DE2638491A1

DE2638491A1 - Elektrochrome anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2638491A1
Application number: DE19762638491
Authority: DE
Inventors: Yasuhiko Inami; Hiroshi Nakauchi; Kozo Yano
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1977-03-10
Also published as: JPS5722384B2; US4253741A; DE2638491B2; JPS5228293A; SU933003A3; CH595647A5

Description

PATENTANWÄLTE

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8OOO München 22 D-48OO Bielefeld

"Initstrußu 4 Siekerwall 7

316-GER 26. August 1976

SHARP Kabushiki Kaisha Osaka / Japan

Elektrochrome Anzeigevorrichtung

Gegenstand der Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung, die elektrochrome Anzeigeelemente enthält. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Ein relativ junger Entwicklungszweig der Technologie zur elektrooptischen Anzeige von Information ist auf die Anwendung von Anzeigeelementen oder Anzeigezellen gerichtet, die elektrochromes Material enthalten, also ein Material, in dem sich ein normalerweise nicht vorhandenes optisch wirksames Absorptionsband erzeugen läßt oder ein normalerweise vorhandenes optisches Absorptionsband durch Anlegen eines elektrischen Felds oder die Zuführung eines Stroms

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ändern läßt. Ein typtisches Beispiel für die Anwendung solcher elektrochromer Zellen in einer Anzeigevorrichtung zeigt die Fig. 1. Die Zellen 1 sind dabei in einer bestimmten Flächenanordnung so aufgeteilt, daß Anzeigesegmente 11 entstehen, die sich selektiv erregen lassen, um eine bestimmte Anzeige zu bewirken, beispielsweise die Wiedergabe von Zahlen, Buchstaben usw. (Im Beispiel der Fig. 1 ist die Ziffer "8" veranschaulicht.) Um den als Elektrochromie bezeichneten Vorgang auszulösen, ist eine Mischung aus Ionen- und Elektronenleitung in dem betreffenden Material erforderlich. Aus diesem Grund kommen für Anzeigevorrichtungen in erster Linie die Übergangsmetalle oder deren Verbindungen, insbesondere Wolframtrioxid, WCu, in Frage. Insbesondere das letztgenannte Material besitzt den Vorteil, daß gemischte Ionen- und Elektronenleitung vorliegt und sich gute elektrochrome Eigenschaften bei Raumtemperatur zeigen im Gegensatz zu den meisten anderen elektrochrom wirksamen Materialien, die zur Erzielung der gewünschten Anzeigeeffekte zunächst erwärmt werden müssen. Elektrochrome Anzeigevorrichtungen können entweder vollständig als Festkörperelemente ausgeführt sein oder eine Flüssigkeit enthalten, wobei man hinsichtlich des letztgenannten Typs auch gelegentlich von einer eiektrochemichromen Vorrichtung oder einem eiektrochemichromen System spricht. Die zur Zeit wirksamsten flüssigen elektrochromen Systeme bestehen im wesentlichen aus einer Zelle, die ein elektrochromes Material in Kontakt mit einem Elektrolyten enthält. Solche flüssigen elektrochromen Systeme zeichnen sich im allgemeinen durch einen besseren Wirkungsgrad und besser definierte Schwellwertkennwerte aus, als gegenwärtig bekannte elektrochrome Anzeigevorrichtungen in Festkörpertechnik.

Die Fig. 2 verdeutlicht den Aufbau einer typischen herkömmlichen, Flüssigkeit enthaltenden, elektrochromen Zelle 2. Diese Zelle weist ein lichtdurchlässiges oder transparentes Substrat 21 auf, das als unterlage für eine auf einer Seite aufgebrachte transparente Elektrode 22 dient, die beispielsweise aus Indiumoxid, In„O-, oder Zinnoxid, SnO„, besteht und in zwei Segemente unterteilt ist, die - wie in der Zeichnung dargestellt ist - auf der

