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JP2000250074A - Electrochromic device - Google Patents

Electrochromic device

Info

Publication number
JP2000250074A
JP2000250074A JP11050111A JP5011199A JP2000250074A JP 2000250074 A JP2000250074 A JP 2000250074A JP 11050111 A JP11050111 A JP 11050111A JP 5011199 A JP5011199 A JP 5011199A JP 2000250074 A JP2000250074 A JP 2000250074A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrochromic device
electrochromic
solid electrolyte
electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11050111A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshimi Fukui
俊巳 福井
Toshio Tsuchiya
俊雄 土谷
Keiji Nishio
圭史 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kansai Research Institute KRI Inc
Original Assignee
Kansai Research Institute KRI Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Research Institute KRI Inc filed Critical Kansai Research Institute KRI Inc
Priority to JP11050111A priority Critical patent/JP2000250074A/en
Publication of JP2000250074A publication Critical patent/JP2000250074A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an entirely solid electrochromic device excellent in responsiveness. SOLUTION: Transparent electrode layers 2a, 2b are formed on the opposite faces of a pair of transparent substrates 1a, 1b, electrochromic layers 3, 4 are formed on the surfaces of the transparent electrode layers 2a, 2b and a solid electrolyte layer 5 formed from a protonic electrically conductive gelled electrolyte is held between both the electrochromic layers to obtain the objective electrochromic device having equal to or less than 1 sec response speed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、物質に印加され
る電圧によって物質の色が可逆的に変化するエレクトロ
クロミック(以下、「EC」という)現象を応用した表
示素子であるエレクトロクロミックディスプレイ(EC
D)等に使用されるEC素子に関し、特に応答性に優れ
た全固体型EC素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrochromic display (EC) which is a display element utilizing an electrochromic (hereinafter referred to as "EC") phenomenon in which the color of a substance is reversibly changed by a voltage applied to the substance.
The present invention relates to an EC device used in D) and the like, and particularly to an all-solid-state EC device having excellent responsiveness.

【0002】[0002]

【従来の技術】EC素子は、電圧を印加することにより
物質が酸化または還元する電気化学反応を利用したもの
であり、その反応に伴って物質の色が可逆的に変化する
現象を応用して、表示素子や調光体、透過率可変フィル
タなどへの適用が試みられている。このEC素子は、図
6に縦断面図を模式的に示すような基本構成を有してい
る。
2. Description of the Related Art An EC device utilizes an electrochemical reaction in which a substance is oxidized or reduced by applying a voltage, and utilizes a phenomenon in which the color of the substance is reversibly changed with the reaction. Attempts have been made to apply it to display elements, light control bodies, transmittance variable filters, and the like. This EC element has a basic configuration as schematically shown in a longitudinal sectional view in FIG.

【0003】すなわち、EC素子は、一対の透明基板、
例えばガラス基板10a、10bのそれぞれの対向面側
に透明電極層、例えばITO(Indium Tin
Oxide;酸化インジウム−酸化錫(In−S
nO))電極層12a、12bを形成し、それぞれの
ITO電極層12a、12bの表面に第1のEC層13
および第2のEC層14を形成して、両EC層13、1
4間に電解質層15を挾持するように設けた積層構造を
有している。あるいは、図7に縦断面図を模式的に示す
ように、一対の透明基板、例えばガラス基板20a、2
0bのうちの一方の対向面側に透明電極層、例えばIT
O電極層21を形成するとともに、他方のガラス基板2
0bの対向面側に対極層22を形成し、ITO電極層2
1の表面にEC層23を形成して、EC層23と対極層
22との間に電解質層24を挾持するように設けた積層
構造を有し、電解質層24に白い背景板25を配設した
構成のEC素子もある。前者の図6に示したEC素子
は、透過型の表示モードの相補型素子であり、後者の図
7に示したEC素子は、反射型の表示モードの電荷転送
型素子である。
[0003] That is, the EC element is composed of a pair of transparent substrates,
For example, a transparent electrode layer, for example, ITO (Indium Tin) is formed on each of the facing surfaces of the glass substrates 10a and 10b.
Oxide; indium oxide-tin oxide (In 2 O 3 —S
nO 2 )) forming electrode layers 12a and 12b, and forming a first EC layer 13 on the surface of each of the ITO electrode layers 12a and 12b.
And a second EC layer 14 are formed to form both EC layers 13, 1
It has a laminated structure provided so as to sandwich the electrolyte layer 15 between the four. Alternatively, a pair of transparent substrates, for example, glass substrates 20a, 20a,
0b, a transparent electrode layer such as IT
An O electrode layer 21 is formed and the other glass substrate 2
The counter electrode layer 22 is formed on the opposite surface side of the ITO electrode layer 2b.
1 has a laminated structure in which an EC layer 23 is formed on the surface of the substrate 1 and an electrolyte layer 24 is sandwiched between the EC layer 23 and the counter electrode layer 22. A white background plate 25 is provided on the electrolyte layer 24. There is also an EC element having such a configuration. The former EC element shown in FIG. 6 is a complementary element in a transmission type display mode, and the latter EC element shown in FIG. 7 is a charge transfer type element in a reflection type display mode.

