SE434890B - Elektrokrom variabel ljusmodulerande anordning - Google Patents

Description

7712070-7 2 anordnas såsom en enhet med i handeln tillgängligt NESA ® -glas, som är en produkt med en transparent beläggning av tennoxid på en yta av en glasskiva. Det elektrokroma materialet kan avsättas på tenn- oxidskiktet med kända vakuumavsättningsmetoder. Dessa patentskrifter åskådliggör även olika jonledande material som tidigare använts.

I den amerikanska patentskriften 3.704.057 anges användning av en flytande sur elektrolyt, i den amerikanska patentskriften 3.708.220 anges en halvfast ledande elektrolytgel. Vid ett försök att för- bättra cellivslängden anges i de amerikanska patentskrifterna 3.819.252 och 3.970.365 införlivande av valda tillsatser till en fast jonledande gel. Även om tidigare kända jonledande medier har varit effektiva i med gott resultat arbetande elektrokroma anordningar, har man fortsatt att sträva efter att åstadkomma lång cellivslängd. Det jonbytande mediet enligt uppfinningen är avpassat och utformat för att ge en elektrokrom anordning med förbättrad cellivslängd. Elekt- rokroma anordningar, exempelvis de som anges i de angivna patent- skrifterna, innehållande väsentliga mängder vätskeformig sur elektro- lyt är kända för att uppvisa begränsad cellivslängd på grund av en långsam process som innefattar upplösning av skiktet av den elektro- kroma filmen och tennoxidskiktet från substratet. Även om fasta jonbytande membraner har tillräcklig verkan såsom jonledare, medför användningen av ett fast skikt problemet att säkerställa god elektrisk kontakt mellan motelektroden, den elektrokroma elektroden och det jonledande materialet.- Ett försök att lösa detta problem med elektrisk kontakt är att införa en ringa mängd vätskeformig elektrolyt till jonbytarmembranen. Ett sådant arrangemang har gett gott resultat ifråga om åstadkommande av kontakt men närvaron av den vätskeformiga elektrolyten, även i minimala'mängder, bidrager så småningom till upplösningen och för- störingen av det elektrokroma skiktet.

Enligt föreliggande uppfinning användes en vattenlösning av polyetylensulfonsyra, som dehydratiserats till viskoelastisk kon- sistens, såsom jonledande material. De viskoelastiska egenskaperna ger en intim elektrisk kontakt när jonledaren pressas mellan de två elektrodytorna. Eliminerandet av den vätskeformiga elektrolyten medför även förbättrad cellivslängd genom att avlägsna en förmodad orsak till erosion.

Den viskoelastiska organiska polymerkompositionen kan fram- ställas genom upplösning av natriumsaltet av polyetylensulfonsyra i 7712070-7 3 vatten och genomledning av denna lösning genom en starkt sur jon- bytarkolonn. En kommersiellt tillgänglig jonbytare, exempelvis Amberliuaéa IR-120, har visat sig vara lämplig för detta ändamål.

Genomledning av natriumsaltet genom denna jonbytarkolonn medför omvandling till den fria sulfonsyran. Det är i allmänhet lämpligt att åstadkomma bakgrundsfärgning för den elektrokroma cellen för att erhålla en kontrasterande yta mot vilken en elektrokrom display eller visning lätt kan observeras. Den fria sulfonsyralösningen kan därför blandas med ett lämpligt pigment och därefter dehydra- tiseras till bildning av en komposition innehållande polyetylen- sulfonsyra, pigment och vatten. Denna komposition är stabil, är viskoelastisk och ger god ledningsförmåga samt även god elektrisk kontakt mellan elektroderna i en elektrokrom displayanordning.

Följande exempel åskådliggör föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Framställning av polymer elektrolyt.

Exempel l. 3,5005 g natriumpoly-(etylensulfonat) upplöstes i 350 ml destillerat vatten. Denna lösning fördes långsamt genom en starkt sur jonbytarkolonn (Amberliteaca IR-120) och härigenom omvandlades natriumsaltet till poly-(etylensulfonsyra). För åstadkommande av färgning tillsattes ett gult pigment (Sun Yellow C) i lösningen.

