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JPH0367227A - Electrochromic element - Google Patents

Electrochromic element

Info

Publication number
JPH0367227A
JPH0367227A JP4849090A JP4849090A JPH0367227A JP H0367227 A JPH0367227 A JP H0367227A JP 4849090 A JP4849090 A JP 4849090A JP 4849090 A JP4849090 A JP 4849090A JP H0367227 A JPH0367227 A JP H0367227A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte
thin film
solid
electrode
ecd
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
JP4849090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuji Ito
伊藤 卓爾
Kazuo Saeki
和男 佐伯
Keiichi Koseki
恵一 古関
Koichi Kono
公一 河野
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.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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 Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
Publication of JPH0367227A publication Critical patent/JPH0367227A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE:To obtain the ECD having a solid-state electrolyte of a high ion conductivity by using the thin film of the electrolyte formed by filling an ion conductor into the pores of the porous thin film of a solid-state high polymer as the electrolyte. CONSTITUTION:The thin film of the electrolyte formed by filling the ion conductor into the pores of the porous thin film of the solid-state high polymer is used as the electrolyte. The porous thin film to be used consists of a high- polymer material which has a function as the base of the ion conductor and has excellent mechanical strength. For example, polyolefin, polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride are usable in terms of chemical stability. The electrochromic element (ECD) having the solid-state electrolyte of the high ion conductivity is obtd. in this way.

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に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an electrochromic device.

さらに詳しく述べるならば、本発明は、空孔中にイオン
導電体を充填した多孔性高分子薄膜を電解質として用い
たエレクトロクロミンク素子に関する。
More specifically, the present invention relates to an electrochromic device using a porous polymer thin film whose pores are filled with an ionic conductor as an electrolyte.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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(EC)現象を応用した素子に関心が高まって
いる。エレクトロクロミック素子(ECD) は明るく
見易い、大面積表示が可能である、メモリー性がある〈
消費電力が少ない〉などの特徴を有し、このような特徴
を活かした応用として、株価表示、メツセージボード、
案内板などの大型表示板、また自動車の防眩ミラー、調
光ガラス(窓)、サングラスなどの調光素子がある。
There is growing interest in devices that apply the electrochromic (EC) phenomenon, in which the color of a material changes reversibly depending on voltage. Electrochromic devices (ECDs) are bright and easy to see, can display large areas, and have memory properties.
It has features such as low power consumption, and applications that take advantage of these features include stock price displays, message boards,
These include large display boards such as information boards, and light control elements for automobile anti-glare mirrors, light control glass (windows), and sunglasses.

ECDの構造はエレクトロクロミック電極(WOs)と
対極の間に電解質を配置して成り、両電極間に電圧を印
加すると1103が電解質からのイオンと電源からの電
子でカソード還元されて着色するものである。対極は、
これもエレクトロクロミック電極で構成して着色表示に
利用することもできる。
The structure of ECD consists of an electrolyte placed between an electrochromic electrode (WOs) and a counter electrode, and when a voltage is applied between both electrodes, 1103 is cathodically reduced with ions from the electrolyte and electrons from the power source, and becomes colored. be. The opposite is
This can also be configured with electrochromic electrodes and used for colored display.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

電解質は液体電解質と固体電解質とに分けられる。液体
電解質はイオン電導度が大きいので応答性に優れている
が、素子中に液体が入ることは構成上好ましくない。素
子の構造及び組立て上、液漏れ対策が必要となり、また
液漏れ対策をしても、破損によりあるいは使用中に液漏
れが生じないとは限らず、液漏れが発生すると周辺部品
の汚損などの問題もある。固体電解質ではこのような液
体を取扱う上での問題はないが、イオン電導度の大きい
固体電解質がないため、応答性が悪いという問題がある
Electrolytes are divided into liquid electrolytes and solid electrolytes. A liquid electrolyte has high ionic conductivity and therefore has excellent responsiveness, but it is undesirable for liquid to enter the element from a structural standpoint. Due to the structure and assembly of the element, measures against liquid leakage are required, and even if measures against liquid leakage are taken, there is no guarantee that liquid leakage will not occur due to damage or during use, and if liquid leakage occurs, it may cause staining of surrounding parts etc. There are also problems. Solid electrolytes do not pose any problems when handling such liquids, but there is a problem of poor responsiveness because there is no solid electrolyte with high ionic conductivity.

