DE2717590A1

DE2717590A1 - Abdichtbare optische zelle

Info

Publication number: DE2717590A1
Application number: DE19772717590
Authority: DE
Inventors: Anil Kumar Jain
Original assignee: ICI Americas Inc
Current assignee: Zeneca Inc
Priority date: 1976-04-20
Filing date: 1977-04-20
Publication date: 1977-11-03
Also published as: IT1114609B; CH622928GA3; GB1574030A; FR2349186A1; CH622928B; BE853778A; FR2349186B1; NL7704250A; US4039253A; JPS52141652A; CA1086847A

Description

TlEDTKE - BüHLINw - KlNNE - GrUPE Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 20 24 03 8000 München 2

Tel.: (0 89)53 96 53-56 Telex: 5 24 845 tipat

cable. Germaniapatent München

20. April 1977

B 8125

ICI US case US.1377

ICI UNITED STATES INC. Wilmington, USA

Abdichtbare optische Zelle

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf dünne Zellen für die Aufnahme wässriger Medien und insbesondere auf optische Vorrichtung dieser Art. Im besonderen betrifft die Erfindung elektrochrome Vorrichtungen.

Die US-Patentschriften 3 451 741 und 3 453 038 beschreiben elektrochrome Vorrichtungen in der Form einer dünnen abgedichteten Zelle mit einem Paar paralleler Platten oder Wände, von denen wenigstens eine lichtdurchlässig ist und vorzugsweise aus Glas besteht, und die mittels eines Abstandshalters auseinandergehalten sind. Die Elektroden bei einer typischen Zelle sind dünne leitfähige Zinnoxidschichten an den Innenflächen der zwei einander gegenüberstehenden Wände. Eine der Elektroden soll zum Bilden einer Ziffernanzeige Segmente haben. Die typische Zellenstärke liegt von ungefähr 0,25 mm bis ungefähr 2,5 mm. Alternativ können entsprechend der US-PS 3 451 741 die Elektroden koplanar sein, d. h. sowohl die Anzeigeelektrode als auch die Gegenelektrode auf der Innenfläche der gleichen Wand ausgebildet sein. Die Zelle ist mit einem wässrigen Elektrolyt gefüllt, der ein Paar umkehrbar oxidierbarer und reduzierbarer Materiale oder Stoffe (d. h. Redoxmateriale)' enthält, von denen eines in einem Oxidationszustand gefärbt ist und in einem weiteren Oxidationszustand farblos oder im wesentlichen farblos ist. Das Material, das einem Farbwechsel unterworfen ist, wird als elektrochromes Material bezeichnet. Durch das Anlegen einer Spannung einer Polarität wird bewirkt, daß an einer Elektrode oder an gewählten Segmenten derselben eine Färbung auftritt. Diese Färbung kann durch umkehren der Polarität gelöscht werden. Das zweite Redoxmaterial , das in beiden Oxidationszuständen im wesentlichen farblos ist, bewirkt das Löschen der Färbung, wenn keine Spannung angelegt ist.

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Es wurden unterschiedliche andere elektrochrome Vorrichtungen vorgeschlagen. Beispielsweise beschreiben die US-Patentschriften 3 712 709 und 3 930 717 Digitalanzeigevorrichtungen, bei denen das elektrochrome Material wasserlösliches N,N¹-Di-(p-cyanophenyl) 4,4'-bipyridiniumsalz, vorzugsweise das Chlorid oder das Sulfat ist, das in einem wässrigen Elektrolyt gelöst ist. Das elektrochrome Material bei diesen Patentschriften bildet auf das Durchleiten eines elektrischen Stroms hin an der Kathode ein grünes Radikal.

