SE522614C2

SE522614C2 - Electrochrome display with a porous nanostructured electrode and method for manufacturing electrochrome display

Info

Publication number: SE522614C2
Application number: SE0101952A
Authority: SE
Inventors: Henrik Pettersson; Tadeusz Gruszecki
Original assignee: Ivf Industriforskning Och Utve
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2004-02-24
Also published as: WO2002099526A1; SE0101952D0; SE0101952L

Abstract

Electrochromic display comprising a first substrate bearing a conductive pattern and a working electrode located on said conductive pattern, a second substrate bearing a counterelectrode and a sealing material which connects the first substrate to the second substrate and comprises an inner edge which defines an inner space which contains an electrolyte which separates the working electrode from the counterelectrode, the working electrode consisting of an electrically conductive or semiconductive porously nanostructured film on which electrochromically active molecules have been adsorbed, which are adapted so as to assume an oxidized an a non-oxidized state depending on the voltage applied between the working electrode and the counterelectrode, the appearance of the electrochromically active molecules in the oxidized state differing from the appearance in the non-oxidized state, and the counterelectrode comprising a contrast layer, the appearance of which corresponds closely to the appearance of said electrochromically active molecules in their one state and forms a contrast with the appearance of said electrochromically active molecules in their other state, and method of manufacturing such a display.

Description

522 614 2. 522 614 2.

Ett ändamål med uppfinningen är att tillhandahålla en display vilken medger en lång livslängd u. :nu och minnestid samt uppvisar en industriellt gynnsam tillverkningsmetod. Detta ändamål uppnås genom en display enligt den kännetecknande delen av patentkravet 1. Genom att displayen förseglas via ett förseglingsmaterial vilket förbinder det första substratet med det 5 andra substratet och uppvisar en inre rand vilken definierar ett inre utrymme vilket innehåller en elektrolyt och att arbetselektroden innefattar en inom den inre randen belägen uppsättning avskilda områden belagda med nämnda elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerad ﬂlm på nämnda ledningsmönster, där nämnda områden gemensamt nyttjar en elektrolyt belägen inom nämnda inre utrymme erhålles en display vilken medger en lång 10 livslängd och minnestid samt uppvisar en industriellt gynnsam tillverkningsmetod. Genom att nyttja en gemensam elektrolyt förenklas tillverkningsprocessen i förhållande till om displayen förseglas kring varje separat område.An object of the invention is to provide a display which allows a long service life and memory time and exhibits an industrially favorable manufacturing method. This object is achieved by a display according to the characterizing part of claim 1. In that the display is sealed via a sealing material which connects the first substrate to the second substrate and has an inner edge which defines an inner space which contains an electrolyte and that the working electrode comprises a within the inner edge located set of separate areas coated with said electrically conductive or semiconducting porous nanostructured mlm on said conductor pattern, where said areas jointly use an electrolyte located within said inner space, a display is obtained which allows a long life and memory and exhibits an industrial g manufacturing method. By using a common electrolyte, the manufacturing process is simplified in relation to whether the display is sealed around each separate area.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen anordnas de avskilda områdena så att 15 resistansen mellan två närliggande områden i den uppsättning områden vilka är belägna inom samma inre rand överstiger 200 MQ, vid mätning mellan två områden hos en torr arbetselektrod utan elektrolyt. Genom denna utformning tillhandahålles en tillräckligt hög resistans för att avsevärt reducera förekomsten av överledning mellan områden vilka befinner sig i skilda oxidationstillstånd och därigenom uppvisar en spänningspotential mellan 20 varandra. Detta innebär att god minnestid erhålles och att tidsintervallet mellan uppdateringar av displayen förlängs. I en ytterligare foredragen utföringsform anordnas de avskilda områdena så att resistansen mellan två närliggande områden i den uppsättning områden vilka är belägna inom samma inre rand överstiger 2000 MQ, vid mätning mellan två områden hos en torr arbetselektrod utan elektrolyt. Minnestiden och att tidsintervallet mellan uppdateringar 25 av displayen är enligt denna utföringsform väsentligen förlängd.According to a preferred embodiment of the invention, the separated areas are arranged so that the resistance between two adjacent areas in the set of areas which are located within the same inner edge exceeds 200 MQ, when measuring between two areas of a dry working electrode without electrolyte. This design provides a sufficiently high resistance to significantly reduce the occurrence of conduction between areas which are in different oxidation states and thereby exhibit a voltage potential between each other. This means that good memory time is obtained and that the time interval between updates of the display is extended. In a further preferred embodiment, the separated areas are arranged so that the resistance between two adjacent areas in the set of areas which are located within the same inner edge exceeds 2000 MQ, when measuring between two areas of a dry working electrode without electrolyte. The memory time and that the time interval between updates of the display is according to this embodiment substantially extended.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinning utgörs motelektroden av en kapacitivt uppladdningsbar elektrod. Med kapacitivt uppladdningsbar motelektrod avses en = ,-, motelektrod som laddas upp och laddas ur utan kemiska processer. Genom att nyttja kapacitivt uppladdningsbar motelektrod förbättras minnestiden hos displayen väsentligt.According to a further preferred embodiment of the invention, the counter electrode is constituted by a capacitively rechargeable electrode. By capacitively rechargeable counter electrode is meant a =, -, counter electrode that is charged and discharged without chemical processes. By using capacitively rechargeable counter electrode, the memory time of the display is significantly improved.

Enligt en utföringsform av uppfinningen utgörs motelektroden av en elektriskt ledande eller »iiis halvledande poröst nanostrukturerad film. Mellan de båda elektroderna och i de porösa 522 614 3 filmerna finns en elektrolyt bestående av exempelvis ett organiskt lösningsmedel med ett salt, u :se ex. litiumsalt. Denna elektrolyt måste vara inert i det avseendet att ingen laddningsöverföringsprocess sker i form av redox-kemi mellan elektroderna och saltet.According to an embodiment of the invention, the counter electrode is constituted by an electrically conductive or semi-conductive porous nanostructured film. Between the two electrodes and in the porous 522 614 3 films there is an electrolyte consisting of, for example, an organic solvent with a salt, u: see ex. lithium salt. This electrolyte must be inert in the sense that no charge transfer process takes place in the form of redox chemistry between the electrodes and the salt.

Laddningstransporten i den inerta elektrolyten uppstår istället pga att joner (ex. Li-joner) rör 5 sig mot ﬁlmerna och laddningskompenserar för de laddningar som motelektroden och viologen-moleklyerna upptar. Detta innebär att då viologen-molekylerna laddas upp laddningskompenseras de med Iitiumjoner. På samma sätt laddningskompenseras motelektroden med Li-joner då denna laddas upp. Denna typ av motelektroder ger en speciellt god minnestid hos displayen. 10 I föredragna utforingsformer utformas den elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerade filmen hos arbetselektrod och/eller motelektrod av en oxid eller peroxid av någon eller några av foljande metaller: titan, zirkonium, hafnium, krom, molybden, tungsten, vanadin, tantal, silver, zink, tenn, strontium, järn, kobolt, volfram, rutenium, neobium eller 15 nickel.The charge transport in the inert electrolyte occurs instead because ions (eg Li-ions) move towards the films and charge compensates for the charges taken up by the counter electrode and the viologen molecules. This means that when the viologen molecules are charged, they are compensated with lithium ions. In the same way, charge compensates the counter electrode with Li-ions when it is charged. This type of counter electrodes provides a particularly good memory time for the display. In preferred embodiments, the electrically conductive or semiconducting porous nanostructured film of working electrode and / or counter electrode is formed of an oxide or peroxide of any of the following metals: titanium, zirconium, hafnium, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, tantalum, silver, zinc, tin, strontium, iron, cobalt, tungsten, ruthenium, neobium or nickel.