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rechten und linken Seite der Zelle 2 angeordnet sind, so daß sich ein Mittenbereich auf dem transparenten Substrat 21 ergibt, der frei ist von Elektrodenmaterial. Für den Fachmann bedarf es kaum einer Erläuterung, daß die Transparentelektrode 22 zunächst als eine einzige durchgehende Schicht aufgebracht worden sein kann, die dann durch ein Ätzverfahren in Segmente unterteilt wurde, oder die Elektrode 22 kann durch Anwendung einer Mas-· kierungstechnik direkt in Einzelsegmente unterteilt aufgebracht worden sein. Jedes Segment der Transparentelektrode ist mit einer unabhängigen Schicht 23 eines elektrochromen Materials versehen, das normalerweise nicht farbig ist,z.B. das Oxid eines Übergangsmetalls und die elektrochromen Schichten 23 bilden in geeigneter i Anordnung parallele Segmente einer in Segmente unterteilten An- ; zeigevorrichtung, wie sie als Beispiel in Fig. 1 veranschaulicht '

ist. In Parallelausrichtung und im Abstand zur Transparentelek- j trode 22 befindet sich eine Gegenelektrode 27, die auf ein Trä- ' gersubstrat 28 aufgetragen und durch Abstandsteile 25, beispiels-; weise aus Glas, von der Transparentelektrode 22 getrennt ist; die-j· se Abstandsteile 25 sind an den gegenüberliegenden Enden der ^: Zelle sowie auf der rechten und linken Seite vorgesehen, was sich\ aus Fig. 2 ersehen läßt. Um eine Ansichtsseite der Anzeigevorrichtung festzulegen, ist der rückseitige Bereich der Zelle 2 lichtundurchlässig ausgeführt, d.h. es können entweder die Gegenelektrode 27 oder das Trägersubstrat 28 oder beide opak sein, oder es kann eine in Fig. 2 nicht gezeigte Hilfsschicht aus einem opaken Material entweder auf die Frontfläche der Gegenelektrode 27 oder die Rückfläche des Trägersubstrats 28 aufgebracht sein. In den durch das transparente Substrat 21, die Segmente der Transparentelektrode 22, die elektrochromen Schichten 23, die Gegenelektrode 27 und die Abstandsteile 25 umgrenzten Raum ist ein Elektrolyt 29 injiziert. Die Zelle 2 ist durch Versiegelungsund Fixierungselemente 26 abgedichtet, die auf die Außenflächen der Abstandsteile 25 aufgebracht sind.

Die Abstandsteile 25 und die Versiegelungselemente 26 sind so angebracht, daß die Endabschnitte der Transparentelektrode 22 und mindestens ein Endbereich der Gegenelektrode 27 von der Außenseite

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der Zelle 2 aus kontaktierbar sind und an eine nicht gezeigte Treiberschaltung angeschlossen werden können, die zur Erregung der elektrochromen Zelle 2 durch Injektion von Elektronen über eine Elektrode und positivenIonen über eine andere Elektrode dient. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Aufbau einer solchen Anzeigezelle kann der Anschluß für die Treiberschaltung so erfolgen, daß beide Segmente der Transparentelektrode 22 einen Anschluß bilden und die Gegenelektrode 27 den anderen Anschluß oder so, daß ein Segment der Transparentelektrode 22 eine Kathode und das andere Segment eine Anode bildet.

Wird angenommen, daß als elektrochromes Material für die Schicht 23 Wolframtrioxid, W0.~ # verwendet wird, so kann als Elektrolyt 29 beispielsweise eine Lösung von Lithium-Perchlorat, LiClO₄,in einer Konzentration von 1,0 Mol/l in Cellosolve-Acetat, CH₃COOC₂H₄OC^H₅, eingesetzt werden. Um einen guten Hintergrund bei der elektrochromen Anzeige zu erhalten, wird der Elektrolyt 29 vorzugsweise mit einem fein verteilten weißen, reflektierenden Pulver, beispielsweise mit Bariumsulfat, BaSO₄, in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 gemischt.

