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Vorrichtung zum Regeln der Lichtstärke Zusatz zum Patent:
1155 538 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln der Lichtstärke,
insbesondere auf ein Filter veränderlicher optischer Dichte.
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Das Hauptpatent 1155 538 betrifft ein Verfahren zum
Regeln der Lichtstärke und hierzu geeignete Filter. Letztere bestehen aus einem
transparenten Elektrolyten und zwei mindestens an ihrer Oberfläche für den Elektrolyten
inerten Elektroden, von denen eine Elektrode als transparente Schicht auf einer
transparenten Platte aufgetragen und die andere aus Draht gebildet ist.
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Diese Vorrichtungen haben sich zwar gut bewährt, doch sollen gemäß
der Erfindung Filter geschaffen werden, die in beliebiger Größe herstellbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Elektroden
zwischen zwei im Abstand von 0,025 bis 7,62 mm voneinander entfernten Platten aus
klarem, lichtdurchlässigem Material angeordnet sind und daß der Elektrolyt aus einem
Material besteht, das sich als nicht lichtstreuendes Material an einer Elektrode
niederschlägt.
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Durch den vorstehend genannten Plattenabstand ist eine sehr schnelle
Bildung eines undurchsichtigen Niederschlags möglich.
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Wenn das Filter in einem optischen Präzisionssystem benutzt wird,
können die Plattenoberflächen optisch vergütet sein. Der zwischen den beiden Platten
befindliche Elektrolyt ist zweckmäßig transparent. Die Ionen können als nichtdiffundierender
Niederschlag abgeschieden werden. Der Elektrolyt kann ein schwaches Lösungsmittel
für den abzuscheidenden Niederschlag sein, so daß die erforderliche elektrische
Spannung, die die Auflösewirkung überwinden soll, konstant gehalten werden kann:
Es ist möglich, daß mindestens eine Elektrode transparent ausgebildet und quer zum
Lichtweg angeordnet ist.
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Entsprechend dem Hauptpatent können die transparente Elektrode und
der transparente Elektrolyt schwach gefärbt sein, z. B. durch Farbstoffzusatz. Die
Elektrodenoberfläche kann aufgerauht sein, so daß sie mit dem Niederschlag schwach
lichtstreuend erscheint, während die Plattenoberfläche in der Regel glatt ist. Auch
die Elektrode soll nicht lichtstreuend wirken.
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Wenn Filter großer Ausmaße, z. B. für Gebäudefenster, erwünscht sind,
kann die Hauptelektrode aus einer fortlaufenden transparenten Elektrode mäßigen
spezifischen Widerstandes von etwa 1000 Ohm pro Quadratfläche bestehen, wobei ein
feines Gitter höherer Leitfähigkeit, das die zweite Elektrode bildet, z. B. mit
einem Widerstand von 100 Ohm pro Quadratfläche; zwischen der Unterlage und der transparenten
Elektrode angeordnet ist. Das feine Gitter nimmt z. B. nur 5 Klo des Oberflächenbereiches
ein und dient dazu, den Strom über das ganze Fenster gleichmäßiger zu verteilen.
Nach Stromdurchgang wird die Dichte der transparenten Hauptelektrode durch Abscheidung
eines Niederschlags sehr schnell erhöht. Beispielsweise wird mit einer Stromdichte
von 8 mA/cm2 Silber mit einer solchen Geschwindigkeit abgeschieden, daß dieses etwa
0,04 Dichteeinheiten pro Sekunde erzeugt.
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Bei der Verwendung einer solchen Vorrichtung für Gebäudefenster werden
zweckmäßig geringere Plattenabstände verwendet. Nach vorzugsweisen Ausführungsformen
enthält der Elektrolyt ein Minimum von Metallionen. Die Ionen werden von der Anode
oder durch eine weiter unten beschriebene Salzbrückenschicht, d. h. eine vorzugsweise
gesättigte Salzlösung, geliefert. Die Entfernung zwischen der Anode und der Kathode
kann sehr gering sein. Der Abstand zwischen diesen beiden Elektroden beträgt vorzugsweise
0;25 bis 0;5 mm bei einer merklichen Ionenkonzentration, die aber nicht ausreicht,
um schnell einen völlig undurchsichtigen überzug zu bilden. Wenn eine ausreichende
Elektrolytmenge
und -konzentration für eine sehr schnelle Bildung
undurchsichtiger Schichten notwendig sind, beträgt der Plattenabstand vorzugsweise
2,5 bis 7,62 mm.
