DE2727854B2 - Elektrolyt-Anzeigezelle - Google Patents
Elektrolyt-AnzeigezelleInfo
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/1506—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect caused by electrodeposition, e.g. electrolytic deposition of an inorganic material on or close to an electrode
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Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrolyt-Anzeigezelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche E_2ktrolyt-Anzeigezelle ist durch die
US-PS 32 45 313 bekannt. Bei derartigen Zellen erfolgt
die Wiederauflösung nicht au! elektrochemischem Wege, sondern durch chemische Reaktion. Damit die
auf der Elektrode niedergeschlagene Silberschicht verschwindet, wird diese von der Spannungsquelle
isoliert oder abgetrennt, wobei die Zusammensetzung des Elektrolyten so gewählt ist, daß er oxidierende
Eigenschaft besitzt. Die chemische Reaktion, die zwischen dem Elektrolyten und dem Silber stattfindet,
wirkt daher zum Wiederauflösen der Silberschicht. Deshalb kann gesagt werden, daß die den Elektrolyten
bildende Lösung ein selbstabschaltendes oder selbstlöschendes Mittel ist.
Um eine derartige Lösung zu erhalten, muß das Lösungsmittel oxidierend sein. Im allgemeinen werden
wäßrige Lösungsmittel verwendet, die ausreichend aktiv sind, um zur chemischen Wiederauflösung der
Silberschicht zu führen.
Bei derartigen Zellen können insbesondere wegen der Reaktivität oder des Reaktionsvermögens des
Elektrolyten in der Lösung Sekundärprodukte auftreten, die die Lösung verunreinigen und die Lebensdauer
begrenzen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Elektrolyt-Anzeigezelle anzugeben, bei der die Reaktivität des
Elektrolyten herabgesetzt ist und verunreinigende Sekundärprodukte vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Die Verwendung von organischen Lösungsmitteln, insbesondere Acetonitril, ist für Elektrolyten von
Elektrochromie-Anzeigezellen aus der US-PS 38 39 857 bekannt. Die Möglichkeit des elektrochemischen
Löschens ist aus der im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigten US-PS 32 45 313 entnehmbar.
Bei der Erfindung wird die Verwendung von oxidierenden Lösungen vermieden ind wird zu diesem
Zweck ein organisches Lösungsmittel verwendet, das gegenüber dem niedergeschlagenen Silber inert ist
Darüber hinaus erfolgt bei der Erfindung die Wiederauflösung der Silberschicht auf elektrochemische Weise
und nicht auf chemischem Wege. Wegen dieser besonderen Kombination der Verwendung eines geeigneten
Lösungsmittels und der elektrochemischen Auflösung kann die Verunreinigungsgefahr beseitigt
und die Lebensdauer der Zelle verlängert werden, da,
ίο wie weiter unten näher erläutert wird, parasitäre
Reaktionen, die am Ende der Wiederauflösungsperiode auftreten können, unter den Bedingungen der Erfindung
reversibel sind, weil sich das Produkt dieser parasitären Reaktionen in seine Anfangsbestandteile wiederauf-
'■> t.ennt Die Zusammensetzung des Elektrolyten bleibt
daher unverändert
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert,
deren einzige Figur schematisch einen Schnitt durch eine Elektrolyt-Anzeigezelle zeigt
in der Figur weist die dargestellte Zelle zwei parallele
Platten 2,4 auf, die von einem Abstandsstück 6 in Lage
gehalten sind. Die eine Platte 2 ist mit einem halblichtdurchlässigen leitenden Niederschlag bedeckt
der eine Elektrode 8 bildet während die andere Platte 4 durch eine Gegenelektrode 10 bedeckt ist Ein
Elektrolyt 12 ist zwischen den Elektroden 8, 10 angeordnet Eine Schicht 14 aus isolierendem Werkstoff
oder Isolierstoff erlaubt die Auslegung alphanumeri-
JO scher Zeichen. Die Elektrode 8 und die Gegenelektrode
10 sind mit einer Gleichspannungsquelle 16 über einen Zweifachumschalter 18 verbunden, der das Invertieren
der Polaritäten der angelegten Spannungen ermöglicht.