そこで、本発明はイオン電導率が高い固体電解質を有す
るECDを提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an ECD having a solid electrolyte with high ionic conductivity.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記目的を達成するために、固体高分子多孔
性薄膜の空孔中にイオン導電体を充填してなる電解質薄
膜を電解質として用いたことを特徴とするエレクトロク
ロミンク素子を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electrochromic device characterized in that an electrolyte thin film formed by filling the pores of a solid polymer porous thin film with an ionic conductor is used as an electrolyte. .

本発明に用いられる電解質は、固体高分子多孔性薄膜の
空孔中にイオン導電体を充電してなる電解質薄膜からな
る。この電解質薄膜は全体としては固体として取扱うこ
とができ、液漏れの心配がなく、しかもイオン電導性に
優れることができる。
The electrolyte used in the present invention consists of an electrolyte thin film formed by charging an ionic conductor into the pores of a solid polymer porous thin film. This electrolyte thin film can be handled as a solid as a whole, there is no fear of liquid leakage, and it has excellent ionic conductivity.

また、薄膜化が可能である。Further, it is possible to make the film thinner.

このような固体高分子多孔性薄膜としては、膜厚が0.
1JBa〜50−1空孔率が40%〜90%、破断強度
が200kg/cI11以上、平均貫通孔径が0.00
1Js〜0.7μのものが好ましく使用される。
Such a solid polymer porous thin film has a film thickness of 0.
1JBa~50-1 Porosity is 40%~90%, Breaking strength is 200kg/cI11 or more, Average through hole diameter is 0.00
Those having a diameter of 1 Js to 0.7 μ are preferably used.

薄膜の厚さは一般に0.1−〜50−であり、好ましく
は0.1角〜251Mである。厚さが0.1μ未満では
支持膜としての機械的強度の低下および取り扱い性の面
から実用に供することが難しい。一方、50−を超える
場合に実効抵抗を低く抑えるという観点から好ましくな
い。多孔性薄膜の空孔率は、40%〜90%とするのが
よく、好ましくは60%〜90%の範囲である。空孔率
が40%未満では電解質としてのイオン導電性が不十分
となり、一方90%を超えると支持膜としての機能的強
度が小さくなり実用に供することが難しい。
The thickness of the thin film is generally 0.1 to 50 mm, preferably 0.1 square to 251 mm. If the thickness is less than 0.1 μm, it is difficult to put it to practical use because of the reduced mechanical strength as a support film and the ease of handling. On the other hand, if it exceeds 50-, it is not preferable from the viewpoint of keeping the effective resistance low. The porosity of the porous thin film is preferably in the range of 40% to 90%, preferably in the range of 60% to 90%. If the porosity is less than 40%, the ionic conductivity as an electrolyte will be insufficient, while if it exceeds 90%, the functional strength as a support membrane will be low, making it difficult to put it into practical use.

平均貫通孔径は、空孔中にイオン導電体を固定化できれ
ばよいが、一般に0.001−〜0.7−である。好ま
しい平均貫通孔径は高分子膜の材質や孔の形状にもよる
。高分子膜の破断強度は一般に200kg/cff1以
上、より好ましくは500kg/c++!以上を有する
ことにより支持膜としての実用化に好適である。
The average diameter of the through-holes is generally between 0.001 and 0.7, although it is sufficient that the ionic conductor can be immobilized in the holes. The preferred average through-hole diameter depends on the material of the polymer membrane and the shape of the pores. The breaking strength of the polymer membrane is generally 200 kg/cff1 or more, more preferably 500 kg/c++! Having the above properties makes it suitable for practical use as a support membrane.

本発明に用いる多孔性薄膜は上記のようなイオン導電体
の支持体としての機能をもち、機械的強度のすぐれた高
分子材料からなる。
The porous thin film used in the present invention functions as a support for the ion conductor as described above, and is made of a polymeric material with excellent mechanical strength.