【0004】また、EC素子には、電解質層15、24
に液体電解質を用いたものと固体電解質を用いたものと
がある。液体電解質を用いたEC素子の例としては、I
TOガラス基板(ガラス基板/ITO膜)/WO(E
C材料)/LiClO−プロピレンカーボネート(電
解質)/白色背景板/カーボン電極(対極材料)/IT
Oガラス基板(ITO膜/ガラス基板)の構成を有し、
EC層としてのWO膜をガラス基板のITO膜上に真
空蒸着により形成し、活性炭クロスをカーボンペースト
でガラス基板のITO膜上に貼り付けて対極層とした電
荷転送型EC素子が、電子部品材料研究会資料CPM8
6−108(電気通信学会)に開示されている。また、
ITOガラス基板(ガラス基板/ITO膜)/WO
LiClO−プロピレンカーボネート/V(E
C材料)/ITOガラス基板(ITO膜/ガラス基板)
の構成を有し、EC層としてのWO膜およびV
膜をそれぞれゾル−ゲル法により形成した相補型EC素
子が、チン・ソリッド・フィルムズ(Thin Sol
id Films)、293、108−112(199
7)に開示されている。これらの液体電解質を用いたE
C素子の応答速度は、例えば着色−消色の1サイクル当
り30秒というようにある程度確保されるが、このEC
素子では、電解質が溶液であるので、そのパッキングの
ための工程が煩雑となり、また、シール部からの液漏れ
や破損時の液漏れを生じる恐れがある、といった大きな
課題を有している。
In the EC device, electrolyte layers 15 and 24 are provided.
There is a type using a liquid electrolyte and a type using a solid electrolyte. Examples of EC elements using a liquid electrolyte include:
TO glass substrate (glass substrate / ITO film) / WO 3 (E
C material) / LiClO 4 -propylene carbonate (electrolyte) / white background plate / carbon electrode (counter electrode material) / IT
O glass substrate (ITO film / glass substrate)
A charge transfer type EC device, in which a WO 3 film as an EC layer is formed on an ITO film on a glass substrate by vacuum deposition and an activated carbon cloth is pasted on the ITO film on the glass substrate with a carbon paste to form a counter electrode layer, is used as an electronic component. Materials for Materials Research Group CPM8
6-108 (Telecommunications Society of Japan). Also,
ITO glass substrate (glass substrate / ITO film) / WO 3 /
LiClO 4 -propylene carbonate / V 2 O 5 (E
C material) / ITO glass substrate (ITO film / glass substrate)
And a WO 3 film as an EC layer and V 2 O 5
Complementary EC devices each having a film formed by a sol-gel method are used in Thin Sol Films (Thin Sol).
id Films), 293, 108-112 (199)
7). E using these liquid electrolytes
The response speed of the C element is ensured to some extent, for example, 30 seconds per one cycle of coloring and decoloring.
In the element, since the electrolyte is a solution, the packing process is complicated, and there is a great problem that there is a possibility that the liquid leaks from the seal portion or the liquid leaks when it is broken.

【0005】一方、固体電解質を用いたEC素子の例と
しては、ITOガラス基板(ガラス基板/ITO膜)/
WO/Sb・nHO(電解質)/カーボン電
極の構成を有し、EC層としてのWO膜をガラス基板
のITO膜上に真空蒸着により形成し、電解質層および
カーボン電極層をスクリーン印刷により形成したEC素
子が、電子技術、26、59(1984)に開示されて
おり、また、ITOガラス基板(ガラス基板/ITO膜
/IrO(EC材料)/Ta(電解質)/WO
/Alの構成を有し、すべての層を真空蒸着またはス
パッタ法により形成した相補型EC素子が、プロシーデ
ィングズ・オブ・ジャパン・ディスプレイ(Proce
edings of Japan Display)’
86、372(1986)に開示されている。また、I
TOガラス基板(ガラス基板/ITO膜)/WO/L
iイオンゲル電解質/CeO−TiO(EC材料)
/ITOガラス基板(ITO膜/ガラス基板)の構成を
有し、各層をゾル−ゲル法によりそれぞれ形成したEC
素子が、ジャーナル・オブ・ノン−クリスタリン・ソリ
ッヅ(Journal of Non−Crystal
line Solids)、218、185−188
(1997)に開示されている。さらに、例えば特開平
10−232413号公報には、EC層を設けた電極付
き基板ともう一方の電極付き基板との間に挾持される電
解質層として、レドックス材料を含有する高分子固体電
解質でありその高分子固体電解質がウレタンアクリレー
トを硬化させたものを用い、対極材料層を必要としない
EC素子が開示されている。
On the other hand, as an example of an EC device using a solid electrolyte, an ITO glass substrate (glass substrate / ITO film) /
It has a structure of WO 3 / Sb 2 O 3 .nH 2 O (electrolyte) / carbon electrode, and a WO 3 film as an EC layer is formed on an ITO film of a glass substrate by vacuum deposition, and an electrolyte layer and a carbon electrode layer are formed. EC element formed by a screen printing, electronic technology, is disclosed in 26,59 (1984), also, ITO glass substrate (glass substrate / ITO film / IrO X (EC material) / Ta 2 O 5 (electrolyte ) / WO
A complementary EC device having a 3 / Al configuration and all layers formed by vacuum evaporation or sputtering is provided by Proceedings of Japan Display (Proceed).
edings of Japan Display) '
86, 372 (1986). Also, I
TO glass substrate (glass substrate / ITO film) / WO 3 / L
i-ion gel electrolyte / CeO 2 —TiO 2 (EC material)
/ EC with a structure of / ITO glass substrate (ITO film / glass substrate), each layer formed by sol-gel method
The element is a Journal of Non-Crystalline Solid.
line Solids), 218, 185-188
(1997). Further, for example, JP-A-10-232413 discloses a polymer solid electrolyte containing a redox material as an electrolyte layer sandwiched between a substrate provided with an electrode provided with an EC layer and another substrate provided with an electrode. An EC device using a polymer solid electrolyte obtained by curing urethane acrylate and not requiring a counter electrode material layer is disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】固体電解質を用いて電
解質層を形成したEC素子は、全固体型とすることによ
り、液体電解質を用いたEC素子のようにシール部から
の液漏れや破損時の液漏れといった問題が解消され、製
作工程も液体電解質を用いたEC素子に比べて簡易にな
る。しかしながら、固体電解質を用いた全固体型EC素
子は、例えば応答速度が10分以上になるといったよう
に、液体電解質を用いたEC素子に比べて応答性が悪
い。
An EC element having an electrolyte layer formed by using a solid electrolyte is made of an all-solid type, so that when an EC element using a liquid electrolyte leaks or breaks from a sealing portion like an EC element using a liquid electrolyte. The problem of liquid leakage is eliminated, and the manufacturing process is simplified as compared with an EC device using a liquid electrolyte. However, an all-solid-state EC device using a solid electrolyte has poorer responsiveness than an EC device using a liquid electrolyte, such as a response speed of 10 minutes or more.

【0007】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、固体電解質を用いた全固体型のEC
素子であって、応答性に優れたEC素子を提供すること
を目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and is directed to an all-solid-state EC using a solid electrolyte.
It is an object to provide an EC element having excellent responsiveness.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
一対の基板のそれぞれの対向面側に電極層を形成し、そ
れら両電極層間にEC層および固体電解質層を挾持した
EC素子において、前記固体電解質層をプロトン導電性
ゲル電解質によって形成し、応答速度が1秒以内である
ことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
In an EC device in which an electrode layer is formed on each of the opposing surfaces of a pair of substrates and an EC layer and a solid electrolyte layer are sandwiched between the two electrode layers, the solid electrolyte layer is formed of a proton-conductive gel electrolyte, and the response speed is increased. Is within 1 second.

