DE2424744C3

DE2424744C3 - Elektrooptische Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2424744C3
Application number: DE19742424744
Authority: DE
Inventors: Jaques Areuse Cognard (Schweiz)
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauches SA
Priority date: 1973-05-21
Filing date: 1974-05-21
Publication date: 1979-01-04
Also published as: GB1466371A; CH718673A4; DE2424744A1; IT1011425B; NL7406491A; JPS588490B2; DE2424744B2; JPS5020698A; CH568574A; FR2231064B1; FR2231064A1; CA1018638A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Anzeigevorrichtung mit einem transparenten Leitersubstrat, einer auf diese· ■· aufgebrachten elektrochromatischen Schicht, die beide zusammen eine erste Elektrode darstellen, einer Gegenelektrode, die von der ersten Elektrode auf Entfernung gehalten wird, und einem sauren Elektrolyten, der in dem Kaum zwischen den beiden Elektroden liegt, wobei die elektrochromatische Schicht flächig gesehen eine bestimmte Zeichnung oder ein Motiv darstellt.

Unter »elektrochromatische Schicht« versteht man eine Schicht, die aus einer Substanz besteht, deren Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Strahlungen unter Einfluß eines elektrischen Feldes verändert wird, meist sogar bei Umgebungstemperatur. Derartige Substanzen können z. B. eine schwache Absorption der sichtbaren Strahlungen in Abwesenheit eines elektrischen Feldes haben und trotzdem quasi transparent sein; wenn sie einem elektrischen Feld ausgesetzt werden, absorbieren sie z. B. den roten Rand des Spektrums, so daß sie eine blaue Färbung annehmen.

Ähnliche Wirkungen können sowohl sichtbar als auch unsichtbar in anderen Teilen des Spektrums der elektromagnetischen Strahlungen beobachtet werden.

Wenn eine elektrochromatische Schicht auf einem transparenten Leitersubstrat aufgebracht ist. kann man die optische Dichte dieser Schicht verändern, indem man ein elektrisches Feld zwischen die derart beschaffene Elektrode und eine andere bzw. Gegenelektrode anlegt, wobei der zwischen diesen beiden Elektroden vorhandene Raum mit einem Elektrolyten gefüllt ist, so daß das Ganze eine Art »Sandwich«-Struktur darstellt. Die Erzeugung eines Potentialunterschiedes an den Klemmen der beiden Elektroden ermöglicht, die elektrochromatische' Schicht einen Zustand von hell oder durchsichtig bis zu dunkel oder farbig durchlaufen 2u lassen.

Eine derartige Anzeigevorrichtung ist bereits bekänrit (US'PS 37 04 057). Dort wird eine Säure als Elektrolyt benutzt, wobei sich Korrosionserscheinungen an der elektrooptisch wirksamen Schicht ergeben können. Andererseits werden gemäß dieser US-PS auch nichtsaure Salzlösungen als Elektrolyt verwendet, die jedoch in dem erzielbaren Färbungseffekt nicht in gleicher Weise befriedigen.

Außerdem ist schon vorgeschlagen worden (DE-OS 23 63 306), als Zusätze zum Elektrolyten ein dauernd elektrochromes Material, Eisensulfat oder Chromsulfat zu verwenden.

Es ist ferner bekannt, die elektrochromatische Schicht so anzubringen, daß sie eine bestimmte Zeichnung oder ein motiv darstellt Verschiedene dieser Motive können zusammen eine Ziffer ergeben. Man kennt z.B. ein Anzeigesystero mit sieben Segmenten, das es ermöglicht, durch passende Auswahl dieser Segmente alle arabischen Ziffern zwischen 0 und 9 darzustellen. Wenn die Segmente abwechselnd farbig und farblos sind, erscheinen und verschwinden die Ziffern nacheinander; man nennt die Aufeinanderfolge einer Färbung und einer Entfärbung »Zyklus«.

Man hat auch festgestellt, daß die Kanten dieser Segmente einer übermäßigen Stromdichte unterliegen und aus diesem Grunde im Laufe der Zeit einem gewissen Verschleiß ausgesetzt sind.