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Der Elektrolyt kann vorzugsweise eine ausreichende Gelatinemenge enthalten,
damit er bei Raumtemperatur bis zu 32° C fest ist. An Stelle von Gelatine kann dem
Elektrolyten (3- bis 12o/oige Lösung) auch Polyacrylamid zugesetzt werden, das eine
gleichmäßigere Metallabscheidung auf der Hauptelektrode bewirkt. Solche Elektrolyten
besitzen eine erhöhte Viskosität.
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Vorzugsweise wird eine Salzbrückenschicht zwischen einem Doppelelektrolyt-Schichtkörper
verwendet. Der Hauptelektrolyt auf der einen Seite der Salzbrücke enthält ein Ion,
dessen Substanz sich auf der transparenten Hauptelektrode abscheiden soll. Dieses
Hauption wandert während des Stromdurchganges zwischen der Hauptelektrode und der
Salzbrückenschicht hin und her, scheidet sich aber niemals auf der Salzbrückenschicht
ab. Ein zweiter Elektrolyt; der ein transparentes Ion enthält, ist auf der der Salzbrückenschicht
entgegengesetzten Seite angeordnet und steht mit der zweiten Elektrodenoberfläche
in Berührung. Das Ion in diesem zweiten Elektrolyten ergibt keine Änderung der optischen
Dichte, wenn es auf der zweiten Elektrode niedergeschlagen wird. Die Salzbrückenschicht
vermindert die Wanderung der Ionen aus dem einen in den anderen Elektrolyten. Nach
einem anderen Ausführungsbeispiel besteht die Salzbrückenschicht aus einer gesättigten
KO-Lösung in Gelatine. Derartige Schichten können verwendet werden, wenn die Elektrolyte
keine löslichen Silber-, Quecksilber- oder Thalliumsalze enthalten. Wenn Silbersalzlösungen
verwendet werden,, wird zweckmäßig von einer gesättigten Ammoniumnitratlösung in
Gelatine Gebrauch gemacht.
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In der beschriebenen Vorrichtung können die verschiedensten nichtdiffundierenden,
leitenden Substanzen reversibel niedergeschlagen werden. Es ist jedoch erforderlich,
daß eine Elektrode transparent und quer zum Lichtweg sowie zwischen den beiden als
Eintritts- und Austrittsfenster dienenden transparenten Platten angeordnet ist.
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Es lassen sich auch solche Elektrolyte und Elektroden verwenden, die
für eine Oberflächenvergütung von Metallen sonst nicht geeignet sind. So sind beispielsweise
auch weiche Überzüge für die Erfindung brauchbar, sofern sie nicht lichtstreuend
wirken. Gewöhnlich beträgt die Stärke der Niederschläge weniger als einige Millimikron,
so daß zusätzliche Schwierigkeiten, die beispielsweise mit dem Abscheiden bei hohen
Stromdichten verbunden sind, hier nicht auftreten. Ein Zusatz von Äthylenglykol
als Frostschutzmittel für den Elektrolyten ist infolge der getrennt gehaltenen Elektroden'
nicht unbedingt notwendig.
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Bei sehr dünnen Zellen können die Kathode und die Anode transparent
sein, und sie können sich auf den Innenflächen der beiden äußeren Platten oder auf
getrennten Unterlagen befinden. Wenn der Strom zum Auflösen des Niederschlags von
der Kathode umgepolt wird, muß Vorsorge getroffen werden, um ein Abscheiden auf
der Anode zu verhindern; beispielsweise durch Zwischenschalten einer Salzbrückenschicht.