Der Elektrolyt nach der US-PS 3 930 717 ist ein saurer Elektrolyt (mit einem pH-Wert von ungefähr 2), der auch Eisen (II) -Anunoniumsulf at als zweites Redoxmaterial enthält. Ein in dem Beispiel 1 der US-PS 3 930 717 beschriebener vorzugsweise gewählter Elektrolyt enthält 0,01 Molare N,N'-Di-(pcyanophenyl) 4,4'-bipyridiumdichlorid und 0,5 Molare Eisen (II)-Ammoniumsulfat, die mit Schwefelsäure zu pH = 2 angesäuert sind.

Andere digitale Elektrochrom-Anzeigevorrichtungen, bei denen als elektrochromes Material ein Bipyridiumsalz verwendet ist, sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3 806 229 und 3 912 368 beschrieben. In der US-PS 3 912 ist eine koplanare Elektrodenanordnung gezeigt, bei der eine in Segmente aufgeteilte digitale Anzeigeelektrode, eine Gegenelektrode und eine Bezugselektrode alle auf der gleichen Fläche eines gemeinsamen Substrats ausgebildet sind. Zu den genannten Elektrodenmaterialien zählen Zinnoxid und Gold; zu den genannten Substraten zählen Glas und Perspex (Kunststoff aus polymerisieren Methylmethacrylat) , die beide lichtdurchlässig sind. Die US-PS 3 652 149 zeigt ein elektrochromes Lichtfilter mit veränderbarer Dichte, bei dem als elektrochromes Material ein Bipyridiumsalz verwendet wird.

Das elektrochrome Material kann eine feste volle Schicht auf einer Elektrode sein, wie es beispielsweise in der US-PS

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3 521 941 beschrieben ist. Die US-PS 3 839 857 beschreibt eine elektrochrome Uhr.

Eine Schwierigkeit, die bei dünnen Zellen der in den US-Patentschriften 3 451 741 und 3 453 038 gezeigten Art auftritt, liegt darin, daß durch Gefrieren des Elektrolyten die Glaswand bricht bzw. die Glaswände brechen. Da Wasser und wässrige Medien sich beim Gefrieren ausdehnen, entsteht beim Gefrieren des Elektrolyts innerhalb der Zelle ein beträchtlicher Druck, der auf das Brechen der Glaswand oder der Glaswände gerichtet ist. Der Bruch tritt am wahrscheinlichsten in der Nähe des Abstandshalters auf. Diese Bruchneigung bildet ein Problem bei elektrochromen Zellen wie solchen bei Armbanduhranzeigen, die im Freien verwendet werden, obgleich die Bruchneigung auch ein Problem bei in Innenräumen verwendeten Zellen v/ie bei anderen Uhranzeigen verwendeten Zellen darstellt, da das Brechen auftreten kann, wenn die Zellen bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts versandt oder gelagert werden. Ein Zusatz von Ä'thylenglykol zu dem Elektrolyt kann unerwünschte Nebenreaktionen verursachen und ist daher unerwünscht, oßzwar dies den Gefrierpunkt des Elektrolyts herabsetzen würde. Zur Beobachtung ist es notwendig, daß wenigstens eine Zellwandung aus Glas oder transparentem Kunststoff hergestellt ist. Vom baulichen Standpunkt aus sind flexible Blattmaterialien wie Kautschuk oder Kunststoffe (wie z. B. flexible Vinyle) nicht erwünscht; es ist daher wesentlich, daß steife Materialien wie Glas, Keramikwerkstoffe oder sogenannte Festkunststoffe verwendet werden, die zerbrechbar sind.