Wird eine Anzeigezelle mit diesem physikalisch-chemischen Aufbau durch Anlegen einer Spannung von 1 bis 2 Volt mit elektrischen Ladungen beaufschlagt, so erscheinen bei negativ gepolter Transparentelektrode 22 oder negativer Polung eines Segments der Transparentelektrode und positiver Polung des anderen Segments die mit dem Elektrolyten 29 in Kontakt stehenden Abschnitte der elektrochromen Schicht 23 nach einer kurzen Anklingzeit, die für gewöhnlich in der Größenordnung eines Bruchteils einer Sekunde liegt, in einem blauen Farbton. Die durch die Treiberschaltung zugeführte elektrische Ladung wird im allgemeinen als Schreibimpuls oder Schreibladung bezeichnet und der Farbeffekt läßt sich wieder beseitigen, d.h. das elektrochrome Material läßt sich in seinen äusgangszustand versetzen durch einen "Entfärbungsimpuls" oder Löschiinpuls bzw. eine Löschladung, d.h. eine Ladung gleicher Größe^ jedoch mit sur Schreibladung entgegengesetzter Polarität.

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Obgleich noch eine Reihe von anderen festgestellten Faktoren zu dem auftretenden Farbeffekt beitragen, beruht dieser Farbeffekt in erster Linie auf einer Redoxreaktion. Wird WO., als elektrochromes Material in Verbindung mit einem Elektrolyten verwendet, der aus einem Lithiumperchlorat, LiClO₄, als anhydrides Medium enthaltenden Trägerelektrolyten gebildet ist, so wird im allgemeinen angenommen, daß die zum Kolorationseffekt bzw. zum Löscheffekt wirkende Reaktion gemäß folgender Beziehung abläuft:

XLi⁺ + WO₃ + xe

(farblos) (farbig) .

Wird WO-, als wässriger Elektrolyt eingesetzt, so wird folgende Reaktion zugrundegelegt:

XH⁺ + WO₃ + xe" H⁺X(WO₃)e"x (farblos) (farbig) .

Bei einer elektrochromen Zelle dieses Aufbaus e gibt sich ein Problem daraus, daß sich eine galvanische Zelle an einer Zwischenfläche bildet, da die Transparentelektrode 22 und die elektrochrome Schicht 23 mit dem gleichen Elektrolyten 22 in Kontakt stehen. Dies führt dazu, daß die Dauer der Aufrechterhaltung der Anzeige sehr stark vermindert ist aufgrund spontaner Entladungen der internen galvanischen Zelle. Um diesem Problem durch eine bestimmte Schaltkreistechnik zu begegnen, muß stets eine Spannung zugeführt werden, die der inneren Zellenspannung über die elektrochrome Anzeigezelle gleich ist. Ein solches Ansteuersystem erfordert daher einen zusätzlichen Energiebedarf und daraus folgend, wird auch der Schaltungsaufbau komplizierter. Dieser erhöhte Schaltungsaufwand fällt insbesondere dann ins Gewicht, wenn eine Anzeigevorrichtung mit einer Mehrzahl solcher elektrochromer Zellen angesteuert werden soll.

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Ein anderes Problem ergibt sich aus dem folgenden: Da die
Elektroden aufeinanderfolgend mit negativen und positiven Potentialen beaufschlagt werden, führt dies zu einer allmählichen i Auflösung der Elektroden in dem Elektrolyten, gelegentlich be- \

ί gleitet von einer Reduktion der Elektroden selbst. Da es sich j in der Regel um sehr kleine Vorrichtungen handelt und die j Elektroden normalerweise durch dünne Schichten eines geeigneten

leitfähigen Materials gebildet werden, zeigt sich,daß im prak- [

ι tischen Fall die Elektroden bereits nach relativ kurzer Zeit

vollständig aufgelöst sind, wenn die Anzeige wiederholt einge- ! geben und wieder gelöscht wurde. Dies ist selbstverständlich
von Nachteil, insbesondere dann, wenn eine solche Einzelzelle
in Kombination mit anderen Vorrichtungen dieser Art in einer
Segmentanzeigevorrichtung verwendet wird, wie sie beispielsweise
die Fig. 1 zeigt, da aus praktischen Wartungsgründen die gesamte Anzeigevorrichtung zu ersetzen ist, wenn auch nur ein einzelnes Element ausfällt.