化学的安定性の観点から、例えばポリオレフィン、ポリ
テトラプルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンを用い
ることができるが、本発明の多孔構造の設計や薄膜化と
機械的強度の両立の容易さの観点から好適な高分子材料
の1例は、特に重量平均分子量が5 XIO’以上のポ
リオレフィンである。すなわち、オレフィンの単独重合
体または共重合体の、結晶性の線状ポリオレフィンで、
その重量平均分子量が5X10’以上、好ましくは1×
1011〜IX1.0’のものである。例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合
体、ポリブテン−1、ポリ4−メチルペンチン−1など
があげられる。これらのうちでは重量平均分子量が5X
10’以上のポリエチレンまたはポリプロピレンが好ま
しい。ポリオレフィンの重量平均分子量は、得られる透
過膜の機械的強度に影響する。超高分子量ポリオレフィ
ンは、超延伸により極薄で高強度の製膜を可能とし、実
効抵抗の低い高イオン導電性薄膜の支持体とする。重量
平均分子量が5×105未満のポリオレフィンを同時に
用いることができるが、重量平均分子量が5×105以
上のポリオレフィンを含まない系では、超延伸による極
薄高強度の膜が得られない。
From the viewpoint of chemical stability, for example, polyolefin, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride can be used, but they are preferred from the viewpoint of designing the porous structure of the present invention and the ease of achieving both thinning and mechanical strength. An example of such a polymeric material is a polyolefin having a weight average molecular weight of 5 XIO' or more. That is, a crystalline linear polyolefin, which is an olefin homopolymer or copolymer,
Its weight average molecular weight is 5X10' or more, preferably 1X
1011 to IX1.0'. Examples include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polybutene-1, poly-4-methylpentyne-1, and the like. Among these, the weight average molecular weight is 5X
Polyethylene or polypropylene of 10' or more is preferred. The weight average molecular weight of the polyolefin influences the mechanical strength of the resulting permeable membrane. Ultra-high molecular weight polyolefins enable the formation of ultra-thin and high-strength films by ultra-stretching, and are used as supports for highly ionic conductive thin films with low effective resistance. Although a polyolefin having a weight average molecular weight of less than 5 x 10 5 can be used at the same time, an ultra-thin and high strength film cannot be obtained by ultra-stretching in a system that does not contain a polyolefin having a weight average molecular weight of 5 x 10 5 or more.

上記のような多孔性薄膜は次のような方法で製造できる
。超高分子量ポリオレフィンを流動パラフィンのような
溶媒中に■重量%〜15重量%を加熱溶解して均一な溶
液とする。この溶液からシートを形成し、急冷してゲル
状シートとする。このゲル状シート中に含まれる溶媒量
を、塩化メチレンのような揮発性溶剤で抽出処理して1
0重量%〜90重量%とする。このゲル状シートをポリ
オレフィンの融点以下の温度で加熱し、面倍率で10倍
以上に延伸する。この延伸膜中に含まれる溶媒を、塩化
メチレンのような揮発性溶剤で抽出除去した後に乾燥す
る。
The porous thin film as described above can be manufactured by the following method. Ultra-high molecular weight polyolefin is heated and dissolved in a solvent such as liquid paraffin in an amount of 1% to 15% by weight to form a uniform solution. A sheet is formed from this solution and rapidly cooled to form a gel-like sheet. The amount of solvent contained in this gel-like sheet is extracted with a volatile solvent such as methylene chloride.
0% to 90% by weight. This gel-like sheet is heated at a temperature below the melting point of the polyolefin and stretched to an areal magnification of 10 times or more. The solvent contained in this stretched film is extracted and removed with a volatile solvent such as methylene chloride, and then dried.

別の好適な高分子材料の例はポリカーボネートで、この
場合の固体高分子多孔性薄膜はポリカーボネート薄膜に
対し原子炉中で荷電粒子を照射し、荷電粒子が通過した
飛跡をアルカリエツチングして孔を形成する方法で作製
することもできる。このような薄膜は例えばニュークリ
ボアー・メンブレンとしてポリカーボネート及びポリエ
ステル製品が上布されている。
Another example of a suitable polymeric material is polycarbonate, in which the solid polymer porous thin film is made by irradiating the polycarbonate thin film with charged particles in a nuclear reactor and etching the tracks of the charged particles with alkali to form pores. It can also be produced by a method of forming. Such membranes are coated with polycarbonate and polyester products, for example as nucleopore membranes.