Es wurde nun festgestellt, daß ein wesentlich verbesserter Widerstand gegen Bruch, der durch Gefrieren bei ein wässriges Medium enthaltenden abgedichteten optischen Zellen verursacht wird, dadurch erzielt wird, daß als eine der Wandungen eine schalenförmige Platte mit einem Mittelbereich, der von der anderen Platte auf Abstand steht, und einem abfallenden Umfangs-

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bereich vorgesehen wird, der von dem Mittelbereich zu der anderen Platte hin ragt und an dieser unter einem spitzen Winkel angoerdnet ist, der vorzugsweise nicht größer als 30 ist. Vorzugsweise gewählte optische Zellen dieser Art sind elektrochrome Vorrichtungen, die ein Paar von Elektroden, welche auf zueinander entgegengesetzte Polaritäten aufladbar sind/sowie als wässriges Medium einen Elektrolyten enthalten, der elektrochromes Material aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht einer elektrochromen Vorrichtung als Ausführungsbeispiel der abdichtbaren optischen Zelle;

Fig. 2 ist ein vertikaler Längsschnitt entlang einer Linie 2-2 in Fig. 1, bei dem die relativen Stärken zwischenliegender Bauteile in einem vergrößertem Maßstab gezeichnet sind;

Fig. 3 ist ein vertikaler Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, bei dem die relativen Stärken der zwischenliegenden Bauteile in einem vergrößertem Maßstab gezeichnet sind;

Fig. 4 ist ein vergrößerter und vereinfachter Teilschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

Das Ausführungsbeispiel der abdichtbaren optischen Zelle ist eine digitale Elektrochrom-Anzeigevorrichtung, die für Uhren und Armbanduhren geeignet ist. Diese Vorrichtung hat eine flache Grundplatte, auf der eine Dünnschichtelektrode in Form einer Mehrzahl von Ziffernsegmenten sitzt, eine schalenförmige durchsichtige Deckplatte, eine Gegenelektrode

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und eine wässrige leitfähige Lösung, die elektrochromes Material enthält, d. h. ein Material enthält, das auf das Anlegen eines elektrischen Felds hin einem umkehrbaren Wechseln der Färbung und/oder der optischen Dichte unterliegt,

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine elektrochrome Anzeigevorrichtung in der Form einer dünnen abgedichteten Zelle 20, die mit einem wässrigen Elektrolyt gefüllt ist. Die Vorrichtung weist eine dünne flache rechteckige Grundplatte (oder erste Platte) 22 und eine dünne schalenförmige rechteckige Deckplatte (oder zweite Platte) 24 auf, die zur Bildung einander gegenüberstehender Wandungen der Zelle miteinander verbunden sind. Wenigstens eine dieser Platten ist durchsichtig. Die beiden Platten haben vorzugsweise die gleiche Länge, jedoch ist die Grundplatte vorzugsweise breiter als die Deckplatte, so daß die Grundplatte 22 eine freiliegende Fläche 26 und eine freie Kante hat, die nicht von der Deckplatte 24 abgedeckt sind. Die Grundplatte 22 und die Deckplatte 24 sind miteinander entlang des Umfangs der Deckplatte so verbunden, daß drei Ränder der Deckplatte mit den entsprechenden Rändern der Grundplatte ausgerichtet sind. Die Zelle 20 hat ferner eine Füllöffnung 28, über die die Elektrolytlösung eingeführt wird. Diese Füllöffnung wird mit einem geeigneten Dichtungsmaterial (vorzugsweise einem Kunststoff) abgedichtet, nachdem die Zelle mit dem Elektrolyt gefüllt worden ist.

Die Grundplatte 22 kann entweder lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig sein und aus Glas, undurchsichtigem Keramikir.aterial wie Aluminiumoxid oder Kunststoffmaterial wie Polyvinylchlorid oder Polycarbonat hergestellt sein. Gewöhnlich werden Glas und keramische Materialien wegen ihrer geringen Sauerstoffdurchlässigkeit vorgezogen. Bei elektrochromen Vorrichtungen ist geringe Sauerstoffdurchlässigkeit deshalb wünschenswert, weil elektrochrome Materialien und se-