Der Erfindung liegt damit in erster Linie die Aufgabe zugrunde,
eine elekfcrochronie Anzeigevorrichtung zu schaffen, bei der die
beschriebene Auflösung der Elektroden verhindert ist, so daß
sich bei zuverlässigem Betrieb eine längere Lebensdauer erwarten läßt«, Weiterhin soll die elektrochrome Anzeigevorrichtung
für eine längere Zeitperiode bei konstant bleibendem Betriebsverhalten aktiviert bleiben, dies jedoch bei gleichzeitig vereinfachter Änsteuer- bzw. Treiberschaltung. Ein weiteres Ziel,
das mit einer Vereinfachung der Treiberschaltung verbunden
ist, besteht in einer Verbesserung bzw. Vereinfachung der Überwachung des Farbnachleuchtens bzw. der Farbpersistenz. Insbesondere soll die zu schaffende elektrochrome Anzeigevorrichtung
sich gut für eine Massenherstellung eignen. j

Eine erfindungsgemäße Lösung der gestellten technischen Aufgabe ' ergibt sich für eine elektrochrome Anzeigevorrichtung im wesentlichen durch die Verwirklichung von folgenden Maßnahmen: Auf
eine transparente Elektrode wird ein elektrochromes Material [ aufgebracht und die nicht mit elektrochromem Material versehenen ,

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Bereiche der Transparentelektrode sind mit einer dünnen Schicht eines isolierenden Materials versehen, wodurch der mit dem Elektrolyten in Berührung gelangende Zwischenflächenbereich vermindert wird. Daraus ergibt sich eine entsprechende Verminderung der elektromotorischen Gegenkraft (der Gegen-EMK), die sich während der Erregung der elektrochromen Vorrichtung aufbaut.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, weit4

gehend die gesamte Fläche der Transparentelektrode mit einer : Schicht eines elektrochromen Materials zu versehen _f wobei die ; als Anζeigeelernente erforderlichen Flächenbereiche des elektro- I chromen Materials durch ein Isoliermaterial bestimmt sind, das über ausgewählten Abschnitten des elektrochromen Materials aufgebracht wird.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in mehreren beispielsweisen, jedoch bevorzugten Ausführungsformen erläutert. Die Fig. 2 bis 6 zeigen jeweils eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1 und einander entsprechende Teile sind in allen Fig. mit den gleichen Bezugshinweisen gekennzeichnet. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein bereits erläutertes Ausführungsbeispiel einer elektrochromen Segment-Anzeigevorrichtung;

Fig. 2 die Schnittansicht einer herkömmlichen photochromen Anzeigevorrichtung, die ebenfalls bereits erläutert. wurde;

Fig. 3 die Schnittansicht einer elektrochromen Änzeigevor- i richtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; ■

j Fig. 4 die Schnittansicht einer gegenüber der Fig. 3 abge- j

wandelten Ausführungsform der Erfindung; [

Fig." 5 die Schnittansicht einer elektrochromen Änzeigevor-' richtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Er-

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findung und
Fig. 6 eine Abwandlung der Anzeigevorrichtung nach Fig. 5.

