JP2503519B2

JP2503519B2 - エレクトロミック素子駆動法

Info

Publication number: JP2503519B2
Application number: JP18672687A
Authority: JP
Inventors: 清茂木
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1987-07-28
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPS6431131A

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（以下、ECDと略
称する。）の駆動法、特に記憶性を有するECDに通電圧
を印加することによって、該ECDの濃度状態を第１濃度
状態から第２濃度状態に遷移させる方法に関するもので
ある。

［従来の技術］一般に、ECDは少なくとも一方が透明な一対の電極層
とそれらの間に配置されたエレクトロクロミック層（以
下、EC層と略称する。）とから形成され、乾電池から得
られる程度の駆動電圧を上記一対の電極間に印加すると
発色し、逆極性の電圧を印加するか又は電極間を短絡さ
せると消色して元の無色透明に戻るという性質を有する
ものである。

また、ECDは電極間に印加する電圧値を変化させるこ
とによって、発色濃度を制御することが可能なため、現
在では透過又は、反射光量の制御素子として研究されて
いる。

以下、従来におけるECDの発色濃度状態を遷移させる
方法について、第３図及び第４図を参照しながら説明す
る。

ここで、ECDのEC層は一種のコンデンサと見ることが
でき、発色濃度はこのコンデンサ両端の電圧を比例する
と考えられ、ECDは第３図のような等価回路によって表
わすことができる。よって、ここではECDの発色濃度状
態を所望の発色濃度状態に遷移する動作を、第３図にお
けるコンデンサＣの両端にかかる電圧に置き換えて説明
する。図において、ＣはED層に対応する容量Ｃのコンデ
ンサ、Ｒは透明電極に対応する抵抗値Ｒの抵抗である。

第４図には、ECDに所定の電圧を印加した時の、EC層
にかかる電圧Ｖと電圧の印加時間Ｔとの関係が示されて
いる。

なお、（Ａ）のグラフにはEC層に初期電圧V1がかかっ
ている第１の濃度状態から、V2＞V1の関係をもつ電圧V2
がかかった第２の濃度状態に遷移する場合の時間的な変
化が示され、（Ｂ）のグラフには（Ａ）と同様の第１の
濃度状態から、V4＜V1なる電圧V4がかかった第２の濃度
状態に遷移する時間的な変化が示されている。

従来においては、EC層に初期電圧V1がかかっている第
１の濃度状態から、V2＜V1の関係をもつ電圧V2がかかっ
た第２の濃度状態に遷移させる場合に、V2を遷移開始時
（時間T₀）から当該ECDに印加し、この状態を接続させ
ることによってEC層（コンデンサＣ）にかかる電圧をV2
に遷移させていた。この方法による遷移特性は、第４図
（Ａ）の破線ａによって表わされている。また、EC層に
初期電圧V1がかかっている第１の濃度状態から、V4＜V1
なる電圧V4がかかった第２の濃度状態に遷移させる場合
にも、V4を遷移開始時（時間T₀）から当該ECDに印加
し、この状態を接続させることによってEC層（コンデン
サＣ）にかかる電圧をV4に遷移させており、この方法に
よる遷移特性は、第４図（Ｂ）の破線ａによって表わさ
れている。

ここで、上記時間ｔ＝０の時のコンデンサＣの両端の
電圧がV1の第１の濃度状態から、コンデンサＣの電圧が
V2の第２の濃度状態に遷移する場合を例にとってみる
と、コンデンサＣに電圧V2をｔ時間だけ印加した時のコ
ンデンサＣの両端の電圧をVtとするとVtは、 Vt＝V2＋（V1−V2）exp（−t/RC） …（１）のように表わせる。従って、目標とする電圧V2に遷移す
るのに要する時間はR,Cの大きさによって決まることが
わかる。もちろん、目標とする電圧がV4の場合も同様で
ある。

しかし、透明電極には一般にITO（Indium−Tin−Oxid
e）電極が用いられ、上記（１）式のＲに対応するITO
（透明電極）の抵抗値が高いため、破線ａからわかるよ
うにEC層にかかる電圧を遷移させるのに長時間を要する
という欠点があった。

そこで、現在では初期電圧V1が印加されて得られる
第１の濃度状態から、V1より高い電圧V2が印加されて得
られる第２の濃度状態に遷移させる際には、遷移開始時
にV2より高い電圧V3を印加し、一方初期電圧V1より低
い電圧V4が印加されて得られる第２の濃度状態に遷移さ
せる際には、電圧V4より低い電圧V5をECDに印加するこ
とで濃度遷移に要する時間を短縮するという方法が使用
されている。この方法による遷移特性は、第４図中破線
ｂによって表わされている。

