WO2007003533A1 - Passive electrochromic display and method for production thereof - Google Patents

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WO2007003533A1
WO2007003533A1 PCT/EP2006/063595 EP2006063595W WO2007003533A1 WO 2007003533 A1 WO2007003533 A1 WO 2007003533A1 EP 2006063595 W EP2006063595 W EP 2006063595W WO 2007003533 A1 WO2007003533 A1 WO 2007003533A1
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WO
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electrochromic
electrodes
electrolyte
passive display
passive
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Application number
PCT/EP2006/063595
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Brabec
Jens Hauch
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • 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 
    • G02F1/15—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
    • G02F1/153—Constructional details
    • G02F1/161—Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells
    • G—PHYSICS
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    • G02F1/15—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
    • G02F2001/164—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 the electrolyte is made of polymers

Definitions

  • Electrochromic passive display and method of making the same
  • the present invention relates to electrochromic passive displays.
  • the present invention relates specifically to passive matrix displays based on electrochromic systems.
  • Electrochromic systems are systems that change color as they pass through electrical current
  • the present invention relates to a passive matrix display based on the electrochromic effect of organic layers, in particular organic polymers.
  • An electrochromic device consists of at least three layers: an active electrochromic layer that discolors as a result of oxidation or reduction, an electrolyte layer that transports ions for oxidation or reduction, and an ion storage layer that can store or release the ions.
  • an active electrochromic layer that discolors as a result of oxidation or reduction
  • an electrolyte layer that transports ions for oxidation or reduction
  • an ion storage layer that can store or release the ions.
  • Electrochromic displays are known, for example, from International Patent Application No. WO2004114008 filed by SIEMENS AG (DE) and Japanese Patent Applications JP2003302659, JP2003315842, JP2003315839, JP2003315843, JP2003315844, JP2003315840 filed by FUJI PHOTO FILM CO LTD. known.
  • the only known way to achieve a separation of the electrolyte between the pixels is to encapsulate the electrolyte in individual pixel cells as disclosed in the aforementioned WO2004114008.
  • the problem arises that the structure of the pixels with the electrolyte and the structure of the electrodes must be aligned with each other. This becomes more and more difficult the larger the number of pixels becomes or the smaller the pixels themselves become.
  • the present invention provides a passive display of electrochromic materials.
  • the passive display has at least one picture element with electrochromic cells.
  • the electrochromic cells or the picture elements have, at least one electrochromic layer, electrolyte and second electrodes, first electrodes.
  • the width of the first electrodes and / or second electrodes is at least a factor of two greater than the width dimension of the electrochromic cells.
  • a picture element comprises the overlapping area of the first and the second electrode as well as of at least three electrochromic cells.
  • the at least three electrochromic cells can be driven simultaneously by the first and second electrodes.
  • Electrodes should be transparent to allow an observer to detect the color change of the pixels or electrochromic cells lying between the electrodes.
  • the passive display could be considered as a kind of display with "matrix pixels," in which a single pixel is composed of several controlled electrochromic cells or sub-pixels is constructed.
  • matrix pixels in which a single pixel is composed of several controlled electrochromic cells or sub-pixels is constructed.
  • the holes or the electrochromic cells are made so small that their area is significantly smaller than the size of the planned picture elements and, in addition, the dimensions of the electrochromic cells is smaller than the spacing of the picture elements, positioning of the electrodes is opposite the electrochromic cells no longer necessary.
  • the invention seeks to exploit translational invariance of relatively large electrodes over relatively small electrochromic cells in order to obviate positioning of the electrodes with respect to the electrochromic cells.
  • the electrochromic cells and thus a support layer in which the electrochromic cells are located, no longer have to be positioned over the lower lead tracks, and the upper lead tracks no longer have to be positioned with respect to the electrochromic cells or the support.
  • the exact shape of the picture elements is irrelevant to the present invention.
  • the picture elements may be implemented as picture elements (pixels) or another form, for example in the form of a seven-segment display or any other form than lines / figures or the like.
  • the first and second electrodes must be positioned to each other.
  • the passive display is a passive matrix display.
  • the picture elements are executed in the matrix display as pixels, wherein individual pixels are in turn formed from a plurality of smaller electrochromic cells.
  • Electrochromic cells can happen that in the production the electrodes are shifted by a number of electrochromic cells. However, due to the small size of the electrochromic cells (and the small cell jump), this deviation should not be noticed.
  • the first and second electrodes only have to be aligned relative to one another with respect to their angle.
  • the matrix display can likewise exploit a translational invariance of the electrodes arranged in parallel (and narrow in relation to the total area of the display).
  • the passive display further comprises an electrochromic layer which can store or release ions necessary for the color envelope of the electrochromic layer.
  • an electrochromic layer which can store or release ions necessary for the color envelope of the electrochromic layer.
  • the electrochromic layer can be made flat (in the case of bar displays).
  • the electrochromic layer may be designed in accordance with the upper transparent (second) electrodes, for example be strip-shaped in the case of matrix displays. It is also possible to carry out the electrochromic layer only in the holes in the perforated foil, so that each electrochromic cell has its own electrochromic layer.
  • the electrochromic cells are formed by a perforated foil whose holes are filled with the electrolyte.
  • the electrolyte can remain liquid after filling because the capillary forces keep the electrolyte in the holes. After filling, the electrolyte can be heated eg by curing treatment or UV irradiation.
  • the electrolyte can also be designed as a gel. It is possible to integrate the electrochromic layer and, if necessary, an ion storage layer into the holes of the perforated foil. Each hole of the perforated foil can thus be designed as complete electrochromic cells (without electrodes). The electrodes of the substrate and the cover complete the electrochromic cells.
  • the electrochromic cells are regularly arranged in the passive display. It should be emphasized that here not the shape of the pixels or picture elements, but only the shape of the electrochromic cells are regularly arranged.
  • the electrochromic cells can be shaped three, four, five or hexagonal or round.
  • the electrochromic cells may be regularly arranged in the perforated film on the basis of a rectangular, square, hexagonal array, clinker or cross-structure based arrangement or the like. If the electrochromic cells are pentagonal, no pentagons should be used, rather combinations of rectangles and triangles.
  • the electrochromic cells are irregularly arranged in the passive display.
  • the individual holes or electrochromic cells are diamond-shaped or isosceles triangular in shape (each with angles of 42 ° and 72 °) and one based on regular pentagons or pentagons
  • the passive display further comprises an ion storage layer which can store or release ions necessary for the color envelope of the electrochromic layer.
  • an ion storage layer which can store or release ions necessary for the color envelope of the electrochromic layer.
  • electrochromic displays having at least three layers of an active electrochromic layer that discolor as a result of oxidation or reduction, an electrolyte layer that transports ions for oxidation or reduction, and an ion storage layer
  • the ion storage layer can be carried out flat (with bar displays).
  • the ion storage layer may correspond to the bottom electrodes, i.e. be executed strip-shaped. It is also possible to carry out the ion storage layer only in the holes in the perforated foil, so that each electrochromic cell has its own ion storage layer.
  • a method of making a passive display comprises the provision of a substrate, a
  • Cover foil of first and second electrodes, a perforated foil with holes and of electrolyte.
  • the method further comprises applying the first electrodes and the substrate to the apertured foil.
  • the holes of the perforated foil are filled with electrolyte.
  • the application of the first electrodes and of the substrate to the perforated foil can also be implemented by applying the perforated foil to a side of the substrate provided with first electrodes.
  • the filling of at least some (for manufacturing reasons presumed by all) holes of the perforated foil, with electrolyte can be done before or after positioning the perforated foil on the substrate.
  • the electrolyte may either remain liquid after filling, being held in the holes by capillary forces, even if the perforated film has not yet been applied to the substrate.
  • the individual electrochromic cells are closed and connected to the second electrodes.
  • the electrodes may be applied by printing or laminating together with the top cover sheet or substrate.
  • the electrodes can also be applied by printing or laminating directly onto the perforated foil (for example, filled with a gel-like electrolyte).
  • Electrodes are designed as area, line or point electrodes.
  • the first and second electrodes may be aligned parallel to each other.
  • the first and second displays may be aligned perpendicular or at a different angle to each other.