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Die Ausmaße des Filters können ganz klein oder so groß wie ein gewöhnliches
Schaufenster sein. Das vorliegende Lichtfilter kann nicht nur durchgehendes, sondern
auch reflektiertes Licht steuern. Zuweilen kann ein quer oder schräg zur Zelle verlaufender
Wechselstrom dem Gleichstrom überlagert werden. Insbesondere bei Filtern großer
Ausdehnung, wie bei Fenstern, wird die Abscheidung und der Auflösungsvorgang durch
diese Überlagerung gleichmäßiger. Außerdem wird dadurch verhindert, daß sich Material
an den Stellen der ersten Elektrode konzentriert, die der zweiten Elektrode am nächsten
liegen. Derartige Querströme sind vorzugsweise bei Filtern mit einer Ausdehnung
von 9,29 dmE oder mehr nützlich: Der sekundäre Wechselstrom übt auch eine Heizwirkung
aus. Die Stromstärke dieses überlagernden Wechselstromes ist unabhängig von derjenigen
des Gleichstromes. Daher können die Filter auf gleichmäßiger Temperatur gehalten
werden, wodurch wiederum der Niederschlag gleichmäßiger wird, auch wenn die Filter
mit sehr tiefen Temperaturen in Berührung kommen. . . .
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Diese Filter können als Fenster Verwendung finden. Bei Ausführungsformen,
bei denen der Oberflächenbereich des Fensters ein Mehrfaches von: 9,29 dm2 bedeckt,
enthält die Zelle vorzugsweise ein feines, transparentes, leitendes Gitter unter
der fortlaufenden transparenten Elektrode, um ein gleichmäßiges elektrisches Feld
für den ganzen Bereich zu bilden. Falls es erwünscht ist, kann man: auch einen ungleichmäßigen
Überzug bilden, indem man eine zweite Gitterelektrode an die Bereiche näher anrückt,
an denen mehr Niederschlag oder eine größere Auflösung erwünscht ist.
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Die photoelektrische Steuerung durch die vorgenannten Filter kann
auch umgekehrt werden, so daß der maximale Anteil des Tageslichtes in ein Haus eingelassen
wird, daß aber die Fenster bei Nacht, -wenn die Beleuchtung innen stärker ist, undurchsichtiger
werden. Zuweilen ist es erwünscht, große oder auch kleine Fenster aus kleineren
nebeneinander-: liegenden quadratischen oder hexagonalen Filtern. zu bilden, die
unabhängig voneinander oder parallel oder in Serie geschaltet sind.
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Die Erfindung ist auch anwendbar für optische Instrumente und für
die Zeitrafferphotographie. -Neutrale Filter gemäß der Erfindung eignen sielt auch
für die Farbphotographie.
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Die Zeichnung zeigt Beispiele vorzugsweiser Ausführungsformen. Es
zeigt F i g. 1 eine räumliche, halbschematische Ansicht einer vorzugsweisen Ausführungsform,
F i g. 2 einen Querschnitt durch das in F i g. 1 gezeigte Filter, F i g. 3 einen
Querschnitt durch eine andere Ausführungsform, F i g. 4 ein Filter veränderlicher
Reflexion, F i g. 5 einen Querschnitt im vergrößerten Maßstab einer besonderen Ausführungsform,
F i g. 6 eine räumliche Ansicht des Elektrodensystems bei einer anderen speziellen
Ausführungsform, F i g. 7 eine räumliche, stark vergrößerte Ansicht eines Einzelteiles
einer vorzugsweisen Elektrodenform.
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In F i g. 1 und 2 befindet sich ein Elektrolyt 11 in einem
Glasbehälter 10. Eine Glasplatte 13 ist mit einer transparenten Elektrode 12 überzogen.
Durch die Elektrode 12 trifft Licht 21 von einer Lampe 20 auf eine Photozelle 22.
Die andere Elektrode 144 ist in Formeines U-förmigen Teiles dargestellt, aber in
der
Praxis wird ein vollständiger Ring, z. B. ein Silberring oder ein mit Gold überzogener
Ring, verwendet, um eine gleichmäßige Abscheidung zu gewährleisten.
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Klemmen 25, 26 verbinden die Elektroden über einen Doppelwegschalter
27 mit einer Batterie 28.