Die parasitäre Sekundärreaktion, die am Ende der Auflösung einer Silberschicht auf einer Elektrode 8
auftreten kann, die auf positivem Potential liegt, erfolgt im allgemeinen dann, wenn die Überspannung höher als
600 mV gegenüber einer Elektrode aus Silber Ag/Ag+ ist. Die Oxidation des Halogen Aiions entspricht
•>o folgender Reaktion, wenn Jodid oder Bromid verwendet
ist.
2Br-Br2 +2e
**> Auf diese Weise kann am Ende der Auflös-mgsperiode
Jod oder Brom im Elektrolyten auftreten. Gemäß dem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist der
verwendete Elektrolyt derart, daß die genannten Sekundärreaktionen im Fall von Halogenverbindungen
so reversibel sind, wobei diese Reversibilität doppelt ist. Sie ist einerseits elektrochemisch, da Jod oder Brom
reduziert wird, wenn die aktive Elektrode von neuem negativ polarisiert ist, während einer neuen Niederschlagsphase
des Silbers derart, daß das Halogen aus
■>5 der Lösung verschwindet, um wieder zu einem
Halogenid-Anion zu werden. Sie ist andererseits auch chemischer Art, da dann, wenn die Zelle im Ruhezustand
ist, das Jod oder das Brom im Elektrolyten mit dem Silber der niedergeschlagenen Schichten reagiert oder
mit dem der Gegenelektrode, um wieder ein Halogenid-Anion
zu ergeben, gemäß den folgenden Reaktionsgleichungen:
2Ag+lr-2Ag++2I-h5
2 Ag+Br2-2 Ag++2 Br
Wegen dieser doppelt reversiblen Eigenschaft dieser Reaktionen erfolgt auf diese Weise ein Selbstausgleich
des Elektrolyten, der daher konstant oder ständig in
seiner Anfangszusammensetzung regeneriert wird,
selbst wenn die Auflösung der Silberschicht die Bildung f von Jod oder Brom nach sich zieht.
Die bei der Erfindung verwendeten Lösungsmittel sind organischer Art Derartige Lösungsmittel sind
vorteilhaft, da sie
eine erhebliche Menge von Silbersalz und ggf. von alkalischem Trägersalz auflösen können,
chemisch inert sind gegenüber dem niedergeschla- ,11
genen Metall und dem die lichtdurchlässige Elektrode bildenden Werkstoff,
elektrochemisch stabil sind bei den üblichen Betriebsbedingungen der Zelle und daher nicht
Reaktionen unterliegen, die eine irreversible >>
Veränderung des Elektrolyten nach sich ziehen können,
den Ionen Ag+ eine ausreichende Beweglichkeit
/I gewährleisten, damit hohe Umschaltgeschwindig-
j§ ketten möglich sind, selbst wenn die angelegten
S Spannungen in der Größenordnung von Voit
|\ Hegen.
Unter den bei der Erfindung vorteilhaft zu verwen- *» denden organischen Lösungsmitteln sind zu nennen
Azetonitril, Methyl- oder Äthyl-Alkohol, eine Mischung
aus Methyl-Alkohol oder Äthyl-Alkohol mit Azetonitril, Glyzerin, eine Mischung aus Propylenkarbonat und
Azeionitril, Furfural usw.
In Zusammenhang mit dem Metallsalz können als «> Trägersalz alkalische Halogenverbindungen oder Halogenide
verwendet werden, insbesondere Schwefeljodid und Bromjodid Dadurch kann der Niederschlag eines
Silberfilms auf der lichtdurchlässigen Elektrode mit einer Dicke einiger 10 A begünstigt werden, dessen '5
Aufbau diskontinuierlich oder unterbrochen ist. Dieser Aufbau und diese Dicke geben einem derartigen
: Niederschlag zur Anwendung bei der Anzeige besonders geeignete optische Eigenschaften, insbesondere
eine erhöhte Absorption und eine relativ geringe 4n
Reflexion. Derartige Trägersalze verbessern auch die lonenleitung und erleichtern die Auflösung von
Silbersalzen durch Komplexbildung von Ag+-Ionen.