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kundäre Redoxmateriale unter Einschluß von Eisen (Il)-Salzen, die dabei vorzugsweise verwendete sekundäre Redoxmateriale sind, durch in die Zelle eindringende Luft allmählich oxidiert werden. Die Deckplatte 24 ist aus einem durch Wärme verformbaren Material hergestellt. Wegen seiner niedrigen Sauerstoffdurchlässigkeit und der einfachen Verformbarkeit ist Glas vorzuziehen; es können jedoch thermoplastische Kunststoffe verwendet werden. Die Materialien der Grundplatte und der Deckplatte müssen eine genügende Steifheit haben, damit sie selbsttragend sind, wenn sie aufrecht oder in einer diagonalen Ebene stehen; flexible Kunststoffblattmaterialien wie Kautschuk oder flexible oder nicht steife Vinyle haben als Zellengehäuse daher keine ausreichende bauliche Festigkeit.

Die verwendbaren Materialien werden hier als im wesentlichen steif bezeichnet. Die hier aufgeführten Materialien für die Grundplatte und die Deckplatte sind als Materialien für Gehäuse oder Wandungen elektrochromer Zellen bekannt.

Die Grundplatte 22 und die Deckplatte 24 sind aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien unter der Voraussetzung hergestellt, daß wenigstens eine Platte durchsichtig ist und daß ferner der Wärmeausdehnungskoeffizient, die mechanischen Eigenschaften und die Substratstärken dieser Materialien in geeigneter Weise aufeinander abgestimmt sind. Wenn diese Parameter willkürlich gewählt sind, besteht die hohe Wahrscheinlichkeit eines Zellenbruchs.

Bei dem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel 3(_ ist die Grundplatte 22 eine dünne Platte aus undurchlässigem Keramikmaterial wie Aluminiumoxid, das als Substrat sowohl für die digitalen Anzeigeelektroden als auch für die Gegenelektroden dient. Eine Oberfläche dieses Substrats der Grundplatte 22 kann mit einer dünnen Schicht 32 aus Gold bedeckt sein, welche wiederum mit einer dünnen Schicht 34 (mit typischerweise ungefähr 25 bis 38 pm Stärke) aus einem säurebeständige¹¹

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Isolationsmaterial wie einer Keramikglasur bedeckt ist. Auf dieser Glasur-Schicht 34 ist eine Dünnschicht-Anzeigeelektrode 36 aus (vorzugsweise) Gold oder aus Zinnoxid in der Form einer Mehrzahl von Ziffernsegmenten und zugehöriger Zuleitungs-Muster ausgebildet. Die dünne Unter-Schicht 32 und die abdeckende dünne Schicht 34 können weggelascen werden; in diesem Fall wird die Anzeigeelektrode 36 direkt auf die Oberfläche des Substrats in Form der Grundplatte 22 aufgebracht. Die Ziffernsegmente haben gemäß der Darstellung das herkömmliche 18:88-Muster. Jede Ziffer "8" hat sieben Ziffernsegmente, wie es herkömmlich ist. Jedes Ziffernsegment hat eine Zuleitung 37 (von denen zwei in Fig. 1 gezeigt sind). Alle Zuleitungen enden an der freien Kante der Grundplatte 22. Die Anordnung der Ziffernsegmente und ihrer zugehöriger Zuleitungen kann der in der US-PS 3 853 392 gezeigten entsprechen. Über die ganze Fläche der Zuleitungen, die innerhalb der Zelle

liegt, ist eine zusätzliche dünne Schicht 38 aus säurebeständiger isolierender Glasurbeschichtunc aufgebracht, wobei die Ziffernsegmente selbst und die Teilbereiche der Zuleitungen außerhalb der Zelle (d. h. an dem freiliegenden Teilbereich 26 der Grundplatte 22) frei gelassen werden. Auf diese Glasur-Schicht 38 wird.dann eine Dünnschicht-Gegenelektrode 40 aus Gold oder Zinnoxid mit einer Zuleitung oder mehreren Zuleitungen 41 mit der Ausnahme aufgebracht, daß die Gegenelektrode 40 an dem äußeren Rand der Zelle unterhalb eines Abdichtungsmaterials 60 weggelassen ist. Ferner wird zwischen der Gegenelektrode und den Ziffernsegmenten eine dünne Lücke freigelassen, um sicherzustellen, daß die digitalen Anzeigeelektroden und die Gegenelektrode voneinander isoliert sind.