【0009】請求項2に係る発明は、請求項1記載のE
C素子において、それぞれの基板を透明素材で形成する
とともに、それぞれの電極層を透明導電性材料で形成
し、第1のEC層と第2のEC層との間に固体電解質層
を設けたこと、すなわち、透明基板/透明電極層/第1
のEC層/固体電解質層/第2のEC層/透明電極層/
透明基板の構成を有した相補型素子であることを特徴と
する。
[0009] The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1.
In the C element, each substrate was formed of a transparent material, each electrode layer was formed of a transparent conductive material, and a solid electrolyte layer was provided between the first EC layer and the second EC layer. That is, transparent substrate / transparent electrode layer / first
EC layer / solid electrolyte layer / second EC layer / transparent electrode layer /
It is a complementary element having a configuration of a transparent substrate.

【0010】請求項3に係る発明は、請求項1または請
求項2記載のEC素子において、それぞれの基板を有機
−無機ハイブリッド材料で形成して、それぞれの基板が
可撓性を有することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the EC device according to the first or second aspect, each substrate is formed of an organic-inorganic hybrid material, and each substrate has flexibility. And

【0011】請求項4に係る発明は、請求項1または請
求項2記載のEC素子において、それぞれの基板をプラ
スチック材料で形成して、それぞれの基板が可撓性を有
することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the EC device according to the first or second aspect, each substrate is formed of a plastic material, and each substrate has flexibility.

【0012】請求項5に係る発明は、請求項1ないし請
求項4のいずれかに記載のEC素子において、固体電解
質層を形成するプロトン導電性ゲル電解質として、炭
素、酸素、シリコン、硫黄、燐および水素からなる群よ
り選ばれた1種もしくは2種以上の元素を含む物質を用
いたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the EC device according to any one of the first to fourth aspects, wherein carbon, oxygen, silicon, sulfur, and phosphorus are used as the proton conductive gel electrolyte forming the solid electrolyte layer. And a substance containing one or more elements selected from the group consisting of hydrogen and hydrogen.

【0013】請求項6に係る発明は、請求項1ないし請
求項5のいずれかに記載のEC素子において、EC層が
非晶質膜であることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the EC device according to any one of the first to fifth aspects, the EC layer is an amorphous film.

【0014】請求項7に係る発明は、請求項1ないし請
求項6のいずれかに記載のEC素子において、EC層お
よびプロトン導電性ゲル電解質で形成される固体電解質
層がそれぞれ、金属アルコキシドまたは金属塩を原料と
したゾル−ゲル法により成膜された非晶質膜であること
を特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the EC device according to any one of the first to sixth aspects, the EC layer and the solid electrolyte layer formed of the proton-conductive gel electrolyte are each composed of a metal alkoxide or a metal alkoxide. It is an amorphous film formed by a sol-gel method using a salt as a raw material.

【0015】請求項8に係る発明は、請求項1ないし請
求項7のいずれかに記載のEC素子において、エレクト
ロクロミック層の厚みを50μm〜1μmとしたことを
特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the EC device according to any one of the first to seventh aspects, the electrochromic layer has a thickness of 50 μm to 1 μm.

【0016】請求項9に係る発明は、請求項1ないし請
求項8のいずれかに記載のEC素子において、固体電解
質層を形成するプロトン導電性ゲル電解質として、ポリ
エチレングリコール鎖を有しアルコキシシランの加水分
解物もしくは加水分解重縮合物を含有し硫酸基または燐
酸基を含む物質を用いたことを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the EC device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the proton conductive gel electrolyte forming the solid electrolyte layer is formed of an alkoxysilane having a polyethylene glycol chain. A substance containing a hydrolyzate or a hydrolyzed polycondensate and containing a sulfate group or a phosphate group is used.

【0017】請求項1ないし請求項9に係る各発明のE
C素子は、電解質層が固体であるため、シール部からの
液漏れや破損時の液漏れを生じる恐れが無く安全であ
り、製作工程も比較的に簡易であるとともに、固体電解
質層がプロトン導電性ゲル電解質によって形成されてい
ることにより、応答速度が1秒以内であり応答性に優れ
ている。このEC素子における応答速度が速いのは、電
圧を印加した際に固体電解質層を形成しているプロトン
導電性ゲル電解質中で電解二重層が形成されることによ
るものと考えられる。この点について、図4および図5
に示した模式図に基づいて説明する。
The E of each of the inventions according to claims 1 to 9
Since the electrolyte layer of the C element is solid, there is no danger of liquid leakage from the seal portion or liquid leakage at the time of breakage, and the production process is relatively simple. The response speed is within 1 second and excellent in responsiveness due to the formation of the conductive gel electrolyte. It is considered that the high response speed of the EC element is due to the formation of the electrolytic double layer in the proton conductive gel electrolyte forming the solid electrolyte layer when a voltage is applied. In this regard, FIGS. 4 and 5
This will be described based on the schematic diagram shown in FIG.

【0018】図4および図5は、EC素子の積層構造を
示す模式図であり、図4が、電圧を印加していない状態
を示し、図5が、電圧を印加した時の状態を示してい
る。これらの図において、符号30a、30bが、それ
ぞれ電極層、例えばITO電極層を示し、符号31a、
31bが、それぞれEC層、例えば31aが酸化バナジ
ウム層、31bが酸化イリジウム(水酸化物の形態であ
るかも知れない)層を示し、符号32が、プロトン導電
性ゲル電解質、図示例では硫酸基を含む物質によって形
成された固体電解質層を示し、また、符号33、34
が、直流電源およびスイッチをそれぞれ示している。な
お、これらの図においては、一対の基板の図示を省略し
ている。
FIGS. 4 and 5 are schematic views showing the laminated structure of the EC element. FIG. 4 shows a state where no voltage is applied, and FIG. 5 shows a state where a voltage is applied. I have. In these figures, reference numerals 30a and 30b denote electrode layers, for example, ITO electrode layers, respectively, and reference numerals 31a and
Reference numeral 31b denotes an EC layer, for example, 31a denotes a vanadium oxide layer, 31b denotes an iridium oxide (which may be in the form of hydroxide) layer, and 32 denotes a proton conductive gel electrolyte, in the illustrated example, a sulfate group. The solid electrolyte layer formed by the material containing the
Shows a DC power supply and a switch, respectively. In these drawings, illustration of a pair of substrates is omitted.

