JPS6353523A - エレクトロクロミツク素子 - Google Patents
エレクトロクロミツク素子Info
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- JPS6353523A JPS6353523A JP61198410A JP19841086A JPS6353523A JP S6353523 A JPS6353523 A JP S6353523A JP 61198410 A JP61198410 A JP 61198410A JP 19841086 A JP19841086 A JP 19841086A JP S6353523 A JPS6353523 A JP S6353523A
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Landscapes
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
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。
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
るものである。
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
るものである。
(従来の技術)
従来、EC現象とは、電圧を加えた時に酸化還元反応に
より物質が着色する現象を指している。この様なEC現
象を利用する電気化学的着消色素子、すなわちEC素子
は、例えば数字表示素子、X−Yマトリックスディスプ
レイ、可変NDフィルター、光学シャッタ、絞り機構等
に応用が期待されている。現在の処、酸化時に着色する
EC材料としては、応答速度、安定性、寿命などの面で
酸化イリジウムが代表としてあげラレる。この様なEC
現象を示す酸化イリジウムに代表されるエレクトロクロ
ミンク膜の作成法として、電解液中において金属イリジ
ウムに一定振幅の交流電位を連続掃引する陽極酸化法と
金属イリジウムをターゲットとし、反応性ガスに酸素を
用いる反応スパッタリング法が挙げられる。
より物質が着色する現象を指している。この様なEC現
象を利用する電気化学的着消色素子、すなわちEC素子
は、例えば数字表示素子、X−Yマトリックスディスプ
レイ、可変NDフィルター、光学シャッタ、絞り機構等
に応用が期待されている。現在の処、酸化時に着色する
EC材料としては、応答速度、安定性、寿命などの面で
酸化イリジウムが代表としてあげラレる。この様なEC
現象を示す酸化イリジウムに代表されるエレクトロクロ
ミンク膜の作成法として、電解液中において金属イリジ
ウムに一定振幅の交流電位を連続掃引する陽極酸化法と
金属イリジウムをターゲットとし、反応性ガスに酸素を
用いる反応スパッタリング法が挙げられる。
酸化イリジウム膜の陽極酸化法による作成は、J、L、
5hayeta1.、Appl、Phys、Lett、
、33 (11)、942 (1978)に提案されて
おり、得られた酸化イリジウム膜はAIROF(Ano
dic IrfdfumOxide Ftlm)と
呼ばれている。
5hayeta1.、Appl、Phys、Lett、
、33 (11)、942 (1978)に提案されて
おり、得られた酸化イリジウム膜はAIROF(Ano
dic IrfdfumOxide Ftlm)と
呼ばれている。
一方、酸化イリジウム膜の反応性スバ・シタリング法に
よる作成はり、M、5chiavoneeta!、、A
ppl、PhyS、Lett。
よる作成はり、M、5chiavoneeta!、、A
ppl、PhyS、Lett。
−ジー1−(10)、823 (1979)に)思案さ
れており、得られた酸化イリジウム膜は5IROF(S
puttered Iridfum 0xide
Film)と呼ばれている。
れており、得られた酸化イリジウム膜は5IROF(S
puttered Iridfum 0xide
Film)と呼ばれている。
〔発明が解決しようとする問題点)
上述の陽極酸化法には表面形状の多孔性と粒塊の大によ
る表面積が大きいという特徴から電解質水溶液中では着
消色濃度変化が大きいという利点を有している。
る表面積が大きいという特徴から電解質水溶液中では着
消色濃度変化が大きいという利点を有している。
さらに一定振幅の交流電位掃引を改良した段階的電位振
幅増加を用いると溶液中において従来よりも大きな着消
色濃度変化を示すAIROFを作成することが確かめら
れている。
幅増加を用いると溶液中において従来よりも大きな着消
色濃度変化を示すAIROFを作成することが確かめら
れている。
ところが、このAIROFには表面形状の多孔性による
欠点があり、例えば全固体型のEC素子に適用すると液
体中と比較して濃度変化が非常に小さくなるという現象