I en synnerligen foredragen utföringsform avskiljs motelektroden och arbetselektroden av ett kontrastskikt vilket även fungerar som en isolator. Genom att utforma kontrastskiktet som en isolator medges ett mycket kompakt och enkelt byggnadssätt där uppbyggnad av displayen 20 medges utan krav på att det forsta substratet placeras på bestämt avstånd från det andra substratet. I detta fall kan displayen byggas genom ett en ﬂerskiktsstruktur appliceras på ett substrat vareﬁer displayen forsluts. Enligt en utforingsform formas strukturen på ett forsta substrat vilket uppbär ledningsmönster, en uppsättning områden bildande en arbetselektrod placerade på nämnda ledningsmönster, ett kontrastskikt placerad ovan nämnda arbetselektrod ._25 och en motelektrod ovan nämnda kontrastskikt. Strukturen kan sedan förslutas, lämpligtvis I medelst ett plastskikt vilket företrädesvis appliceras med värme och undertryck mot nämnda -, - struktur. I detta fall fungerar sålunda kontrastskiktet som distanselement. Detta innebär att E' elektrolyten kan appliceras före förslutning. s>tva in 30 I en ytterligare foredragen utforingsform av uppfinningen är ledningsmönstret utformat for att, vid adressering av ledningsmönstret med en bestämd spänningsnivå, medge en homogen rasa» laddningstransport per ytenhet till nämnda uppsättning avskilda områden hos 10 15 20 "225 522 614 4 arbetselektroden, där med homogen laddningstransport per ytenhet avses att n »nu laddningstransporten per ytenhet avviken med mindre än 20% mellan det område inom nämnda uppsättning områden som har högst laddningstransport per ytenhet och det område inom nämnda uppsättning områden som har lägst laddningstransport per ytenhet. Genom denna utformning medges att skilda områden inom den uppsättning områden vilka uppbärs av displayen erhåller väsentligen lika långa tändtider, där med tändtid avses tiden från det att spänningen påläggs ett område tills det att detta område uppnår en färgintensitet vilken överstiger 90% av färgintensiteten vid stationärt tillstånd vid pålagd spänning.In a particularly preferred embodiment, the counter electrode and the working electrode are separated by a contrast layer which also acts as an insulator. By designing the contrast layer as an insulator, a very compact and simple construction method is allowed where construction of the display 20 is allowed without the requirement that the first substrate be placed at a certain distance from the second substrate. In this case, the display can be built by applying a multilayer structure to a substrate wherever the display is closed. According to one embodiment, the structure is formed on a first substrate which carries a wire pattern, a set of areas forming a working electrode placed on said wire pattern, a contrast layer placed above said working electrode and a counter electrode above said contrast layer. The structure can then be sealed, suitably I by means of a plastic layer which is preferably applied with heat and negative pressure against said structure. In this case, the contrast layer thus functions as a spacer element. This means that the E 'electrolyte can be applied before sealing. In a further preferred embodiment of the invention, the conduction pattern is designed to, when addressing the conduction pattern with a certain voltage level, allow a homogeneous rapid charge transport per unit area to said set of separated areas of the working electrode. , where by homogeneous charge transport per unit area is meant that now the charge transport per unit area deviates by less than 20% between the area within said set of areas having the highest charge transport per unit area and the area within said set of areas having the lowest charge transport per unit area. design allows different areas within the set of areas supported by the display to receive substantially equal ignition times, where ignition time refers to the time from the time the voltage is applied to an area until this area reaches a color intensity exceeding 90% of the color intensity at steady state when applied voltage.

I en foredragen utforingsform åstadkommes den homogena laddningstransporten per ytenhet genom att bredden och längden hos ledningsbanorna till de skilda områdena avpassas.In a preferred embodiment, the homogeneous charge transport per unit area is achieved by adjusting the width and length of the conductor paths to the different areas.

Generellt skall resistansen mellan en spänningsport med en bestämd spänning och kontaktytan till ett område vara lika för områden av samma storlek. Detta kan åstadkommas genom att områden vilka ligger längre från spänningsporten utformas med bredare ledningsbanor, och/eller att näraliggande områden ges ledningsbanor av större längd än vad som är nödvändigt.In general, the resistance between a voltage gate with a certain voltage and the contact surface of an area shall be equal for areas of the same size. This can be achieved by designing areas which are further from the voltage gate with wider conduits, and / or by giving adjacent areas conduits of greater length than is necessary.

Enligt en ytterligare utforingsform av uppfinningen kan den homogena laddningstranspotten erhållas genom att motstånd appliceras mellan en spänningsport med en bestämd spänning och kontaktytan till ett område. Detta kan företrädesvis utformas genom att resistorer appliceras längs ledningsbanan på substratet. Resistorn kan utformas av ett pålagt skikt med en resistivitet vilken avviker från resistiviteten hos materialet i ledningsbanorna, alternativt kan ledningsbanorna anslutas till resistorer av olika storlek varefter de ansluts till en gemensam spänningskälla.According to a further embodiment of the invention, the homogeneous charge transporter can be obtained by applying resistance between a voltage port with a certain voltage and the contact surface to an area. This can preferably be designed by applying resistors along the conduction path on the substrate. The resistor can be formed of an applied layer with a resistivity which deviates from the resistivity of the material in the conduction paths, alternatively the conduction paths can be connected to resistors of different sizes after which they are connected to a common voltage source.

I ytterligare en foredragen utforingsform av uppfinningen formas ledningsmönstret genom att delar av ett ledande eller halvledande ytskikt hos nämnda substrat bortbearbetas efter applicering och sintring av nämnda avskilda områden, varvid nämnda ledningsmönster framträder. Genom denna formningsprocess erhålles en display där resistansen mellan två närliggande områden i nämnda uppsättning områden överstiger 10000 MQ, vid mätning mellan två områden hos en torr arbetselektrod utan elektrolyt. I bästa fall erhålles en display där resistansen mellan två närliggande områden i nämnda uppsättning områden uppmätts till 10 15 20 Ézs »mia 522 614 5" mellan 10000 och 100000 MQ. Genom formningsprocessen tillhandahålles på detta sätt en .- op: display med möjlighet att bevara ett laddningstillstånd hos ett område under åtminstone en timme.In a further preferred embodiment of the invention, the conductor pattern is formed by machining parts of a conductive or semiconductive surface layer of said substrate after application and sintering of said separated areas, whereby said conductor pattern emerges. Through this forming process a display is obtained where the resistance between two adjacent areas in said set of areas exceeds 10000 MQ, when measuring between two areas of a dry working electrode without electrolyte. In the best case, a display is obtained in which the resistance between two adjacent areas in said set of areas is measured to 10 15 20 Ézs »mia 522 614 5" between 10000 and 100000 MQ. Through the forming process, a. a state of charge of an area for at least one hour.

Ett ändamål med uppfinningen är även att tillhandahålla en metod enligt ingressen till patentkravet 28 där resistansen mellan två närliggande områden i nämnda uppsättning områden överstiger 2000 MQ, vid mätning mellan två områden hos en torr arbetselektrod utan elektrolyt. Detta ändamål uppnås genom den kännetecknande delen av patentkravet 28.An object of the invention is also to provide a method according to the preamble of claim 28 where the resistance between two adjacent areas in said set of areas exceeds 2000 MQ, when measuring between two areas of a dry working electrode without electrolyte. This object is achieved by the characterizing part of claim 28.

Genom att forma ledningsmönstret på nämnda första substrat genom att delar av ett ledande eller halvledande ytskikt hos nämnda substrat huvudsakligen bortbearbetas efter applicering och sintring av en uppsättning avskilda områden belagda med nämnda elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerad ﬁlm för bildande av en arbetselektrod tillses att god eller mycket god resistans mellan skilda näraliggande områden erhålles eftersom eventuellt läckage från de pastor som bildar arbetselektroden efter sintring bortbearbetas och att förändringar av glasets ytegenskaper mellan ledningsmöstret på grund av hög temperatur i sintringsprocessen undviks.By forming the conduction pattern on said first substrate by processing portions of a conductive or semiconducting surface layer of said substrate substantially after application and sintering of a set of separated areas coated with said electrically conductive or semiconductive porous nanostructured mlm to form a working electrode very good resistance between different adjacent areas is obtained because any leakage from the pastes that form the working electrode after sintering is eliminated and that changes in the surface properties of the glass between the conductor pattern due to high temperature in the sintering process are avoided.

F IGURBESKRIVNIN G Utföringsformer av uppfinningen kommer nedan att närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningsfigurer, där Fig. 1 visar schematiskt en display i genomskärning; Fig. 2 visar schematiskt en display i genomskärning enligt en alternativ utforingsform av uppfinningen, Fig. 3 visar schematiskt en display i genomskärning enligt en andra alternativ utföringsform av uppfinningen, 522 614 n nu n: nn nann v 1 n n n n n n nn u nn u n n n n n n n n n nnnn n .nn- nnn nnn »n n n nn ann n n n n n n nn n n E n n n n u; nnn nn nn nn -nn F ig. 4 visar en planvy ovanifrån av en display, Fig. 5 visar en genomskärning längs delningslinjen I - I i ﬁgur 4. 5 F ig. 6 visar en utföringsform av ledningsbanor vilka uppvisar samma resistens, och Fig. 7 visar ett ﬂödesschema för en metod för tillverkning av en display.DESCRIPTION OF THE DESCRIPTION Embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing figures, in which Fig. 1 schematically shows a display in section; Fig. 2 schematically shows a sectional view according to an alternative embodiment of the invention, Fig. 3 schematically shows a sectional view according to a second alternative embodiment of the invention, 522 614 n nu n: nn nann v 1 nnnnnn nn u nn unnnnnnnnn nnnn n .nn- nnn nnn »nnn nn ann nnnnnn nn nn E nnnnu; nnn nn nn nn -nn F ig. Fig. 4 shows a plan view from above of a display, Fig. 5 shows a section along the dividing line I - I in Figure 4. 5 Figs. Fig. 6 shows an embodiment of conductor tracks which have the same resistance, and Fig. 7 shows a circuit diagram for a method for manufacturing a display.