Bei den Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß
F i g. 1 und 2 sind die Elektroden 12, 14 zwischen der Glasplatte 13 und der die
eine Breitseite des Glasbehälters 10 bildenden Glasplatte angeordnet. Dabei beträgt
der Abstand zwischen diesen Platten 0,025 bis 7,62 mm.
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In F i g. 3 ist eine Ausführungsform mit kurvenförmig gestalteten
Fenstern 50, 51 und den Elektroden 52, 53 gezeigt. Der Abstand zwischen den kurvenförmigen
Fensterglasplatten liegt im gleichen Bereich wie bei F i g. 1 und 2.
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Die Filterzelle 62 von F i g. 4 enthält Elektroden 61 und 67 und Leiter
63. Das auffallende Licht 60 wird längs der Linie 66 teils reflektiert, teils längs
der Linie 66 fortgepflanzt und teilweise absorbiert. Die Elektroden 61 und 67 befinden
sich zwischen den die Breitseiten der Filterzelle 62 bildenden Glasplatten, deren
Abstand demjenigen der Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 3 entspricht.
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Bei allen Ausführungsformen sind die Platten aus klarem, lichtdurchlässigen
Material, beispielsweise aus Glas, und der Elektrolyt besteht aus einem Material,
das sich als nicht lichtstreuendes Material an einer Elektrode niederschlägt.
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In F i g. 5, die ähnlich wie. F i g. 2 ist, ist die Hauptelektrode
ein dünner, transparenter Sn02-Überzug auf einer Glasunterlage 13, wobei sich alles
in einem Glasbehälter 10 befindet. Die elektrolytische Zelle besteht aus dieser
Hauptelektrode 12 und einer zweiten transparenten Elektrode 71, die auf einer Glasunterlage
70 ruht, mit zwei Elektrolyten 75 und 76 und einer Salzbrücke 72 zwischen den Elektroden.
Durch die Leitungen 73 und 74 wird an die Elektroden 12 und 71 Gleichstrom angelegt.
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Der Hauptelektrolyt 75 enthält Metallionen, die bei diesem Beispiel
auf der Elektrode 12 niedergeschlagen werden, wenn diese die Kathode ist: Gewöhnlich
wird der Niederschlag kathodisch abgeschieden.
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Dieser Niederschlag von Metall auf der Elektrode erhöht die optische
Dichte des Zellensystems. Die fortlaufende Salzbrücke 72 isoliert die Elektrolyte
voneinander, so daß die Ionen nicht zu den falschen Elektroden wandern können. Die
Salzbrücke 72 ist vorzugsweise eine Gelatineschicht, die mit einem Salz, beispielsweise
Kaliumchlorid, gesättigt ist, wenn im Elektrolyten 75 Kupfer-, Nickel- oder Cadmiumionen
verwendet werden. Sie kann auch Ammoniumnitrat sein, wenn im Elektrolyten 75 Silber-
oder Quecksilberionen verwendet werden.
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Der zweite Elektrolyt 76, der vorzugsweise sehr dünn ist, zwischen
0,025 und 0,0127 mm, enthält transparente Ionen, die Oxydations-Reduktionsreaktionen
eingehen, ohne daß sie eine optische Dichte liefern. Beispielsweise werden zahllose
organische Stoffe (z. B. Nitrile) auf einer Elektrode, wie bei 71, als transparentes
Material niedergeschlagen oder gelöst. Eine 9o/oige Polyacrylamidlösung, in Wasser
gelöst, wirkt sehr gut als Elektrolyt 76.