  • the pixels or pixels arise only at the locations where both an upper and a lower electrode, as well as electrochromic cells are present. In the case of a matrix display, these are the locations where the top and bottom or first and second (stripe) electrodes overlap. Of course, this effect can also be used for other types of ads, such as seven-segment ads. In this case, the overlapping areas of the electrodes define the individual segments. Therefore, it is not necessary with the present invention, different hole foils for Use different types of ads to implement different types or types of ads. With a type of perforated foil, by the appropriate choice of configuration of the electrodes, any type or type of display can be constructed.
  • the electrolyte filled in the holes of the perforated film is cured.
  • the electrolyte can be cured by temperature treatment or UV irradiation.
  • the second electrodes and the cover film are applied by printing or laminating together with the upper cover film.
  • this can also be done with the same method
  • Substrate with the first electrodes on the (possibly filled with electrolyte) perforated foil are applied.
  • the method is performed as a roll-to-roll operation.
  • Such a method is of particular interest for large-scale roll-to-roll production, since all positioning steps that are critical in such processes are eliminated.
  • the method further comprises applying at least one electrochromic layer and an ion storage layer. These two layers can be flat or according to their respective assigned
  • each individual electrochromic cell comprises its own electrochromic layer and its own ion storage layer.
  • FIGS 1 to 5 show schematically the structure
  • Figure 6 illustrates a cross section through a
  • Embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention Embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention.
  • FIG. 7 shows a cross section through another embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention.
  • FIG. 8 shows a conversion of a seven-segment display according to the present invention.
  • FIG. 9 shows an embodiment according to the invention for a production process for an electrochromic passive matrix display in a roll-to-roll process.
  • FIG. 1 shows a substrate 12, for example made of PET, with first electrodes 10, for example made of gold or ITO (indium tin oxide), applied thereon, which serve as the basis for an electrochromic passive matrix display according to the invention can.
  • first electrodes 10 are on top of the substrate 12
  • FIG. 2 shows a perforated foil 4 with holes 6 which are filled with electrolyte 7 and which is applied to the substrate 12.
  • the perforated film may be made of PET, for example.
  • the electrochromic layers 24 or ion storage layers 28 are discussed explicitly. It may be assumed that these layers 24/28 are already integrated in the holes 6 of the perforated film 4.
  • FIG. 3 shows a cover film 16, for example likewise made of PET, with second electrodes 14, for example made of gold or ITO (indium tin oxide), attached underneath
  • Cover can serve for an electrochromic passive matrix display.
  • the first electrodes 10 are on top of the holes 6 of the perforated sheet 4 and can be seen through the transparent cover sheet 16.
  • all the holes that are in each case connected to a first and a second electrode are filled in black.
  • a field of black holes 6 or electrochromic cells forms a pixel.
  • a pixel, pixel or picture element 20 is indicated by a black rectangle.
  • FIG. 5 illustrates a passive matrix display according to the invention, in which all pixels are activated.
  • FIG. 5 serves to illustrate the difference between the activated electrochromic cells 22 and the single pixel 20.
  • FIG. 6 illustrates a cross section through an embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention.
  • the passive matrix display 2 comprises three supporting layers: the substrate 12, the perforated foil 4 with the holes 6 and the covering foil 16.
  • the first Arranged electrodes 10 Between the substrate 12 and the perforated foil 4 are the first Arranged electrodes 10, wherein one can be seen in longitudinal section.
  • the holes 6 of the perforated film 4 alternate with webs 8 between the holes 6.
  • the individual electrochromic cells are arranged in the holes, each with its own electrochromic layer 24 and its own ion storage layer 28, which are separated by an electrolyte 7.
  • the second electrodes 14 are arranged, which can be seen in cross section. In the illustrated
  • a voltage is applied to the upper or second electrode 18 relative to the first electrode 10 so that the pixel or pixel 20 is colored black by driving the individual activated electrochromic cells 22.
  • FIG. 7 shows a cross section through another embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention.
  • the electrochromic layer 24 is arranged in a planar manner between the first electrodes 10 (or the substrate 12) and the perforated foil 4 filled with electrolyte 7.
  • the ion storage layer 28 is arranged flat between the second electrodes 14 (or the cover foil 16) and the perforated foil 4 filled with electrolyte 7.
  • the passive matrix display 2 shown in FIG. 7 has an "inverse" structure, since the electrochromic layer 24 is located on the side of the substrate and not on the side of the cover.
  • the ion storage layer 28 is in contrast to Figure 6 on the side of the cover and not on the side of the substrate. It would also be possible to implement all possible combinations of planar or in the holes arranged electrochromic layers 24 or ion storage layers 28.
  • FIG. 8 shows a conversion of a seven-segment display according to the present invention.
  • the pixels are designed as segments 40, which can be controlled one after the other.
  • the corner points and the centers of the "8" can also be controlled, so care must be taken when driving this seven-segment display that non-undesired fields are also controlled.Another way to avoid this problem may be the electrochromic layers
  • the structures of the pixels are usually of such a size that they can be converted by a printing process, and the rest of the structure can be adapted to the embodiments of passive components shown in FIGS. Matrix displays 2 correspond.
  • FIG. 9 shows an embodiment according to the invention for a production method for an electrochromic passive matrix display in a roll-to-roll process.
  • a perforated film drawn from a roll is first filled with an electrolyte 7, which is cured or gelled in a next step 30.
  • the holes or the perforated film 4 is then provided in two stations with an electrochromic layer 24 and an ion storage layer 28.
  • the coated and filled perforated film can then be provided in a further step with a substrate 12, which already with
  • Electrodes 10 is provided.
  • the composite of perforated film 4, electrodes 10 and substrate 12 may be provided with a cover 16, which already with and is already provided with electrodes 114.
  • the finished displays can be cut or punched out for a final step.
  • the method can be readily extended to include additional steps such as applying reflex or antireflective layers, providing contacts or contact strips for connection of the display, or providing the display with a mounting frame or backlight, for example, OLED-based.
  • the layer of the electrolyte 7 may be made of PC-LiC104.
  • An electrochromic layer 24 adjoining the electrolyte 7 can be made, for example, from PEDOT or Pani or the like. It is possible to implement further electrochromic layers for corresponding color effects.
  • the layer sequence is to be built up depending on the function of individual layers, but results in a large number of variants. In principle, it must be ensured that the light incidence is not hindered by the material of a (eg second) electrode.
  • layer structures according to the invention can be realized with a wide variety of transparent materials.
  • the material of the substrate 12 of the perforated film 4 and the cover 16 may be made of PET, for example.
  • the first electrodes may comprise, for example, metal such as gold (Au) platinum (Pt) and / or copper (Cu) and / or silver (Au), AZO, Cd 2 SnO 4 , Cu 2 O, ITO or PEDOT, as a multilayer -
  • the second electrodes can be made, for example, from TCO, ITO or PEDOT.
  • the perforated foil gives the electrolyte mechanical stability and prevents a short circuit between the electrodes, b) it prevents cross-conduction of the electrolyte and thus crosstalk between the pixels, and c) positioning problems are completely eliminated since the hole size is smaller than the pixel size.
  • the holes in the hole film are made so small that their area is significantly smaller than the pixel size and, in addition, the diameter is smaller than the distance between the pixels, then the positioning steps are eliminated. It is therefore sufficient to apply only the upper electrode together with the upper cover film to the electrolyte-filled perforated film by printing or laminating. The pixels then arise only at the points where the upper and lower electrodes intersect.
  • the distances between the electrodes should be greater than the sum of the maximum width (length or diagonal) of an electrochromic cell and the minimum
  • the structure of the present invention can be readily combined with other technologies such as diode-provided electrochromic cells.

Abstract

The invention relates to a passive display made from electrochromic materials, comprising an image element (20) with electrochromic cells (6), a first electrode (10), at least one electrochromic layer (24), an electrolyte (7) and a second electrode (14). The width of the first electrode (10) and/or the second electrode (14) is larger than a width measurement of the electrochromic cells (6) by a factor of at least two and the image element comprises at least three electrochromic cells (6) in the overlapping region (18) of the first and second electrodes.

Description

Beschreibung / DescriptionDescription / Description
Elektrochrome Passiv-Anzeige und Verfahren zu deren HerstellungElectrochromic passive display and method of making the same
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrochrome Passiv- Anzeigen. Die vorliegende Erfindung betrifft spezieller Passiv-Matrixanzeigen auf der Basis von elektrochromen Systemen. Elektrochrome Systeme sind Systeme, die beim Durchgang von elektrischem Strom ihre Farbe und ihreThe present invention relates to electrochromic passive displays. The present invention relates specifically to passive matrix displays based on electrochromic systems. Electrochromic systems are systems that change color as they pass through electrical current
Absorptions-, Transmissions- und/oder ihre Reflexionseigenschaften verändern. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Passiv-Matrix-Anzeige auf der Basis des elektrochromen Effektes von organischen Schichten, insbesondere organischen Polymeren.Change absorption, transmission and / or their reflection properties. The present invention relates to a passive matrix display based on the electrochromic effect of organic layers, in particular organic polymers.