UTFÖRINGSEXEMPEL 10 I ﬁgur 1 visas en elektrokrom display 1 i genomskärning. Displayen uppvisar ett första substrat 2 uppbärande ett ledningsmönster 3. Substratet 2 utgörs vanligtvis av ett relativt styvt icke ledande material, exempelvis glas, men det är tänkbart att utforma substratet 2 i ett icke ledande ﬂexibelt material, exempelvis ett plastmaterial. Ledningsmönstret 3 utformas 15 företrädesvis ur ett skikt av ledande eller halvledande material vilket uppbärs av substratet 2, där material bortbearbetas för bildande av ett ledningsmönster 3. Enligt en utföringsform nyttjas glasskivor vilka är belagda med ett tunt skikt dopad SnOg.EMBODIMENT EXAMPLE 10 Figure 1 shows an electrochromic display 1 in section. The display has a first substrate 2 supporting a conductor pattern 3. The substrate 2 usually consists of a relatively rigid non-conductive material, for example glass, but it is conceivable to design the substrate 2 in a non-conductive material, for example a plastic material. The wire pattern 3 is preferably formed from a layer of conductive or semiconducting material which is supported by the substrate 2, where material is processed to form a wire pattern 3. According to one embodiment, glass sheets are used which are coated with a thin layer doped SnO 3.

Ledningsmönstret 3 uppbär en arbetselektrod 4. Arbetselektroden 4 utgörs av en elektriskt 20 ledande eller halvledande poröst nanostrukturerad filmer. Poröst nanostrukturerade ﬁlm såsom elektroder i elektrokroma displayer beskrivs av A. Hagfeldt, L.Waldner och M. Grätzel i Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Engn. 2531, 60 (1995) och av P. Bonhöte, E. Gogniat, F.The wire pattern 3 carries a working electrode 4. The working electrode 4 consists of an electrically conductive or semiconductive porous nanostructured film. Porous nanostructured films such as electrodes in electrochromic displays are described by A. Hagfeldt, L. Waldner and M. Grätzel in Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Engn. 2531, 60 (1995) and by P. Bonhöte, E. Gogniat, F.

Campus, L Waldner och M. Grätzel i Displays 20 (1999) 137 - 144. 25 Arbetselektroden och eller motelektroden utgörs företrädesvis av en elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerade ﬁlm vilken är tillverkad av en halvledande metalloxid, företrädesvis en oxid eller peroxid av någon eller några av följande metaller: titan, zirkonium, hafnium, krom, molybden, tungsten, vanadin, tantal, silver, zink, tenn, strontium, järn, kobolt, volfram, rutenium, neobium eller nickel. annu» 10 15 20 25 30 522 614 71 I den poröst nanostrukturerade filmen adsorberas elektrokroma färgämnesmolekyler, exempelvis viologener. Elektrokroma färgämnesmolekyler är anordnade att anta ett oxiderat och ett icke oxiderat tillstånd i beroende av pålagd spänning mellan arbetselektrod och motelektrod, varvid utseendet hos de elektrokromt aktiva molekylerna i det oxiderade tillståndet avviker från utseendet i det icke oxiderade tillståndet. En mer fullständig beskrivning av elektrokroma material ges i Cummins, D et al. J. Phys. Chem. B104, 11449 - 11459.Campus, L. Waldner and M. Grätzel in Displays 20 (1999) 137-144. some of the following metals: titanium, zirconium, hafnium, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, tantalum, silver, zinc, tin, strontium, iron, cobalt, tungsten, ruthenium, neobium or nickel. annu »10 15 20 25 30 522 614 71 In the porous nanostructured film, electrochromic dye molecules, for example viologens, are adsorbed. Electrochromic dye molecules are arranged to assume an oxidized and a non-oxidized state depending on the applied voltage between the working electrode and the counter electrode, the appearance of the electrochromically active molecules in the oxidized state deviating from the appearance in the non-oxidized state. A more complete description of electrochromic materials is given in Cummins, D et al. J. Phys. Chem. B104, 11449 - 11459.

Displayen 1 uppvisar vidare ett andra substrat 5 uppbärande ett skikt 6 av ledande eller halvledande material. Substratet 5 utgörs vanligtvis av ett relativt styvt icke ledande material, exempelvis glas, men det är tänkbart att utforma substratet 5 i ett icke ledande flexibelt material, exempelvis ett plastmaterial. Enligt en utföringsform nyttjas glasskivor vilka är belagda med ett tunt skikt dopad SnOg. Det andra substratet 5 uppbär en motelektrod 7.The display 1 further has a second substrate 5 supporting a layer 6 of conductive or semiconducting material. The substrate 5 usually consists of a relatively rigid non-conductive material, for example glass, but it is conceivable to design the substrate 5 in a non-conductive flexible material, for example a plastic material. According to one embodiment, glass sheets are used which are coated with a thin layer of doped SnO 2. The second substrate 5 carries a counter electrode 7.

Motelektroden är företrädesvis belagd med ett konstrastskikt 8. Kontrastskiktet 8 uppvisar ett utseende vilket bildar kontrast med utseendet hos nämnda arbetselektrod då nämnda elektrokromt aktiva molekyler befinner sig i ett av nämnda oxidationstillstånd. Enligt en utföringsform av uppfinningen har kontrastskiktet ett visuellt utseende vilket nära ansluter utseendet hos arbetselektroden då nämnda elektrokromt aktiva molekyler, vilka adsorberats på arbetselektroden, befinner sig i dess andra oxidationstillstånd. Enligt en utföringsform av uppfinningen nyttjas ett vitt kontrastskikt och elektrokromt aktiva molekyler vilka är blåa i dess ena tillstånd och genomskinliga i dess andra tillstånd. I det genomskinliga tillståndet syns arbetselektroden vilken i detta fall har väsentligen samma färg som kontrastskiktet. När de elektrokromt aktiva molekylerna är blåa kontrasterar arbetselektroden mot kontrastskiktet.The motel electrode is preferably coated with a contrast layer 8. The contrast layer 8 has an appearance which contrasts with the appearance of said working electrode when said electrochromically active molecules are in one of said oxidation states. According to an embodiment of the invention, the contrast layer has a visual appearance which closely connects to the appearance of the working electrode when said electrochromically active molecules, which are adsorbed on the working electrode, are in its second oxidation state. According to an embodiment of the invention, a white contrast layer and electrochromically active molecules are used which are blue in one state and transparent in its other state. In the transparent state, the working electrode is visible, which in this case has essentially the same color as the contrast layer. When the electrochromically active molecules are blue, the working electrode contrasts with the contrast layer.

Enligt en alternativ utföringsform är arbetselektroden transparant då nämnda elektrokromt aktiva molekyler befinner sig i ett av dess oxidationstillstånd och synlig i det andra oxidationstillståndet. Detta åstadkommes genom att utforma arbetselektroden tillräckligt tunn, företrädesvis med en tjocklek understigande Sum. Dessutom bör partiklarna vilka bildar den nanostrukturerade filmen vara tillräckligt små, dvs företrädesvis mindre än Snm.According to an alternative embodiment, the working electrode is transparent when said electrochromically active molecules are in one of its oxidation states and visible in the other oxidation state. This is achieved by designing the working electrode sufficiently thin, preferably with a thickness less than Sum. In addition, the particles which form the nanostructured film should be small enough, i.e. preferably smaller than Snm.

I det fall att elektroden i sig uppvisar nödvändig kontrast utgörs konstrastskiktet 8 av motelektrodens ytlager. Att motelektroden uppvisar ett kontrastskikt innebär sålunda dels enligt en forsta utföringsform att ett kontrastskikt är pålagt på motelektroden, dels enligt en 10 15 20 25 30 522 614 8 andra utföringsform att kontrastskiktet är integrerat utformat i motelektroden, alternativt att motelektroden i sig uppvisar huvudsakligen samma visuella utseende som arbetselektroden då de elektrokromt aktiva molekylerna beﬁnner sig i ett av dess oxiderade tillstånd.In the case that the electrode itself exhibits the necessary contrast, the contrast layer 8 is constituted by the surface layer of the counter electrode. Thus, according to a first embodiment, the fact that the counter electrode has a contrast layer means that a contrast layer is applied to the counter electrode, and partly according to a second embodiment that the contrast layer is integrally formed in the counter electrode, or that the counter electrode itself has substantially the same visual appearance as the working electrode when the electrochromically active molecules settle in one of its oxidized states.