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Die Durchführung ist wie folgt: Wenn durch die Leiter 73 und 74 der
Strom an die Elektrode 12 als Kathode angelegt wird, fließt er durch die Polyacrylamidlösung,
durch die Salzbrücke und durch den Elektrolyten 75 und schlägt Metall auf der Elektrode
12 nieder. Wenn der Strom in umgekehrter Richtung fließt, löst sich das Metall von
der Elektrode 12 und wird ein Ion im Elektrolyten 75. Die Metallionen fließen zur
Schicht 72 und bleiben an deren Oberfläche als transparente Ionen, wobei sie' die
Salzionen frei machen (Kalium- oder Ammoniumionen in den obigen Beispielen), welche
beim Stromfluß durch die Schicht 72 folgen. Wenn der Strom eine lange Zeit weiterfließt,
was er normalerweise nicht tut, würde wahrscheinlich eine Wanderung (Elektrophorese)
von beiden Salzionen in entgegengesetzten Richtungen stattfinden. An der Grenzfläche
zwischen der Brückenschicht 72 und dem organischen Elektrolyten 76 machen, die Kaliumionen
das positive Ion des Polyacrylamids frei. Das Reduktionsprodukt des Polyacrylamids
scheidet sich (transparent) an der Elektrode 71 ab. Dies ist eine reversible Reaktion,
und die Oxydation dieses Reduktionsproduktes bildet wieder Polyacrylamid, wenn der
Strom umgekehrt wird.
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Als Elektrolyt 76 kann jeder, organische oder anorganische Elektrolyt
verwendet .werden, welcher ein transparentes Reduktionsprodukt hat und für welchen
die Oxydations-Reduktionsreaktion reversibel ist.
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F i g.\6 zeigt nur die Elektroden und (schematisch) die elektrischen
Verbindungen dorthin nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung. Diese
Elektroden tauchen in einen Elektrolyten, beispielsweise wie er in F i g. 1 gezeigt
ist. In F i g. 6 ist die Hauptelektrode 80 ein dünnes transparentes Metall, das
auf einer Glasunterlage 81 als überzug aufgebracht ist. Durch hochleitende Metallstreifen
82 und 83 wird der Kontakt mit den beiden Kanten der Elektrode 80 hergestellt. Die
andere Elektrode des elektrolytischen Systems ist als Ringelektrode 85 dargestellt.
Durch einen Umpolschalter 27 wird Gleichstrom von einer schematisch bei 28 gezeigten
Stromquelle geliefert, genau wie in F i g. 1, mit der Ausnahme, daß die Verbindung
zur Elektrode 80 durch die Streifen 82 und 83 an der mittleren Anzapfung
86 der Sekundärwicklung 87 eines Transformators abgenommen wird, dessen Primärspule
mit 88 bezeichnet ist. Diese Streifen 82 und 83 können transparent
oder undurchsichtig sein und sind vom Elektrolyten isoliert (um chemische und elektrolytische
Wirkung zu verhindern) mittels einer gestrichelt gezeichneten Wachsschicht 84.
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Ganz unabhängig von der elektrolytischen Wirkung kann ein Wechselstrom
zwischen den Streifen 82 und 83 von einer Stromquelle 90 vorgesehen sein. Dieser
Wechselstrom (ein Hilfsgleichstrom kann andererseits auch verwendet werden), der
durch die Elektrode 80 selbst fließt, dient verschiedenen Zwekken. An erster Stelle
steuert er die Temperatur der Elektrode 80 und daher die Temperatur des damit in
Berührung stehenden Elektrolyten ohne Bezugnahme auf den für die elektrolytische
Wiedergabe verwendeten Stronr. So kann die Zelle auf ihre wirksamste Arbeitstemperatur
gebracht werden; sogar wenn die umliegende Temperatur sehr tief ist, beispielsweise
in einem Fenster eines Hauses zur Winterzeit. Wichtig ist ferner, daß der Spannungsabfall
zwischen der Elektrode 80 und der Elektrode 85 über die Elektrode 80 im Takt des
Hilfswechselstromes zu- und abnimmt. Dies ergibt einen gleichmäßigen
Niederschlag
auf der Elektrode 80 und dessen gleichmäßige Auflösung. Die Elektroden
80
und 85 sind sehr nahe beieinander, und das elektrolytische Abscheiden,
das für die vorliegende Erfindung benötigt wird, finden zwischen diesen beiden Elektroden
statt. Eine Abscheidung zwischen den Streifen 82 und 83 ist zu vernachlässigen.
Es können auch verschiedene andere Mittel zum Anwenden des Hilfspotentials an den
Elektroden oder den Zellen verwendet werden. In dem Salzbrückensystem von F i g.