Bei einer ersten Ausführungform der Erfindung gemäß Fig. 3 ist eine durch Verdampfen oder mittels eines Druckverfahrens hergestellte Transparentelektrode 32 beispielsweise aus Indiumoxid, In-O-, oder Zinnoxid, SnO_?/ auf ein lichtdurchlässiges Substrat 31 aufgebracht, das beispielsweise aus Glas oder einer transparenten Kunststoffplatte oder aus einem Kunstharzfilm und dergleichen besteht; die Transparentelektrode ist durch ein Ätzverfahren oder ein anderes bekanntes Verfahren in Segmente 32a und 32b unterteilt. Durch sin Verdampfungsverfahren ist eine elektrochrome Schicht 33 mit einer Dicke in der Größenordnung von 0,5 bis 1ii, die aus Wolfrsmtrioxid, WO-., oder dem Oxid eines anderen Übergangsmetalls besteht, auf jedes der Segmente 32a bzw. 32b aufgebracht. Jede der so erzeugten, elektrochromen Schichten 33 sollte den Kantenbereich des entsprechend ausgeätzten Segments 32a bzw. 32b vollständig überdecken, was sich leicht dadurch erreichen läßt, daß die elektrochrome Schicht 33 über eine Maske aufgebracht wird _s die in Ausrichtung auf das linke bzw. rechte Ende der Elektrode 32b bzw. 32a öffnungen freilegt, so daß sich die elektrochrome Schicht 33 von den Kantenbereichen der Elektrodensegmente 32a bzw. 32b aus um ein kleines Stück einwärts erstreckt, das etwa der Dicke der Elektrode 31 entspricht, also etwa 0,5 bis 1ii beträgt.

Um ein Verfärben jener Bereiche der elektrochromen Schicht zu verhindern, die außerhalb jenes Bereichs liegen, für den ein FärbungsVorgang für Anzeigezv;ecke erwünscht ist, und um außerdem eine Farberscheinung in mittleren Flächenbereichen der Elektrodensegmente 32a bzw. 32b zu verhindern, werden isolierende Filmbereiche 34_? im folgenden "Isolatorschicht" bezeichnet, auf die äußeren Endabschnitte der elektrochromen Schichten 3 3 und auf die mittleren Bereiche der Elektrodensegmente 32a und 32b so aufgebracht, daß lediglich die äußeren Enden der Segmente 32a bzw. 32b unbedeckt bleiben _t um den Anschluß einer externen

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Treiberschaltung zu ermöglichen. Durch diese Überdeckung durch die Isolatorschicht 34 wird außerdem die Möglichkeit unterbunden, daß die entsprechenden Flächenbereiche der Elektrodensegmente bei der Erregung der elektrochromen Anzeigevorrichtung wirksame Elemente einer Gegen-EMK-Zelle bilden können. Das Isolatormaterial für die Schichten 34 sollte selbstverständlich mit dem Elektrolyten 29 nicht reagieren; es besteht vorzugsweise aus einer anorganischen Substanz, etwa aus einem Siliciumoxid, SiO_ oder SiO, Aluminiumoxid, Al-O-. oder einer organischen Substanz, etwa einem Epoxidharz, einem Photoresistmaterial, etwa dem unter dem Handelsnamen KMER, KTFR, OMR oder Waycoat bekannten Material oder aus einem KunststoffÜberzug.

In im wesentlichen paraller Anordnung zur Transparentelektrode 32 ist eine Gegenelektrode 27 auf einem rückseitigen Trägersubstrat 28 aufgebracht. Das Trägersubstrat 28 besteht vorzugsweise aus einem Blatt aus nichtrostendem Stahl oder - ähnlich wie das lichtdurchlässige Substrat 31 - aus Glas oder lichtdurchlässigem Kunststoff oder auch aus einem transparenten Kunstharzfilm. Besteht das Trägersubstrat 28 aus Glas oder lichtdurchlässigem Kunststoff oder aus einem Kunstharzfilm, so wird für die Gegenelektrode 27 vorzugsweise lichtdurchlässiges Indiumoxid, In₂O.,, oder Zinnoxid, ^sn0₂, verwendet, das als Elektrode auf das Träger-; substrat 28 aufgebracht wird. Besteht das Trägersubst at 28 andererseits aus nichtrostendem Stahl, so kommt als Material für ; die Gegenelektrode 27 eine auf das Trägersubstrat 28 aufgebrach- j te Kohleschicht in Frage. j