Kontrastskiktet 8 är utformat for att erhålla huvudsakligen samma visuella utseende som arbetselektroden då de elektrokromt aktiva molekylerna befinner sig i ett av dess oxiderade tillstånd. För att åstadkomma detta har enligt en utforingsform av uppfinningen arbetselektroden och kontrastskiktet väsentligen samma partikelsammansättning. Detta innebär att kontrastskiktet har en partikelsammansättning som väl motsvarar arbetselektroden.The contrast layer 8 is designed to obtain substantially the same visual appearance as the working electrode when the electrochromically active molecules are in one of its oxidized states. To achieve this, according to an embodiment of the invention, the working electrode and the contrast layer have substantially the same particle composition. This means that the contrast layer has a particle composition that well corresponds to the working electrode.

Enligt en utföringsform är dock kontrastskiktet behandlat för att tillse att det elektrokroma materialet inte kan adsorberas på kontrastskiktet.According to one embodiment, however, the contrast layer is treated to ensure that the electrochromic material cannot be adsorbed on the contrast layer.

Motelektrodens 7 uppgift är att tillhandahålla ett spånningsfält vid färgomslag hos elektrokromt aktiva molekyler vilka adsorberats på arbetselektroden 4. Detta innebär att motelektroden kan utformas på ett antal alternativa sätt, Enligt en utforingsform nyttjas en motelektrod av metall, exempelvis Zink. Om en motelektrod av metall nyttjas så är det nödvändigt att en elektrolyt vilken innehåller ett redoxpar används, vilket fäller ut metallen vid uppladdning av den elektrokromt aktiva molekylerna, vilka är belägna på arbetselektroden, samt metalliserar vid urladdning. Elektrokroma displayer där en motelektrod av Zink nyttjas beskrivs i patentet US 6067184.The task of the counter electrode 7 is to provide a voltage field at the color change of electrochromically active molecules which are adsorbed on the working electrode 4. This means that the counter electrode can be designed in a number of alternative ways. If a metal counter electrode is used, it is necessary to use an electrolyte containing a redox pair, which precipitates the metal when charging the electrochromically active molecules, which are located on the working electrode, and metallizes during discharge. Electrochromic displays using a counter electrode of Zinc are described in patent US 6067184.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen nyttjas en kapacitivt uppladdningsbar elektrod såsom motelektrod 7. Med kapacitivt uppladdningsbar motelektrod avses en motelektrod som laddas upp utan kemiska processer. Dessa elektroder nyttjar en elektrolyt bestående av exempelvis ett organiskt lösningsmedel med ett salt, exempelvis litiumsalt. Ett alternativ till att nyttja ett lösningsmedel är att använda en elektrolyt bestående av ett smält salt. Elektrolyten är inert i det avseendet att ingen laddningsöverföringsprocess sker i form av redox-kemi mellan elektrodema och saltet. Laddningstransporten i den inerta elektrolyten uppstår i stället på grund av att joner rör sig mot filmerna och laddningskompenserar för de laddningar som motelektroden och viologenmolekylerna upptar. Detta innebär att då viologen molekylen laddas upp laddningskompenseras de med jonerna, exempelvis litlurnjoner. På samma sätt laddningskompenseras motelektroden med Li-joner då denna laddas upp.According to a preferred embodiment of the invention, a capacitively rechargeable electrode is used as a counter electrode 7. By capacitively rechargeable counter electrode is meant a counter electrode which is charged without chemical processes. These electrodes use an electrolyte consisting of, for example, an organic solvent with a salt, for example lithium salt. An alternative to using a solvent is to use an electrolyte consisting of a molten salt. The electrolyte is inert in the sense that no charge transfer process takes place in the form of redox chemistry between the electrodes and the salt. The charge transport in the inert electrolyte occurs instead due to ions moving towards the films and compensating for the charges taken up by the counter electrode and the viologen molecules. This means that when the viologen molecule is charged, they are compensated with the ions, for example small ions. In the same way, charge compensates the counter electrode with Li-ions when it is charged.

:H25 522 614 ==f= I det fall att en kapacitivt uppladdningsbar motelektrod nyttas utgörs av den företrädesvis av en elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerad film. Denna film är enligt en föredagen utföringsform tillverkad av en halvledande metalloxid, företrädesvis en oxid eller 5 peroxid av någon eller några av följande metaller: titan, zirkonium, hafnium, krom, molybden, tungsten, vanadin, tantal, silver, zink, tenn, strontium, järn, kobolt, volfram, rutenium, neobium eller nickel. Även en kolelektrod kan nyttjas såsom kapacitivt uppladdningsbar elektrod. 10 Displayen uppvisar vidare ett förseglingsmaterial 9 vilket förbinder det första substratet 2 med det andra substratet 5 och uppvisar en inre rand 10 vilken definierar ett inre utrymme 11.: H25 522 614 == f = In the case where a capacitively rechargeable counter electrode is used, it is preferably an electrically conductive or semiconductive porous nanostructured film. According to a preferred embodiment, this film is made of a semiconducting metal oxide, preferably an oxide or peroxide of any of the following metals: titanium, zirconium, hafnium, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, tantalum, silver, zinc, tin, strontium , iron, cobalt, tungsten, ruthenium, neobium or nickel. A carbon electrode can also be used as a capacitively rechargeable electrode. The display further has a sealing material 9 which connects the first substrate 2 to the second substrate 5 and has an inner stripe 10 which defines an inner space 11.

Det inre utrymmet 11 innehåller en elektrokemiskt inert elektrolyt vilken avskiljer arbetselektrod från motelektrod. 15 I det fall att en motelektrod av metall nyttjas kan, såsom visas i figur 2, det inre utrymmet 11 företrädesvis avdelas i en första del 12 vilken angränsar till arbetselektroden 4 och innehåller en kemiskt inert elektrolyt samt en andra del 13 vilken angränsar till motelektroden 7 och innehåller en elektrolyt med ett redoxpar. Den första delen 12 avgränsas från den andra delen 13 via ett barriärskikt 14. 20 Den kemiskt inerta elektrolyten är företrädesvis ﬂytande och innefattar företrädesvis ett elektrokemiskt inert salt vilket antingen förekommer i smält form eller upplöst i ett lösningsmedel.The inner space 11 contains an electrochemically inert electrolyte which separates the working electrode from the counter electrode. In the case where a metal counter electrode is used, as shown in Figure 2, the inner space 11 can preferably be divided into a first part 12 which adjoins the working electrode 4 and contains a chemically inert electrolyte and a second part 13 which adjoins the counter electrode 7. and contains an electrolyte with a redox pair. The first part 12 is delimited from the second part 13 via a barrier layer 14. The chemically inert electrolyte is preferably superficial and preferably comprises an electrochemically inert salt which is present either in molten form or dissolved in a solvent.

Lämpliga smälta salter är exempelvis dialkylimidazolinium triﬂuormetansulfonat och dialkylimidazolinium bis(triﬂuormety1sulfonyl)amid.Suitable molten salts are, for example, dialkylimidazolinium trifluoromethanesulfonate and dialkylimidazolinium bis (trifluoromethylsulfonyl) amide.

Lämpliga salt är sammansatta av katjoner såsom joner av litium, natrium, kalium, magnesium, 11,730 tetraalkylammonium och dialkylimidazolinium, och anjoner såsom joner av klorid, perklorat, triﬂuormetansulfonat, bis(triﬂuoromety1sulfonyl)amid, tetraﬂuoroborat och hexafluorofosfat. 11,1; 522 614 §¶§§ lo »wa ~ n u» u n: Lämpliga lösningsmedel är exempelvis vatten, acetonitril, metoxyacetonitril, butyronitril, propionitril, fš-metoxypropionitril, glutaronitril, -butyrolakton, propylenkarbonat, etylenkarbonat, dimetylsulföxid, dimetylformamid, dimetylacetamid och N-metyloxazolidinon och blandningar därav.Suitable salts are composed of cations such as ions of lithium, sodium, potassium, magnesium, 11,730 tetraalkylammonium and dialkylimidazolinium, and anions such as ions of chloride, perchlorate, trifluoromethanesulfonate, bis (trifluoromethylsulfonyl) amide, tetraphosphorate and fluorophorate. 11.1; Suitable solvents are, for example, water, acetonitrile, methoxyacetonitrile, butyronitrile, propionitrile, f-methoxypropionitrile, glutaronitrile, butyrolactone, propylene carbonate, ethylene carbonyl, dimethylacetamide and dimethyl acetyl, and mixtures thereof.