6 können beide Elektroden transparent sein, und jede kann mit einem Wechselstrom
zwischen den Streifen entlang der Elektrodenkanten versehen sein.
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In F i g.7 ist eine transparente Elektrode großer Gleichmäßigkeit
abgebildet. Eine transparente Unterlage 92 aus Glas oder Kunststoff ist mit einem
Metallgitter 93 von verhältnismäßig hoher Leitfähigkeit versehen. Eine ziemlich
dicke Schicht aus Titandioxyd und Gold, die durch Aufdampfen im Vakuum hergestellt
ist, kann Verwendung finden. Die Dicke des Überzuges soll derartig sein, daß der
wirksame Widerstand etwa 100 Ohm pro Quadratfläche beträgt. Diese Messung wurde
gemacht, als ob die Schicht kontinuierlich wäre. Derartige Widerstandswerte werden
immer pro Quadratfläche angegeben, da nach einer Annäherung ersten Grades der Widerstand
derselbe ist, ob er mit zentimeterbreiten Elektroden 1 cm entfernt oder mit zollbreiten
Elektroden 1 Zoll entfernt gemessen wird. Die Dimension wird daher in »Ohm pro Quadratfläche«
angegeben. Die Gitterform erhält man entweder durch Aufdampfen durch eine Schablone
oderPhotoresistschicht hindurch; nach deren Entfernung die quadratischen Flächen
der Unterlage 92 zwischen den Gitterlinien bloßliegen, oder in dem eine ziemlich
dicke Schicht aufgedampft wird, die man mit einer Photoresistschicht überzieht,
die zu einer Schablone umgewandelt wird. Durch die offenen Bereiche dieser Schablone
wird eine Ätzlösung angewandt, um das Metall zu entfernen. Die , Photoresistschicht
wird dann unter Zurücklassung des Metallgitters 93 entfernt.
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Die ganze Elektrode wird dann ein zweites Mal im Vakuum mit Titandioxyd
und Gold überzogen. Dieses Mal wird nur eine sehr dünne Schicht 94; die durch eine
gestrichelte Linie angedeutet ist, aufgetragen, so daß sie die Unterlage 92 und
das Gitter 93 bedeckt. Das heißt, diese dünne Schicht 94 befindet sich auf dem Gitter,
auf den Seiten des Gitters und auf der Oberfläche vom Glas oder Kunststoff 92. Die
Schicht 94 ist hochtransparent, besitzt aber eine etwas geringere Leitfähigkeit
mit einem Widerstand von etwa 1000 Ohm pro Quadratfläche. Das Gitter ist ein verhältnismäßig
guter Leiter und dient dazu, den Strom leicht nach allen Teilen der Elektrode zu
führen; so daß man einen verhältnismäßig gleichmäßigen Stromfluß von allen Stellen
der Elektrode hat. Einige Beispiele transparenter Elektroden sind im folgenden angegeben:
Eine Schicht aus Gold-Wismut-Oxyd mit einer optischen Durchlässigkeit von 75 % (eine
Dichte von 0,13) hat einen spezifischen Widerstand von nur 6 Ohm pro Quadratfläche.
Dies ist die Einheit für den spezifischen Widerstand eines leitenden Films nicht
meßbarer Dicke. Der Widerstand ist im wesentlichen der gleiche für jede Quadratgröße,
wenn die Elektroden nach den angegebenen Standardeinheiten ausgebildet sind. Eine
Goldschicht mit der gleichen Dichte besitzt einen spezifischen Widerstand von weniger
als 5 Ohm pro Quadratfläche. Cadmium-Oxyd derselben Dichte hat einen spezifischen
Widerstand von etwa 80 Ohm pro Quadratfläche, und Indiumoxyd der gleichen Dichte
hat einen Widerstand von etwa 1500 Ohm pro Quadratfläche: Zinnoxyd äquivalenter
Dichte mit einem spezifischen Widerstand von etwa 3000 Ohin pro Quadratfläche ist
ebenfalls in zufriedenstellender Weise verwendbar.