Ein elektrochromes Bauteil besteht aus mindestens drei Schichten: einer aktiven elektrochromen Schicht, die sich infolge einer Oxidation oder Reduktion verfärbt, einer Elektrolytschicht, welche Ionen für die Oxidation bzw. Reduktion transportiert, und eine Ionenspeicherschicht, welche die Ionen speichern oder freisetzen kann. Um elektrochrome Bauelemente dünn und flexibel herzustellen, werden dünne, mechanisch stabile Elektrolyten benötigt. Für eine Passiv-Matrixanzeige ist es weiterhin vorteilhaft, den Elektrolyten zwischen den einzelnen Bildpunkten bzw. Bildelementen zu separieren. Durch eine solche Trennung wird eine Querleitfähigkeit zwischen den einzelnen Bildpunkten unterbunden, womit ein „Übersprechen" zwischen den Bildpunkten verhindert werden kann.An electrochromic device consists of at least three layers: an active electrochromic layer that discolors as a result of oxidation or reduction, an electrolyte layer that transports ions for oxidation or reduction, and an ion storage layer that can store or release the ions. To make electrochromic devices thin and flexible, thin, mechanically stable electrolytes are needed. For a passive matrix display, it is furthermore advantageous to separate the electrolyte between the individual picture elements or picture elements. By such a separation, a transverse conductivity between the individual pixels is suppressed, whereby a "crosstalk" between the pixels can be prevented.
Elektrochrome Anzeigen sind beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung mit der Nummer WO2004114008, angemeldet von der SIEMENS AG (DE) und den japanischen Patentanmeldungen JP2003302659, JP2003315842, JP2003315839, JP2003315843, JP2003315844, JP2003315840, angemeldet von der FUJI PHOTO FILM CO LTD. bekannt. Die einzige bekannte Möglichkeit um eine Trennung des Elektrolyten zwischen den Bildpunkten zu erzielen besteht im Einfassen des Elektrolyten in einzelnen Bildpunktzellen wie in der vorstehend erwähnten WO2004114008 offenbart ist. Hierbei entsteht jedoch das Problem, dass die Struktur der Bildpunkte mit dem Elektrolyten und die Struktur der Elektroden gegeneinander ausgerichtet werden muss. Dies wird besonders immer schwerer je größer die Anzahl der Bildpunkte wird, oder je kleiner die Bildpunkte selbst werden.Electrochromic displays are known, for example, from International Patent Application No. WO2004114008 filed by SIEMENS AG (DE) and Japanese Patent Applications JP2003302659, JP2003315842, JP2003315839, JP2003315843, JP2003315844, JP2003315840 filed by FUJI PHOTO FILM CO LTD. known. The only known way to achieve a separation of the electrolyte between the pixels is to encapsulate the electrolyte in individual pixel cells as disclosed in the aforementioned WO2004114008. Here, however, the problem arises that the structure of the pixels with the electrolyte and the structure of the electrodes must be aligned with each other. This becomes more and more difficult the larger the number of pixels becomes or the smaller the pixels themselves become.
Es ist daher wünschenswert, die Probleme der Ausrichtung der Struktur der Bildpunkte mit dem Elektrolyten und der Struktur der Elektroden gegeneinander zu überwinden.It is therefore desirable to overcome the problems of aligning the structure of the pixels with the electrolyte and the structure of the electrodes against each other.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Passiv-Anzeige aus elektrochromen Materialien bereit. Die Passiv-Anzeige weist dabei mindestens ein Bildelement mit elektrochromen Zellen auf. Die elektrochromen Zellen bzw. die Bildelemente weisen dabei, ersten Elektroden, mindestens eine elektrochrome Schicht, Elektrolyt und zweiten Elektroden auf. Die Breite der ersten Elektroden und/oder zweiten Elektroden ist mindestens um einen Faktor zwei größer, als die Breitenabmessung der elektrochromen Zellen. Ein Bildelement umfasst dabei den Überschneidungsbereich der ersten und der zweiten Elektrode sowie von mindestens drei elektrochromen Zellen. Die mindestens drei elektrochromen Zellen können durch die erste und die zweite Elektrode gleichzeitig angesteuert werden.In a first aspect, the present invention provides a passive display of electrochromic materials. The passive display has at least one picture element with electrochromic cells. In this case, the electrochromic cells or the picture elements have, at least one electrochromic layer, electrolyte and second electrodes, first electrodes. The width of the first electrodes and / or second electrodes is at least a factor of two greater than the width dimension of the electrochromic cells. In this case, a picture element comprises the overlapping area of the first and the second electrode as well as of at least three electrochromic cells. The at least three electrochromic cells can be driven simultaneously by the first and second electrodes.
Es sollte klar sein, dass die ersten und/oder zweitenIt should be clear that the first and / or second
Elektroden durchsichtig sein sollten, um es einem Beobachter zu ermöglichen, die Farbänderung der zwischen den Elektroden liegenden Bildelemente bzw. elektrochromen Zellen zu erkennen .Electrodes should be transparent to allow an observer to detect the color change of the pixels or electrochromic cells lying between the electrodes.
Die Passiv-Anzeige könnte dabei als eine Art Anzeige mit „Matrix-Bildpunkten", betrachtet werden betrachtet werden, bei der ein einzelner Bildpunkt aus mehreren zusammen angesteuerten elektrochromen Zellen bzw. Sub-Bildpunkten aufgebaut ist. Wenn jedoch die Löcher bzw. die elektrochromen Zellen so klein ausgeführt werden, dass ihre Fläche deutlich kleiner ist, als die Größe geplanter Bildelemente und zusätz- lieh die Abmessungen der elektrochromen Zellen kleiner ist, als der Abstand der Bildelemente, ist eine Positionierung der Elektroden gegenüber den elektrochromen Zellen nicht mehr notwendig.The passive display could be considered as a kind of display with "matrix pixels," in which a single pixel is composed of several controlled electrochromic cells or sub-pixels is constructed. However, if the holes or the electrochromic cells are made so small that their area is significantly smaller than the size of the planned picture elements and, in addition, the dimensions of the electrochromic cells is smaller than the spacing of the picture elements, positioning of the electrodes is opposite the electrochromic cells no longer necessary.
Die Erfindung will dabei eine Translationsinvarianz relativ großer Elektroden gegenüber relativ kleinen elektrochromen Zellen ausnutzen, um eine Positionierung der Elektroden in Bezug auf die elektrochromen Zellen unnötig zu machen. Dadurch müssen die elektrochromen Zellen, und damit eine Trägerschicht in dem sich die elektrochromen Zellen befinden, nicht mehr über den unteren Zuleitungsbahnen positioniert werden, und die oberen Zuleitungsbahnen müssen auch nicht mehr in Bezug auf die elektrochromen Zellen, bzw. dem Träger positioniert werden.The invention seeks to exploit translational invariance of relatively large electrodes over relatively small electrochromic cells in order to obviate positioning of the electrodes with respect to the electrochromic cells. As a result, the electrochromic cells, and thus a support layer in which the electrochromic cells are located, no longer have to be positioned over the lower lead tracks, and the upper lead tracks no longer have to be positioned with respect to the electrochromic cells or the support.
Die genaue Form der Bildelemente ist dabei für die vorliegende Erfindung unerheblich. Die Bildelemente können als Bildpunkte (Pixel) oder eine andere Form, beispielsweise in Form einer Siebensegment-Anzeige oder irgendeiner anderen Form als Zeilen/Figuren oder dergleichen implementiert werden.The exact shape of the picture elements is irrelevant to the present invention. The picture elements may be implemented as picture elements (pixels) or another form, for example in the form of a seven-segment display or any other form than lines / figures or the like.