Die Gegenelektrode 27 und die Transparentelektrode 22 werden durch die Abstandsteile 25 auf einem gegenseitigen festen Abstand von 1Ou bis 1mm gehalten; die Abstandsteile 25 bestehen aus den unter den Handelsnamen Teflon oder Mylar bekannten Kunststoffen, aus Polyester oder aus Glas; sie werden zusammen mit den Substraten 31 und 28 sowie den Elektroden 32 und 27 durch die Versiegelungselemente 26 in zugeordneter Position fixiert. Die Versiegelungselemente 26 bestehen aus Epoxidharz, aus lichtaushärtbarem Harz oder beispielsweise auch aus niedrig-

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schmelzendem Glas.

Der verwendete Elektrolyt 29 sollte insbesondere hinsichtlich des Materials der elektrochromen Schichten 33, der Isolatorschichten 34 und der Fixierungs- und Versiegelungsschichten 26 chemisch stabil sein; er kann vorzugsweise Acetonitril, CH-jCN, als Lösungsmittel und Lithiumperchlorat, LiClO-, enthalten, das in einem Anteil von 1 Mol pro Liter des Trägerelektrolyten zugesetzt sein kann. Dazu alternativ kann auch die Verwendung von Propylencarbid als Lösungsmittel vorteilhaft sein, da dieses einen Betrieb der Anzeigevorrichtung über einen größeren Temperaturbereich ermöglicht. Zusätzlich zu diesen organischen Lösungsmitteln kann mit Vorteil auch ein Lösungsmittel eingesetzt v/erden, das aus einer Mischung von Glycerin, 03H₃O₃, und einer gesättigten Lösung von Wolframtrioxid, WO.,, in 2-normaler Schwefelsäure besteht. Wird die Gegenelektrode auf ein Blatt nichtrostenden Stahls aufgebracht, wird dem Elektrolyten zweckraäßigerweise ein Lichtdispersionszusatz, etwa Titandioxid, zugemischt, um einen weißen Hintergrund und damit einen besseren Kontrast für die Leuchtanzeige zu erhalten«

Eine erfindungsgemäß aufgebaute elektrochrome Anzeigevorrichtung weist den besonderen Vorteil auf, daß die Innenflächenbereiche die Plattenflächen einer Zelle bilden, die durch eine Gegen-EMK aufgeladen werden, wesentlich kleiner sind, so daß die Kapazität aufgrund der Gegen-EMK-Zelie kleiner wird. Damit entsteht auch weniger elektrische Ladung, die versucht, einen Schreibimpuls zu löschen, woraus wiederum folgt, daß die Farbpersistenz nach dem Anlegen eines Schreibimpulses wesentlich verbessert ist.

Neben der erwähnten Verbesserung der Farbpersistenz in Abhängig-| keit eines einzelnen Aktivierungsimpulses tragen die Isolations- j schichten 34 außerdem wesentlich zu einer besseren Zuverlässigkeit der elektrochromen Anzeigevorrichtung bei. Dies zeigte sich klar bei Verlgeichsversuchen, die gleichzeitig mit elektro-