が生じてしまう。
欠点があり、例えば全固体型のEC素子に適用すると液
体中と比較して濃度変化が非常に小さくなるという現象
が生じてしまう。
この理由の1つとしてA[ROFの表面形状の多孔性に
より絶縁層を真空蒸着した際、両者の界面の接合が適切
ではなくなり例えば空間が生じるなどして、着消色に必
要なイオンの輸送が困難になることがあげられる。
より絶縁層を真空蒸着した際、両者の界面の接合が適切
ではなくなり例えば空間が生じるなどして、着消色に必
要なイオンの輸送が困難になることがあげられる。
一方5IROFはAIROFと比較して粒塊が細かく表
面平滑性が高いという特徴を有している。それゆえ5I
ROFの場合は、絶縁層との界面の接合状態は良好でイ
オンは容易に輸送される。しかし5IROFには表面が
平面に近いために表面積が小さく濃度変化を大きくでき
ないという欠点ももっている。
面平滑性が高いという特徴を有している。それゆえ5I
ROFの場合は、絶縁層との界面の接合状態は良好でイ
オンは容易に輸送される。しかし5IROFには表面が
平面に近いために表面積が小さく濃度変化を大きくでき
ないという欠点ももっている。
この欠点を改善するためにスパッタリング時の成膜速度
を速くして表面が荒くなる様に、つまり表面積が大にな
るよう成膜しても、その時は消色時の濃度が高く、かつ
膜の密着性も悪くなるという問題が生じてしまう。
を速くして表面が荒くなる様に、つまり表面積が大にな
るよう成膜しても、その時は消色時の濃度が高く、かつ
膜の密着性も悪くなるという問題が生じてしまう。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕そこで本発明
は、酸化イリジウム膜に代表されるエレクトロクロミッ
ク層を陽極酸化法およびスパッタリング法による2種の
方法によるエレクトロクロミック膜を積層させることに
より、両方法によるそれぞれの単独膜の特徴を生かしつ
つ同時に欠点を補ない従来よりも濃度変化の大きい且つ
境界面良好のエレクトロクロミック素子を提供するもの
である。
は、酸化イリジウム膜に代表されるエレクトロクロミッ
ク層を陽極酸化法およびスパッタリング法による2種の
方法によるエレクトロクロミック膜を積層させることに
より、両方法によるそれぞれの単独膜の特徴を生かしつ
つ同時に欠点を補ない従来よりも濃度変化の大きい且つ
境界面良好のエレクトロクロミック素子を提供するもの
である。
第1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、陽極側発
色層であるエレクトロクロミック層3、導電体膜からな
る絶縁層4、導電体膜より成る第2電極5を順次積層し
てなるものである。また第2図に示すエレクトロクロミ
ック素子は、第1図に示す構造における絶縁層4と第2
電極5との間に、さらに、陰極側発色層である第2のエ
レクトロクロミック層6を積層したものである。
1の上に、透明導電体膜よりなる第1電極2、陽極側発
色層であるエレクトロクロミック層3、導電体膜からな
る絶縁層4、導電体膜より成る第2電極5を順次積層し
てなるものである。また第2図に示すエレクトロクロミ
ック素子は、第1図に示す構造における絶縁層4と第2
電極5との間に、さらに、陰極側発色層である第2のエ
レクトロクロミック層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電極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N4は誘電体のみではなく固体電解電等の
ようなものでもよい。
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電極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N4は誘電体のみではなく固体電解電等の
ようなものでもよい。
透明導電膜としては、ITO膜(酸化インジウムI n
20.中に酸化錫SnO2をドープしたもの)やネサ膜
等が用いられる。
20.中に酸化錫SnO2をドープしたもの)やネサ膜
等が用いられる。
誘電体からなる絶縁層4は酸化ケイ素(SiO,Sto
w)二酸化ジルコン(ZrO=)。
w)二酸化ジルコン(ZrO=)。
五酸化タンタル(Ta2os )等に代表される酸化物
、あるいはフッ化リチウム(LiF)。
、あるいはフッ化リチウム(LiF)。
フッ化マグネシウム(MgFz)等に代表されるフッ化
物を用いて形成する。
物を用いて形成する。
本発明のエレクトロミック層3は陽極側に設けてあり、
これはAIROF(3a)の上に5IROFや酸化ニッ
ケル(NiOx)、酸化コバルト(Coax)等のスパ
ッタ膜(3b)を積層した構造となっている。
これはAIROF(3a)の上に5IROFや酸化ニッ
ケル(NiOx)、酸化コバルト(Coax)等のスパ