以上の説明及び第４図（Ａ），（Ｂ）より明らかなよ
うに、EC層にかかる電圧を、目標とする電圧V2,V4に到
達させる場合に、V3＞V2あるいはV5＜V4であるような過
電圧V3,V5をECDに印加することによって、EC層にかかる
電圧を目標とする電圧V2またはV4にするのに要する時間
が短かくなる。即ち、ECDの第２濃度状態への遷移に要
する遷移時間を短縮できることとなった。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、上述したような方法では、過電圧印加中に
EC層の電圧の検出を行なわず、目標とする電圧V2あるい
はV4となるのに要する時間を正確に知ることが出来ない
ため、EC層に目標電圧V2,V4以上の過電圧印加されてEC
層が劣化したり、所望の電圧V2,V4に到らないうちに電
圧印加を停止したりする事態が発生し、過電圧印加によ
る時間短縮の効果が充分に発揮されないという問題点が
ある。

このような問題点は、EC層の初期電圧V1と目標となる
電圧V2,V4が、固定の値ではない中間表現される時など
に特に顕著に現れる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、EC
層を劣化させることなく第２濃度状態への遷移時間を良
好に短縮できるエレクトロクロミック素子駆動法を提供
することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明に係るエレクトロクロミック素子駆動法は、エ
レクトロクロミック層に実際にかかっている第１の電圧
をモニターし、第１の電圧と所望の発色濃度に対応する
第２の電圧とを比較しつつ；該比較結果に基づき、上記
第１の電圧が第２の電圧より低い場合には第２の電圧よ
り高い所定の過電圧を、上記第１の電圧が第２の電圧よ
り高い場合には第２の電圧より低い所定の過電圧を印加
し；上記第１の電圧と第２の電圧との差が所定の許容範
囲内に達した時に、上記過電圧の印加を停止することを
技術的要点とするものである。

［作用］本発明において、エレクトロクロミック層に実際にか
かっている第１の電圧をモニターし、所望の発色濃度に
対応する第２の電圧と比較するため、EC層を劣化させる
ような過電圧を実際に印加することもなく、良好に第２
濃度への遷移が行なえることとなる。

また、電極間には必要時間の間十分に過電圧が印加さ
れるため、第２濃度への遷移時間の最適短縮化を図れる
こととなる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を添付図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図には、本発明のエレクトロクロミック素子駆動
法に利用される装置（回路）の構成が示されている。図
において、10は上述した従来技術と同様にECDの等価回
路であり、ＣはEC層に対応する容量Ｃのコンデンサ、Ｒ
は透明電極に対応する抵抗値Ｒの抵抗である。ECDの一
方の電極は接地され、他方はスイッチ12の共通端子12a
に接続されている。

スイッチ12は上記ECDと接続された共通端子12aを有
し、該共通端子12aと接続する端子として、電圧源14に
接続された選択端子12bあるいは比較器16に接続された
選択端子12cのいずれか１方を選択できるように構成さ
れている。

電圧源14は、着色用電圧VF,消色用電圧VRのいずれか
一方をスイッチ12の選択端子12bに出力するように構成
されており、着色用電圧VFはEC層に印加されるべきいか
なる濃度状態の電圧より高く、しかもECDを劣化させる
ことのない電圧値に設定され、他方の消色用電圧VRはEC
層に印加されるべきいかなる濃度状態の電圧より低く、
しかもECDを劣化させることのない電圧値に設定されて
いる。

電圧比較器16は、スイッチ12の選択端子12cと接続さ
れた比較端子16aと、基準電圧Vsが印加される比較端子1
6bとを有し、比較端子16aと16bとにかかる電圧の大小を
比較できるように構成され、更にこの比較結果に基づい
て上記電圧源14から出力される電圧を、着色用電圧VFと
消色用電圧VRのどちらか一方を選択制御するようになっ
ている。

次に、EC層に電圧V1が印加された第１の濃度状態から
電圧V2（V2＞V1）が印加された第２の濃度状態に遷移す
る場合の動作を第２図を参照しながら各工程の順を追っ
て説明する。

