Электрохромное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) ИИ 3(59 С 02 Р 1/17 ОБРЕТЕНИЯ И ани (США ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Американ Цианамид Комп(54) (57) ЭЛЕКТРОХРОИНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее пленку устойчивого электрохромного соединения, находящегося в ионопроводящем контакте с полимер. ной электролитной пленкой, причем оба слоя расположены между двумя электродными слоями противоположной полярности, о т л и ч а ю щ е е с я, .тем, что, с целью повышения срока службы, стабильности характеристик и быстродействия, полимерная. электролитная пленка в нем представляет собой сополимер 2-акриламидо-метилпропансульфокислоты и винилсульфокислотыИИзобретение относится к устройст-вам отображения информации и работает на эффекте устойчивого электрохромизма.Известно электрохромное светомодулирующее устройство, в котором вкачестве ионопроводящего материалаиспользуют водный раствор полиэтиленсульфоновой кислоты с концентрацией,обеспечивающей получение вязкоупру Огой консистенции И .Недостаток устройства - небольшой срок службы.Наиболее близким техническим решением к изобретению является электрохромное устройство, содержащеепленку устойчивого электрохромногосоединения, находящегося в ионопроводящем контакте с полимерной электролитной пленкой, причем оба слоя 20расположены между двумя электродными слоями противоположной полярности,Полимерная электрохромная пленкав этом устройстве представляет собой ,25сополимер акрилатного или метакрилатного сомономера с сомономером,содержащим кислотную группу, например с сомономером 2-акриламидо-метилпропансульфоновой кислоты, при- З 0чем содержание последнего достаточно для того, чтобы сделать материалгидрофильным 2,Недостатки известного устройства - небольшой срок службы, недоста" З 5точная стабильность характеристики низкое быстродействие,Целью изобретения является повышение срока службы, стабильностихарактеристик и быстродействия. 40Поставленная цель достигаетсятем,. что в электрохромном устройстве, содержащем пленку устойчивогоэлектрохромного соединения, находящегодя В ионопроводящем контакте с 45полимерной электролитной пленкой,причем оба слоя расположены междудвумя элекгродными слоями, полимерная электролитная пленка представляет собой сополимер 2-акриламидо-метилпропансульфокислоты (АИПС)и винилсульфокислоты (ВСК).При прочих равных условиях скорость переключения в электрохромном приборе, содержащем полимерный 55 электролит, обратно пропорциональна эквивалентному весу (ЭВ) полимерного электролита. ЭВ представляет собой молекулярный вес, отнесенныйна кислотную группу данного полимера. Полимерные электролиты, имеющиеболее низкие ЭВ, имели более высокую проводимость, но, к сожалению,полимерные электролиты, имеющиеболее низкие ЭВ обычно обладают в .электрохромных устройствах худшейстабильностью, что уменьшает срокслужбыприбора, Использование полистиролсульфокислоты (ЭВ 184) и гомополимера ВСК (ЭВ 108) приводит кочень высоким скоростям переключения:в электрохромных приборах, но уменьшение времени цикла сопровождаетсяразрушением полимера или других компонентов, контактирующих с полимером в электрохромном устройстве.Разрушение некоторых гомополимеровВСК проявляется как коричневое окра-.шивание слоя в приборе, котороеисчезает,Использование в электрохромномприборе гомополимера АМПС (ЭВ 207)приводит к отличной стабильности иумеренно хорошей скорости переключения при тщательном контроле надсодержанием воды в полимерном слоеприбора. Было обнаружено существенное увеличение эффективности прииспользовании сополимеров ВСК и АИПС;При мольном соотношении соответ:,ствующих звеньев, равном 1: 1 ЭВ.С этим сополимером наблюдается пропорциональнбе увеличение скорости переключения по,сравнению с гомополимером АМПС, и стабильность сополимерав приборе менее чувствительна к содержанию воды, чем стабильность гомополимера. Работа при 50 С значитель 0но улучшается. Скорость переключенияповышается, а время эксплуатацииувеличивается.