JPS6338923A - 端面に取出し電極部を設けたｅｃ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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エレクトロクロミック素子の改良に関する。

（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エレクトロクコミック（以
下、ＥＣと略称する）物質を用いて、電圧操作によυ着
消色するＥＣ素子（以下、ＥＣＤと略す）を作り、この
ＥＣＤを光量制御素子（例えば、防舷ミラー）や７セグ
メントを利用し比数字表示素子に利用しようとする試み
は、２０年以上前から行なわれてｉる。例えば、ガラス
基板の上に透明電極膜（陰極）、三酸化タングステン薄
膜、二酸化ケイ素のような絶縁膜、ｉｌｔ極膜（陽極）
を順次積層してなるＥＣＤ＜特公昭５２−４６０９８参
照）が全固体：［ＥＣＤとして知られている。このＥＣ
ＤＪＣ１！圧を印加すると三酸化タングステン（ＷＯＩ
Ｊ薄膜が青色に着色する。

その後、このＥＣＤに逆の電圧を印加すると、ＷＯ。

薄膜の青色が消えて無色になる。この着色・消色する機
構は詳しくは解明されていないが、ＷＯ１薄膜および絶
縁＠（イオン導電層］中に含まれる少量の水分がＷＯ３
の着色ｅ消色を支配していると理解されている。着色の
反応式は下記のようＶＣ推定されている。

Ｉ（、Ｏ→Ｈ＋ＯＨ− （ＷＯｓｍ＝ｍ極側）　ＷＯ，＋　ｎＨ＋ｎｅ−→Ｈｎ
ＷＯ。

無色透明　　　　青色 （絶縁膜＝陽極側１０Ｈ−−”　ＨｔＯ＋　ｌ／　４０
ｔ↑ところで、ＥＣ層をＶＸ接又は間接的に挾む一対の
電極層は、ＥＣ層の着消色を外部に見せるために、少な
くとも一方は透明でなければならない。特に透過波のＥ
ＣＤ（２）場合には両方とも透明でなけｔばならない。

透明な電極材料としては、現在のところＳｎＯ，、Ｉｎ
、Ｏ，、Ｉ　Ｔｏ　（ＳｎＯ，とＩ　ｎ、　ｏｓとの混
合物）　、　ＺｎＯなどが知られているが、これらの材
料は比較的透明度が悪い九めに薄くせねばならず、この
理由及びその他の理由からＥＣＤは基板例えばガラス板
やプラスチック板の上に形成するのが普通であり、この
ようなＥＣＤの構造の一例をＷＪｚ図に示す。

第２図に於いて、（３）は上部透明電極、■）は下部透
明Ｕ極、０は還元着色性ＥＣ層（例えばＷＯ，）。

０はイオン導′ｆ！Ｌ層、■は可逆的電解酸化層（例え
ば酸化又は水酸化イリジウム）全それぞれ示し。

基本的にはこの（イ）〜（Ｂ）の積層構造だけでＥＣＤ
がイ４成されるが、前述のとおシ、これら０ＥＣＤは基
板（Ｓ）上に形成される。（Ｒ）ｌｄＥｃＤの封止材例
えばエポキシ樹脂であり、Ｏ）は保護用の封止基板であ
る。

このようなＥＣＤの電極囚、ノ）に外部電源を供給する
ために、各々取出し電極部が必要であり、これまで各取
出し電極部は、第２図に示すように基板（Ｓ）の上面に
設けられ、ここに外部配線ＣＬｈ）−（Ｌ＋＋　）がそ
れぞれ接続されてい友。

その九め下記の如き欠点■〜■があつ几。

■　表示面積が大きく取れないこと（取出し電極部の分
だけ表示面積が小さくなってしまう）。

■　基板■と封止基板Ｃ）との大きさが異ならざる全得
ないため、封止するときに封止基板０の位置決めが離し
くなり１手間がかかること。

■　取出し１！極部の上を封止材（へ）が覆い易く。

外部配線（Ｌム）　、　＋ＬｍＪを接続するときに手間
がかかること。

そこで本発明者は先に他の発明者と共にこれらの欠点を
解決すべく研究し九結果、取出し電極部を基板の上面で
はなく端面（側面］に設けることを発明し、特許出願し
ｔ（特願昭６０−１１３６３９１゜この出願はまだ公開
されていないので、以下「先願」と引用する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、先願の明細書に開示された取出し電極部
は、透明電極材料（ＩＴＯＩで作られており、この材料
は電気抵抗が比較的高い友め、これに外部配線を）・ン
ダ付けその他の手段により接続し、この外部配線を通し
て取出し電極部に電荷又は電子の供給・取出し金貸なう
と、取出し電極部の近くから着消色が起こり、ＪＬ苦し
いとい９問題点があっ几。

ま九、透明電極材料への外部配線の接続が難しいという
問題点があつ次。

本発明の目的は、これらの問題点の解決にある。

（問題点を解決する次めの手段） 本発明の特徴は、基板端面に設ける取出し電極部を透明
電極材料よりも抵抗の低い低抵抗材料で作成したことに
ある。

（作用） 本発明の取出し１！他部は、■低抵抗材料の単一層構造
であってもよいし、■透明１！極材料の下層と低抵抗材
料の上層との多層構造でもよい。

本発明で使用される低抵抗材料としては１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、ロジウムなどが挙げられ。

