並列（Ｂ）側に倒
して着色維持電圧＋１．２Ｖを印加し２４時間放置した
が、反射率の変化は双方とも認められなかった。尚、駆
動電源（Ｓｕ）は、ＯＮ。

ＯＦＦおよび電圧方向の選択及び電圧値の選択が自由に
可能なものとして第１図に示した。

また、一方のＥＣＤ　（１０）を室温に他方を一２０°
Ｃに保持し、同様に駆動させたところ、この２枚のＥＣ
Ｄ（１０）でレスポンスに違いはみられなかった。

〔比較例〕

一方のＥＣＤ（１０）を室温に、他方を一２０℃に保持
して、連動スイッチ（９）を並列側に倒して、着色方向
に＋１．３５　Ｖの直流電圧を印加したところ、全体に
反射率が１５％に低下するのに前者は５秒かかり、後者
は１０秒かかった。着色レスポンスが２倍異なる。

また、そのまま連動スイッチ（９）を直列側に倒して、
消色方向に−１，３５Ｖの直流電圧−２０℃→５秒、室
温→２秒を印加したところ、全体に反射率が６０％に回
復するのに、前者（室温）２秒、後者（−２０°Ｃ）５
秒を要した。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、着色レスポンスが一致す
るので、観察者が不快感を覚えることがなく、また着色
維持時に各ＥＣＤのメモリー性が仮に異なっていても見
掛は状一致するので見栄えが良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例で用いたＥＣＤ駆動回路の回
路図である。第２図は、同じ〈実施例で用いたＥＣＤの概略垂直断面
図である。〔主要部分の符号の説明〕１・・・・・・基板２・・・・・・下部電極層（透明電極）３・・・・・・
酸化発色性の第２ＥＣ層４・・・・・・イオン導電層５・・・・・・還元発色性の第１ＥＣ層６・・・・・・
上部電極１ｍ（反射性電極）７・・・・・・封止剤８・・・・・・封止用ガラス板９・・・・・・連動スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】表示面積が等しいか又はほゞ等しい複数のエレクトロク
ロミック素子を同一回路で同時に駆動する方法に於いて
、着色動作時は、各素子を直列に接続して駆動し、着色状
態を維持する時は、各素子を並列に駆動することを特徴
とする複数のエレクトロクロミック素子の直列駆動方法
。