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chromen Anzeigevorrichtungen gemäß der Erfindung und nach dem Stand der Technik durchgeführt wurden. Als Material für die Transparentelektroden bei beiden Typen wurde In_oO_ verwendet, während die freien Elektrodenbereiche oder Zuführungsabschnitte j der Elektroden im einen Fall erfindungsgemäß mit einer 35Oo8 dicken Schicht bedeckt, bei der herkömmlichen Vorrichtung dagegen unbedeckt waren. Der in allen Fällen verwendete Elektrolyt war eine Lösung von Lithiumperchlorat, LiClO., mit einer Konzentration von 1,0 Mol/l in Cellosolveacetat, CH-COOC₂H₄OC₂H₁-Fgemischt in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 mit einem Zusatz von Bariumsulfat , BaSO₄. Es waren drei Anschlußklemmen vorhanden und die Versuchsreihe war auf die Lebensdauer der Anzeigevorrichtungen im ElN-AUS-Schaltbetrieb gerichtet, wobei jeder untersuchten Vorrichtung ein Schreibimpuls von 1,5V während einer Dauer von 0,5 see zugeführt wurde, gefolgt von einer ladungsfreien Pause von ebenfalls 0,5 see und einem Löschimpuls von 1 see Dauer. Dieser 2 Sekunden-Zyklus wurde konstant wiederholt. Es zeigten sich folgende Ergebnisse: Bei der herkömmlichen elektrochromen Anzeigezelle waren die freiliegenden Elektrodenabschnitte im Durchschnitt bereits innerhalb einer Stunde braun verfärbt und eine Erregung dieser Anzeigeelemente war nicht mehr möglich. Weitere Versuchsreihen und eine eingehende Untersuchung zeigten, daß dies darauf zurückzuführen war, daß In₃O₃ durch das angelegte negative Potential reduziert und im Elektrolyten soweit gelöst wird, daß die In₂O₃~Schicht nicht mehr in der Lage ist, als Elektrode zu wirken, d.h. es ist nicht mehr möglich, einen Strom , durch den Elektrolyten fließen zu las sen .Erfolgt die Beaufschlagung ! nur mit positiven Ladungen, so wird die In-O^-Schicht zwar nicht reduziert, jedoch ebenfalls aufgelöst, was zum gleichen Ergebnis ^: führt. Bei den erfindungsgemäßen Anzeigeelementen ließ sich dieser Effekt nicht beobachten, vielmehr war ein langer Schaltbetrieb der Anzeigeelemente möglich.

Bei ähnlichen Versuchsreihen mit Anzeigevorrichtungen, die SnO₉-Elektroden und eine Mischung von H₃SO₄, Glycerin und und TiO₃ als Elektrolyten enthielten, waren folgende Versuchsbedingungen maßgeblich: Der EIN-AUS-Schaltzyklus betrug ebenfalls 2 sec, es

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wurde jedoch nur eine Treiberschaltung mit zwei Anschlußklemmen '

verwendet und der Schreib- bzw. Löschimpuls betrug jeweils 2V. :

Auch in diesem Fall zeigte sich, daß die Anzeigevorrichtungen j

mit nicht durch einen Isolator geschützten Elektroden nach ei- .

ner Betriebsdauer von 1 bis 2 Std. nicht mehr erregt werden ;

konnten, während sich praktisch keinerlei Einflüsse bei Anzeige- _;

Vorrichtungen gemäß der Erfindung zeigten. !

Die Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 3, bei der die abgeätzten Kantenbereiche der Elektrodensegmente 42a ^! bzw. 42b durch eine in der Mitte aufgebrachte Schicht 44 eines Isolationsmaterials überdeckt sind, anstelle des Materials der elektrochromen Schichten 43. Diese mittig aufgebrachte Isolatorschicht 44 überdeckt auch die inneren Enden der elektrochromen Schichten, die nicht für Anzeigezwecke benötigt werden. Der Farbanzeigebereich der elektrochromen Schichten 43 ist bei dieser Ausführungsform etwas kleiner als der der elektrochromen Schichten 23 bei der Ausführungsform nach Fig. 2.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 5 wird eine einzige Schicht 53 eines elektrochromen Materials auf den gesamten zentralen Bereich der Transparentelektrode 52 aufgetragen und die erforderlichen Anzeigeflächenbereiche der elektrochromen Schicht 53 sind festgelegt durch die in der Mitte bzw. den äußeren Endbereichen aufgebrachten Isolatorschichten 54. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig, 5 werden die Isolatorschichten 54 aus einer einzigen,über der gesamten Oberfläche der elektrochromen Schicht 53 aufgebrachten Isolatorschicht gewonnen, die anschließend selektiv geätzt wird, um die getrennten Isolatorschichten 54 in gewünschten Abmessungen zu erhalten.