第２図には、上述した従来技術において参照した第４
図と同様に、EC層にかかる電圧Ｖと電圧の印加時間Ｔと
の関係が示されている。

予め電圧比較器16の比較端子16bの電圧VsをVs＝V2と
し、スイッチ12の共通端子12aと選択端子12cとを接続す
る。この時、電圧比較器の入力インピーダンスは一般に
大きいため、端子16aにはEC層にかかる電圧、すなわちE
CD等価回路中のコンデンサＣの両端電圧Vcが現れる。

次に、電圧比較器16において、端子16aの電圧Vcと端
子16bの電圧V2を比較し、該比較結果がVc＜V2の場合に
は電圧源14の出力がVFとなるように、Vc＞v2の場合には
電圧源14の出力がVRとなるように電圧源14を制御する。
・・・（工程１）次に、スイッチ12の共通端子12aと選択端子12bとを所
定時間接続し、ECDにVFあるいはVRの過電圧印加を行
う。・・・（工程２）この時、ECDにVFが印加された場合にはコンデンサＣ
（EC層）に充電が起こり、電圧Vcが上昇することによっ
てECDの発色濃度が上昇する。逆にECDにVRが印加された
場合にはコンデンサＣ（EC層）に放電が起こり、電圧Vc
が下降してECDの発色濃度が降下する。

次に、工程２の過電圧印加の動作を所定時間行った後
に、再びスイッチ12の共通端子12aと選択端子12cとを接
続し、上記工程１の比較動作に戻り変化後のVcの値とV2
を比較する。そして、このような上記工程１と工程２を
VcとV2の電圧の差が所定の許容範囲内に達するまで交互
に繰り返す。

そして、VcとV2の電圧の差が所定の許容範囲内に達し
た時に、スイッチ12の共通端子12aをいずれの選択端子1
2b,12cとも接続せず開放状態としてECDの発色濃度の遷
移を終了する。・・・（工程３）以降、ECDは記憶性を有するので、スイッチ12の共通
端子12aと選択端子12b,12cとを開放状態にしても、EC層
の電圧をV2付近の所定の許容範囲、即ちECDの発色濃度
を所望の状態に維持できる。

以上のように、上記実施例によれば、実際のEC層の電
圧Vcと所望の発色濃度に対応するEC層の電圧V2とを比較
器16によって比較する工程１と、該比較器16の比較結果
に基づく過電圧の印加，停止を行なう工程２を有し、両
工程を交互に作用させているため、EC層の電圧を初期電
圧V1からV2への遷移を短時間で良好に行なえ、従ってEC
Dの所望の発色濃度への遷移時間を良好に短縮できると
いう効果がある。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、VcとV2の電圧の差が所定の許容範囲内に達した後に
おいても、上述したようなVcとV2を比較する動作を続
け、何等かの要因でVcの値が変化した時に工程３の動作
に戻り一連の動作を繰り返すようにしても良い。

また、工程３のその他の方法として、スイッチ12に電
圧V2が印加された選択端子12dを別に設け、VcとV2の電
圧の差が一旦所定の許容範囲内に達したならば、端子12
cと12dを接続し完全にVcとV2が等しくなるまでECDにV2
を印加するようにしても良く、更にその後に、VcとV2を
比較する動作を接続し、何等かの要因でVcの値が変化し
た時に再度端子12cと12dを接続しECDにV2を印加するよ
うにしても良い。

［発明の効果］以上説明したように、本発明はEC層を劣化させること
なく、第２濃度への遷移時間を良好に短縮できるという
格別の効果がある。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例による方法を利用した装置の
構成図、第２図は実施例の作用を示すグラフ、第３図は
本発明及び従来技術に係るECDの等価回路図、第４図は
従来技術の作用を示すグラフである。「主要部の符号の説明」 10……ECD等価回路、12……スイッチ、14……電圧源、1
6……比較器。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エレクトロクロミック素子の一対の電極間
に第１の電圧を印加することによって、第１の濃度状態
から第２の濃度状態へ遷移させるエレクトロクロミック
素子の駆動法において、エレクトロクロミック層に実際にかかっている第１の電
圧をモニターし、第１の電圧と前記所望の発色濃度に対
応する第２の電圧とを比較しつつ、上記比較結果に基づき、上記第１の電圧が第２の電圧よ
り低い場合には第２の電圧より高い所定の過電圧を、上
記第１の電圧が第２の電圧より高い場合には第２の電圧
より低い所定の過電圧を、前記電極間に印加し、上記第１の電圧と第２の電圧との差が所定の許容範囲内
に達した時に、上記過電圧の印加を停止することを特徴
とするエレクトロクロミック素子駆動法。