【0019】EC素子のITO電極層30a、30b間
に電圧を印加していないときは、図4に示すように、固
体電解質層32中においてHSO イオンおよびH
イオンは層全体に分散している。なお、図4におい
ては、HSO イオンの分散状態だけを示し、H
イオンの分散状態の図示を省略している。そして、図
5に示すように、ITO電極層30a、30b間に電圧
を印加すると、固体電解質層32中においてH
オンおよびHSO イオンの移動が起こり、H
イオンおよびHSO イオンが酸化バナジウム層31
aおよび酸化イリジウム層31bに沿ってそれぞれ集ま
り、固体電解質層32のゲル電解質中で電解二重層が形
成される。この状態で、酸化バナジウム層31a中への
プロトン(H)の挿入と酸化イリジウム層31bから
のプロトン(H)の引き抜きが行われ、還元反応によ
り酸化バナジウム層31aが着色し、酸化反応により酸
化イリジウム層31bが着色する。また、ITO電極層
30a、30b間に正・負の逆電位を印加すると、逆の
反応が起こり、酸化バナジウム層31aおよび酸化イリ
ジウム層31bの色が消えて透明な状態に戻る。このよ
うに、EC素子のITO電極層30a、30b間に電圧
を印加した時に固体電解質層32のゲル電解質中で電解
二重層が形成されることにより、応答速度が速くなるも
のと考えられる。
The ITO electrode layer 30a of the EC element, when no voltage is applied between 30b, as shown in FIG. 4, HSO 4 in the solid electrolyte layer 32 in - ions and H 3
O + ions are dispersed throughout the layer. In FIG. 4, HSO 4 - show only dispersion state of the ion, H 3 O
The illustration of the dispersion state of + ions is omitted. Then, as shown in FIG. 5, when a voltage is applied between the ITO electrode layers 30a and 30b, H 3 O + ions and HSO 4 ions move in the solid electrolyte layer 32, and H 3 O +
Ions and HSO 4 ions are converted to the vanadium oxide layer 31.
a and the iridium oxide layer 31b, respectively, to form an electrolytic double layer in the gel electrolyte of the solid electrolyte layer 32. In this state, insertion of protons (H + ) into the vanadium oxide layer 31a and extraction of protons (H + ) from the iridium oxide layer 31b are performed, and the vanadium oxide layer 31a is colored by a reduction reaction, and is oxidized by an oxidation reaction. The iridium oxide layer 31b is colored. When a positive / negative reverse potential is applied between the ITO electrode layers 30a and 30b, a reverse reaction occurs, and the colors of the vanadium oxide layer 31a and the iridium oxide layer 31b disappear and return to a transparent state. Thus, it is considered that the response speed is increased by the formation of the electrolytic double layer in the gel electrolyte of the solid electrolyte layer 32 when a voltage is applied between the ITO electrode layers 30a and 30b of the EC element.

【0020】また、請求項3、4に係る各発明のEC素
子は、可撓性があり、また、軽量化が可能である。さら
に、請求項3に係る発明のEC素子では、加熱プロセス
が可能であるので、透明電極やEC材料の特性を向上さ
せることが可能になる。
Further, the EC element according to each of the third and fourth aspects of the present invention has flexibility and can be reduced in weight. Furthermore, in the EC element according to the third aspect of the present invention, since a heating process is possible, it is possible to improve the characteristics of the transparent electrode and the EC material.

【0021】請求項6に係る発明のEC素子では、EC
層を形成する際に加熱処理が必要である場合には、加熱
温度が低くてよいことになる。
In the EC device according to the sixth aspect of the present invention, the EC
If a heat treatment is required when forming the layer, the heating temperature may be lower.

【0022】請求項7に係る発明のEC素子では、ゾル
−ゲル法によりEC層や電解質層を形成する場合におけ
る加熱温度が低くてよいことになる。
In the EC device according to the seventh aspect of the present invention, the heating temperature for forming the EC layer and the electrolyte layer by the sol-gel method may be low.

【0023】請求項8に係る発明のEC素子では、電圧
の印加時に適当な色濃度となる。
In the EC device according to the present invention, an appropriate color density is obtained when a voltage is applied.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図1ないし図3を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0025】図1は、この発明の実施形態の1例を示
し、EC素子を模式的に示す縦断面図である。このEC
素子は、一対の透明基板1a、1bのそれぞれの対向面
側に透明電極層2a、2bを形成し、一方の透明電極層
2aの表面にEC材料AからなるEC層3を、他方の透
明電極層2bの表面にEC材料BからなるEC層4をそ
れぞれ形成し、両EC層3、4間に固体電解質層5を挾
持して構成されており、透明基板1a/透明電極層2a
/EC材料AからなるEC層3/固体電解質層5/EC
材料BからなるEC層4/透明電極層2b/透明基板1
bという積層構造を有する相補型素子である。そして、
固体電解質層5が、プロトン導電性ゲル電解質によって
形成されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the embodiment of the present invention and schematically showing an EC element. This EC
The device has transparent electrode layers 2a and 2b formed on the respective opposing surfaces of a pair of transparent substrates 1a and 1b. An EC layer 3 made of EC material A is provided on the surface of one transparent electrode layer 2a. An EC layer 4 made of EC material B is formed on the surface of the layer 2b, and a solid electrolyte layer 5 is sandwiched between the EC layers 3 and 4. The transparent substrate 1a / the transparent electrode layer 2a
/ EC layer 3 composed of EC material A / solid electrolyte layer 5 / EC
EC layer 4 made of material B / transparent electrode layer 2b / transparent substrate 1
This is a complementary element having a laminated structure b. And
The solid electrolyte layer 5 is formed of a proton conductive gel electrolyte.

【0026】透明基板1a、1bは、透明性を有するガ
ラス材料やプラスチック材料、あるいは有機−無機ハイ
ブリッド材料で形成されているが、EC素子としての透
光性に影響を与えなければ、透明基板1a、1bの形成
材料は特に限定されない。透明基板1a、1bをプラス
チック材料や有機−無機ハイブリッド材料で形成したと
きは、素子自体に可撓性があり、また、軽量化が可能で
ある。有機−無機ハイブリッドの無機成分は、例えばS
iO、AlやTiO、ZrO、Nb
、Ta等の遷移金属酸化物であり、有機成
分は、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン
(PP)、ポリスチレン(PS)等のポリオレフィン、
ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリエチレングリコ
ール(PEG)などのポリエーテル、ポリビニルアルコ
ール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポ
リビニルホルマール(PVF)、ポリメタクリル酸(P
MA)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリア
クリル酸エステル、ポリ塩化ビニル(PVC)などのビ
ニル系、ポリイミド、ポリアミド、ヒドロキシプロピル
セルロース(HPC)、メチルセルロース(MC)等の
セルロース系、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレ
ンテレフタレート(PET)、ビニリデン、ゴム系材
料、フェノール、メラニン、ポリウレタンなどである。
The transparent substrates 1a and 1b are formed of a transparent glass material, plastic material, or organic-inorganic hybrid material. 1b is not particularly limited. When the transparent substrates 1a and 1b are formed of a plastic material or an organic-inorganic hybrid material, the element itself has flexibility and can be reduced in weight. The inorganic component of the organic-inorganic hybrid is, for example, S
iO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Nb
2 O 5 , a transition metal oxide such as Ta 2 O 5 , and the organic component is, for example, a polyolefin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polystyrene (PS);
Polyethers such as polyethylene oxide (PEO) and polyethylene glycol (PEG), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl formal (PVF), and polymethacrylic acid (P
MA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylate, vinyl chloride such as polyvinyl chloride (PVC), polyimide, polyamide, hydroxypropyl cellulose (HPC), cellulose such as methyl cellulose (MC), polycarbonate (PC ), Polyethylene terephthalate (PET), vinylidene, rubber-based materials, phenol, melanin, polyurethane and the like.