ッタ膜(3b)を積層した構造となっている。
また陰極側に設けたエレクトロクロミック層6には酸化
タンゲスfン(WO,、WO,)、酸化モリブデン(M
o02 、Mo5s ) 、五酸化バナジウム(v2o
s)等を用いる。
タンゲスfン(WO,、WO,)、酸化モリブデン(M
o02 、Mo5s ) 、五酸化バナジウム(v2o
s)等を用いる。
具体的に2層構造をとる陽極側発色層のAIROF+5
IROFの形成法を述べる。透明導電膜を設けたガラス
基板上に金属イリジウム膜をスパッタリング法により1
00〜400人の膜厚に成膜し、この金属イリジウム膜
を電解液中で交流電位を連続掃引して陰極酸化し、望ま
しくは500〜2000人の酸化イリジウム膜(AIR
OF)を作成する。その後このAIROF上に金属イリ
ジウムをターゲットとした酸素水素混合雰囲気中の反応
性スパッタリング法により、望ましくはガス圧力0.1
〜0.4Torr、成膜速度は3人/ m i n以下
で酸化イリジウム膜(SIROF)を作成する。この5
IROFの膜厚はAJROFの表面の多孔性をある程度
なくし、かつ、5IROF自身の透明度を失われないよ
うに、100〜300人が望ましい。
IROFの形成法を述べる。透明導電膜を設けたガラス
基板上に金属イリジウム膜をスパッタリング法により1
00〜400人の膜厚に成膜し、この金属イリジウム膜
を電解液中で交流電位を連続掃引して陰極酸化し、望ま
しくは500〜2000人の酸化イリジウム膜(AIR
OF)を作成する。その後このAIROF上に金属イリ
ジウムをターゲットとした酸素水素混合雰囲気中の反応
性スパッタリング法により、望ましくはガス圧力0.1
〜0.4Torr、成膜速度は3人/ m i n以下
で酸化イリジウム膜(SIROF)を作成する。この5
IROFの膜厚はAJROFの表面の多孔性をある程度
なくし、かつ、5IROF自身の透明度を失われないよ
うに、100〜300人が望ましい。
この5IROFは通常のスパッタリング法で用いる!O
−”Torr程度の圧力と比較して高圧力下で成膜速度
が小さくなる様に作成しているのでAIROFと5IR
OFの接合界面は空間が生じることなく良好な状態であ
り、5IROFの表面は平滑であるので絶縁層との接合
も良い。
−”Torr程度の圧力と比較して高圧力下で成膜速度
が小さくなる様に作成しているのでAIROFと5IR
OFの接合界面は空間が生じることなく良好な状態であ
り、5IROFの表面は平滑であるので絶縁層との接合
も良い。
この様にしてAIROFと5IROFの特徴を生かす2
層構造の陽極側発色層が形成される。
層構造の陽極側発色層が形成される。
よって従来よりも濃度変化の大きい且つ接合面良好なエ
レクトロクロミック素子を形成することがで籾る。
レクトロクロミック素子を形成することがで籾る。
以下本発明を実施例に従って説明する。
〔実施例1〕
本発明の実施例の構造を示す断面図である。
第1図に従って以下説明する。
はじめに、ITO1i2を設けたガラス基板1上にAI
ROF3aを形成した。
ROF3aを形成した。
第3図は本発明の陽8i酸化に用いるガラスセルの1例
の図であり、図中11はITO付ガラス基板上に400
人の膜圧にスパッタリング法で成膜した金属イリジウム
膜、12は飽和カロメル参照i!極(以下SCEと略す
)、13は白金電極、14は0.0INのH2SO4水
溶液である。この様なセルを第4図に示すガラスセルの
駆動装置で駆動して酸化イリジウム膜を作成した。ポテ
ンシオスタット15.ポテンシャルスィーパ−16によ
り、第4図に示すガラスセルに、第51図に示す様な三
角波電位(対SCE電位、以下省略する)の振幅を第1
表に示すごとく、段階的に増加させて速度0.IV/s
eeで掃引を行い、膜圧150o人の酸化イリジウム膜
(A I ROF)3 aを作成した。
の図であり、図中11はITO付ガラス基板上に400
人の膜圧にスパッタリング法で成膜した金属イリジウム
膜、12は飽和カロメル参照i!極(以下SCEと略す
)、13は白金電極、14は0.0INのH2SO4水
溶液である。この様なセルを第4図に示すガラスセルの
駆動装置で駆動して酸化イリジウム膜を作成した。ポテ
ンシオスタット15.ポテンシャルスィーパ−16によ
り、第4図に示すガラスセルに、第51図に示す様な三
角波電位(対SCE電位、以下省略する)の振幅を第1
表に示すごとく、段階的に増加させて速度0.IV/s
eeで掃引を行い、膜圧150o人の酸化イリジウム膜
(A I ROF)3 aを作成した。
続いてこのAIROF上に反応性スパッタリング法によ
り5IROF3bを200人成膜した。
り5IROF3bを200人成膜した。
作成条件は2極式スパッタリング装置においてベース圧
力が2.Ox 10−’To r rになる様に排気し
た後反応性ガスとして酸素を導入し、0、ITorrの