In der vorliegenden Erfindung müssen jedoch die ersten und zweiten Elektroden zueinander positioniert werden.In the present invention, however, the first and second electrodes must be positioned to each other.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Passiv- Anzeige eine Passiv-Matrix-Anzeige. Dadurch können nicht nur beispielsweise Siebensegment-Anzeigen, sondern auch beliebige Matrixanzeigen bzw. Matrix-Dispalys zum Darstellen beliebiger Inhalte hergestellt werden. Die Bildelemente sind in der Matrixanzeige als Bildpunkte ausgeführt, wobei einzelne Bildpunkte wiederum aus mehreren kleineren elektrochromen Zellen gebildet sind. Insbesondere durch die kleinen elektrochromen Zellen kann es passieren das, das in der Fertigung die Elektroden um eine Reihe elektrochromer Zellen versetzt wird. Dieser Abweichung sollte jedoch auf Grund der kleinen Größe der elektrochromen Zellen (und des kleinen Zellensprungs) nicht auffallen.In an exemplary embodiment, the passive display is a passive matrix display. As a result, not only seven-segment displays, for example, but also any matrix displays or matrix dispalys can be produced to display any content. The picture elements are executed in the matrix display as pixels, wherein individual pixels are in turn formed from a plurality of smaller electrochromic cells. Especially by the small ones Electrochromic cells can happen that in the production the electrodes are shifted by a number of electrochromic cells. However, due to the small size of the electrochromic cells (and the small cell jump), this deviation should not be noticed.
In dem Spezialfall der Matrixanzeige müssen die ersten und zweiten Elektroden nur noch in Bezug auf ihren Winkel gegeneinander ausgerichtet werden. Die Matrixanzeige kann dabei ebenfalls eine Translationsinvarianz der parallel angeordneten (und in Bezug auf die Gesamtfläche der Anzeige schmalen) Elektroden ausnutzen.In the special case of the matrix display, the first and second electrodes only have to be aligned relative to one another with respect to their angle. The matrix display can likewise exploit a translational invariance of the electrodes arranged in parallel (and narrow in relation to the total area of the display).
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Passiv-Anzeige weiterhin eine elektrochrome Schicht auf, welche für den Farbumschalg der elektrochromen Schicht notwendige Ionen speichern oder freisetzen kann. Insbesondere für elektrochrome Anzeigen mit mindestens drei Schichten einer aktiven elektrochromen Schicht, die sich infolge einer Oxidation oder Reduktion verfärbt, einer Elektrolytschicht, welche Ionen für die Oxidation bzw. Reduktion transportiert, und einer elektrochromen Schicht, ist diese Anordnung hilfreich. Die elektrochrome Schicht kann dabei (bei Balkenanzeigen) flächig ausgeführt sein. Die elektrochrome Schicht kann entsprechend den oberen durchsichtigen (zweiten) Elektroden ausgeführt sein, beispielsweise bei Matrixanzeigen streifenförmig sein. Es ist ebenfalls möglich, die elektrochrome Schicht jeweils nur in den Löchern in der Lochfolie auszuführen, sodass jede elektrochrome Zelle über ihre eigene elektrochrome Schicht verfügt .In another exemplary embodiment of the present invention, the passive display further comprises an electrochromic layer which can store or release ions necessary for the color envelope of the electrochromic layer. In particular, for electrochromic displays having at least three layers of an active electrochromic layer that discolor as a result of oxidation or reduction, an electrolyte layer that transports ions for oxidation or reduction, and an electrochromic layer, this arrangement is helpful. The electrochromic layer can be made flat (in the case of bar displays). The electrochromic layer may be designed in accordance with the upper transparent (second) electrodes, for example be strip-shaped in the case of matrix displays. It is also possible to carry out the electrochromic layer only in the holes in the perforated foil, so that each electrochromic cell has its own electrochromic layer.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Passiv- Anzeige sind die elektrochromen Zellen durch eine Lochfolie gebildet, deren Löcher mit dem Elektrolyten gefüllt sind. Der Elektrolyt kann nach dem Befüllen flüssig bleiben da die Kapillarkräfte den Elektrolyten in den Löchern hält. Der Elektrolyt kann nach dem Befüllen z.b. durch Tempera- turbehandlung oder UV Bestrahlung ausgehärtet werden. Der Elektrolyt kann auch als Gel ausgeführt sein. Es ist möglich, die elektrochrome Schicht und falls notwendig auch eine Ionenspeicherschicht in die Löcher der Lochfolie zu inte- grieren. Jedes Loch der Lochfolie kann somit als komplette elektrochrome Zellen (ohne Elektroden) ausgeführt werden. Die Elektroden des Substrats und der Abdeckfolie vervollständigen die elektrochromen Zellen.In another exemplary embodiment of the passive display, the electrochromic cells are formed by a perforated foil whose holes are filled with the electrolyte. The electrolyte can remain liquid after filling because the capillary forces keep the electrolyte in the holes. After filling, the electrolyte can be heated eg by curing treatment or UV irradiation. The electrolyte can also be designed as a gel. It is possible to integrate the electrochromic layer and, if necessary, an ion storage layer into the holes of the perforated foil. Each hole of the perforated foil can thus be designed as complete electrochromic cells (without electrodes). The electrodes of the substrate and the cover complete the electrochromic cells.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind die elektrochromen Zellen regelmäßig in der Passiv-Anzeige angeordnet sind. Es sollte hervorgehoben werden, dass hier nicht die Form der Pixel bzw. Bildelemente, sondern lediglich die Form der elektrochromen Zellen regelmäßig angeordnet sind. Die elektrochromen Zellen können dabei drei-, vier-, fünf- oder sechseckig oder rund geformt sein. Die elektrochromen Zellen können in der Lochfolie auf der Basis einer rechteckigen, bzw. quadratischen, einer hexagonalen Anordnung, einer Verklinkerung oder einer auf Kreuzstrukturen basierenden Anordnung oder dergleichen regelmäßig angeordnet sein. Wenn die elektrochromen Zellen fünfeckig sind, sollten keine Pentagone, sondern eher Kombinationen aus Rechtecken und Dreiecken verwendet werden.In another exemplary embodiment, the electrochromic cells are regularly arranged in the passive display. It should be emphasized that here not the shape of the pixels or picture elements, but only the shape of the electrochromic cells are regularly arranged. The electrochromic cells can be shaped three, four, five or hexagonal or round. The electrochromic cells may be regularly arranged in the perforated film on the basis of a rectangular, square, hexagonal array, clinker or cross-structure based arrangement or the like. If the electrochromic cells are pentagonal, no pentagons should be used, rather combinations of rectangles and triangles.
In noch einer weiteren Ausführungsform sind die elektrochromen Zellen unregelmäßig in der Passiv-Anzeige angeordnet. Beispielsweise sind denn die einzelnen Löcher bzw. elektrochromen Zellen rautenförmig oder gleichschenklig dreieckig geformt (jeweils mit Winkeln von 42° und 72°) und einer auf regelmäßigen Fünfecken bzw. Pentagonen basierendenIn yet another embodiment, the electrochromic cells are irregularly arranged in the passive display. For example, the individual holes or electrochromic cells are diamond-shaped or isosceles triangular in shape (each with angles of 42 ° and 72 °) and one based on regular pentagons or pentagons
(unregelmäßigen, aber vollständigen) Flächenaufteilung. Es können auch andere unregelmäßige Flächenaufteilungen verwendet werden, um beispielsweise durch weniger glatte Kanten Zeilensprung- bzw. Lochreihensprungeffekte und dergleichen zu verhindern, wenn die Elektrode eine andere(irregular but complete) area distribution. Other irregular area divisions may be used to prevent, for example, less smooth edges, line jump effects and the like, when the electrode is another
Reihe elektrochromer Zellen überschneidet. Die Anordnung der Löcher kann auch chaotisch oder zufällig ausgewählt werden, wobei auf eine in etwa gleichmäßig große elektrochrome Zellen geachtet werden sollte.Series of electrochromic cells overlaps. The arrangement of the holes can also be selected chaotically or randomly, attention should be paid to an approximately uniformly large electrochromic cells.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Passiv-Anzeige weiterhin eine Ionenspeicherschicht auf, welche für den Farbumschalg der elektrochromen Schicht notwendige Ionen speichern oder freisetzen kann. Insbesondere für elektrochrome Anzeigen mit mindestens drei Schichten einer aktiven elektrochromen Schicht, die sich infolge einer Oxidation oder Reduktion verfärbt, einer Elektrolytschicht, welche Ionen für die Oxidation bzw. Reduktion transportiert, und einer Ionenspeicherschicht, ist diese Anordnung hilfreich. Die Ionenspeicherschicht kann dabei (bei Balkenanzeigen) flächig ausgeführt sein. Bei Matrixanzeigen kann die Ionenspeicherschicht entsprechend den unteren Elektroden d.h. streifenförmig ausgeführt sein. Es ist ebenfalls möglich, die Ionenspeicherschicht jeweils nur in den Löchern in der Lochfolie auszuführen, sodass jede elektrochrome Zelle über ihre eigene Ionenspeicherschicht verfügt.In another exemplary embodiment of the present invention, the passive display further comprises an ion storage layer which can store or release ions necessary for the color envelope of the electrochromic layer. In particular, for electrochromic displays having at least three layers of an active electrochromic layer that discolor as a result of oxidation or reduction, an electrolyte layer that transports ions for oxidation or reduction, and an ion storage layer, this arrangement is helpful. The ion storage layer can be carried out flat (with bar displays). In matrix displays, the ion storage layer may correspond to the bottom electrodes, i.e. be executed strip-shaped. It is also possible to carry out the ion storage layer only in the holes in the perforated foil, so that each electrochromic cell has its own ion storage layer.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Passiv-Anzeige bereitgestellt. Das Herstellungsverfahren umfasst dabei jeweils das Bereitstellen eines Substrates, einerAccording to another aspect of the present invention, there is provided a method of making a passive display. The manufacturing process in each case comprises the provision of a substrate, a
Abdeckfolie, von ersten und zweiten Elektroden, einer Lochfolie mit Löchern und von Elektrolyt. Das Verfahren umfasst weiterhin das Aufbringen der ersten Elektroden und des Substrats auf der Lochfolie. Die Löcher der Lochfolie werden mit Elektrolyt befüllt. Schließlich umfasst dasCover foil, of first and second electrodes, a perforated foil with holes and of electrolyte. The method further comprises applying the first electrodes and the substrate to the apertured foil. The holes of the perforated foil are filled with electrolyte. Finally, that includes
Verfahren noch das Aufbringen der zweiten Elektroden und der Abdeckfolie auf der Lochfolie.Method nor the application of the second electrode and the cover sheet on the perforated film.