例えば、（イ）厚膜法例えば常温又は加熱硬化壓の導電
ベースｈ’を塗布しく加熱）乾燥硬化させる方法。

（ロ）プラズマ溶射法、（ハ）薄膜法例えば真空蒸着、
スパッタリング、イオンブレーティングなどにより取出
し電極部が形成される。

取出し１！他部を端面に設ける場合、基板上面から端面
へと連続し九電極層を形成する必要があるが、上面と端
面との境界に相当する角（エッチ）全面取りしておくこ
とが好ましい。面取りしておくと、（イ）端面にある取
出し電極部から上面にある電極層本体への電気抵抗が低
くなるので好ましい。

ま九（ロ）真空薄膜形成技術例えばＸ空蒸着にょシ基板
上面に１！極層？形成するとき、回ジ込み現象を利用し
て端面１ｃ″！でも電極層、つまり取出し電極部を形成
することができるので好ましい。そのほか（ハ）取扱い
中に角を破損して上面だある電極層本体と端面にある取
出し電極部との断線？来たす危険がなくなるので好まし
い。

本発明に於ける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ＷＥＣＤの構造としては１例
えば■？！極層／ＥＣ層／イオン導電層／［極層のより
な４／１１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／′Ｐ！極層のような５層構
造があげられる。

透明電極の材料としては１例えば、　ＳｎＯ，。

”＊Ｏｓ　、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層としては一般にＷＯ，、Ｍｏｂ、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（Ｈｌおよびヒドロキシイオン（Ｏ
Ｈ）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Ｌｉ　　イオン
をＥＣ層その他に含有させる必要がある。ｔイオンは初
めからイオンである必要はなく、電圧が印加され次とき
にｔ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／１ｉｌｌ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ｔ！Ｎを挾んで（場合によ夕酸化着色性ＥＣ層ともな
る）可逆的電解酸化層ないし触媒層を配設してもよい。

このような膚としては１例えば酸化ないし水酸化イリジ
クム、同じくニッケル、同じくクロム、同じくバナジウ
ム、同じくルテニウム、同じく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、それらを分散していてもよい。

不透明な電極層は１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。

以下、第１図を引用して本発明を実施例により詳細に説
明する。

（実施例） まず上面と端面との角を面取りした１５０■×８０ｍＸ
３ｍのガラス基板但）と同一寸法のガラス製封止基板０
を用意し几。

次に前記ガラス基板■の上面に真空蒸着によりＩＴＯ電
極層全形底し′ｆｉ−０このとき１回り込み現象により
電極層は上面から続いて端面にも形成された。

そして、端面に形成されたＩＴＯ取出し電極部の上に、
はｙ全体にプラズマ溶射法によりアルミニウムを５０μ
の厚さに、その後、銅を１００μの厚さに形成すること
により３層構造の取出し電極部を形成した。なお、銅／
アルミニウムの２層膜の電気抵抗は無視し得るほどに小
さかった。

従って、この金Ｊｉｍ極層に外部配線を接続すれば、外
部配線から供給され比電荷又は電子は素速く金ｒｊ４電
極層全体に行きわたり、それから面接触しているＩＴＯ
電極に流れるので、ＩＴＯ電極への電荷又は電子の供給
速度が局部的に片寄ることがない。

端面から上面にまで形成され友ＩＴｏ電極層は、次にホ
トエツチングにより、上部電極代用の取出し電極部と下
部電極（Ｂ）とに分離し几。

その後、酸化イリジウム（酸化スズとの混合物の形で）
Ｎ（ト）、酸化メンタル層０及びＷＯ１層Ｇ）ｔ−順に
形成した。

最後に上部１！稼（４）としてＡｌｔ蒸着し、このとき
。

Ａｌは既に基板但）上に形成された取出し［極部と一端
が接触するようにする（第１図参照）０エポキシ樹脂封
止材０）で上面を封止すると共に封止基板（Ｇ）を接着
して封止を完了し１本実施例のＥＣＤ７．作製した。こ
の場合、封止基板（Ｇ）は基板（Ｓ）と同一寸法である
九めに位置決めが極めて容易であり、ま九封止材が取出
し電極ｇを覆ってしまうこともなかった。

端面に形成され九両取出し電極部にそれぞれ外部配線［
ＬＡ）　、　＜Ｌ、）をハンダ付けして、駆動電源（Ｓ
ｕｌから着色電圧［＋１．３５Ｖ）１印加すると。

基板（Ｓ）側から入射させて波長６３３ｎｍの光に）に
対し反射率が１５チに減少しく１０秒後）、この反射率
は電圧印加を止めても、しばらく保九れ九。

今度は消色電圧［−１，３５Ｖ］を印加すると、同じく
反射率は６５％に回復した（１０秒後）。

（発明の効果Ｊ 以上の通り１本発明によれば、低抵抗の取出し電極部？
基板端面に設けたので、■表示面積を大きくとることが
でき、■封止材が取出し電極部を覆いに〈〈なり、■基
板と同一寸法の封止基板を使用できるようになり、その
ため封止基板の位置決め作用が容易にな９．■取出し電
極部近くから着消色が起こることがなくなって均一に着
消色し、■外部配線の接続が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるＥＣＤの概略垂直断
面図である。 第２図は従来０ＥＣＤの概略垂直断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 Ｓ・・・・・・基板 Ａ・・・・・・上部電極 Ｂ・・・・・・下部電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に設けたエレクトロクロミック素子に於いて
   、前記基板の端面に低抵抗材料の取出し電極部を設けた
   ことを特徴とするエレクトロクロミック素子。 ２、前記低抵抗材料が金属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。