Förseglingsmaterialet 9 utgörs företrädesvis av ett plastskikt vilket sammansmälts med det första substratet 2 och det andra substratet 5. Substraten pressas mot varandra under uppvärmning. I en foredragen utföringsform exponeras substraten för ett undertryck vid sammanfogningsprocessen där substraten placeras i en rörlig tryckkammare och 10 tryckskillnaden mellan undertrycket i tryckkammaren och omgivande atmosfär sammanpressar substraten. F öreträdesvis placeras substraten under ett ﬂexibelt membran vilket skapar en luftﬁcka som exponeras för undertryck. Förseglingsmaterialet nyttjas i en föredragen utföringsform även som distanselement för det första substratet 2 och det andra substratet 5 och tillser att arbetselektrod 4 och motelektroden 7 med dess kontrastskikt 8 inte 15 vidrör varandra. Företrädesvis nyttjas enbart förseglingsmaterialet som distanselement utan att separata distanselement behöver tillfogas, vilkel väsentligen underlättar tillverkningsprocessen. I föredragna utföringsformer av uppfinningen nyttjas en arbetselektrod vilken uppvisar en tjocklek mellan 1 och 20 um. Ett kontrastskikt med en tjocklek mellan 0 och 30 um och en motelektrod med en tjocklek mellan 5 och 50 um. 20 Kontrastskiktet kan utelämnas om motelektroden har ett visuellt utseende vilket tillräckligt väl ansluter till en av oxidationstillstânden hos arbetselektroden. Med visuellt utseende avses färg, mättnadsgrad och transparans. Sammantaget innebär detta att elektroderna uppvisar en tjocklek mellan 6 och 100 um. Avståndet mellan substraten efter förslutning skall sålunda uppgå till mellan 20 och 200 um. För detta ändamål nyttjas då en plastﬁlm med en tjocklek ”'25 före sammanpressning uppgående till mellan 50 och 300 um. I ett föredraget exempel uppgår i den sammanlagda skikttjockleken till 40 um och en 100 um tjock plastﬁlm vilken smälts och sammanpressas till en tjocklek uppgående till ca 60 um. Detta innebär att företrädesvis nyttjas en plastﬁlm vilken uppvisar en tjocklek överstigande dubbla tjockleken av motelektrod, _ kontrastskikt och arbetselektrod, där filmen under sammanfogning pressas ihop till en l tjocklek av mellan 50 och 80% av plastfilmens originaltjocklek. Företrädesvis uppgår plastﬁlmens tjocklek till mellan 2,2 och 3,0 gånger tjockleken av motelektrod, kontrastskikt . E och arbetselektrod. 522 614 u :and n s | c oo . ø v a - oo I en utföringsform av uppﬁnningen nyttjas ett konstrastskikt vilket är utformat såsom en elektrisk isolator. I detta fall kan en displayen utformas enligt vad som framgår av ﬁgur 3. I ﬁgur 3 visas en display 1, ett första substrat 2 uppbärande ett ledningsmönster 3 bildande en uppsättning avskilda områden 20 belagda med en poröst nanostrukturerad ﬁlm utgörande 5 arbetselektrod 4. Ovan arbetselektroden 4 är ett skikt 8 av elektriskt isolerande materiel vilket samtidigt utgör kontrastskikt applicerat. Därefter placeras motelektroden 7 på kontrastskiktet 8. Företrädesvis byggs en monolitisk struktur upp på ett av substraten som innefattar motelektrod, kontrastskikt och arbetselektrod. Displayen 1 innefattar även ett ledande skikt 15 vilket är anordnat att medge god elektrisk anslutning för motelektroden. Det ledande 10 skiktet kan utgöras av en ledande eller halvledande film vilken appliceras på motelektroden men även innefatta ledare exempelvis i form av ett tunt metallnät. Slutligen inkapslas displayen med ett förseglingsmaterial 16. Förseglingsmaterialet utgörs i detta fall företrädesvis av en plastﬁlm vilken appliceras mot substratet under värme och tryck. I detta fall kan elektrolyten appliceras före försegling. 15 I ﬁgur 4 visas en utföringsform av en display 1 i planvy ovanifrån. Displayen innefattar en uppsättning avskilda områden 20 belagda med nämnda elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerad film utgörande arbetselektrod 4. I det visade fallet uppvisar arbetselektroden 4 en matris om 7x5 avskilda områden. De avskilda områdena är placerade 20 inom en inre rand 10 hos ett förseglingsmaterial 9. Vidare är varje område 20 förbunden via ledningsbanor 21 till ett kontaktdon 22 vilket uppvisar portar för spänningsanslutning. Vidare visas den genomföring 23 vilken förbinder det inre området 11 i displayen med omgivningen.The sealing material 9 preferably consists of a plastic layer which is fused to the first substrate 2 and the second substrate 5. The substrates are pressed against each other during heating. In a preferred embodiment, the substrates are exposed to a negative pressure during the joining process where the substrates are placed in a movable pressure chamber and the pressure difference between the negative pressure in the pressure chamber and the surrounding atmosphere compresses the substrates. Preferably, the substrates are placed under an flexible membrane, which creates an air gap that is exposed to negative pressure. In a preferred embodiment, the sealing material is also used as a spacer element for the first substrate 2 and the second substrate 5 and ensures that the working electrode 4 and the counter electrode 7 with its contrast layer 8 do not touch each other. Preferably, only the sealing material is used as a spacer element without the need for separate spacer elements, which substantially facilitates the manufacturing process. In preferred embodiments of the invention, a working electrode is used which has a thickness between 1 and 20 μm. A contrast layer with a thickness between 0 and 30 μm and a counter electrode with a thickness between 5 and 50 μm. The contrast layer can be omitted if the counter electrode has a visual appearance which connects sufficiently well to one of the oxidation states of the working electrode. By visual appearance is meant color, degree of saturation and transparency. All in all, this means that the electrodes have a thickness between 6 and 100 μm. The distance between the substrates after sealing should thus amount to between 20 and 200 μm. For this purpose, a plastic film with a thickness of 25 '' is used before compression amounting to between 50 and 300 μm. In a preferred example, the total layer thickness amounts to 40 μm and a 100 μm thick plastic vilken lm which is melted and compressed to a thickness amounting to about 60 μm. This means that a plastic film is preferably used which has a thickness exceeding twice the thickness of the counter electrode, contrast layer and working electrode, where the film is compressed during joining to a thickness of between 50 and 80% of the original thickness of the plastic film. Preferably, the thickness of the plastic film is between 2.2 and 3.0 times the thickness of the counter electrode, contrast layer. E and working electrode. 522 614 u: and n s | c oo. ø v a - oo In an embodiment of the invention, a contrast layer is used which is designed as an electrical insulator. In this case, the display can be designed as shown in Figure 3. Figure 3 shows a display 1, a first substrate 2 supporting a wiring pattern 3 forming a set of separated areas 20 coated with a porous nanostructured film constituting the working electrode 4. Above the working electrode 4 is a layer 8 of electrically insulating material which at the same time constitutes a contrast layer applied. Thereafter, the counter electrode 7 is placed on the contrast layer 8. Preferably, a monolithic structure is built up on one of the substrates comprising the counter electrode, contrast layer and working electrode. The display 1 also comprises a conductive layer 15 which is arranged to allow good electrical connection for the counter electrode. The conductive layer can consist of a conductive or semiconducting film which is applied to the counter electrode but also comprise conductors, for example in the form of a thin metal mesh. Finally, the display is encapsulated with a sealing material 16. In this case, the sealing material preferably consists of a plastic film which is applied to the substrate under heat and pressure. In this case, the electrolyte can be applied before sealing. Figure 4 shows an embodiment of a display 1 in plan view from above. The display comprises a set of separated areas 20 coated with said electrically conductive or semiconducting porous nanostructured film constituting working electrode 4. In the case shown, the working electrode 4 has a matrix of 7x5 separated areas. The separated areas are located 20 within an inner edge 10 of a sealing material 9. Furthermore, each area 20 is connected via conductor tracks 21 to a connector 22 which has ports for voltage connection. Furthermore, the bushing 23 which connects the inner area 11 in the display to the surroundings is shown.

Genomföringen är företrädesvis bildad genom att den plastﬁlm vilken bildar förseglingsmaterialet 9 uppvisar en slits. Slitsen har lämpligtvis en bredd understigande 2mm.The bushing is preferably formed in that the plastic film which forms the sealing material 9 has a slot. The slot suitably has a width of less than 2 mm.

R .. _25 Genomföringen 23 försluts med en förslutning 24, vilken företrädesvis kan utgöras av lim, eﬁer det att elektrolyten tillförts displayen.The bushing 23 is closed with a closure 24, which may preferably consist of glue, after the electrolyte has been supplied to the display.