圧力、RFパワーSOW成膜速度1.8人/ m t
nである。
力が2.Ox 10−’To r rになる様に排気し
た後反応性ガスとして酸素を導入し、0、ITorrの
圧力、RFパワーSOW成膜速度1.8人/ m t
nである。
さらに絶縁層としてTa20.膜4を1,5人/ s
e cの蒸着速度で3000人、その上に第2電極5と
して半透明Au膜を300人電子ビーム法により逐次蒸
着し、第1図に示すエレクトロクロミック素子を作成し
た。
e cの蒸着速度で3000人、その上に第2電極5と
して半透明Au膜を300人電子ビーム法により逐次蒸
着し、第1図に示すエレクトロクロミック素子を作成し
た。
この素子に第1電極2を基準として+1.5■の直流電
圧を第1電極2と第2電極5の間に印加したところ25
0m5ecでΔ0D=0.35(ΔODは光学活性濃度
差を表わす。)の4度変化を示した。第1図の陽極側発
色層3を実施例1の3bと同条件で作成した1700人
の5IROFとした同様の素子の場合のΔ0D=0.2
9と比較して本発明により濃度変化は増大した。
圧を第1電極2と第2電極5の間に印加したところ25
0m5ecでΔ0D=0.35(ΔODは光学活性濃度
差を表わす。)の4度変化を示した。第1図の陽極側発
色層3を実施例1の3bと同条件で作成した1700人
の5IROFとした同様の素子の場合のΔ0D=0.2
9と比較して本発明により濃度変化は増大した。
第1表
C実施例2〕
実施例1と同様の条件でITO膜2を設けたガラス基板
1上にAIROF3aを形成した。
1上にAIROF3aを形成した。
続いて反応性スパッタリング法を用いて、特開昭59−
182428に示した様に、Ni0x(OH)と膜3b
を積層した。A r−o、 −H2く流量比1:4:8
)の混合ガスを導入し、0、ITorrの圧力、RFパ
ワー150W。
182428に示した様に、Ni0x(OH)と膜3b
を積層した。A r−o、 −H2く流量比1:4:8
)の混合ガスを導入し、0、ITorrの圧力、RFパ
ワー150W。
成膜速度1.0人/ s e cで300人成膜した。
さらに絶縁層としてTa2O,膜4を1.5人/ s
e cの蒸着速度で3000人、その上に陰極側発色層
としてWo、を13人/ s e cの蒸着速度で30
00人、さらにその上に第2電極5として半透明Au膜
を300人電子ビーム法により逐次蒸着し第2図に示す
エレクトロクロミック素子を作成した。
e cの蒸着速度で3000人、その上に陰極側発色層
としてWo、を13人/ s e cの蒸着速度で30
00人、さらにその上に第2電極5として半透明Au膜
を300人電子ビーム法により逐次蒸着し第2図に示す
エレクトロクロミック素子を作成した。
この素子に第1電極2を基準として+1.5■の直流電
圧を第1電極2と第2電極5の間に印加したところ25
0m5ecでΔ0D=0.48の濃度変化を示した。第
2図の陽極側発色層3を実施例2の3bと同条件で作成
した1000人の5IROFとした同様の素子の場合の
Δ0D=0.40と比較して本発明により濃度変化は増
大した。
圧を第1電極2と第2電極5の間に印加したところ25
0m5ecでΔ0D=0.48の濃度変化を示した。第
2図の陽極側発色層3を実施例2の3bと同条件で作成
した1000人の5IROFとした同様の素子の場合の
Δ0D=0.40と比較して本発明により濃度変化は増
大した。
(発明の効果)
以上説明した様に発色層を陽極酸化法で作成したエレク
トロクロミック膜上にスパッタ法で作成したエレクトロ
クロミック膜を積層した構造にすることにより従来より
も濃度変化の大きい且つ境界界面が良好なエレクトロク
ロミック素子が提供できる。
トロクロミック膜上にスパッタ法で作成したエレクトロ
クロミック膜を積層した構造にすることにより従来より
も濃度変化の大きい且つ境界界面が良好なエレクトロク
ロミック素子が提供できる。
第1図、第2図は本発明に係る全固体型エレクトロクロ
ミック素子の2つの例を示す断面図、第3図は本発明の
陽極酸化に用いるガラスセルの1例を示す説明図、第4
図はガラスセルの駆動装置の説明図、第5図は駆動電位
波形を示すグラフである。 1 −−−−−一基板 2 −−−−−一第1?it極 3 −−−−−一エレクトロクロミツク層4 −−−−
−一絶縁層 5 −−−−−一第2電極 6 −−−−−一エレクトロクロミツク層11 −−−
−−一金屈イリジウム膜 12 −−−−−一飽和カロメル参照電、極(SCE)
13 −−−−−一白金電極
ミック素子の2つの例を示す断面図、第3図は本発明の
陽極酸化に用いるガラスセルの1例を示す説明図、第4
図はガラスセルの駆動装置の説明図、第5図は駆動電位
波形を示すグラフである。 1 −−−−−一基板 2 −−−−−一第1?it極 3 −−−−−一エレクトロクロミツク層4 −−−−
−一絶縁層 5 −−−−−一第2電極 6 −−−−−一エレクトロクロミツク層11 −−−