Das Aufbringen der ersten Elektroden und des Substrats auf der Lochfolie kann auch durch das Aufbringen der Lochfolie auf eine mit ersten Elektroden versehenen Seite des Substrates implementiert werden. Das Befüllen von mindestens einigen (aus fertigungstechnischen Gründen vermutliche von allen) Löchern der Lochfolie, mit Elektrolyt kann vor oder nach dem Positionieren der Lochfolie auf dem Substrat erfolgen. Der Elektrolyt kann nach dem Befüllen entweder flüssig bleiben, wobei er durch Kapillarkräfte in den Löchern gehalten wird, selbst wenn die Lochfolie noch nicht auf das Substrat aufgebracht wurde.The application of the first electrodes and of the substrate to the perforated foil can also be implemented by applying the perforated foil to a side of the substrate provided with first electrodes. The filling of at least some (for manufacturing reasons presumed by all) holes of the perforated foil, with electrolyte can be done before or after positioning the perforated foil on the substrate. The electrolyte may either remain liquid after filling, being held in the holes by capillary forces, even if the perforated film has not yet been applied to the substrate.
Durch das Aufbringen der zweiten Elektroden und der Abdeckfolie auf der Lochfolie werden die einzelnen elektrochromen Zellen verschlossen und an die zweiten Elektroden angeschlossen. Die Elektroden können durch Drucken oder Auflaminieren zusammen mit der oberen Abdeckfolie bzw. dem Substrat aufgebracht werden. Die Elektroden können auch durch Drucken oder Auflaminieren direkt auf die Lochfolie (beispielsweise mit einem gelartigen Elektrolyten gefüllt) aufgebracht werden.By applying the second electrodes and the covering film on the perforated foil, the individual electrochromic cells are closed and connected to the second electrodes. The electrodes may be applied by printing or laminating together with the top cover sheet or substrate. The electrodes can also be applied by printing or laminating directly onto the perforated foil (for example, filled with a gel-like electrolyte).
In dem Verfahren können die ersten und/oder zweitenIn the method, the first and / or second
Elektroden als Flächen-, Linien- oder Punktelektroden ausgeführt werden. Für eine Balkenanzeige können die ersten und zweiten Elektroden parallel zueinander ausgerichtet sein. Für eine Matrixanzeige können die ersten und zweiten Anzeigen senkrecht oder in einem anderen Winkel zueinander ausgerichtet werden.Electrodes are designed as area, line or point electrodes. For a bargraph, the first and second electrodes may be aligned parallel to each other. For a matrix display, the first and second displays may be aligned perpendicular or at a different angle to each other.
Die Bildpunkte oder Pixel entstehen dabei nur an den Stellen an denen sowohl eine obere als auch eine untere Elektrode, als auch elektrochrome Zellen vorhanden sind. Im Falle einer Matrixanzeige sind dies die Stellen, an denen sich die Oberen und die unteren bzw. die ersten und die zweiten (Streifen-) Elektroden überschneiden. Dieser Effekt kann natürlich auch für andere Arten von Anzeigen wie beispielsweise Sieben- segment-Anzeigen ausgenutzt werden. In diesem Falle definieren die Überschneidungsbereiche der Elektroden die einzelnen Segmente. Daher ist es mit der vorliegenden Erfindung auch nicht notwendig verschiedene Lochfolien für verschiedene Anzeigentypen zu verwenden, um verschiedene Arten oder Typen von Anzeigen umzusetzen. Mit einer Art von Lochfolie kann durch die entsprechende Wahl der Konfiguration der Elektroden jede Art oder jeder Typ von Anzeigen aufgebaut werden.The pixels or pixels arise only at the locations where both an upper and a lower electrode, as well as electrochromic cells are present. In the case of a matrix display, these are the locations where the top and bottom or first and second (stripe) electrodes overlap. Of course, this effect can also be used for other types of ads, such as seven-segment ads. In this case, the overlapping areas of the electrodes define the individual segments. Therefore, it is not necessary with the present invention, different hole foils for Use different types of ads to implement different types or types of ads. With a type of perforated foil, by the appropriate choice of configuration of the electrodes, any type or type of display can be constructed.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der, in die Löcher der Lochfolie gefüllte Elektrolyt ausgehärtet. Der Elektrolyt kann durch Tempe- raturbehandlung oder UV Bestrahlung ausgehärtet werden.In an exemplary embodiment of the present invention, the electrolyte filled in the holes of the perforated film is cured. The electrolyte can be cured by temperature treatment or UV irradiation.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform werden die zweiten Elektroden und die Abdeckfolie durch Drucken oder Auflaminieren zusammen mit der oberen Abdeckfolie, aufge- bracht. Mit demselben Verfahren kann natürlich auch dasIn another exemplary embodiment, the second electrodes and the cover film are applied by printing or laminating together with the upper cover film. Of course, this can also be done with the same method
Substrat mit den ersten Elektroden auf die (eventuell mit Elektrolyt gefüllte) Lochfolie aufgebracht werden.Substrate with the first electrodes on the (possibly filled with electrolyte) perforated foil are applied.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird das Verfahren als Rollen-zu-Rollen-Verfahen ausgeführt. Ein solches Verfahren ist vor allem für großflächige Produktion von Rolle zu Rolle interessant, da alle Positionierungsschritte wegfallen, die bei derartigen Verfahren kritisch sind.In another exemplary embodiment, the method is performed as a roll-to-roll operation. Such a method is of particular interest for large-scale roll-to-roll production, since all positioning steps that are critical in such processes are eliminated.
In einer weiteren anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren weiterhin das Aufbringen einer mindestens einer elektrochromen Schicht und einer Ionenspeicherschicht . Diese beiden Schichten können flächig oder entsprechend den jeweiligen zugeordnetenIn yet another exemplary embodiment of the present invention, the method further comprises applying at least one electrochromic layer and an ion storage layer. These two layers can be flat or according to their respective assigned
Elektroden ausgeführt sein. Es ist ebenfalls möglich, diese beiden Schichten direkt in die einzelnen Löcher der Lochfolie d.h. in jede einzelne elektrochrome Zelle einzubringen. Bei dieser Lösung umfasst jede einzelne elektrochrome Zelle eine eigene elektrochrome Schicht und eine eigene Ionenspeicherschicht . Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten beispielhaften Ausführungsformen näher erläutert .Be carried out electrodes. It is also possible to introduce these two layers directly into the individual holes of the perforated foil, ie into each individual electrochromic cell. In this solution, each individual electrochromic cell comprises its own electrochromic layer and its own ion storage layer. The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.