【0027】透明電極層2a、2bは、ITO、SnO
:F(フッ素ドープ酸化スズ)、Ab−SnO(A
TO)、ZnO、Al−ZnO(AZO)などの通常知
られている透明導電性材料を用いて、真空蒸着法やゾル
−ゲル法などの通常知られている方法により透明基板1
a、1b上に成膜することにより形成される。
The transparent electrode layers 2a and 2b are made of ITO, SnO
2 : F (fluorine-doped tin oxide), Ab-SnO 2 (A
TO), ZnO, Al-ZnO (AZO), and the like, and a transparent substrate 1 by a generally known method such as a vacuum evaporation method or a sol-gel method.
It is formed by forming a film on a and 1b.

【0028】EC層3、4を形成するEC材料として
は、WO、V、IrO、プルシアンブルー、
ポリアニリンなどが使用されるが、非晶質酸化物である
ことが特に好ましい。例えば、EC層3を形成する材料
AとしてWOが使用され、EC層4を形成するEC材
料BとしてIrO・xHO(水和物として化学式を
記載したが、実際は水酸化物であるかも知れない)が使
用される。
As EC materials for forming the EC layers 3 and 4, WO 3 , V 2 O 5 , IrO X , Prussian blue,
Polyaniline or the like is used, but an amorphous oxide is particularly preferable. For example, WO 3 is used as the material A for forming the EC layer 3, and IrO 2 .xH 2 O (chemical formula is described as a hydrate as the EC material B for forming the EC layer 4, but is actually a hydroxide. May be used).

【0029】EC層3、4の成膜方法としては、スパッ
タ、CVDなどの気相法や、ゾル−ゲル法、噴霧熱分解
法、水熱法等の液相法が用いられる。特に、金属塩や金
属アルコキシドを出発原料にしたゾル−ゲル法により成
膜して、EC層3、4を形成することが好ましく、EC
層3、4が非晶質膜であることが好ましい。この場合、
出発原料としては、WCl、WCl、W(O
R)、HWO、VOCl、VO(OR)、I
rCl、IrCl、などが使用される。アルコキシ
ドのRは、好ましくは炭素数1から5までのアルキル基
である。成膜方法としては、スピン、ディップ、フロ
ー、バーコートなどの方法が用いられる。また、ゲル膜
の加熱処理は、例えば100℃〜600℃で行われが、
好ましくは400℃以下、より好ましくは300℃以下
の温度で行われる。この温度範囲であれば、有機−無機
ハイブリッド上での成膜が可能である。
As a method for forming the EC layers 3 and 4, a gas phase method such as sputtering or CVD, or a liquid phase method such as a sol-gel method, a spray pyrolysis method or a hydrothermal method is used. In particular, it is preferable to form the EC layers 3 and 4 by forming a film by a sol-gel method using a metal salt or a metal alkoxide as a starting material.
Preferably, layers 3 and 4 are amorphous films. in this case,
Starting materials include WCl 5 , WCl 6 , W (O
R) 5 , H 2 WO 4 , VOCl 3 , VO (OR) 3 , I
rCl 3 , IrCl 4 , etc. are used. R of the alkoxide is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. As a film forming method, a method such as spin, dip, flow, and bar coating is used. The heat treatment of the gel film is performed at, for example, 100 ° C. to 600 ° C.,
The reaction is preferably performed at a temperature of 400 ° C. or lower, more preferably 300 ° C. or lower. Within this temperature range, film formation on an organic-inorganic hybrid is possible.

【0030】固体電解質層5を形成するプロトン導電性
ゲル電解質としては、炭素、酸素、シリコン、硫黄、燐
および水素からなる群より選ばれた1種もしくは2種以
上の元素を含む物質が用いられる。より具体的には、ポ
リエチレングリコール(PEG)鎖を有し、アルコキシ
シランの加水分解物もしくは加水分解重縮合物(ケイ酸
もしくはポリケイ酸またはそれらの誘導体)を含有し、
硫酸基または燐酸基を含む物質が好ましい。固体電解質
層5は、金属塩や金属アルコキシドを出発原料にしたゾ
ル−ゲル法により成膜して形成することが好ましく、非
晶質膜とすることが好ましい。より具体的には、プロト
ン導電性ゲル電解質は、金属塩や金属アルコキシドとア
ミノアルキルポリエチレングリコールと硫酸や燐酸との
反応により合成される。そして、得られた反応物を、透
明基板1a、1b上に形成されたEC層3(またはEC
層4)の表面に塗布し、あるいはEC層3、4間に流し
込んだ後、ゲル化させることにより、固体電解質層5が
形成される。
As the proton conductive gel electrolyte forming the solid electrolyte layer 5, a substance containing one or more elements selected from the group consisting of carbon, oxygen, silicon, sulfur, phosphorus and hydrogen is used. . More specifically, it has a polyethylene glycol (PEG) chain and contains a hydrolyzate or hydrolyzed polycondensate (silicic acid or polysilicic acid or a derivative thereof) of an alkoxysilane,
Substances containing sulfate or phosphate groups are preferred. The solid electrolyte layer 5 is preferably formed by a sol-gel method using a metal salt or metal alkoxide as a starting material, and is preferably an amorphous film. More specifically, the proton conductive gel electrolyte is synthesized by a reaction between a metal salt or metal alkoxide, an aminoalkyl polyethylene glycol, and sulfuric acid or phosphoric acid. Then, the obtained reactant is transferred to the EC layer 3 (or EC layer 3) formed on the transparent substrates 1a and 1b.
The solid electrolyte layer 5 is formed by applying the solution on the surface of the layer 4) or pouring it between the EC layers 3 and 4 and then gelling.