Die bekannten Vorrichtungen arbeiten also während einer bestimmten Anzahl Zyklen zufriedenstellend, z. B. einige hundert ΙνΓιΙϋοηεη Male, nach und nach verwischen sich jedoch die Konturen der Segmente oder jedes anderen Motivs und die Größe der Segmente verringert sich, so daß sie weniger zuverlässig lesbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrooptische Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die bei Verwendung bekannter Elektrolyten auftretenden Korrosionserscheinungen an der elektrooptisch wirksamen Schicht verhindert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst Em- Klassifikation der Ionenradien findet man in dem Buch von Pauling »The Nature of the Chemical Bond«, 3. Aufl., Cornell University Press Ithaca N.Y., 1960. Durch Zusatz des Salzes wird die Auflösung der elektrochromatischen Schicht verhindert

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine elektrooptische Anzeigevorrichtung.

Die Anzeigevorrichtung umfaßt ein transparentes Leitersubstrat 1, z. B. eine mit einem elektrisch leitenden Film überzogene Glasplatte, eine auf das Substrat aufgebrachte elektrochromatische Schicht 2, z. B. aus Wolframoxid, wobei diese beiden Elemente zusammen eine erste Elektrode darstellen, eine Gegenelektrode 3, die durch Querstreben 4 auf Entfernung von der Elektrode 1, 2 gehalten wird, und einen flüssigen Elektrolyt 5, z. B. Schwefelsäure, der in dem Raum zwischen den beiden Elektroden 3 und 1,2 liegt

Man hat festgestellt, daß in derartigen Anzeigevorrichtungen die elektrochromatische Schicht 2 die Tendenz hat, sich im Elektrolyten aufzulösen, der wie obenerwähnt, eine Säure ist Es kann angenommen werden, daß diese Auflösung daraus resultiert, daß die

Einwirkung von Hydroxylionen auf die Oxide der Übergangsmetalle unter Einwirkung der Säuren nicht Umkehrbar ist, was zur Bildung von Isopolysäuren von Metallen führt; im vorliegenden Fall Isopolysäure des

Wolframs, da die elektroehromatiscbe Schicht aus Wolframoxid besteht, und die Reaktionen folgendermaßen aussehen:

WO₃+2(OH-)-> WO₄ ²-+H₂O j

WO₄ ²- + H+ ->■ Isopolysäure des Wolframs.

Es ist bekannt, daß die Salze der »großen Kationen« — die als solche definiert werden können, weil ihr Ionenradius gemäß der Ionenradientabelle von Pauling gleich oder größer ist als 1 Angström — der Polysäuren des Wolframs unlöslich sind, so daß festgestellt werden konnte, daß diese Ionen die in Form eines Salzes in den Elektrolyten eingeführt werden, dessen Anion mit dem des Elektrolyten verträglich ist, _]5 eine Schutzwirkung haben.

Entsprechend den obigen Ausführungen ist dem Elektrolyt 5 der Anzeigevorrichtung Bariumsulfat in Sättigungskonzentration oder sogar mit noch höherer Konzentration zugesetzt Dieser Zusatz gestattet, die Zahl der Zyklen und damit die Lebensdauer der Vorrichtung wesentlich zu erhöhen. Außerdem hat das Bariumsulfat noch den Vorteil, als weißer Farbstoff zu wirken und die Geschwindigkeit der Farbumschaltung zu erhöhen.

Die Kationen, die als Zusatz zum Elektrolyten in Betracht gezogen werden können, sind außer Barium auch Kalium K⁺, Rubidium Rb⁺, Caesium Cs⁺, Calcium Ca²⁺, Silber Ag⁺, Thallium Tl⁺, Strontium Sr²⁺, Blei Pb²⁺, quartäre Ammonium-Ionen NR₄ ⁺, Phosphonium-Ionen PR₄ ⁺ und Ferrocen π (CsHs^Fe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Elektrooptische Anzeigevorrichtung mit einem transparenten Leitersubstrat, einer auf diesem aufgebrachten elektrochromatischen Schicht, die beide zusammen eine erste Elektrode darstellen, einer Gegenelektrode, die von der ersten Elektrode auf Entfernung gehalten wird, und einem sauren Elektrolyten, der in dem Raum zwischen den beiden Elektroden liegt, wobei die elektrochromatische Schicht flächig gesehen eine bestimmte Zeichnung oder ein Motiv darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyt ein Salz zugesetzt ist, dessen Kation einen Ionenradius von 1 Angström oder mehr hat

2. Elektrooptische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Elektrolyten Bariumsulfat zugesetzt ist.

3. Elektrooptische Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Bariumsulfats in dem Elektrolyten dem Sättigungsgrad entspricht oder höher liegt