そのほか、ポリエステル、ポリメタアクリレート、ポリ
アセタール、ポリ塩化ビニリデン、テトラフルオロポリ
エチレン等を用いることができる。
In addition, polyester, polymethacrylate, polyacetal, polyvinylidene chloride, tetrafluoropolyethylene, etc. can be used.

本発明で用いるイオン導電体としてはアルカリ金属塩ま
たはプロトン酸と、ポリエーテル、ポリエステル、ポリ
イミン等の極性高分子との複合体、あるいはこれらの高
分子をセグメントとして含有する網目状、又は架橋状高
分子との複合体を用いることができる。ポリエーテル、
例えばポリエチレングリコールまたはポリプロピレング
リコールあるいはそれらの共重合体は分子量および重合
度の異なる液状および粉末状の試薬が市販されており、
簡便に用いることができる。すなわち、ポリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール・モノエーテル、ポ
リエチレングリコール・ジエーテル、ポリプロピレング
リコール、ポリプロピレングリコール・モノエーテル、
ポリプロピレングリコール・ジエーテル等のポリエーテ
ル類、またはこれらのポリエーテル類の共重合体である
ポリ(オキシエチレン・オキシプロピレン)グリコール
、ポリ (オキシエチレン・オキシプロピレン)グリコ
ール・モノエーテル、またはポリ (オキシエチレン・
オキシプロピレン〉グリコール・ジエーテル、これらの
ポリオキシアルキレン類と、エチレンジアミンとの縮合
物、りん酸エステルや飽和脂肪酸または芳香族エステル
等を用いることができる。さらにポリエチレングリコー
ルとジアルキルシロキサンの共重合体(例えば、或瀬ら
、Polymer Preprints、 Japan
 Vol、34. No、7.2021〜2024 (
1985)、および特開昭60−217263号公報)
、ポリエチレングリコールと無水マレイン酸の共重合体
(例えばC,C,Leeら、Polymer、 198
2. Vol。
The ionic conductor used in the present invention is a composite of an alkali metal salt or protonic acid and a polar polymer such as polyether, polyester, or polyimine, or a network or crosslinked polymer containing these polymers as segments. Complexes with molecules can be used. polyether,
For example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, or their copolymers are commercially available as liquid and powder reagents with different molecular weights and degrees of polymerization.
It can be used easily. That is, polyethylene glycol, polyethylene glycol monoether, polyethylene glycol diether, polypropylene glycol, polypropylene glycol monoether,
Polyethers such as polypropylene glycol diether, or copolymers of these polyethers such as poly(oxyethylene/oxypropylene) glycol, poly(oxyethylene/oxypropylene) glycol monoether, or poly(oxyethylene)・
Oxypropylene> glycol diether, condensates of these polyoxyalkylenes and ethylenediamine, phosphoric acid esters, saturated fatty acids, aromatic esters, etc. can be used. Furthermore, copolymers of polyethylene glycol and dialkylsiloxane (for example, Arusse et al., Polymer Preprints, Japan
Vol, 34. No, 7.2021-2024 (
1985), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-217263)
, copolymers of polyethylene glycol and maleic anhydride (e.g. C, C, Lee et al., Polymer, 198
2. Vol.

23May 681〜689)、およびポリエチレング
リコールのモノメチルエーテルとメタクリル酸との共重
合体(例えば、N、 Kobayashiら、J、Ph
ysical Chem−istry、 Vol、89
. No、6.98’7〜991(1985))はそれ
ぞれアルカリ金属イオンとの複合体を形成し、室温での
イオン伝導度が10−5〜10−’ S −cm−’で
あることが知られており、本発明に有用な薄膜電解質を
構成する材料として好適である。
23 May 681-689), and copolymers of monomethyl ether of polyethylene glycol and methacrylic acid (e.g. N, Kobayashi et al., J. Ph.
ysical Chem-istry, Vol, 89
.. No. 6.98'7-991 (1985)) are known to form complexes with alkali metal ions and have ionic conductivities of 10-5 to 10-'S-cm-' at room temperature. Therefore, it is suitable as a material constituting the thin film electrolyte useful in the present invention.

