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DE2721735A1 - Variabel lichtmodulierende vorrichtung auf basis eines elektrochromen materials - Google Patents

Variabel lichtmodulierende vorrichtung auf basis eines elektrochromen materials

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DE2721735A1
DE2721735A1 DE19772721735 DE2721735A DE2721735A1 DE 2721735 A1 DE2721735 A1 DE 2721735A1 DE 19772721735 DE19772721735 DE 19772721735 DE 2721735 A DE2721735 A DE 2721735A DE 2721735 A1 DE2721735 A1 DE 2721735A1
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Description

26 171
American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey, V.St.A.
Variabel lichtmodulierende Vorrichtung auf Basis eines elektrochromen Materials
709849/0791
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrooptische Vorrichtung, deren Absorptionscharakteristiken für elektromagnetische Strahlung sich unter dem Einfluß eines geeignet gesteuerten elektrischen Feldes selektiv verändern lassen. Sie ist insbesondere auf eine variabel lichtübertragende Vorrichtung gerichtet, die als lichmodulierendeö" Material eine Schicht aus persistent elektrochromem Material enthält und eine über ein ionenleitendes Material getrennte Gegenelektrode aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung eine vereinfachte und gut arbeitende Gegenelektrode für elektrochrome Vorrichtungen sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Gegenelektroden.
Elektrochrome Vorrichtungen sind bekannt und werden beispielsweise in US-PS 3 521 941, 3 704 057, 3 708 220, 3 843 232, 3 847 468 und 3 879 108 beschrieben. Hieraus gehen geeignete Materialien und Verfahren zur Herstellung der gesamten erfindungsgemäßen elektrochromen Vorrichtung hervor. Ferner sind daraus verschiedene und bisher verwendete Anordnungen für Gegenelektroden ersichtlich. Gemäß US-PS 3 521 941 gelangt eine Goldfilm-Gegenelektrode zum Einsatz, während man es nach US-PS 3 843 232 mit einer aus Palladium hergestellten Gegenelektrode zu tun hat. Nach US-PS 3 704 057 wird ein elektrochromes Material für die Gegenelektrode sowie für die Entwicklungsfläche verwendet.
Die bekannten Gegenelektrodenanordnungen arbeiten zwar bei elektrochromen Vorrichtungen erfolgreich, doch soll erfindungsgemäß eine Gegenelektrode geschaffen werden, die bei vergleichbar niedrigen Kosten besser reversibel und länger haltbar ist.
70984 9/0791
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung weiter erläutert.
Wie aus Figur 1 hervorgeht, ist die bevorzugte elektrochrorae Entwicklungseinheit eine Sandwichsanordnung aus einem transparenten Träger 3, der mit einem leitenden Material 11, wie Zinnoxid, beschichtet ist. Bei dieser Anordnung aus Träger und leitendem überzug kann es sich um handelsübliches Nesa-Glas handeln, das ein Produkt ist, bei dem eine Oberfläche einer Glasplatte mit einem transparenten überzug aus leitendem Zinnoxid versehen ist. Die Schicht 4 aus dem elektrochromen Material läßt sich auf die Zinnoxidschicht durch bekannte Vakuumtechniken niederschlagen. Die ionenleitende Schicht 5 kann aus einer Flüssigkeit, einem Halbfeststoff oder einem Feststoff bekannter Art bestehen.
Erfindungsgemäß wird als Gegenelektrode eine Papierelektrode verwendet. Der Träger 7 kann beispielsweise Glas, Metall oder Kunststoff sein und muß je nach dem für das Produkt gewünschten Verwendungszweck nicht transparent sein. Die Papierelektrodrode kann mittels eines Klebstoffes auf den Träger gebunden sein. Ist dieser Klebstoff elektrisch leitend und auch der Träger elektrisch leitend, dann macht man den elektrischen Anschluß besser direkt an den Träger als an die Papierelektrode.
Die Papiergegenelektrode ist im wesentlichen eine mit Kohlenstoff gefüllte Fasermatte. Zur Herstellung dieser Fasermatte werden Acrylfasern bevorzugt, wobei man in dieses Material zur Bildung einer besser zusammenhaltenden Platte als Bindemittel vorzugsweise ein Fluorkohlenstoffharz, wie ein Teflon (Polytetrafluoräthylen), einarbeitet. In die Platte kann man ferner auch ein elektrochromes Material einarbeiten. Ein hierzu bevorzugtes Material ist WO.
70984970791
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Ein Gemisch aus 160 ml einer 1,17-prozentigen Suspension von Acrylfaserpulpe (Cyanamid T98) in Wasser, 3,0 g Kohlepulver mit hoher Oberfläche (United Carbon 6310-4), 2,0 ml einer 0,-2-prozentigen wässrigen Lösung eines hochwirksamen und hochmolekularen flüssigen kationischen Flockungsmittels (Cyanamid M1653C), 1,0 ml eines 10-prozentigen nichtionischen oberflächenaktiven Mittels in Form eines Reaktionsprodukts aus Nonylphenol und Äthylenoxid (Jefferson Chemical Company Surfonic N120), 2,0 ml 60-prozentigem Polytetrafluoräthylen (Teflon TFE 30-B) und 200 ml Wasser vermischt man zuerst bei niedriger Geschwindigkeit über eine Zeitspanne von 15 Sekunden und dann unter hoher Mischgeschwindigkeit über eine Zeitspanne von 15 Sekunden. Aus dem auf diese Weise hergestellten und mit Kohlenstoff imprägnierten Acrylfasennaterial bildet man dann in bei der Papierherstellung üblicher Weise einen Bogen, den man anschließend unter Druck bei einer Temperatur von 70 bis 120 C trocknet. Zur Entfernung von bei der Herstellung eingeschleppten Verunreinigungen tränkt man den hierdurch erhaltenen Bogen anschließend 2 Stunden in 10 % Schwefelsäure enthaltendem Isopropanol. Nach dieser Tränkbehandlung wird der Bogen 1 Stunde in Isopropanol gespült und dann 0,5 Stunden bei 80 0C vakuumgetrocknet.
Beispiel 2
Beide Seiten des nach dem Spülen mit Isopropanol und nach Vakuumtrocknung gemäß Beispiel 1 erhaltenen Bogens beschichtet man mit einer Lösung aus elektrochromem WO3 in NH.OH. Der auf diese Weise beschichtete Bogen wird dann
7098O/0791
1 Stunde bei einer Temperatur von 80 C vakuumgetrocknet. Anschließend tränkt man den Bogen 1 Stunde in IO % Schwefelsäure enthaltendem Isopropanol. Der auf diese Weise erhaltene Bogen wird dann 2 Stunden in Isopropanol gespült und hierauf bei 80 0C vakuumgetrocknet.
Der so hergestellte Bogen wird dann unter einem Druck von 1,2 kg/cm zur Bildung eines 0,305 nun starken Bogens gepreßt, der sich auf die gewünschte Größe zuschneiden läßt.
Entsprechende Vergleichsuntersuchungen ergeben, daß die in obiger Weise hergestellte Papiergegenelektrode in verschiedener Hinsicht bekannten Gegenelektroden überlegen ist. Verwendet man diese Gegenelektrode beispielsweise bei der in US-PS 3 844 636 beschriebenen elektrochromen Abbildvorrichtung, dann ergibt sich hier eine Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit für die Farbe von 3O auf 10 Sekunden und für das Verschwinden der Farbe eine Geschwindigkeitserhöhung von 1,5 Minuten auf weniger als 1 Minute. Ersetzt man die herkömmlichen Gegenelektroden bei den elektrochromen numerischen Vorrichtungen der US-PS 3 839 857 und 3 827 784 durch die erfindungsgemäße Papiergegenelektrode, dann ergibt sich hierdurch eine Verbesserung der Lebensdauer von 4 χ 1O Zyklen auf mehr als 7 χ 10 Zyklen, ohne daß es dabei zu einem Ausfall kommt.
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Claims (16)