【0031】上記した実施形態では、透過型の表示モー
ドのEC素子について説明したが、この発明は、図2に
模式的に縦断面図を示すように、反射型の表示モードの
EC素子についても同様に適用し得る。図2に示したE
C素子は、図1に示したEC素子と同様に、一対の透明
基板1a、1bのそれぞれの対向面側に透明電極層2
a、2bを形成し、一方の透明電極層2aの表面にEC
材料AからなるEC層3を、他方の透明電極層2bの表
面にEC材料BからなるEC層4をそれぞれ形成し、両
EC層3、4間に固体電解質層6を挾持して構成されて
いる。そして、このEC素子には、固体電解質層6に白
い背景板7が配設されている。
In the above-described embodiment, the transmission type display mode EC element has been described. However, the present invention is also applicable to a reflection type display mode EC element as schematically shown in FIG. The same can be applied. E shown in FIG.
As in the EC element shown in FIG. 1, the C element has a transparent electrode layer 2 on the opposing surfaces of a pair of transparent substrates 1a and 1b.
a and 2b, and the surface of one of the transparent electrode layers 2a has an EC
An EC layer 3 made of a material A and an EC layer 4 made of an EC material B are formed on the surface of the other transparent electrode layer 2b, and a solid electrolyte layer 6 is sandwiched between the EC layers 3 and 4. I have. In the EC element, a white background plate 7 is provided on the solid electrolyte layer 6.

【0032】[0032]

【実施例】この発明の実施例について、EC素子の製造
方法を具体的に示しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to specific examples of a method for manufacturing an EC device.

【0033】[WO塗布液の合成1]六塩化タングス
テンを脱水エタノールに溶解させた後、その溶液を50
℃の温度で24時間加熱しながら撹拌した。これによ
り、WOとして3重量%のエタノール塗布液を調製し
た。
[Synthesis of WO 3 coating solution 1] After dissolving tungsten hexachloride in dehydrated ethanol, the solution
The mixture was stirred while being heated at a temperature of ° C for 24 hours. Thus, a 3 % by weight ethanol coating solution was prepared as WO3.

【0034】[WO塗布液の合成2]ペンタエトキシ
タングステンを脱水エタノールに溶解させた後、その溶
液を0.1M塩酸−エタノール溶液(HO/W=1モ
ル)で加水分解した。これにより、WOとして3重量
%のエタノール塗布液を調製した。
[Synthesis 2 of WO 3 coating solution] After dissolving pentaethoxytungsten in dehydrated ethanol, the solution was hydrolyzed with a 0.1 M hydrochloric acid-ethanol solution (H 2 O / W = 1 mol). Thus, a 3 % by weight ethanol coating solution was prepared as WO3.

【0035】[V塗布液の合成1]オキシ塩化バ
ナジウムを脱水エタノールに溶解させた後、その溶液を
50℃の温度で24時間加熱しながら撹拌した。これに
より、Vとして3重量%のエタノール塗布液を調
製した。
[Synthesis 1 of V 2 O 5 coating solution] After vanadium oxychloride was dissolved in dehydrated ethanol, the solution was stirred while heating at a temperature of 50 ° C for 24 hours. In this way, a 3% by weight ethanol coating solution as V 2 O 5 was prepared.

【0036】[V塗布液の合成2]トリエトキシ
バナジルを脱水エタノールに溶解させることにより、V
として3重量%のエタノール塗布液を調製した。
[Synthesis 2 of V 2 O 5 Coating Solution 2] By dissolving triethoxyvanadyl in dehydrated ethanol, V
A 3% by weight ethanol coating solution was prepared as 2 O 5 .

【0037】[IrO塗布液の合成]四塩化イリジウ
ムを脱水エタノールに溶解させた後、その溶液にIrと
当モルの酢酸を添加した。これにより、IrOとして
2重量%のエタノール塗布液を調製した。
[Synthesis of IrO 2 coating solution] After iridium tetrachloride was dissolved in dehydrated ethanol, acetic acid in a molar equivalent to Ir was added to the solution. Thus, a 2 % by weight ethanol coating solution as IrO 2 was prepared.

【0038】[ゲル電解質の合成]テトラエトキシシラ
ン(TEOS)と水(HO/TEOS=8倍モル)と
α,ω−ジ(2−アミノプロピル)ポリエチレングリコ
ール(TEOSの重量比で7倍)とを混合し、透明溶液
を得た後、その透明溶液に1M硫酸(HO/TEOS
=70倍モル)を加えた。得られた混合液に超音波照射
を行い、消泡およびゲル化を促進させて、ゲル電解質を
得た。
[Synthesis of Gel Electrolyte] Tetraethoxysilane (TEOS), water (H 2 O / TEOS = 8 times mol) and α, ω-di (2-aminopropyl) polyethylene glycol (7 times by weight of TEOS) ) To obtain a clear solution, and then add 1 M sulfuric acid (H 2 O / TEOS) to the clear solution.
= 70 mol). Ultrasonic irradiation was performed on the obtained mixture to promote defoaming and gelation, thereby obtaining a gel electrolyte.

【0039】[EC素子の作製] (実施例1〜9)ITO電極膜が被着したそれぞれの基
板上にディップコータを用いてEC材料A、Bをそれぞ
れ成膜させた後、加熱処理し、EC層が形成された一対
の基板間にゲル電解質を挟み、40mm角のEC素子を
作製した。使用した基板、EC材料A、B、加熱温度、
EC層の膜厚および結晶性の有無を表1にまとめて示
す。表1中の「結晶性」は、X線回折により調べた結果
であり、「×」が非晶質膜、「○」が結晶性膜であるこ
とをそれぞれ示す。また、実施例9において、基板を形
成するハイブリッド材料には、SiO/ポリイミドハ
イブリッドを用いた。
[Preparation of EC Element] (Examples 1 to 9) After each of the EC materials A and B was formed using a dip coater on each of the substrates on which the ITO electrode films were adhered, heat treatment was performed. A gel electrolyte was sandwiched between a pair of substrates on which an EC layer was formed, to produce a 40 mm square EC element. Substrate used, EC materials A and B, heating temperature,
Table 1 summarizes the thickness of the EC layer and the presence or absence of crystallinity. “Crystallinity” in Table 1 is the result of examination by X-ray diffraction. “X” indicates an amorphous film and “O” indicates a crystalline film. In Example 9, an SiO 2 / polyimide hybrid was used as a hybrid material for forming the substrate.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】実施例1〜9で得られたEC素子の評価結
果を表2にまとめて示す。表2中、「透過率」は、到達
透過率を意味し、「応答速度」は、到達透過率となるま
での時間を示す。また、実施例1で得られたEC素子に
ついて、3Vの電圧の印加時間と着色および消色時の電
流密度の変化との関係を示すグラフを図3に示す。
Table 2 summarizes the evaluation results of the EC devices obtained in Examples 1 to 9. In Table 2, “Transmittance” means arrival transmittance, and “Response Speed” indicates a time until reaching the arrival transmittance. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the application time of a voltage of 3 V and the change in current density at the time of coloring and decoloring for the EC device obtained in Example 1.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】実施例1〜9のEC素子の応答性は、全て
1秒以下であった。また、プラスチック材料や有機−無
機ハイブリッド材料を用いて基板を形成したEC素子
(実施例7〜9)は、可撓性を有し、曲面状態で透過率
変化が確認された。また、実施例1〜9のEC素子は、
200回を超える繰り返し作動でも、透過率や応答性に
変化が認められなかった。
The responsivity of the EC elements of Examples 1 to 9 was all 1 second or less. In addition, the EC devices (Examples 7 to 9) in which the substrate was formed using a plastic material or an organic-inorganic hybrid material had flexibility, and a change in transmittance in a curved state was confirmed. Further, the EC elements of Examples 1 to 9
No change in transmittance or responsiveness was observed even after repeated operation over 200 times.