上記のポリエーテル類は分子量150以上の低分量のも
のであってよく、また上記高分子にはブーピレンカーボ
ネート、T−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、
メチルフラン、ジメトキシエタン、ジオキソラン、テト
ラヒドロフラン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルサルホキシト、メチルテトラヒドロフラン
、スルホラン、メチルチオフェン、メチルチアゾーノペ
エトキシメトキシエタンの1種またそれ以上の溶媒を加
えて用いてもよい。
The above-mentioned polyethers may have a low molecular weight of 150 or more, and the above-mentioned polymers include boopylene carbonate, T-butyrolactone, ethylene carbonate,
One or more of the following solvents may be added: methylfuran, dimethoxyethane, dioxolane, tetrahydrofuran, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, methyltetrahydrofuran, sulfolane, methylthiophene, methylthiazonopethoxymethoxyethane. .

これらの高分子化合物と複合体を形成するものとしては
、アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩またはプロト
ン酸を用いることができる。陰イオンとしてはハロゲン
イオン、過塩素酸イオン、チオシアン酸イオン、トリフ
ッ化メタンスルホン酸イオン、ホウフッ化イオン等があ
る。フッ化リチウム(LiF) 、ヨウ化ナトリウム(
Nal) 、ヨウ化リチウム(Lil) 、過塩素酸リ
チウム(LtCj!DJ 、チオシアン酸ナトリウム(
NaSCN) 、)リッツ化メタンスルホン酸リチウム
(LICF+5Os) 、ホウフッ化リチウム(LIB
F4) 、ヘキサフッ化りん酸リチウム(L+PFs)
 、りん酸(H,PO3) 、硫酸(H2SO1)、ト
リフッ化メタンスルホン酸、テトラフッ化エチレンスル
ホン酸CCaF 4 (SO3M) 2 ”J 、ヘキ
サフッ化ブタンスルホン酸CC4F6(SO3M)4 
) 、などを具体例として挙げることができる。
An alkali metal or alkaline earth metal salt or a protonic acid can be used to form a complex with these polymer compounds. Examples of anions include halogen ions, perchlorate ions, thiocyanate ions, trifluoromethanesulfonate ions, and borofluoride ions. Lithium fluoride (LiF), sodium iodide (
Nal), lithium iodide (Lil), lithium perchlorate (LtCj!DJ), sodium thiocyanate (
NaSCN),) Lithium methanesulfonate (LICF+5Os), Lithium borofluoride (LIB)
F4), lithium hexafluorophosphate (L+PFs)
, phosphoric acid (H, PO3), sulfuric acid (H2SO1), trifluorinated methanesulfonic acid, tetrafluorinated ethylene sulfonic acid CCaF4 (SO3M) 2 ''J, hexafluorinated butanesulfonic acid CC4F6 (SO3M)4
), etc. can be cited as specific examples.

高分子薄膜中にイオン導電体を充填する方法としては、
■溶媒に溶解させたイオン導電体、または溶媒中にゾル
状またはゲル状に微分散させたイオン導電体を固体高分
子多孔性薄膜に含浸させるか、塗布またはスプレーした
後溶剤を除去する、■多孔性薄膜の製造工程でイオン導
電体の溶液または、そのゾルまたはゲル状の分散溶液を
混合した後製膜する、■イオン導電体の単量体や可溶性
プレカーサーを固体高分子多孔性薄膜に含浸させるか、
塗布またはスプレーした後、空孔内で反応させる、等の
方法を用いることができる。
As a method of filling ionic conductors into a polymer thin film,
■Remove the solvent after impregnating, coating or spraying an ionic conductor dissolved in a solvent, or an ionic conductor finely dispersed in a solvent in the form of a sol or gel, into a solid polymer porous thin film;■ In the porous thin film manufacturing process, a film is formed after mixing a solution of an ionic conductor or its sol or gel-like dispersion solution. ■ Impregnation of a monomer or soluble precursor of an ionic conductor into a solid polymer porous thin film. Do you want me to do it?
A method such as applying or spraying and then reacting within the pores can be used.

本発明のエレクトロクロミック素子は電解質として上記
の如き固体電解質薄膜を用いる点を除き、一般の素子、
特に固体電解質を用いるECDと同様であることができ
る。
The electrochromic device of the present invention is a general device, except that the solid electrolyte thin film as described above is used as the electrolyte.
In particular, it can be similar to ECD using a solid electrolyte.