I figur 5 visas en display i genomskärning längs delningslinjen I - I i ﬁgur 4. I ﬁguren visas ett första substrat 2 uppbärande ett ledningsmönster innefattande en uppsättning avskilda t>fva A_ 30 områden 20 vilka är belagda med en arbetselektrod 4. Ledningsmönstret innefattar även ledningsbanor 21vilka förbinder nämnda områden 20 med ett kontaktdon (icke visat). Vidare 1.11» 522 614 ll o a: n ; u ø n n n - | u v vc innefattar displayen ett andra substrat 5 vilket uppvisar ett ledande skikt 6 och uppbär en motelektrod 7. Vidare finns ett kontrastskikt 8 anordnat på nämnda motelektrod 7.Figure 5 shows a cross-sectional view along the dividing line I - I in Figure 4. The Figure shows a first substrate 2 carrying a lead pattern comprising a set of separated A-30 areas 20 which are coated with a working electrode 4. The lead pattern also includes lead paths. 21 which connect said areas 20 to a connector (not shown). Further 1.11 »522 614 ll o a: n; u ø n n n - | u v vc the display comprises a second substrate 5 which has a conductive layer 6 and carries a counter electrode 7. Furthermore, a contrast layer 8 is arranged on said counter electrode 7.

I figur 6 visas en utforingsform av ledningsbanor inom ett område vilket motsvarar området II 5 i figur 4. I denna figur visas ett ledningsmönster 20 med ledningsbanor 21 vilka är utformade för att, vid adressering av ledningsmönstret med en bestämd spänningsnivå, medge en homogen laddningstransport per ytenhet till nämnda uppsättning avskilda områden hos arbetselektroden. Med homogen laddningstransport per ytenhet avses att laddningstransporten per ytenhet avviken med mindre än 20% mellan det område inom 10 nämnda uppsättning områden som har högst laddningstransport per ytenhet och det område inom nämnda uppsättning områden som har lägst laddningstransport per ytenhet. Den relevanta ytenheten utgörs av ytan hos de områden som är belagda med porös struktur. Detta är beroende på att en bestämd laddningsmängd per ytenhet måste tillföras eller borttranspoiteras för att åstadkomma en potential vilken är tillräcklig for omslag. Detta 15 innebär att områden av samma storlek skall vara anslutna till spänningsportar med samma potential via ledningsbanor som har samma resistans. För områden med större area gäller att resistansen skall vara lägre. Generellt gäller for resistansen R hos en ledningsbana till ett område med en area A att R*A idealt är en invariant for alla skilda områden hos displayen.Figure 6 shows an embodiment of conductor paths within an area which corresponds to the area II 5 in Figure 4. This figure shows a conductor pattern 20 with conductor paths 21 which are designed to, when addressing the conductor pattern with a certain voltage level, allow a homogeneous charge transport per surface unit for said set of separate areas of the working electrode. By homogeneous charge transport per unit area is meant that the charge transport per unit area deviates by less than 20% between the area within said set of areas having the highest charge transport per unit area and the area within said set of areas having the lowest charge transport per unit area. The relevant surface unit consists of the surface of the areas coated with porous structure. This is due to the fact that a certain amount of charge per unit area must be applied or transported away in order to achieve a potential which is sufficient for wrapping. This means that areas of the same size must be connected to voltage ports with the same potential via line paths that have the same resistance. For areas with a larger area, the resistance must be lower. In general, for the resistance R of a line path to an area with an area A, R * A is ideally an invariant for all different areas of the display.

F öreträdesvis är ledningsbanorna för en och samma display utformade så att 20 (R*A)min/(R*A)max >O,8.Preferably, the lead paths for one and the same display are designed so that 20 (R * A) min / (R * A) max> 0.8.

Enligt en föredragen utföringsform åstadkommes denna homogena nivå genom val av ledningsbanornas längd och/eller tjocklek. I figur 6 visas detta genom att ledningsbanorna 211 - 219 utformas med samma längd mellan området och en (icke visad) spänningsport. .25 i Enligt en alternativ utforingsform åstadkommes nämnda homogena laddningstransport genom att motstånd appliceras mellan en spänningskälla för adressering till de avskilda områdena 20 och de avskilda områdena 20. F öreträdesvis är motstånden integrerat utformade på nämnda _ _ , första substrat.According to a preferred embodiment, this homogeneous level is achieved by choosing the length and / or thickness of the conductor tracks. In Figure 6, this is shown by the line paths 211 - 219 being formed with the same length between the area and a voltage port (not shown). According to an alternative embodiment, said homogeneous charge transport is effected by applying resistors between a voltage source for addressing the separated areas 20 and the separated areas 20. Preferably, the resistors are integrally formed on said first substrate.

.Håo I figur 7 visas ett ﬂödesschema för en metod for tillverkning av elektrokrom display enligt i1;»> ovan angivna slag. I en första uppsättning metodsteg 30 - 33 formas arbetselektroden på ett första substrat. I en andra uppsättning metodsteg 40 - 43 formas motelektroden på ett andra 10 l5 20 .. . . . ,,.25 . . -iptr substrat. Arbetselektrod och motelektroden monteras i en gemensam uppsättning metodsteg 50 - 51. Därefter påfylls elektrolyt i ett metodsteg 60 varefter slutlig försegling utförs i ett metodsteg 70..Håo Figure 7 shows a ﬂ circuit diagram for a method for manufacturing an electrochromic display according to i1; »> the above type. In a first set of method steps 30-33, the working electrode is formed on a first substrate. In a second set of method steps 40 - 43, the counter electrode is formed on a second 10 l5 20 ... . . ,,. 25. . -iptr substrate. The working electrode and the counter electrode are mounted in a common set of method steps 50 - 51. Thereafter, electrolyte is filled in a method step 60, after which final sealing is performed in a method step 70.

Tillverkningen av arbetselektroden sker enligt en foredragen utföringsform enligt följande: I ett forsta metodsteg 30 screentrycks på ett antal avskilda områden 20 på ett substrat med en pasta vilken efter sintring bildar en elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerad ﬁlm utgörande arbetselektrod 4. Därefter sintras pastan i ett andra metodsteg 31. Sintringen sker genom uppvärmning av substrat och pasta till 450°C under 30 minuter.The working electrode is manufactured according to a preferred embodiment as follows: In a first method step 30 screen printing is applied to a number of separate areas 20 on a substrate with a paste which after sintering forms an electrically conductive or semiconducting porous nanostructured mlm constituting working electrode 4. Then the paste is sintered in a other method steps 31. The sintering takes place by heating the substrate and paste to 450 ° C for 30 minutes.

Därefter formas i ett tredje metodsteg 32 ett ledningsmönster med ledningsbanor 21 och avskilda via nämnda ledningsbanor separat adresserbara områden 20 genom att ett tunt ledande skikt 3 vilket är format på substratet bortbearbetas i områden vilka omger ledningsmönstret. Företrädesvis sker denna bortbearbetning med hjälp av en laser. I ett fjärde metodsteg 33 infärgas den elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerade filmen i ett bad innehållande elektrokromt aktiva molekyler. Infargningen sker enligt en föredragen utforingsform genom att en uppsättning färdiga substrat monteras i en ställning tillverkad av ett för nämnda bad inert ämne, exempelvis Titan eller Teﬂon. Därefter sker infargningen företrädesvis under vibration. Enligt en lämplig metod sker vibrationen med en amplitud överstigande 0,3mm och en frekvens överstigande 40 Hz.I en föredragen tillverkningsmetod är ställningen monterad till en vibrator. Genom detta förfarandesteg reduceras processtiden och mer homogent infärgade substrat erhålles. Dessutom erhålles substrat med större renhetsgrad. Efter infargningen sköljs och torkas substraten.Then, in a third method step 32, a conduit pattern is formed with conductor paths 21 and separately addressable areas 20 via said conductor paths by a thin conductive layer 3 which is formed on the substrate being machined away in areas which surround the conductor pattern. Preferably, this removal takes place with the aid of a laser. In a fourth method step 33, the electrically conductive or semiconductive porous nanostructured film is dyed in a bath containing electrochromically active molecules. The dyeing takes place according to a preferred embodiment by mounting a set of finished substrates in a position made of a substance inert to said bath, for example Titanium or Teon. Thereafter, the dyeing takes place preferably under vibration. According to a suitable method, the vibration takes place with an amplitude exceeding 0.3 mm and a frequency exceeding 40 Hz. In a preferred manufacturing method, the stand is mounted to a vibrator. Through this process step, the process time is reduced and more homogeneously colored substrates are obtained. In addition, substrates with a higher degree of purity are obtained. After dyeing, the substrates are rinsed and dried.