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Filter gemäß der Erfindung umfassen reversible Reaktionen und können
daher als elektrooptische Aufzeichner dienen durch einfaches Steuern der Polarität
des auf das System angewandten Stromes in übereinstimmung mit dem Datum, das gespeichert
werden soll. Wenn das elektrische Feld über das Filter entfernt wird, bleibt die
optische Dichte für lange Zeitspannen im wesentlichen konstant. Bei einer speziellen
Ausführungsform der Erfindung ist die transparente Elektrode ein Mosaik getreumtex
Elektroden, von denen. eine oder mehrere gleichzeitig zum Abscheiden oder Auslösen
des Niederschlags unter Strom gesetzt werden können.
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Bei allen Ausführungsformen kaue die Dicke des Elektrolyten 0,025
mm oder sogar weniger als 1 ftbetragen, solange Raum für die zweite Elektrode vorhanden
ist. Die Wände des Behälters müssen ausreichend dick genug sein, um fest und steif
zu sein. Da die: Behälterwände gewöhnlich dicker sind xls die erlaubte Mindestdicke
des Elektrolyten, wird die: Gesamtdicke des Filters durch die Erfindung nicht begrenzt:
Um eine ausreichende mechanische Festigkeit des Filters zu gewährleisten, muß jedoch
eine bestimmte Mindestgesamtdicke vorhanden sein.
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Um den gewünschten Elektrodenabstand zu verwirklichen, sind bei allen
Ausführungsformen die transparenten Platten aus klarem, lichtdurchlässigen Material
in einem Abstand von 0,025 bis 7,62 mm angeordnet.
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Da das Filter ganz undurchsichtig gemacht werden kann, kann es als
optischer Verschluß dienen: solchen Fällen geht das Filter vom undurchsichtigen
Zustand aus, und die Abscheidung wird gelöst und dann wieder abgeschieden, um den
VerschuB zu »schließen«: In diesem Falle liegen die Stromdichten über den normalen,
zum Abscheiden von Metallen verwendeten Bereich, aber die Wirkung ist so kurz, daß
ein ungünstiger Effekt der Gasbildung so gering wie möglich gehalten wird: Andererseits
werden bei der normalen Durchführung als veränderliches Filter Stromdichten verwendet,
die weit unter denjenigen zum normalen Abscheiden von Metallen liegen, und bei diesen
niedrigen Werterz ergeben sich keine gegenteiligen Effekte, wie eine Gasbildung.
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Bei manchen Ausführungsformen der Erfindung erhält man eine genaue
Steuerung, indem man Chemikalien, z. B. Salzsäure, zusetzt; welche den Niederschlag
chemisch angreift, wenn er auf der irausparen- -ten Elektrode abgeschieden oder
davon entfernt wird: Die Geschwindigkeit des elektrischen Abscheidens oder Auflösens
ist schneller als die Geschwindigkeit der chemischen Entfernung, und der Gesamteffekt
ist die Summe oder die Differenz der beiden Effekte: Der Behälter muß natürlich
so beschaffen sein; il er von dem besonderen verwendeten Elektrolyten nicht angegriffen
wird. Wenn beispielsweise Fluoborat-Elektrolyte verwendet werden, die Glas angreifen;
wird vorzugsweise ein Behälter aus Kunststoff verwendet,
wobei mindestens
dessen Fenster transparent sein müssen. Zu den üblichen Elektrolyten gehören z.
B. Kupferperchlorat, saures Zinksulfat, Bleinitrat und Silbercyanid.
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Das Wiederherstellen des Elektrolyten, wie es bei elektrolytischen
Abscheideverfahren üblich ist, kann auch im vorliegenden Falle durchgeführt werden,
es ist aber gewöhnlich wegen der niedrigen Stromdichten und wegen der Wiederverwendung
der aus dem Elektrolyten abgeschiedenen Substanz nicht notwendig. Die transparente
Elektrode wird im allgemeinen durch Aufsprühen oder Aufdampfen von Metallen auf
Glas oder eine andere transparente Unterlage hergestellt, doch wird für sehr große
Elektroden eine chemische Behandlung des Glases, wie sie gewöhnlicher zur Herstellung
sogenannter leitfähiger Gläser verwendet wird, vorgezogen.