ЭЛЕКТРОХРОМНЫЙ ИНДИКАТОР Российский патент 1994 года по МПК G02F1/17 

Изобретение относится к электрохромным индикаторным системам с токовой записью и стиранием информации.

Известно электрохромное индикаторное устройство, содержащее прозрачной индикаторной электрод, расположенный на внутренней поверхности прозрачной подложки, и слой индикаторного электрохромного вещества, представляющего собой слой оксида вольфрама, контактирующего с прозрачным электродом. Имеются противоэлектрод, выполненный в виде проводящего слоя, нанесенного на внутреннюю поверхность другой подложки, и электролитная камера, выполненная из пористой керамики, заполненная электролитом и находящаяся между обращенными друг к другу внутренними поверхностями подложек.

Несмотря на то, что применение пористого материала упрощает работу с электролитом, сохраняются недостатки, связанные с механическими напряжениями в системе подложка - прозрачный электрод - слой WO₃ при окрашивании из-за изменения удельного объема пленки WO₃, в результате чего происходит отслаивание пленки оксида вольфрама от индикаторного электрода и индикатор выходит из строя.

Целью изобретения является повышение надежности путем компенсации механических напряжений, возникающих при окрашивании оксида вольфрама.

Цель достигается тем, что в электрохромном индикаторе, содержащем последовательно размещенные в контакте друг с другом прозрачный индикаторный электрод, слой электрохромного вещества WO₃, электролитную камеру из пористого материала, слой электрохромного вещества и противоэлектрод нанесен на противоположные стороны электролитной камеры. Электролитная камера выполнена из пористого стекла.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство содержит основание 1, выполненное из пористого стекла, слой 2 оксида вольфрама, проникшего в поры основания 1, прозрачный индикаторный электрод 3, противоэлектрод 4.

Устройство работает следующим образом.

При приложении разности электрических потенциалов к индикаторному электроду 3 и противоэлектроду 4 за счет двойной инжекции (ионы из электролита и электроны из индикаторного электрода) в слое WO₃ образуются центры окраски. При противоположной полярности приложенной разности потенциалов оксид вольфрама обеспечивается. Отличительной особенностью данного устройства является тот факт, что слой каркаса из пористого стекла, частично заполненного оксидом вольфрама, принимает на себя механические напряжения, развивающиеся на границах разделов: прозрачный электрод - WO₃ - пористое стекло и тем самым уменьшает возможность отслоения электрохромной пленки от основания 1 и прозрачного электрода 3.

Указанные обстоятельства определяют первое существенное отличие предлагаемого устройства: компенсации механических напряжений при лучшем сцеплении слоя WO₃ с основанием и прозрачным индикаторным электродом. Второе существенное отличие - использование пористого стекла как емкости для заполняющего его электролита, находящегося в контакте со слоем WO₃, причем противоэлектрод выполнен из противоположной поверхности того же пористого основания, что обеспечивает надежный контакт с электролитом.

Для изготовления электрохромного индикатора использовалось основание из пористого стекла, полученного травлением пластины боросиликатного стекла в кислотном травителе. В результате травления в нем образовывался бесконечный перколяционный кластер из пор. Каркас пористого стекла на 98% состоит из SiO2. После травления основание промывается в дистиллированной воде и в органических растворителях. На поверхность пористого стекла термическим напылением наносится слой оксида вольфрама толщиной 1-2 мкм (измерено с помощью спутника на плоской подложке из стекла). Максимальная глубина проникновения WO₃ в пористое стекло порядка 10 мкм. На слой WO₃ методом вакуумного активированного термического напыления наносился прозрачный проводящий электрод, а с другой стороны пористого основания - противоэлектрод. Поры заполнялись электролитом.

При подаче импульсного напряжения ( 3В) между электродами наблюдалось изменение оптической плотности слоя WO₃. Система выдерживала более 100 циклов переключений. При напылении оксида вольфрама в тех же условиях на непористые подложки было обнаружено отслоение пленки оксида вольфрама от подложки через 10-12 циклов переключений.

Использование: индикатор относится к элементам, используемым в электронной аппаратуре отображения информации. Сущность изобретения: устройство содержит прозрачный индикаторный электрод, слой оксида вольфрама, сформированный в поверхностном слое пористого стекла, контактирующий с электролитом, содержащимся в пористом стекле. Пористое стекло является основанием электрохромного индикатора и служит резервуаром для электролита, одновременно компенсируя механические напряжения, возникающие между поверхностью стекла и WO₃ , чем существенно улучшается надежность устройства. Противоэлектрод сформирован на противоположной стороне пористого стекла. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ЭЛЕКТРОХРОМНЫЙ ИНДИКАТОР, содержащий последовательно размещенные в контакте друг с другом прозрачный индикаторный электрод, слой электрохромного вещества WO₃, электролитную камеру из пористого материала, противоэлектрод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности индикатора путем компенсации механических напряжений, возникающих при окрашивании электрохромного вещества, слой электрохромного вещества и противоэлектрод нанесены на противоположные стороны электролитной камеры. 2. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что электролитная камера выполнена из пористого стекла.