Figuren 1 bis 5 zeigen schematisch den Aufbau bzw. dieFigures 1 to 5 show schematically the structure and the
Herstellung und verschiedene Aspekte einer erfindungsgemäßen elektrochromen Passiv- Matrix-Anzeige .Production and various aspects of an electrochromic passive-matrix display according to the invention.
Figur 6 veranschaulicht einen Querschnitt durch eineFigure 6 illustrates a cross section through a
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrochromen Passiv-Matrix-Anzeige .Embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrochromen Passiv-Matrix-Anzeige .FIG. 7 shows a cross section through another embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention.
Figur 8 zeigt eine Umsetzung einer Siebensegment- Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung.FIG. 8 shows a conversion of a seven-segment display according to the present invention.
Figur 9 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform für ein Herstellungsverfahren für eine elektrochrome Passiv-Matrix-Anzeige im Rollen-zu-Rollen-Verfahen .FIG. 9 shows an embodiment according to the invention for a production process for an electrochromic passive matrix display in a roll-to-roll process.
In der folgenden detaillierten Beschreibung der Figuren wie auch in den Figuren werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder ähnliche Bauteile oder Element zu bezeichnen.In the following detailed description of the figures as well as in the figures, like reference numerals are used to designate the same or similar components or elements.
Um die vorliegende Erfindung klar und kurz darzustellen, wurden die Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgerecht dargestellt und einige Merkmale können in einer ziemlich bzw. stark schematisierten Form dargestellt sein.In order to illustrate the present invention in a clear and concise manner, the figures have not necessarily been drawn to scale, and some features may be shown in a rather highly schematic form.
Figur 1 zeigt ein Substrat 12 beispielsweise aus PET mit darauf angebrachten ersten Elektroden 10 beispielsweise aus Gold oder ITO (Indium Tin Oxyd) , der als Grundlage für eine erfindungsgemäße elektrochrome Passiv-Matrix-Anzeige dienen kann. In der Figur sind die ersten Elektroden 10 oben auf dem Substrat 12FIG. 1 shows a substrate 12, for example made of PET, with first electrodes 10, for example made of gold or ITO (indium tin oxide), applied thereon, which serve as the basis for an electrochromic passive matrix display according to the invention can. In the figure, the first electrodes 10 are on top of the substrate 12
Figur 2 zeigt eine Lochfolie 4 mit Löchern 6, die mit Elektrolyt 7 gefüllt sind, und die auf das Substrat 12 aufgebracht ist. Die Lochfolie kann beispielsweise aus PET gefertigt sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird darauf verzichtet, in den Figuren 1 bis 5 und 7 die elektrochromen Schichten 24 oder Ionenspeicherschichten 28 explizit zu diskutieren. Es sein angenommen, dass diese Schichten 24 / 28 bereits in den Löchern 6 der Lochfolie 4 integriert sind.FIG. 2 shows a perforated foil 4 with holes 6 which are filled with electrolyte 7 and which is applied to the substrate 12. The perforated film may be made of PET, for example. For reasons of clarity, it is dispensed with in FIGS. 1 to 5 and 7 that the electrochromic layers 24 or ion storage layers 28 are discussed explicitly. It may be assumed that these layers 24/28 are already integrated in the holes 6 of the perforated film 4.
Figur 3 zeigt eine Abdeckfolie 16 beispielsweise ebenfalls aus PET mit darunter angebrachten zweiten Elektroden 14 beispielsweise aus Gold oder ITO (Indium Tin Oxyd) , die alsFIG. 3 shows a cover film 16, for example likewise made of PET, with second electrodes 14, for example made of gold or ITO (indium tin oxide), attached underneath
Abdeckung für eine elektrochrome Passiv-Matrix-Anzeige dienen kann. In der Figur sind die ersten Elektroden 10 oben auf den Löchern 6 der Lochfolie 4 und sind durch die durchsichtige Abdeckfolie 16 zu erkennen.Cover can serve for an electrochromic passive matrix display. In the figure, the first electrodes 10 are on top of the holes 6 of the perforated sheet 4 and can be seen through the transparent cover sheet 16.
In Figur 4 sind alle Löcher die jeweils mit einer ersten und einer zweiten Elektrode in Verbindung stehen schwarz ausgefüllt. Jeweils ein Feld von schwarzen Löchern 6 bzw. elektrochromen Zellen bildet ein Pixel. Ein Pixel, Bildpunkt oder Bildelement 20 ist durch ein schwarzes Rechteck angedeutet.In FIG. 4, all the holes that are in each case connected to a first and a second electrode are filled in black. In each case a field of black holes 6 or electrochromic cells forms a pixel. A pixel, pixel or picture element 20 is indicated by a black rectangle.
Figur 5 stellt eine erfindungsgemäße Passiv-Matrix-Anzeige dar, bei der alle Pixel aktiviert sind. Figur 5 dient dazu, den Unterschied zwischen den aktivierten elektrochromen Zellen 22 und das einzelne Pixel 20 darzustellen. Durch nicht ganzzahlige vielfache Verhältnisse der Abmessungen der elektrochromen Zellen 8 und ihrer Abstände einerseits und der ersten bzw. zweiten Elektroden 10, 14 und ihrer jeweiligen Abstände andererseits kann es dazu kommen, dass einzelne Pixel unterschiedlich groß oder unterschiedlich beabstandet erscheinen . Figur 6 veranschaulicht einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrochromen Passiv- Matrix-Anzeige. Wie bereits aus den Figuren 1 bis 5 zu entnehmen, umfasst die Passiv-Matrix-Anzeige 2 drei tragende Schichten: das Substrat 12, die Lochfolie 4 mit den Löchern 6 und die Abdeckfolie 16. Zwischen dem Substrat 12 und der Lochfolie 4 sind die ersten Elektroden 10 angeordnet, wobei eine im Längsschnitt zu sehen ist. Die Löcher 6 der Lochfolie 4 wechseln sich mit Stegen 8 zwischen den Löchern 6 ab. In den Löchern sind die einzelnen elektrochromen Zellen angeordnet mit jeweils einer eigenen elektrochromen Schicht 24 und einer eigenen Ionenspeicherschicht 28, die durch einen Elektrolyten 7 getrennt sind. Zwischen der Abdeckfolie und der Lochfolie 4 sind die zweiten Elektroden 14 angeordnet, die im Querschnitt zu sehen sind. In der dargestelltenFIG. 5 illustrates a passive matrix display according to the invention, in which all pixels are activated. FIG. 5 serves to illustrate the difference between the activated electrochromic cells 22 and the single pixel 20. By non-integer multiple ratios of the dimensions of the electrochromic cells 8 and their distances on the one hand and the first and second electrodes 10, 14 and their respective distances on the other hand, it may happen that individual pixels appear differently sized or differently spaced. FIG. 6 illustrates a cross section through an embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention. As can already be seen from FIGS. 1 to 5, the passive matrix display 2 comprises three supporting layers: the substrate 12, the perforated foil 4 with the holes 6 and the covering foil 16. Between the substrate 12 and the perforated foil 4 are the first Arranged electrodes 10, wherein one can be seen in longitudinal section. The holes 6 of the perforated film 4 alternate with webs 8 between the holes 6. The individual electrochromic cells are arranged in the holes, each with its own electrochromic layer 24 and its own ion storage layer 28, which are separated by an electrolyte 7. Between the covering film and the perforated film 4, the second electrodes 14 are arranged, which can be seen in cross section. In the illustrated
Ausführungsform ist an der oberen bzw. zweiten Elektrode 18 gegenüber der ersten Elektrode 10 eine Spannung angelegt, sodass der Bildpunkt bzw. das Pixel 20 durch Ansteuern der einzelnen aktivierten elektrochromen Zellen 22 schwarz gefärbt ist.Embodiment, a voltage is applied to the upper or second electrode 18 relative to the first electrode 10 so that the pixel or pixel 20 is colored black by driving the individual activated electrochromic cells 22.