−−一金屈イリジウム膜 12 −−−−−一飽和カロメル参照電、極(SCE)
13 −−−−−一白金電極
Claims (10)
- (1)対向電極間にエレクトロクロミック層及び絶縁層
を有するエレクトロクロミック素子において、 発色層を陽極酸化法およびスパッタリング法によるエレ
クトロクロミック膜を積層した構造をとることに特徴を
有するエレクトロクロミック素子 - (2)該陽極酸化法によるエレクトロクロミック膜が陽
極酸化法による酸化イリジウム膜である特許請求の範囲
第1項記載のエレクトロクロミック素子 - (3)該スパッタリング法によるエレクトロクロミック
膜がスパッタリング法による酸化イリジウム膜である特
許請求の範囲第1項記載のエレクトロクロミック素子 - (4)該スパッタリング法によるエレクトロクロミック
膜がスパッタリング法による酸化ニッケルの膜である特
許請求の範囲第1項記載のエレクトロクロミック素子 - (5)該スパッタリング法によるエレクトロクロミック
膜がスパッタリング法による酸化コバルトの膜である特
許請求の範囲第1項記載のエレクトロクロミック素子 - (6)前記陽極酸化法による酸化イリジウムの膜の膜厚
が500〜2000オングストロームである特許請求の
範囲第2項記載のエレクトロクロミック素子 - (7)前記スパッタリング法による酸化イリジウム膜の
膜厚が100〜300オングストロームである特許請求
の範囲第3項記載のエレクトロクロミック素子 - (8)前記スパッタリング法による酸化ニッケルの膜の
膜厚が100〜300オングストロームである特許請求
の範囲第4項記載のエレクトロクロミック素子 - (9)前記スパッタリング法による酸化コバルトの膜の
膜厚が100〜300オングストロームである特許請求
の範囲第5項記載のエレクトミック素子 - (10)前記スパッタリング法におけるガス圧力条件が
0.1〜0.4Torrであ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
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61198410A JPS6353523A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | エレクトロクロミツク素子 |
US07/043,805 US4902109A (en) | 1986-05-02 | 1987-04-29 | Electrochromic device |
US07/262,233 US4918028A (en) | 1986-04-14 | 1988-10-21 | Process for photo-assisted epitaxial growth using remote plasma with in-situ etching |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61198410A JPS6353523A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | エレクトロクロミツク素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6353523A true JPS6353523A (ja) | 1988-03-07 |
Family
ID=16390658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61198410A Pending JPS6353523A (ja) | 1986-04-14 | 1986-08-25 | エレクトロクロミツク素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6353523A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017520808A (ja) * | 2014-07-11 | 2017-07-27 | ポール・フォン・グエンNGUYEN, Paul, Phong | エレクトロクロミック装置及び当該装置を形成するための方法 |
-
1986
- 1986-08-25 JP JP61198410A patent/JPS6353523A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017520808A (ja) * | 2014-07-11 | 2017-07-27 | ポール・フォン・グエンNGUYEN, Paul, Phong | エレクトロクロミック装置及び当該装置を形成するための方法 |
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