I ett femte metodsteg 40 screentrycks motelektroden på ett substrat. I ett sjätte metodsteg 41 torkas substratet, lämpligtvis i 125°C under 10 - 30 minuter, varefter ett kontrastskikt screentrycks på motelektroden i ett sjunde metodsteg 42. Det sjunde metodstegen behöver inte nyttjas de fall motelektroden har ett visuellt utseende vilket tillräckligt väl ansluter till det visuella utseendet hos arbetselektroden vid ett av oxideringstillstånden hos de elektrokromt aktiva molekylerna. I ett åttonde metodsteg sintras motelektroden genom att substratet värms upp till 450°C under 30 minuter. 10 15 20 25 »an o :ru u . n i z »Iris 522 614 /4 I en gemensam uppsättning metodsteg 50 - monteras substraten för bildande av en a u u | Q ø n o | . u u o n n displayenhet. I ett nionde metodsteg 50 placeras ett förseglingmaterial 9 vilket med en inre rand 10 omger en uppsättning avskilda områden 20 belagda med en elektriskt ledande eller halvledande poröst nanostrukturerad ﬁlm utgörande arbetselektrod 4. Företrädesvis uppvisar förseglingsmaterialet en genomföring vilket förbinder det inre området ll med omgivningen varvid elektrolyten kan påfyllas eﬁer försegling. Förseglingsmaterialet, vilket företrädesvis utgörs av en plastﬁlm, placeras företrädesvis på substratet uppbärande arbetselektroden eftersom detta medger lättare centrering av den inre randen hos förseglingsmaterialet kringnämnda uppsättning avskilda områden. I ett tionde metodsteg 51 pressas substraten mot varandra under uppvärmning varvid det forsta och det andra substratet sammanfogas till en enhet. I en föredragen utforingsform exponeras substraten för ett undertryck vid sammanfogningsprocessen där substraten placeras i en rörlig tryckkammare och tryckskillnaden mellan undertrycket i tryckkammaren och omgivande atmosfär sammanpressar substraten. Företrädesvis placeras substraten under ett ﬂexibelt membran vilket skapar en luñﬁcka som exponeras för undertryck. Förseglingsmaterialet nyttjas i en föredragen utforingsform även som distanselement for det första substratet 2 och det andra substratet 5 och tillser att arbetselektrod 4 och motelektrod 7 med dess konstrastskikt 8 inte vidrör varandra. Företrädesvis nyttjas enbart förseglingsmaterialet som distanselement utan att separata distanselement behöver tillfogas, vilkel väsentligen underlättar tillverkningsprocessen. I föredragna utföringsformer av uppfinningen nyttjas en arbetselektrod vilken uppvisar en tjocklek mellan 1 och 20 um. Ett kontrastskikt med en tjocklek mellan 0 och 30 um och en motelektrod med en tjocklek mellan 5 och 50 um.In a fifth method step 40, the counter electrode is screen printed on a substrate. In a sixth method step 41, the substrate is dried, preferably at 125 ° C for 10-30 minutes, after which a contrast layer is screen printed on the counter electrode in a seventh method step 42. The seventh method step need not be used if the counter electrode has a visual appearance which connects well enough to it. the visual appearance of the working electrode at one of the oxidation states of the electrochromically active molecules. In an eighth method step, the counter electrode is sintered by heating the substrate up to 450 ° C for 30 minutes. 10 15 20 25 »an o: ru u. n i z »Iris 522 614/4 In a common set of method steps 50 - the substrates are assembled to form a a u u | Q ø n o | . u u o n n display unit. In a ninth method step 50 a sealing material 9 is placed which with an inner edge 10 surrounds a set of separated areas 20 coated with an electrically conductive or semiconductive porous nanostructured mlm constituting working electrode 4. Preferably the sealing material has a bushing which connects the inner area 11l to the environment. can be refilled with your seal. The sealing material, which is preferably a plastic film, is preferably placed on the substrate supporting the working electrode as this allows easier centering of the inner edge of the sealing material around said set of separate areas. In a tenth method step 51, the substrates are pressed against each other during heating, whereby the first and the second substrate are joined together into one unit. In a preferred embodiment, the substrates are exposed to a negative pressure during the joining process where the substrates are placed in a movable pressure chamber and the pressure difference between the negative pressure in the pressure chamber and the surrounding atmosphere compresses the substrates. Preferably, the substrates are placed under an flexible membrane, which creates a gap that is exposed to negative pressure. The sealing material is also used in a preferred embodiment as a spacer element for the first substrate 2 and the second substrate 5 and ensures that the working electrode 4 and the counter electrode 7 with its contrast layer 8 do not touch each other. Preferably, only the sealing material is used as a spacer element without the need for separate spacer elements, which substantially facilitates the manufacturing process. In preferred embodiments of the invention, a working electrode is used which has a thickness between 1 and 20 μm. A contrast layer with a thickness between 0 and 30 μm and a counter electrode with a thickness between 5 and 50 μm.

Kontrastskiktet kan utelämnas om motelektroden har ett visuellt utseende vilket tillräckligt väl ansluter till ett av oxidationstillstånden hos arbetselektroden. Sammantaget innebär detta att elektroderna uppvisar en tjocklek mellan 6 och 100 um. Avståndet mellan substraten eﬁer förslutning skall for att arbetselektrod och motelektrod med dess kontrastskikt inte skall beröra vandra uppgå till mellan 20 och 200 um. För detta ändamål nyttjas då en plastﬁlm med en tjocklek före sammanpressning uppgående till mellan 50 och 300 um. I ett föredraget exempel uppgår den sammanlagda skikttjockleken till 40 um och en 100 um tjock plastfilm vilken smälts och sammanpressas till en tjocklek uppgående till ca 60 um. Detta innebär att företrädesvis nyttjas en plastfrlm vilken uppvisar en tjocklek överstigande dubbla tjockleken av motelektrod, kontrastskikt och arbetselektrod, där filmen under sammanfogning pressas ihop till en tjocklek av mellan 50 och 80% av plastfilmens originaltjocklek. Företrädesvis n men 10 15 l»||n ->|:1 522 614 IS . .. .. .. a n | n a o n an- uppgår plastﬁlmens tjocklek till mellan 2,2 och 3,0 gånger tjockleken av motelektrod, kontrastskikt och arbetselektrod.The contrast layer can be omitted if the counter electrode has a visual appearance which connects sufficiently well to one of the oxidation states of the working electrode. All in all, this means that the electrodes have a thickness between 6 and 100 μm. The distance between the substrates or your closure must be between 20 and 200 μm so that the working electrode and the counter electrode with its contrast layer do not touch it. For this purpose, a plastic m lm with a thickness before compression amounting to between 50 and 300 μm is then used. In a preferred example, the total layer thickness is 40 μm and a 100 μm thick plastic film which is melted and compressed to a thickness of about 60 μm. This means that a plastic film is preferably used which has a thickness exceeding twice the thickness of the counter electrode, contrast layer and working electrode, where the film is compressed during joining to a thickness of between 50 and 80% of the original thickness of the plastic film. Preferably n but 10 15 l »|| n -> |: 1 522 614 IS. .. .. .. a n | n a o n an- the thickness of the plastic till lmen amounts to between 2.2 and 3.0 times the thickness of the counter electrode, contrast layer and working electrode.

I ett elfte metodsteg 60 fylls det inre utrymmet 11 med elektrolyt genom att elektrolyt tillåts passera genom den genomforing 23 som förbinder det inre området 11 i displayen med omgivningen. Företrädesvis fylls displayen genom nyttjande av undertryck där displayen exponeras for undertryck varefter genomföringen 23 exponeras for elektrolyt vilken är exponerad för ett högre tryck, företrädesvis atmosfärstryck. Omgivningen övertryck kommer då att tillse att displayen fylls med elektrolyt. I en foredragen utföringsform nyttjas det undertryck som användes vis sammanfogningsprocessen vilket medför att risken for nedsmutsning av displayens inre reduceras.In an eleventh method step 60, the inner space 11 is filled with electrolyte by allowing electrolyte to pass through the bushing 23 which connects the inner area 11 of the display to the surroundings. Preferably the display is filled by using negative pressure where the display is exposed to negative pressure after which the bushing 23 is exposed to electrolyte which is exposed to a higher pressure, preferably atmospheric pressure. The ambient overpressure will then ensure that the display is filled with electrolyte. In a preferred embodiment, the negative pressure used in the joining process is used, which means that the risk of fouling of the interior of the display is reduced.

Däreﬁer forsluts displayen i ett tolﬁe metodsteg 70 genom att genomforingen 23 försluts. I en utforingsform sker detta genom att en droppe lim appliceras vid genomforingens mynning varvid en förslutning 24 bildas.In this case, the display is closed in a twelfth method step 70 by closing the bushing 23. In one embodiment this is done by applying a drop of glue at the mouth of the bushing, whereby a closure 24 is formed.

Uppfinningen är inte begränsad till ovan angivna utföringsformer utan kan varieras fritt inom ramen for eﬂerfoljande patentkrav.The invention is not limited to the above embodiments but can be varied freely within the scope of the following claims.

.Q n...Q n ..