〔作 用〕[For production]

本発明のECDは、電解質が環境温度、例えば、−10
℃〜30℃において十分なイオン導電性を有するため、
作動温度範囲が広く、また電解質が柔軟性を有する固体
状薄膜であるため、組立ておよび取扱いが容易である。
In the ECD of the present invention, the electrolyte is at an ambient temperature, for example, -10
Because it has sufficient ionic conductivity at ℃~30℃,
It has a wide operating temperature range and is easy to assemble and handle because the electrolyte is a flexible solid thin film.

従って、液漏れがなく、均質な厚さをもち、大面積の素
子を与えることが容易にでき、また形状もさまざまに選
ぶごとが可能であり、表示素子のみでなく、カーテンレ
ス窓などの種々の用途に適する。
Therefore, it is possible to easily provide elements with no liquid leakage, uniform thickness, and large area, and various shapes can be selected. Suitable for use.

〔実施例〕〔Example〕

図面を用いて、実施例を説明する。 Examples will be described using the drawings.

第1図にEC表示素子の例を示す。この積層構造におい
て、下からガラス板1、対極2、背景板3、固体電解質
薄膜4、ECN極5、透明導電膜6、ガラス板7である
。このEC表示素子は反射モードであるので、ガラス板
1は必ずしも透明体である必要はなく、また樹脂板など
でもよい。対極2にはH2,02の発生の少なく、電気
化学的酸化還元反応に対して可逆性のよい、電気容量の
大きい材料が用いられる。具体的にはカーボン、遷移金
属化合物とカーボンとの複合材または金属酸化物とカー
ボンの複合材などがある。対極2の厚さは1000人〜
10t!rn程度である。背景板3は白色背景材が一般
的で、例えばアルミナ粉末をバインダとともに混練した
シート成形したものを用いうる。背景板3は対極2が兼
ねることも可能である。
FIG. 1 shows an example of an EC display element. In this laminated structure, from the bottom, there are a glass plate 1, a counter electrode 2, a background plate 3, a solid electrolyte thin film 4, an ECN pole 5, a transparent conductive film 6, and a glass plate 7. Since this EC display element is in a reflection mode, the glass plate 1 does not necessarily have to be a transparent body, and may also be a resin plate or the like. For the counter electrode 2, a material that generates less H2,02, has good reversibility with respect to electrochemical redox reactions, and has a large capacitance is used. Specific examples include carbon, a composite material of a transition metal compound and carbon, or a composite material of a metal oxide and carbon. The thickness of the opposite pole 2 is 1000 people ~
10t! It is about rn. The background plate 3 is generally a white background material, and for example, a sheet formed by kneading alumina powder with a binder may be used. The background plate 3 can also serve as the counter electrode 2.

固体電解質薄膜4としては、例えば、下記の如く調製し
たものを用いる。例えば、ポリエチレン微多孔膜中に、
ポリエチレングリコールモノエーテルに電解質としての
トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを溶解させた電
解質溶液を含浸したもので、厚みが4 pm、イオン導
電率が2xlO−’S/ cmの特性を有する。
As the solid electrolyte thin film 4, for example, one prepared as described below is used. For example, in a polyethylene microporous membrane,
It is made by impregnating polyethylene glycol monoether with an electrolyte solution in which lithium trifluoromethanesulfonate as an electrolyte is dissolved, and has a thickness of 4 pm and an ionic conductivity of 2xlO-'S/cm.

ECN極5は還元着色するカソーデイック材料と酸化着
色するアノ−デイック材料の2種類あるが、ここでは代
表的な還元着色材であるWO,を用いる。WO,は電解
質からのH′″(Li”)  と電源からの電子が注入
されるとWO3(透明) ++<H”+xe=HxWO
s(青色)の反応を行なう。この反応は可逆的であるが
、H,WO3の状態で電源回路を開放すると、青色(還
元状態)は長時間保持される。還元着色材としてはWO
,のほか、IrOx、 Mob、、、 MoS2. V
、0.。
There are two types of ECN electrodes 5, a cathodic material that is colored by reduction and an anodic material that is colored by oxidation, but here, WO, which is a typical reducing coloring material, is used. When WO, is injected with H′″ (Li”) from the electrolyte and electrons from the power source, WO3 (transparent) ++<H”+xe=HxWO
Perform the reaction s (blue). Although this reaction is reversible, when the power supply circuit is opened in the state of H and WO3, the blue color (reduced state) is maintained for a long time. As a reduction colorant, WO
, as well as IrOx, Mob, , MoS2. V
,0. .