П р и м е р 1. Получение сополимера. В реакционную колбу, содержащую 74 г дистиллированной и дегазированной воды, прибавляют 10 г 2-акриламидо-метилпропансульфокислоты и 17,15 г 403-ного водного раствора натриевой соли винилсульфокислоты. Перед смешиванием раствор натриевой соли винилсульфокислоты очищают про" пусканием через колонку с активированным углем. Через реакционную смесь пропускают азот, нагревают до 65 фС и прибавляют в нее 0,20 г катализатора (перекисной янтарной кислоты). Реакционную смесь выпержи2622 4Электрохромную пленку на электроде получают напылением аморфной пленки окиси вольфрама на стеклянный субстрат, покрытый проводящим %0, (коммерчески доступен как стекло ЙЕ 5 А ).Окись вольфрама наносят на стекло ИЕ 8 А в виде семилепестковой формы 8,5 мм высотой и толщиной 1500 А. Кольцо Милара толщиной 0,35 мм с помощью эпоксидного клея наклеивают на стекло й Е 5 А, получая при этом. полость вокруг электрохромного изображения. Полимерную смесь для полива помещают внутрь для заполнения полости. Полимерную смесь сушат под сухим газообразным азотом до образования твердой пленки, Пленку увлажоняют при 25 С в азоте,при относительной влажности (ОВ) 45 . Второй электрод состоит из углеродного-бумажной структуры, его сжимают между полимерным, слоем и другой М Е 5 А пластиной. Две пластины ЯЕ 5 А гермети. зируют затем по кромкам с помощью эпоксидного цемента.Собранный электрохромный аппаратопроверяют при 50 С, накладывая элект" рические импульсы, имеющие напряжение приблизителвно 1,0 В, постоянно- го тока сначала с положительным бу" мажным противоэлектродом и отрицательным электрохромным электродом, пропуская ток, равный 320 мА в тече. ние 0,9 с. Окись вольфрама дает на дисплее голубое изображение. Для стирания изображения полярность из- меняют и пропускают ток, равный 340 мА в течение 0,9 с. Два таких устройства циклически испытывались (окраска и ее исчезновение) в течение 7 х 105 циклов без повреждения.П р и м е р 3. Электрохромное устройство, Смесь полимерного элект ролита для полива получают добавлением 13 мл дистиллированной воды, 1 г ТО (пигмент), 0,025 г силиконового поверхностно-активного соединения (Опоп СагЬЫе Ь) и 9 г 55 лиофипьно высушенного сополимера ВСК-АМПС, полученного по примеру 1, и размалыванием в течение 24 ч. П р и м е р 4, Электрохромное устройство. Электрохромное устройство получают по примеру 3, за исключением того, что используют некоторые другие полимерные электролиты, Устройство испытывают на циклической аппаратуре постоянного действия для определениясохраняемости переключающего цикла и относительной скорости переключения. Используют полимерные электролиты, их эквивалентные веса и результаты испытаний представлены в таблице. Сополимер ВСК-АМПС имеет более медленную скорость переключения, чем:Полимерный электролит Относительнаяскорость переключения Циклы переключения ЭВ 3 ф 10610 10 1,9 Гомополимер ВСК 108 207 1,0 Гомополимер АИПС ВСК-АИНС/ полимер(11 моль) 8 10 1,3 157 Составитель Г.АпександровРедактор А.Шишкина Техред И,ГергельКорректор Е.Сирохман Заказ 8570/46 Тирва 496 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР 1 по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, 3-35Раушская наб., дь 4/5филиал ППП "Патент", г. Ушгород, ул. Проектная, 4 3 1126212 бгомополимеры ВСК, однако он обладает практического применения электрохром"большим числом циклов переключения ных устройств сополимер ВСК-АИПСи имеет более высокую скорость пере- предпочтителен в силу сочетания включения, но меньшее числа циклов , нем высокой скорости переключенияпереключения, чем гомополимер АИПС. 3 при сохранении большого числа цикловВ большинстве существующих вариантов переключения.