Unter der Schnittansicht ist zur Verdeutlichung eine Aufsicht auf die im, Schnitt dargestellte Zeile von elektrochromen Zellen dargestellt.For the sake of clarity, a plan view of the line of electrochromic cells shown in the section is shown below the sectional view.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrochromen Passiv- Matrix-Anzeige. In Figur 7 ist die elektrochrome Schicht 24 flächig zwischen den ersten Elektroden 10 (bzw. dem Substrat 12) und der, mit Elektrolyt 7 gefüllten Lochfolie 4 angeordnet. Auf der anderen Seite der Lochfolie 4 ist die Ionenspeicherschicht 28 flächig zwischen den zweiten Elektroden 14 (bzw. der Abdeckfolie 16) und der mit Elektrolyt 7 gefüllten Lochfolie 4 angeordnet.FIG. 7 shows a cross section through another embodiment of an electrochromic passive matrix display according to the invention. In FIG. 7, the electrochromic layer 24 is arranged in a planar manner between the first electrodes 10 (or the substrate 12) and the perforated foil 4 filled with electrolyte 7. On the other side of the perforated foil 4, the ion storage layer 28 is arranged flat between the second electrodes 14 (or the cover foil 16) and the perforated foil 4 filled with electrolyte 7.
Die in Figur 7 dargestellte Passiv-Matrix-Anzeige 2 weist einen „inversen" Aufbau auf, da sich die elektrochrome Schicht 24 auf der Seite des Substrats befindet und nicht auf der Seite der Abdeckfolie. Die Ionenspeicherschicht 28 befindet sich im Gegensatz zu Figur 6 auf der Seite der Abdeckfolie und nicht auf der Seite des Substrats . Es könne auch alle möglichen Kombinationen von Flächigen bzw. in den Löchern angeordneten elektrochromen Schichten 24 oder Ionenspeicherschichten 28 umgesetzt werden.The passive matrix display 2 shown in FIG. 7 has an "inverse" structure, since the electrochromic layer 24 is located on the side of the substrate and not on the side of the cover. The ion storage layer 28 is in contrast to Figure 6 on the side of the cover and not on the side of the substrate. It would also be possible to implement all possible combinations of planar or in the holes arranged electrochromic layers 24 or ion storage layers 28.
Figur 8 zeigt eine Umsetzung einer Siebensegment-Anzeige gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Pixel sind dabei als Segmente 40 ausgeführt, die nacheinander einzeln angesteuert werden können. Die Eckpunkte und die Mittelpunkte der „8" können ebenfalls angesteuert werden, es muss daher bei der Ansteuerung dieser Siebensegment-Anzeige darauf geachtet werden, dass nicht unerwünschte Felder ebenfalls angesteuert werden. Eine andere Möglichkeit dieses Problem zu umgehen, kann darin bestehen die elektrochromen Schichten flächig nur im Bereich der Segmente (bzw. Pixel) auf die Elektroden aufzubringen. Die Strukturen der Pixel sind üblicherweise so groß, dass es durch ein Druckverfahren umgesetzt werden kann. Der restliche Aufbau kann den in den Figuren 1-7 dargestellten Ausführungsformen von Passiv-Matrixanzeigen 2 entsprechen.FIG. 8 shows a conversion of a seven-segment display according to the present invention. The pixels are designed as segments 40, which can be controlled one after the other. The corner points and the centers of the "8" can also be controlled, so care must be taken when driving this seven-segment display that non-undesired fields are also controlled.Another way to avoid this problem may be the electrochromic layers The structures of the pixels are usually of such a size that they can be converted by a printing process, and the rest of the structure can be adapted to the embodiments of passive components shown in FIGS. Matrix displays 2 correspond.
Figur 9 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform für ein Herstellungsverfahren für eine elektrochrome Passiv-Matrix- Anzeige im Rollen-zu-Rollen-Verfahen .FIG. 9 shows an embodiment according to the invention for a production method for an electrochromic passive matrix display in a roll-to-roll process.
In der dargestellten Figur wird eine von einer Rolle abgezogene Lochfolie zuerst mit einem Elektrolyten 7 befüllt, der in einem nächsten Schritte 30 ausgehärtet oder geliert wird. Die Löcher oder die Lochfolie 4 wird dann in zwei Stationen mit einer elektrochromen Schicht 24 und einer Ionenspeicherschicht 28 versehen. Die beschichtete und befüllte Lochfolie kann dann in einem weiteren Arbeitsschritt mit einem Substrat 12 versehen werden, das bereits mitIn the illustrated figure, a perforated film drawn from a roll is first filled with an electrolyte 7, which is cured or gelled in a next step 30. The holes or the perforated film 4 is then provided in two stations with an electrochromic layer 24 and an ion storage layer 28. The coated and filled perforated film can then be provided in a further step with a substrate 12, which already with
Elektroden 10 versehen ist. In einem nächsten Arbeitsschritt kann der Verbund aus Lochfolie 4, Elektroden 10 und Substrat 12 mit einer Abdeckfolie 16 versehen werden, die bereits mit und mit bereits mit Elektroden 114 versehen ist. Die fertigen Anzeigen können einem abschließenden Arbeitsschritt ausgeschnitten bzw. ausgestanzt werden.Electrodes 10 is provided. In a next step, the composite of perforated film 4, electrodes 10 and substrate 12 may be provided with a cover 16, which already with and is already provided with electrodes 114. The finished displays can be cut or punched out for a final step.
Das Verfahren kann ohne weiteres um zusätzliche Schritte wie Aufbringen von Reflex oder Antireflexschichten, das Bereitstellen von Kontakten oder Kontaktleisten zum Anschluss der Anzeige oder das Versehen der Anzeige mit einem Montagerahmen oder mit einer Hintergrundbeleuchtung beispielsweise auf OLED-basis erweitert werden.The method can be readily extended to include additional steps such as applying reflex or antireflective layers, providing contacts or contact strips for connection of the display, or providing the display with a mounting frame or backlight, for example, OLED-based.
Bei der Auswahl von Materialien für die einzelnen Schichten kann beispielsweise die Schicht des Elektrolyten 7 aus PC- LiC104 hergestellt sein. Eine an den Elektrolyten 7 angren- zende, elektrochrome Schicht 24 kann beispielsweise aus PEDOT oder Pani oder Ähnlichem hergestellt sein. Es ist möglich weitere elektrochromen Schichten für entsprechende Farbeffekte zu implementieren. Die Schichtenfolge ist je nach Funktion einzelner Schichten aufzubauen, wobei sich jedoch eine große Variantenvielzahl ergibt. Prinzipiell ist darauf zu achten, dass der Lichteinfall nicht durch das Material einer (z.b. zweiten) Elektrode behindert wird. Durch die Verwendung von organischen Materialien können Schichtaufbauten entsprechend der Erfindung mit unterschiedlichsten transparenten Materialien realisiert werden. Das Material des Substrats 12 der Lochfolie 4 und die Abdeckfolie 16 kann beispielsweise aus PET gefertigt sein. Die ersten Elektroden können beispielsweise aus Metall wie beispielsweise Gold (Au) Platin (Pt) und/oder Kupfer (Cu) und/oder Silber (Au) , AZO, Cd2SnO4, Cu2O, ITO oder PEDOT umfassen, als Mulitlayer-For example, in selecting materials for the individual layers, the layer of the electrolyte 7 may be made of PC-LiC104. An electrochromic layer 24 adjoining the electrolyte 7 can be made, for example, from PEDOT or Pani or the like. It is possible to implement further electrochromic layers for corresponding color effects. The layer sequence is to be built up depending on the function of individual layers, but results in a large number of variants. In principle, it must be ensured that the light incidence is not hindered by the material of a (eg second) electrode. By using organic materials, layer structures according to the invention can be realized with a wide variety of transparent materials. The material of the substrate 12 of the perforated film 4 and the cover 16 may be made of PET, for example. The first electrodes may comprise, for example, metal such as gold (Au) platinum (Pt) and / or copper (Cu) and / or silver (Au), AZO, Cd 2 SnO 4 , Cu 2 O, ITO or PEDOT, as a multilayer -
Elektrode oder „Thin Conductive Oxide" ausgeführt sein. Die zweiten Elektroden können beispielsweise aus TCO, ITO oder PEDOT gefertigt sein.Electrode or "thin conductive oxides." The second electrodes can be made, for example, from TCO, ITO or PEDOT.