Pigmentet tillsattes genom att man först blandade (rev, mulling) pigmentet med en ringa mängd av polymerlösningen och därefter kvantitativt överförde denna rivna eller malda blandning till huvud- lösningen. Den erhållna uppslamningen dehydratiserades därefter i en snabbindunstningsanordning vid 45°C. Vattnet avlägsnades så att man erhöll ett elastomert material med en vattenhalt av 16,6 % och en pigmenthalt av 7,6 % av den totala vikten.

Exempel 2.

En lösning av natriumpoly-(etylensulfonat) med en koncentra- tion av l g per 100 ml H20 fördes genom en starkt sur jonbytarkolonn och färgades med gult pigment på det i exempel 1 angivna sättet.

Den pigmenterade polymeruppslamningen dehydratiserades vid 45°C tills vattenhalten var 15,7 % och pigmentkoncentrationen 12,6 % av den totala vikten. Den erhållna produkten hade en elastomer konsistens.

Hopmontering av en elektrokrom anordning med polymer elektrolyt.

Exempel 3.

En portion av den viskoelastiska pastaformade produkten enligt 7712070-7 4 exempel l [poly-(etylensulfonsyra)] uttogs och pressades mellan två elektrodplattor.

En av dessa elektroder utgjordes av ett glassubstrat med ett skikt av ledande Sn02 på substratet (tillgänglig i handeln såsom enhet under varumärket NESAG®1-glas) samt med ett skikt av en förångad amorf film av volframoxid belagd över Sn02. Volframoxiden var avsatt på NESA-glaset i form av siffran 8 med en tjocklek av 3600 Å. En beläggning med en tjocklek av 2400 Å av Si02 användes för att täcka SnO2-filmen inom områden som icke var täckta med volframoxiden. Den andra elektroden utgjordes av en papperselektrod innefattande en bana av fibrer som var mättade med kol. Pappers- elektroden var kompressionsbunden till ett skikt av NESA-glas.

Den hopmonterade av skikt uppbyggda anordningen förseglades med epoxibindemedel. Pappersmotelektroden gjordes positiv och elektroden med volframoxid gjordes negativ och en ström med styrkan 250 mikroampère bringades att passera under 0,9 sekunders tid.

Volframoxiden färgades blå och visade digital information i form av display. För radering omkastades polariteten och en ström med styrkan 270 mikroampère bringades att passera under 0,9 sekunders tid. En provgrupp av fyra sådana anordningar underkastades cyklisk behandling (färgning och radering) under fyra miljoner cykler utan felaktigheter.

Exempel 4.

En elektrokrom displayanordning hopmonterades på det i exempel 3 angivna sättet men med användning av det viskoelastiska elektrolytmaterialet enligt exempel 2. Den hopmonterade anordningen färgades genom att man förde en ström med styrkan 320 mikroampère under 0,9 sekunders tid genom anordningen. Blekning âstadkoms genom passage av en ström med styrkan 340 mikroampère under 0,9 sekunders tid. Denna anordning underkastades denna behandlings- cykel under 2,9 miljoner cykler före förstöring.

Vid användningsändamål varvid högre jonledningsförmåga kan erfordras kan uppfinningen även tillämpas i form av viskoelastiska kompositioner erhållna genom tillsats av syra med låg molekylvikt, exempelvis svavelsyra, till blandningen av poly-(etylensulfonsyra), pigment och vatten. Olika andra utföringsformer kan även erbjuda fördelar för speciella användningsändamål. Sampolymerer av etylen- sulfonsyra kan framställas genom blandning av etylensulfonsyra med andra monomerer, exempelvis akrylamid, akrylsyra, metakrylsyra, ma- leinsyra, N-vinylpyrrolidon, vinylacetat och styren före polymerise- ring.

Claims (3)

7712070-'7 PATENTKRAV

1. l. Elektrokrom variabel ljusmodulerande anordning innefattande ett ljusgenomsläppligt substrat med ett beständigt elektrokromt material såsom ljusmodulator och en motelektrod som är anord- nad skild från substratet av ett jonledande material, k ä n - n e t e c k nia d därav, att det jonledande materialet inne- fattar en vattenlösning av polyetylensulfonsyra som dehydra- tiserats till viskoelastisk konsistens.

2. Elektrokrom anordning enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den viskoelastiska polymerkomposi- tionen innehåller ett pigment.

3. Elektrokrom anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den viskoelastiska poly- merkompositionen dessutom innehåller en syra med låg molekyl- vikt.