【0044】(比較例1)グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、テトラエトキシシラン、過塩素酸リチウ
ム、テトラ−n−プロポキシジルコニウムおよびテトラ
エチレングリコールを出発原料としたLiイオンゲル電
解質を調製した。上記した実施例1と同様に、ITO電
極膜が被着したガラス基板上にディップコータを用いて
WO−1(上記[WO塗布液の合成1]で調製した
塗布液)およびIrO(上記[IrO塗布液の合
成]で調製した塗布液)をそれぞれ成膜させた後、30
0℃の温度で加熱処理し、EC層が形成された一対の基
板間にLiイオンゲル電解質を挟み、EC素子を作製し
た。
Comparative Example 1 An Li-ion gel electrolyte was prepared using glycidoxypropyltrimethoxysilane, tetraethoxysilane, lithium perchlorate, tetra-n-propoxyzirconium and tetraethylene glycol as starting materials. Similar to the first embodiment described above, ITO electrode film using a dip coater on a glass substrate having deposited WO 3 -1 (coating solution prepared above Synthesis 1 of WO 3 coating solution]) and IrO 2 ( After each of the coating solutions prepared in [Synthesis of IrO 2 coating solution] described above was formed, 30
Heat treatment was performed at a temperature of 0 ° C., and an Li ion gel electrolyte was sandwiched between a pair of substrates on which an EC layer was formed, to produce an EC device.

【0045】図3に評価結果を示すように、比較例1の
EC素子では、透過率が30%となるまで着色する時間
が100秒以上必要であった。
As shown in the evaluation results in FIG. 3, the EC element of Comparative Example 1 required a coloring time of 100 seconds or more until the transmittance became 30%.

【0046】(比較例2)過塩素酸リチウムのプロピレ
ンカーボネート溶液を液体Liイオン電解質として、上
記した実施例1と同様の構成で、EC素子を作製した。
(Comparative Example 2) An EC device was manufactured in the same configuration as in Example 1 described above, using a propylene carbonate solution of lithium perchlorate as a liquid Li ion electrolyte.

【0047】図3に評価結果を示すように、比較例2の
EC素子では、透過率が30%となるまで着色する時間
が15秒以上必要であった。
As shown in the evaluation results in FIG. 3, the EC element of Comparative Example 2 required a coloring time of 15 seconds or more until the transmittance became 30%.

【0048】以上のように、この発明の実施例1〜9で
得られたEC素子は、比較例1、2で得られた従来タイ
プのEC素子に比べて、非常に応答性が良く、1秒以内
の応答速度で着色−消色の変化が可能であった。また、
プラスチック材料や有機−無機ハイブリッド材料で形成
された基板を使用して作製されたEC素子は、通常のガ
ラス基板を用いたEC素子とは異なり、素子自体に可撓
性があり、軽量化が可能であるため、様々な方面への応
用が期待される。
As described above, the EC devices obtained in Examples 1 to 9 of the present invention have much better responsiveness than those of the conventional type EC devices obtained in Comparative Examples 1 and 2. Coloring-decoloring change was possible with a response speed within seconds. Also,
EC elements manufactured using substrates made of plastic materials or organic-inorganic hybrid materials are different from EC elements using ordinary glass substrates, and the elements themselves are flexible and lighter. Therefore, application to various fields is expected.

【0049】[0049]

【発明の効果】請求項1に係る発明によると、固体電解
質を用いた全固体型のEC素子であって、応答速度が1
秒以内である応答性に優れたEC素子が得られる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an all-solid-state EC device using a solid electrolyte, which has a response speed of 1%.
An EC element having excellent responsiveness within seconds can be obtained.

【0050】請求項2に係る発明では、応答速度が1秒
以内である応答性に優れた相補型のEC素子が得られ
る。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to obtain a complementary EC device having a high response speed with a response speed of 1 second or less.

【0051】請求項3、4に係る各発明では、可撓性が
あり軽量化されたEC素子が得られ、従来には無いフィ
ルムタイプのディスプレイなど、様々な応用が期待され
る。さらに、請求項3に係る発明では、加熱プロセスが
可能であるので、透明電極やEC材料の特性を向上させ
て、高性能のEC素子を提供することができる。
In each of the third and fourth aspects of the present invention, a flexible and lightweight EC element can be obtained, and various applications such as a film type display which has not been conventionally provided are expected. Further, in the invention according to claim 3, since a heating process is possible, the characteristics of the transparent electrode and the EC material can be improved, and a high-performance EC element can be provided.

【0052】請求項5に係る発明では、応答速度が1秒
以内である応答性に優れた全固体型EC素子が得られ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to obtain an all-solid-state EC device having an excellent response with a response speed within 1 second.

【0053】請求項6に係る発明では、EC層を形成す
る際に加熱処理が必要である場合には、加熱温度が低く
てよいことになり、基板としてプラスチック材料や有機
−無機ハイブリッド材料で形成された基板を用いてEC
素子を作製することが可能である。
According to the sixth aspect of the present invention, when heat treatment is required when forming the EC layer, the heating temperature may be low, and the substrate is formed of a plastic material or an organic-inorganic hybrid material. EC using
An element can be manufactured.