Durch die Verwendung einer mit Elektrolyt befüllten Lochfolie in elektrochromen Systemen können folgende Vorteile genutzt werden: a) Die Lochfolie gibt dem Elektrolyten mechanische Stabilität und verhindert einen Kurzschluss zwischen den Elektroden, b) sie verhindert eine Querleitung des Elektrolyten und damit ein Übersprechen zwischen den Pixeln, und c) Positionierungsprobleme fallen völlig weg, da die Lochgröße kleiner ist als die Pixelgröße.By using a perforated foil filled with electrolyte in electrochromic systems, the following advantages can be used: a) The perforated foil gives the electrolyte mechanical stability and prevents a short circuit between the electrodes, b) it prevents cross-conduction of the electrolyte and thus crosstalk between the pixels, and c) positioning problems are completely eliminated since the hole size is smaller than the pixel size.
Wenn jedoch die Löcher in der Lochfolie so klein ausgeführt werden, dass ihre Fläche deutlich kleiner ist als die Pixelgröße und zusätzlich der Durchmesser kleiner ist als der Abstand zwischen den Pixeln, dann entfallen die Positionierungsschritte. Es ist daher ausreichend auf die elektrolytgefüllte Lochfolie durch Drucken oder Auflaminieren nur noch die obere Elektrode zusammen mit der oberen Abdeckfolie, aufzubringen. Die Pixel entstehen dann nur an den Stellen, an denen sich die oberen und die unteren Elektroden kreuzen.However, if the holes in the hole film are made so small that their area is significantly smaller than the pixel size and, in addition, the diameter is smaller than the distance between the pixels, then the positioning steps are eliminated. It is therefore sufficient to apply only the upper electrode together with the upper cover film to the electrolyte-filled perforated film by printing or laminating. The pixels then arise only at the points where the upper and lower electrodes intersect.
Die Abstände zwischen den Elektroden sollten dabei größer sein, als die Summe der maximalen Breite (Länge oder Diagonale) einer elektrochrome Zelle und des minimalenThe distances between the electrodes should be greater than the sum of the maximum width (length or diagonal) of an electrochromic cell and the minimum
Abstandes zweier elektrochromer Zellen. Damit ist sichergestellt das keine elektrochrome Zelle zwei benachbarte (erste oder zweite) Elektroden kurzschließen kann. Entgegen den, in den Figuren dargestellten Ausführungsformen kann eine Reihe „toter Pixel" zwischen zwei angrenzenden Elektroden vermieden werden, insbesondere wenn hexagonale oder 5 eckige Löcher bzw. Verteilungen gewählt werden.Distance between two electrochromic cells. This ensures that no electrochromic cell can short-circuit two adjacent (first or second) electrodes. Contrary to the embodiments shown in the figures, a series of "dead pixels" between two adjacent electrodes can be avoided, especially if hexagonal or 5-cornered holes or distributions are chosen.
Die Struktur der vorliegenden Erfindung kann ohne weiteres auch mit anderen Technologien wie beispielsweise mit Dioden versehenen elektrochromen Zellen kombiniert werden.The structure of the present invention can be readily combined with other technologies such as diode-provided electrochromic cells.
Die Anmeldung enthält die Beschreibung von Umsetzungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen. Ein Fachmann wird einräumen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf de Details der vorstehend präsentierten Ausführungsformen beschränkt ist, und die Erfindung ohne von den Charakteristiken der Erfindung abzuweichen auch in einer anderen Form umgesetzt werden kann. Die vorstehenden Ausführungsformen sollten daher als illustrativ, nicht jedoch als beschränkend erachtet werden. Die Möglichkeiten der Umsetzung und Verwendung der Erfindung sind lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt. Folglich fallen verschiedene Möglichkeiten die Erfindung wie sie durch die Ansprüche bestimmt ist umzusetzen in den Schutzumfang der Erfindung. The application contains the description of implementations and embodiments of the present invention by way of examples. One skilled in the art will appreciate that the present invention is not limited to the details of the embodiments presented above, and the invention without departing from the characteristics of the invention also in a other form can be implemented. The foregoing embodiments should therefore be considered as illustrative, but not restrictive. The possibilities of implementation and use of the invention are limited only by the appended claims. Consequently, various possibilities of implementing the invention as defined by the claims fall within the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche / Patent Claims Claims / Patent Claims
1. Passiv-Anzeige aus elektrochromen Materialien, aufweisend ein Bildelement (40) , aufweisend elektrochrome Zellen (6), eine erste Elektrode (10) , mindestens eine elektrochrome Schicht (24), einen Elektrolyten (7) und eine zweite Elektrode (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der ersten Elektrode (10) und/oder zweiten1. Passive display of electrochromic materials, comprising a picture element (40), comprising electrochromic cells (6), a first electrode (10), at least one electrochromic layer (24), an electrolyte (7) and a second electrode (14) , characterized in that the width of the first electrode (10) and / or second
Elektrode (14) mindestens um den Faktor 2 größer ist als eineElectrode (14) is greater than a factor of at least 2
Breitenabmessung der elektrochromen Zellen (6), und das Bildelement mindestens 3 elektrochrome Zellen (6) imWidth dimension of the electrochromic cells (6), and the picture element at least 3 electrochromic cells (6) in
Überschneidungsbereich der ersten und der zweiten Elektrode umfasst .Intersecting region of the first and the second electrode comprises.
2. Passiv-Anzeige gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Passiv-Anzeige eine Passiv-Matrix-Anzeige ist.2. Passive display according to claim 1, characterized in that the passive display is a passive matrix display.
3. Passiv-Anzeige gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochromen Zellen (6) durch eine Lochfolie gebildet ist, deren Löcher mit dem Elektrolyten (7) gefüllt sind.3. Passive display according to one of claims 1 or 2, characterized in that the electrochromic cells (6) is formed by a perforated foil whose holes are filled with the electrolyte (7).
4. Passiv-Anzeige gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochromen Zellen (6) regelmäßig in der Passiv-Anzeige angeordnet sind.4. Passive display according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrochromic cells (6) are arranged regularly in the passive display.
5. Passiv-Anzeige gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochromen Zellen (6) unregelmäßig in der Passiv-Anzeige angeordnet sind.5. Passive display according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrochromic cells (6) are arranged irregularly in the passive display.
6. Passiv-Anzeige gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Passiv-Anzeige weiterhin eine Ionenspeicherschicht (28) aufweist. 6. Passive display according to one of claims 1 to 5, characterized in that the passive display further comprises an ion storage layer (28).
7. Verfahren zum Herstellen einer Passiv-Anzeige, aufweisend: Bereitstellen eines Substrates (12) Bereitstellen von ersten Elektroden (10) , Bereitstellen einer Lochfolie (4) mit Löchern (6), Bereitstellen von Elektrolyt (7)7. A method for producing a passive display, comprising: providing a substrate (12) providing first electrodes (10), providing a perforated film (4) with holes (6), providing electrolyte (7)
Aufbringen der ersten Elektroden auf der Lochfolie (4) Aufbringen des Substrats auf der Lochfolie (4) Befüllen von Löchern (6) der Lochfolie (4), mit Elektrolyt (7), Bereitstellen einer Abdeckfolie (16)Application of the first electrodes on the perforated foil (4) application of the substrate on the perforated foil (4) filling of holes (6) of the perforated foil (4), with electrolyte (7), provision of a covering foil (16)
Bereitstellen zweiter Elektroden (14),Providing second electrodes (14),
Aufbringen der Elektroden (14) auf der Lochfolie (4), undApplying the electrodes (14) on the perforated foil (4), and
Aufbringen der Abdeckfolie (18) auf der Lochfolie (4)Applying the cover film (18) on the perforated foil (4)
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, weiter umfassendThe method of claim 7, further comprising
Aushärten des in die Löcher (6) der Lochfolie (4) gefüllten Elektrolyten.Curing of the in the holes (6) of the perforated foil (4) filled electrolyte.
9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die zweiten Elektroden und die Abdeckfolie durch Drucken oder9. The method according to claim 7 or 8, wherein the second electrodes and the cover sheet by printing or
Auflaminieren zusammen mit der oberen Abdeckfolie, aufgebracht wird.Laminating together with the top cover, is applied.
10. Verfahren gemäß Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren als Rollen-zu-Rollen-Verfahen ausgeführt wird.10. The method according to claim 7 to 9, characterized in that the method is carried out as a roll-to-roll method.
11. Verfahren gemäß Anspruch 7 bis 10, weiter aufweisend: Aufbringen einer mindestens einer elektrochromen Schicht (24), und11. The method of claim 7, further comprising applying at least one electrochromic layer, and
Aufbringen einer Ionenspeicherschicht (28) . Applying an ion storage layer (28).
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