MgWO,、Nb、05. Tin□、 LOs(c、
o、)、などを用いることもできる。EC電極5は50
0〜1500人程度の厚さで程度が、これは透明導電膜
6上に形成する。
MgWO, Nb, 05. Tin□, LOs(c,
o, ), etc. can also be used. EC electrode 5 is 50
This is formed on the transparent conductive film 6 to a thickness of about 0 to 1,500.

透明導電膜6は集電電極であり、酸化インジウム錫(I
TO) 、酸化錫などで形成する。厚さは1000〜2
000人が一般的である。透明導電膜6はガラス板7上
に形成する。
The transparent conductive film 6 is a current collecting electrode and is made of indium tin oxide (I
TO), tin oxide, etc. Thickness is 1000~2
000 people is common. A transparent conductive film 6 is formed on a glass plate 7.

ガラス板7は反射モードだから透明でなければならない
Since the glass plate 7 is in reflection mode, it must be transparent.

EC電極5と対極2との間に電源8から電圧を印加する
が、l803に還元時には負の電圧をかけ、電圧は1.
3〜1,6V程度である。
A voltage is applied from the power supply 8 between the EC electrode 5 and the counter electrode 2, but a negative voltage is applied to l803 during reduction, and the voltage is 1.
It is about 3 to 1.6V.

こうして作製されるECDは電解質が固体であるため、
構造が簡単で、しかも組立時の取扱いも容易であり、か
つ組立後も破損しても液漏れの心配がないので液体電解
質の場合のような特別の注意は不要である。また、電源
より電極間に電圧を印加したとき、応答性に優れた表示
が実現される。
Since the electrolyte of the ECD produced in this way is solid,
It has a simple structure, is easy to handle during assembly, and there is no need to take special precautions as in the case of liquid electrolytes, as there is no risk of liquid leakage even if the electrolyte is damaged even after assembly. Furthermore, when a voltage is applied between the electrodes from a power source, a display with excellent responsiveness can be realized.

第2図はEC調光素子(ウィンドウ)の例を示す。下か
ら、ガラス板11、透明導電膜12、電極■13、電解
質膜14、電極115、透明導電膜16及びガラス板1
7の順の積層構造である。この構造では電極I (WO
3)の還元着色に加えて、電極■に酸化着色量の電極材
料、例えばIre、などを用いると、着色効率の高いE
CDを作製できる特色がある。また、電極■にも結晶状
態の異なるWOsを用いてもよい。またはNiOx、 
C00X、 KxFe [Fe(CN)a 〕。
FIG. 2 shows an example of an EC dimming element (window). From the bottom: glass plate 11, transparent conductive film 12, electrode 13, electrolyte membrane 14, electrode 115, transparent conductive film 16, and glass plate 1
It has a laminated structure in the order of 7. In this structure, electrode I (WO
In addition to the reduction coloring described in 3), if an electrode material with an oxidative coloring amount, such as Ire, is used for electrode (2), E with high coloring efficiency can be obtained.
It has the feature of being able to create CDs. Furthermore, WOs having different crystal states may be used for the electrode (2). or NiOx,
C00X, KxFe [Fe(CN)a].

[:〕e(CN)sco 〕などが用いられる。[:]e(CN)sco] etc. are used.

第2図の構造が第1図と異なる点は、電極[13は上述
の如(Ire、やW2Oなどを用い、500〜1500
人の厚みに形成し、電極[13と透明導電膜11が光透
過性である点である。第■図の構造では、背景板3は光
不透過性であり、また対極2は光不透過性でも光透過性
でもよい。
The structure in FIG. 2 is different from that in FIG.
The electrode [13] and the transparent conductive film 11 are formed to have a thickness of a human being and are transparent to light. In the structure shown in FIG. 3, the background plate 3 is light-opaque, and the counter electrode 2 may be light-opaque or light-transmissive.