【0054】請求項7に係る発明では、ゾル−ゲル法に
よりEC層や電解質層を形成する場合における加熱温度
が低くてよいことになり、基板としてプラスチック材料
や有機−無機ハイブリッド材料で形成された基板を用い
てEC素子を作製することが可能である。
In the invention according to claim 7, the heating temperature in forming the EC layer and the electrolyte layer by the sol-gel method can be low, and the substrate is formed of a plastic material or an organic-inorganic hybrid material. An EC element can be manufactured using a substrate.

【0055】請求項8に係る発明では、電圧の印加時に
適当な色濃度となるEC素子が得られる。
According to the eighth aspect of the present invention, an EC device having an appropriate color density when a voltage is applied can be obtained.

【0056】請求項9に係る発明では、応答速度が1秒
以内である応答性に優れた全固体型EC素子が得られ
る。
According to the ninth aspect of the present invention, an all-solid-state EC device having an excellent response with a response speed of 1 second or less can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施形態の1例を示し、EC素子の
基本構成を模式的に示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a basic configuration of an EC device, showing an example of an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の別の実施形態を示し、EC素子の基
本構成を模式的に示す縦断面図である。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view schematically showing a basic configuration of an EC element.

【図3】この発明の実施例で得られたEC素子につい
て、3Vの電圧の印加時間と着色および消色時の電流密
度の変化との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an application time of a voltage of 3 V and a change in current density at the time of coloring and decoloring for an EC device obtained in an example of the present invention.

【図4】この発明に係るEC素子における応答速度が速
い理由を説明するためのEC素子の積層構造を示す模式
図であり、EC素子に電圧を印加していない状態を示す
図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a stacked structure of the EC element for explaining the reason why the EC element according to the present invention has a high response speed, and is a view showing a state where no voltage is applied to the EC element.

【図5】同じく、EC素子に電圧を印加した時の状態を
示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state when a voltage is applied to an EC element.

【図6】従来のEC素子の基本構成の1例を模式的に示
す縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view schematically showing one example of a basic configuration of a conventional EC element.

【図7】図6に示したEC素子とは異なるタイプの従来
のEC素子の基本構成の1例を模式的に示す縦断面図で
ある。
7 is a longitudinal sectional view schematically showing one example of a basic configuration of a conventional EC device of a type different from the EC device shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b 透明基板 2a、2b 透明電極層 3、4 EC層 5、6 固体電解質層 7 白い背景板 1a, 1b Transparent substrate 2a, 2b Transparent electrode layer 3, 4 EC layer 5, 6 Solid electrolyte layer 7 White background plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2K001 AA02 CA02 CA04 CA08 CA19 CA20 CA37 DA04 DA19 5G301 CA30 CD01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2K001 AA02 CA02 CA04 CA08 CA19 CA20 CA37 DA04 DA19 5G301 CA30 CD01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板のそれぞれの対向面側に電極
層を形成し、それら両電極層間にエレクトロクロミック
層および固体電解質層を挾持したエレクトロクロミック
素子において、 前記固体電解質層をプロトン導電性ゲル電解質によって
形成し、応答速度が1秒以内であることを特徴とするエ
レクトロクロミック素子。
1. An electrochromic device in which an electrode layer is formed on each of opposing surfaces of a pair of substrates, and an electrochromic layer and a solid electrolyte layer are sandwiched between the two electrode layers. An electrochromic device formed of an electrolyte and having a response speed of 1 second or less.
【請求項2】 それぞれの基板が透明素材で形成される
とともに、それぞれの電極層が透明導電性材料で形成さ
れ、第1のエレクトロクロミック層と第2のエレクトロ
クロミック層との間に固体電解質層が設けられた請求項
1記載のエレクトロクロミック素子。
2. Each of the substrates is formed of a transparent material, each of the electrode layers is formed of a transparent conductive material, and a solid electrolyte layer is provided between the first electrochromic layer and the second electrochromic layer. The electrochromic device according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 それぞれの基板が、有機−無機ハイブリ
ッド材料で形成されて、可撓性を有する請求項1または
請求項2記載のエレクトロクロミック素子。
3. The electrochromic device according to claim 1, wherein each substrate is formed of an organic-inorganic hybrid material and has flexibility.
【請求項4】 それぞれの基板が、プラスチック材料で
形成されて、可撓性を有する請求項1または請求項2記
載のエレクトロクロミック素子。
4. The electrochromic device according to claim 1, wherein each substrate is formed of a plastic material and has flexibility.
【請求項5】 固体電解質層を形成するプロトン導電性
ゲル電解質が、炭素、酸素、シリコン、硫黄、燐および
水素からなる群より選ばれた1種もしくは2種以上の元
素を含む物質である請求項1ないし請求項4のいずれか
に記載のエレクトロクロミック素子。
5. The proton conductive gel electrolyte forming the solid electrolyte layer is a substance containing one or more elements selected from the group consisting of carbon, oxygen, silicon, sulfur, phosphorus and hydrogen. The electrochromic device according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 エレクトロクロミック層が非晶質膜であ
る請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のエレクト
ロクロミック素子。
6. The electrochromic device according to claim 1, wherein the electrochromic layer is an amorphous film.
【請求項7】 エレクトロクロミック層およびプロトン
導電性ゲル電解質で形成される固体電解質層がそれぞ
れ、金属アルコキシドまたは金属塩を原料としたゾル−
ゲル法により成膜された非晶質膜である請求項1ないし
請求項6のいずれかに記載のエレクトロクロミック素
子。
7. An electrochromic layer and a solid electrolyte layer formed of a proton-conductive gel electrolyte are each composed of a metal alkoxide or a metal salt.
7. The electrochromic device according to claim 1, wherein the electrochromic device is an amorphous film formed by a gel method.
【請求項8】 エレクトロクロミック層の厚みが50μ
m〜1μmである請求項1ないし請求項7のいずれかに
記載のエレクトロクロミック素子。
8. The electrochromic layer has a thickness of 50 μm.
The electrochromic device according to any one of claims 1 to 7, wherein the thickness is from m to 1 µm.
【請求項9】 固体電解質層を形成するプロトン導電性
ゲル電解質が、ポリエチレングリコール鎖を有しアルコ
キシシランの加水分解物もしくは加水分解重縮合物を含
有し硫酸基または燐酸基を含む物質である請求項1ない
し請求項8のいずれかに記載のエレクトロクロミック素
子。
9. The proton conductive gel electrolyte forming the solid electrolyte layer is a substance having a polyethylene glycol chain, containing a hydrolyzate or hydrolyzed polycondensate of alkoxysilane and containing a sulfate group or a phosphate group. An electrochromic device according to any one of claims 1 to 8.
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