Die Fig. 6 verdeutlicht eine Abwandlung der Ausführungsform nach j Fig. 5, bei der die Isoiatorschichten 64 unmittelbar über ein | Maskierungsverfahren aufgebracht worden sind. Dabei ergeben sich ebenfalls überlappende Bereiche mit der Elektrode,. \

Die Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 sind insbesondere _:

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für eine Massenherstellung gut geeignet, da die elektrochrome Schicht direkt aufgetragen werden kann und die Toleranzen hinsichtlich der relativen Lage der elektrochromen Schicht und der Transparentelektrodensegmente nicht besonders kritisch ist, während eine präzise Ausrichtung lediglich bei der Erzeugung der Isolatorschichten zu fordern ist, was jedoch - wie dem Fachmann bekannt - weniger Herstellungsprobleme verursacht als bei anderen Arten von Materialien.

Erwähnt sei noch, daß die gleichen Vorteile der Erfindung , wie sie unter Bezug auf die Fig. 4, 5 und 6 beschrieben wurden, auch erhalten werden können, wenn die Transparentelektrode nicht in Segmente unterteilt, sondern als Einzelelektrode ausgeführt ist. Auch können bei allen Ausführungsformen nach Fig. 3, 4, 5 und 6 die Elektroden selbst unmittelbar die Substrate bilden oder die Anzeigesegmente können zur Anzeige von Buchstaben des Alphabets oder für spezielle Zeichen usw. ausgelegt sein anstelle einer Ziffernanzeige wie sie oben beschrieben wurde. Auch mit solchermaßen abgewandelten Ausführungsformen lassen sich prinzipiell die gleichen Vorteile erzielen, die oben erläutert wurden.

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Claims

263849 SHARP Kabushiki Kaisha 316-GER Patentansprüche

1.JElektrochrome Anzeigevorrichtung mit ober- und unterseitigen ^;

V^ / Deckflächen, die gemeinsam ein Substratpaar bilden, von denen

wenigstens eines lichtdurchlässig ist, mit auf den Substraten aufgebrachten und mit einer Treiberschaltung zu verbindenden Elektroden, wobei mindestens die auf das transparente Substrat aufgetragene Elektrode ebenfalls lichtdurchlässig und wenigstens eine der Elektroden in Segmente unterteilt ist, deren Größe mindestens der für eine bestimmte Anzeige erforderlichen Elementgröße entspricht, mit Abstandsstücken, die die mit den Elektroden versehenen Substrate voneinander getrennt und auf gegenseitigem, festgelegtem Abstand halten, mit einem in den durch die Substrate und die Abstandsstücke umgrenzten Raum eingebrachten Elektrolyten und mit einem auf die Elektrodensegmente in einer eine bestimmte Anzeigegröße festlegenden Flächenverteilung aufgebrachten elektrochromen Material, gekennzeichnet durch mindestens eine auf die unterteilte Elektrode (32a,b; 42a,b; 52a,b; 62a,b) aufgebrachte Schicht (34;44;54;64) eines Isolationsmaterials, das einen Teilbereich jedes Elektrodensegments überdeckt.

2. Elektrochrome Anzeigevorrichtung, die wenigstens eine elek-

trolytische Zelle umfaßt, die durch mindestens ein mit einer ;

Ansteuerschaltung zu verbindendes Elektrodenpaar, von denen ι

wenigstens eine transparent ist, die Elektroden auf gegensei- ,

tigen festen Abstand und in Parallelausrichtung zueinander ■

haltenden Abstandsteilen und durch einen in den durch die '

Elektroden und die Abstandsteile umgrenzten Innenraum einge- [

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brachten Elektrolyten gebildet ist und bei der auf der der anderen Elektrode gegenüberliegenden Oberfläche der transparenten Elektrode eine Schicht eines elektrochromen Materials aufgebracht ist, dadurch gekenn= zeichnet , daß ausgewählte Flächenabschnitte der elektrouhromen Schicht (33; 43; 53; 63) mit einem Isolationsmaterial (34; 44; 54; 64) derart überdeckt sind., daß bestimmte Anzeigesegmente bildende Flächenbereiche der elektrochromen Schicht freibleiben.

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