第2図の構造では両電極間に電圧を印加して電極113
(及び電極l115)を着色すると、このECDは調光
ガラス(ECウィンドー)として作用する。なお、この
構造で、電極113(電極■15)をパターン化すれば
、透過型の表示素子としても使用できる。
In the structure shown in FIG. 2, a voltage is applied between both electrodes to
When colored (and electrode l115), this ECD acts as a light control glass (EC window). In this structure, if the electrode 113 (electrode 15) is patterned, it can also be used as a transmissive display element.

また、防眩ミラーでは第1図において背景板3゜と対極
2とを反射性電極、例えばアルミニウムで構成される。
Further, in the anti-glare mirror, the background plate 3° and the counter electrode 2 in FIG. 1 are made of reflective electrodes, such as aluminum.

第1図及び第2図の構造のECDでは、表示モード時の
入射光の反射率及び透過率は20〜70%であり、耐久
寿命は104〜107回である。
In the ECD having the structure shown in FIGS. 1 and 2, the reflectance and transmittance of incident light in the display mode are 20 to 70%, and the durability is 104 to 107 times.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、固体薄膜電解質を用いたECDが提供
され、このECDは液漏れ対応が必要ないので取扱い性
、安全性に優れ、かつECDの応答性も向上する。
According to the present invention, an ECD using a solid thin film electrolyte is provided, and since this ECD does not require measures against liquid leakage, it is excellent in handling and safety, and the responsiveness of the ECD is also improved.

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

第1図は反射型EC表示素子の模式断面図、第2図は透
過型調光ガラスの模式断面図である。 1・・・ガラス板、     2・・・対極、3・・・
背景板、     4・・・固体電解質薄膜、5・・・
EC電極(1103)、 6・・・透明導電膜、7・・
・ガラス板、11・・・ガラス板、12・・・透明導電
膜、   13・・・電極■、14・・・固体電解質薄
膜、 15・・・電極■、16・・・透明導電膜、  
 17・・・ガラス板。 ECD素子(表示素子〉 第1断 手続補正音(方式) %式% 1、事件の表示 平成2年特許願第48490号 2、発明の名称 エレクトロクロミック素子 3、補正をする者 事件との関係    特許出願人 名称東燃株式会社 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番1o号EC
D素子(調光素子) 第2珊 6、補正の対象 (1)明細書 (2)委任状 7、 補正の内容 (1)明細書の浄書(内容に変更なし)(2)委任状を
追究する。 8、添付書類の目録 (1)浄書した明細書 (2)委任状 1通 1通 236−
FIG. 1 is a schematic sectional view of a reflective EC display element, and FIG. 2 is a schematic sectional view of a transmission type light control glass. 1...Glass plate, 2...Counter electrode, 3...
Background plate, 4... solid electrolyte thin film, 5...
EC electrode (1103), 6... transparent conductive film, 7...
・Glass plate, 11... Glass plate, 12... Transparent conductive film, 13... Electrode ■, 14... Solid electrolyte thin film, 15... Electrode ■, 16... Transparent conductive film,
17...Glass plate. ECD element (display element) 1st discontinuation procedure amendment sound (method) % formula % 1. Indication of the case 1990 Patent Application No. 48490 2. Name of the invention Electrochromic device 3. Person making the amendment Relationship with the case Patent Applicant name: Tonen Corporation 4, agent address: Toranomon-8-1o EC, Minato-ku, Tokyo 105
D element (dimmer element) No. 2, Section 6, Subject of amendment (1) Specification (2) Power of attorney 7, Contents of amendment (1) Engraving of specification (no change in content) (2) Pursuing power of attorney do. 8. List of attached documents (1) Copied detailed statement (2) 1 power of attorney 236-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、固体高分子多孔性薄膜の空孔中にイオン導電体を充
填してなる電解質薄膜を電解質として用いたことを特徴
とするエレクトロクロミック素子。 2、表示素子である請求項1記載のエレクトロクロミッ
ク素子。 3、調光素子である請求項1記載のエレクトロクロミッ
ク素子。
[Scope of Claims] 1. An electrochromic device characterized in that an electrolyte thin film formed by filling the pores of a solid polymer porous thin film with an ionic conductor is used as an electrolyte. 2. The electrochromic device according to claim 1, which is a display device. 3. The electrochromic device according to claim 1, which is a light control device.
JP4849090A 1989-04-29 1990-02-28 Electrochromic element Pending JPH0367227A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11175689 1989-04-29
JP1-111756 1989-04-29

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ID=14569392

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