Selbstverständlich können inerte Pigmente derartigen Elektrolyten zugefügt werden, um den chromatisehen
Kontrast durch Erzeugung eines streuenden Hintergrunds zu verbessern, dessen Farbe gegenüber
den angezeigten Motive oder Zeichen absticht oder kontrastiert. Derartige Pigmente können Titanoxid
T1O2 oder Aluminiumoxid AI2O3 sein.
Im folgenden werden als Beispiele zwei Elektrolyt-Zusammensetzungen
sowie deren Betriebsbedingungen angegeben:
a) Elektrolyt:
Lösungsmittel:
Lösungsmittel:
Salze:
Vj Azetonitril,
2/3MethyI-Alkoho!; 50 g/l AgI.
240 g/I NaI.
2/3MethyI-Alkoho!; 50 g/l AgI.
240 g/I NaI.
b) Betriebsbedingungen:
Dicke des Elektrolyt-Films: 200 μπι.
Maximal angelegte Spannung: 1 V, Stromdichte: 30 mA/cm2,
Niederschlagungszeit: 150 ms,
Auflösungszeit: 180 ms,
Erhaltene Änderung der optiscnen Dichte:
ca. 03,
Maximale Umschaitungszeit:
1 Zyklus pro Sekunde,
Lebensdauer: einige 106 Zyklen.
a) Elektrolyt:
Lösungsmittel: '/3 Azetonitril,
Vi Methyl-Alkohol,
Salz: 40 g/l AgI.
240 g/I NaI,
Pigmente: TiOrPulver mit einer Korngröße im Mykrometerbereich und einer
ausreichenden Menge, um eine stabile Haut zu erreichen.
b) Betriebsbedingungen:
Dicke der Zelle: 150 μηι,
maximale Spannung: 1 V,
Angelegte Stromdichte: 20 mA/cm2, Niederschlagungszeit: 200 ms,
Auflösungszeit: 300 ms.
Änderung der optischen Dichte: ca. 03 Maximale Umschaltungsgeschwindigkeit: ί Zyklus
pro Sekunde,
Lebensdauer: einige 10* Zyklen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Elektrolyt-Anzeigezelle mit einem ein in einem Lösungsmittel gelöstes Silberhalogenid enthaltenden
Elektrolyten und mit zwei parallelen Platten, deren eine mit einer halblichtdurchlässigen Anzeigeelektrode
bedeckt ist und deren andere eine Gegenelektrode trägt, wobei die Anzeigeelektrode
und die Gegenelektrode zur Anzeige mit dem Minus- bzw. dem Plus-Pol einer Gleichspannungsquelle verbindbar und zum Verlöschen der Anzeige
mittels eines Schalters von diesen Polen trennbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß
a) das Lösungsmittel ein Gemisch aus Acetonitril und Methylalkohol ist und
b) das Verlöschen der Anzeige mittels eines Umschalters (18) durch Verbinden des Plus-Pols
der Gleichspannungsquelle (16) mit der Anzeigeelekj-pgde
(8) und des Minus-Pols mit der Gegenelektrode (Iö) erfolgt
2. Elektrolyt-Anzeigezelle nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß Acetonitril und Methylalkohol im Verhältnis eins zu zwei gemischt sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7618919A FR2356227A1 (fr) | 1976-06-22 | 1976-06-22 | Procede d'amelioration de la duree de vie d'une cellule d'affichage electrolytique |
Publications (3)
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- 1977-06-09 GB GB24257/77A patent/GB1554252A/en not_active Expired
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