Claims

1 522 614 16 CLAIM 1 Electrochromic display having a working electrode, a counter electrode and a sealing material, wherein the working electrode consists of an electrically conductive or semiconducting porous nanostructured film on which electrochromically active molecules are adsorbed which are arranged to assume an oxidized state and a non-oxidized state. depending on the applied voltage between working electrode and counter electrode, where the appearance of the electrochromically active molecules in the oxidized state differs from the appearance in the non-oxidized state, where the counter electrode has a contrast layer whose appearance contrasts with the appearance of the working electrode when said moles are electrochromically active one of said oxidation states, characterized in that the working electrode comprises a set of separated areas located on a conductor pattern coated with said electrically conductive or semiconductive porous nanostructured ﬁlm on said conductor pattern, that said areas are arranged to jointly use an electrolyte which is located within an inner space which is closed by said sealing material and that said separated areas are separately addressable via said conduction pattern.

Electrochromic display according to claim 1, characterized in that said wire pattern is supported by a first substrate, that said counter electrode is supported by a second substrate and that the sealing material connects the first substrate to the second substrate and has an inner edge defining an inner space containing an electrolyte which separates the working electrode from the counter electrode, said set of separated areas being located within said inner space.

Electrochromic display according to claim 2, characterized in that said sealing material constitutes a spacer element which prevents the working electrode from touching the counter electrode and its contrast screen.

Electrochromic display according to claim 1, characterized in that said wire pattern is supported by a first substrate, in that a contrast layer in the form of an insulator is »Nn q nun: nn | : n on. c n nn i: nan n n n n n n n n n n n n n n n n n .n rnn nn I? applied above said working electrode, that said counter electrode is supported by said contrast layer and that the sealing material together with the first substrate encloses said areas.

Electrochromic display according to any one of claims 1 - 4, characterized in that the resistance between two adjacent areas in said set of areas exceeds 200 MQ, when measuring between two areas of a dry working electrode without electrolyte.

Electrochromic display according to claim 5, characterized in that the resistance between two adjacent areas in said set of areas exceeds 2000 MQ, when measuring between two areas of a dry working electrode without electrolyte.

Electrochromic display according to claim 6, characterized in that the resistance between two adjacent areas in said set of areas exceeds 10000 MQ, when measuring between two areas of a dry working electrode without electrolyte.

Electrochromic display according to any one of claims 1 - 7, characterized in that said counter electrode consists of a capacitively rechargeable electrode.

Electrochromic display according to claim 8, characterized in that said counter electrode consists of an electrically conductive or semiconductive porous nanostructured m ch.

Electrochromic display according to claim 9, characterized in that said electrically conductive or semiconducting porous nanostructured film which is made of a semiconducting metal oxide, preferably an oxide or peroxide of any of the following metals: titanium, zirconium, hafnium, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, tantalum, silver, zinc, tin, strontium, iron, cobalt, tungsten, ruthenium, neobium or nickel. that said electrically conductive or semiconductor porous nanostructured film which is made of oo leo oo ao o oo oo no rooo ooo oo oo ouv »I s os o oo nu oo to uoooooo uno; ao noogo 9 oooleo = o ao 18 meta

11. ll. Electrochromic display according to claim 9, characterized in that said electrically conductive or semiconductive porous nanostructured film which is made of carbon. Electrochromic display according to any one of the preceding claims, characterized in that said contrasting layer is integrally formed with the counter electrode. Electrochromic display according to any one of the preceding claims, characterized in that said contrasting layer consists of an electrical insulator. Electrochromic display according to claim 14, characterized in that said counter electrode and working electrode are separated with said contrast layer as a spacer element. Electrochromic display according to any one of claims 1 to 13, characterized in that said contrasting layer consists of an electrically conductive or semiconducting porous nanostructured film which is made of a semiconducting metal oxide, preferably an oxide or peroxide of any of the following metals: titanium, zirconium , hafnium, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, tantalum, silver, zinc, tin, strontium, iron, cobalt, tungsten, ruthenium, neobium or nickel. Electrochromic display according to Claim 16, characterized in that the contrast layer and the working electrode have a substantially identical particle composition. Electrochromic display according to one of the preceding claims, characterized in that the counter electrode and the working electrode have a substantially identical particle composition. Electrochromic display according to one of the preceding claims, characterized in that the said working electrode consists of an electrically conductive or semiconducting porous nanostructured film which is made of a semiconducting metal oxide, preferably 20 21 22 23 24 25 522 614 19 an oxide or peroxide of any of the following metals: titanium, zirconium, hafnium, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, tantalum, silver, zinc, tin, strontium, iron, cobalt, tungsten, ruthenium, neobium or nickel. Electrochromic display according to any one of the preceding claims, characterized in that said electrolyte is electrochemically inert. said set of separated areas of the working electrode, where by homogeneous charge transport per unit area is meant that the charge transport per unit area deviates by less than 20% between the area within said set of areas having the highest charge transport per unit area and the area within said set of areas having the lowest charge transport per unit area . Electrochromic display according to claim 21, characterized in that said homogeneous level is achieved by selecting the length and / or thickness of the conductor tracks. Electrochromic display according to claim 21 or 22, wherein said conduit paths are connected to addressing ports, characterized in that said homogeneous level is achieved by applying resistance between said addressing ports and said separated areas. Electrochromic display according to claim 23, characterized in that said resistors are integrally formed on said first substrate. Electrochromic display according to any one of the preceding claims, characterized in that said wiring pattern is formed by processing away parts of a conductive or semiconducting surface layer of said substrate or applying and sintering said separated areas, said wiring pattern being: 614 20 appears. Electrochromic display according to any one of the preceding claims, characterized in that said contrast layer has a visual appearance which closely connects the appearance of the working electrode when said electrochromically active molecules are in one of its oxidation states. Electrochromic display according to any one of claims 1 to 25, characterized in that the working electrode is transparent when said electrochromically active molecules are in one of its oxidation states and visible in the other oxidation state. Method for manufacturing an electrochromic display having a working electrode, a counter electrode and a sealing material, wherein the working electrode consists of an electrically conductive or semiconducting porous nanostructured film on which electrochromically active molecules are adsorbed which are arranged to assume an oxidized and a non-oxidized state depending on applied voltage between working electrode and counter electrode, where the appearance of the electrochromically active molecules in the oxidized state differs from the appearance in the non-oxidized state, where the counter electrode has a contrast layer whose appearance contrasts with the appearance of the working electrode when said electrochromic active molecule is in its oxidation state, characterized in that a first substrate supporting a conductive or semiconducting surface layer is coated with a set of separated areas with said electrically conductive or semiconductive porous nanostructured film to form the working electrode, and that a conduction pattern is formed on said first substrate by processing parts of the conductive or semiconducting surface layer of said substrate substantially after application and sintering of said electrically conductive or semiconductive porous nanostructured film to form a working electrode. A method of manufacturing an electrochromic display according to claim 28, characterized in that the display is sealed by applying a sealing material between said first substrate and a second substrate which carries said counter electrode,. »» N | 30 31 32 33 34 35 36 37 522 614 ll u u n n o n u .en that the sealing material is placed so that they surround with does not cover said set of separated areas and that said first and second substrates are joined by the substrates being compressed during heating. Method for manufacturing electrochromic display according to claim 29, characterized in that the substrates are compressed using negative pressure. Method for manufacturing an electrochromic display according to any one of claims 29 or 30, characterized in that electrolyte is supplied to the display through a bushing in said sealing material. Method for manufacturing an electrochromic display according to claim 31, characterized in that said bushing is closed after application of electrolyte. Method for manufacturing electrochromic display according to claim 32, characterized in that said electrolyte is applied by using negative pressure. Method for manufacturing electrochromic display according to claim 33, characterized in that said negative pressure is formed in an inner region between the first and the second substrate during said compression. of the substrate. Method for manufacturing electrochromic display according to one of Claims 28 to 34, characterized in that a set of substrate-supporting working electrodes is mounted in a position which is inert to molecules containing electrochromically active molecules in a bath, after which the working electrodes are dyed. Method for manufacturing an electrochromic display according to any one of claims 28 - 35, characterized in that said working electrode is dyed in the working electrode in a bath containing electrochromically active molecules during vibration of the working electrode and / or the bath. Method for manufacturing an electrochromic display according to one of Claims 29 to 36, characterized in that the sealing material, which consists of a plastic film, is compressed to a thickness of between 50 - 80% of the thickness of the film before compression, whereby the display is sealed. u | o. A method for manufacturing an electrochromic display according to claim 28, characterized in that said working electrode is coated with a contrast layer of electrically insulating material, that the counter electrode is applied to said contrast layer, that working electrode and counter electrode are provided with an electrolyte and that a sealing material is applied covering the counter electrode and anchored in the first substrate enclosing the electrolyte. Method for manufacturing an electrochromic display according to any one of claims 28 - 38, characterized in that said removal processing takes place by means of a laser.