Patentansprüche
1. Variabel lichtmodulierende Vorrichtung auf Basis eines elektrochromen Materials mit einer Anordnung aus einem lichtübertragenden Träger, der als lichtmodulierendes Material ein persistent elektrochromes Material aufweist, und einer von diesem elektrochromen Material durch ein ionenleitendes Material getrennten Gegenelektrode, dadurch gekennzeichnet , daß die Gegenelektrode im wesentlichen aus einem Papierbogen besteht, der sich aus einer von Kohlenstoff durchdrungenen Bahn aus Fasern zusammensetzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fasern Acrylfasern sind,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Papierbogen als Bindermaterial ein Fluorkohlenstoffharz enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Papierbogen ein elektrochromes Material enthält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das elektrochrome Material WO3 ist.
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OR1GlNAL »NSPECTED
6. Verfahren zur Herstellung einer Papiergegenelektrode für eine elektrochrome variabel lichtmodulierende Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Suspension aus Fasermaterial und pulverförmigem Kohlenstoff zu einem wässrigen Gemisch vermischt, aus den Feststoffen dieses wässrigen Gemisches einen Bogen bildet und diesen Bogen dann zu einem Papiermaterial trocknet und preßt, das man als Gegenelektrode für eine elektrochrome Vorrichtung verwendet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Fasermaterial aus Acrylfasern besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß man dem wässrigen Gemisch zur Bildung eines besser zusammenhängenden Papierbogens ein Bindemittel zusetzt.
9. Verfahren nach Anpruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man als Bindemittel ein Fluorkohlenstoff harz verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß man in das wässrige Gemisch ferner ein Flockungsmittel und ein oberflächenaktives Mittel einmischt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß man den getrocknenten und gepreßten Papierbogen abschließend in Säure und Alkohol wäscht und dann trocknet.
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12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den gewaschenen
Bogen ein elektrochromes Material aufbringt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß man als elektrochromes Material WO, verwendet.
14. Papiergegenelektrode für eine elektrochrome lichtmodulierende Vorrichtung, hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch 6.
15. Papiergegenelektrode für eine elektrochrome lichtmodulierende Vorrichtung, hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch 11.
16. Papiergegenelektrode für eine elektrochrome lichtmodulierende Vorrichtung, hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch 12.
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DE2721735A 1976-05-27 1977-05-13 Variabel lichtmodulierende Vorrichtung auf Basis eines elektrochromen Materials und Verfahren zur Herstellung einer Gegenelektrode in einer solchen Vorrichtung Expired DE2721735C2 (de)

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