Die vorstehend beschriebene Grundplatte 22 und die auf dieser angebrachten Schichten wurden in Einzelheiten mit der Darstellung beschrieben; ihre Einzelheiten bilden keinen Teil der Erfindung.

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Die Deckplatte hat einen neuartigen Aufbau, der den erfindungsgemaßen Zellen ihre überragende Eigenschaft gibt, ein Gefrieren ohne Bruch auszuhalten. Ein Haupt- oder Mittelbereich 52 der Deckplatte 24 steht dem gegenüberstehenden Teilbereich der Grundplatte 22 in Abstand gegenüber und ist vorzugsweise flach und zu der Grundplatte 22 parallel.Der Hauptbereich 52 ist durch eine Umrandung aus einem abfallenden oder geneigten Umfangsbereich 54 mit vorzugsweise gleichmäßiger Neigung, der nach außen zu aus dem Hauptbereich zu der Grundplatte 22 hin ragt, und einem Ansatz 56 umgeben, der den abfallenden Bereich 54 umgibt. Der Ansatz 56 liegt parallel zu der Grundplatte 22 und in enger Nähe zu dieser. Eine dünne Schicht 60 aus elektrisch isolierendem dichtendem Material verbindet den Ansatz mit den gegenüberliegenden Teilbereichen der Grundplatte 22 und trennt zugleich den Ansatz 56 (elektrisch) von der Grundplatte 22. Obgleich der Ansatz 56 weggelassen werden kann, wird durch das Anbringen des Ansatzes 56 eine bessere Abdichtung mit geringerer Sauerstoffdurchlässigkeit gebildet. Der abfallende Umfangsbereich 54 und der Ansatz 56 erstrecken sich vorzugsweise um den ganzen Umfang der Deckplatte 24 herum und sollten sich entlang des größten Teils des Umfangs der Deckplatte erstrecken, damit Brüche aufgrund von Gefrieren auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.

Der Ii uipt- oder Mittelbereich 52 der Deckplatte 24 ist eben und zu der Innenfläche der Grundplatte 22 und der Gegenelektrode 40 parallel, die gleichfalls eben sind. Die Zellenstärke S, die der Abstand zwischen der Gegenelektrode 40 und der inneren Fläche des Mittelbereichs 52 der Deckplatte ist, ist bei Uhrenanzeigen gewöhnlich ungefähr 0,25 mm bis ungefähr 1 mm und kann bei größeren oder kleineren Anzeigen größer oder kleiner sein.

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Die Stärke der "zwischenliegenden Bauelemente", d. h. der Schichten 60, 32, 34, 38 und 40 ist in den Fig. 2 und 3 der Zeichnung zur Verdeutlichung offensichtlich übertrieben dargestellt.

Der Außenteil des Umfangsbereichs 54 (d. h., der dem Ansatz 56 nächstliegende Teil) ist der Grundplatte 22 benachbart und in bezug auf die Grundplatte unter einem spitzen Winkel θ (siehe Fig. 4) angeordnet, der vorzugsweise nicht 30° übersteigt. Die Zellenstärke an dem Umfang der Zelle nimmt von einem Maximalwert S bis herunter zu einem faktischen Wert 0 entlang der Grenzlinie zv/ischen dem abfallenden Umfangsteilbereich 54 und dem Ansatz 56 der Deckplatte 24 ab. Diese allmähliche Abnahme bzw. Verjüngung der Zellenstärke an dem Umfang ist außerordentlich nützlich bei der Verteilung von beim Gefrieren auftretenden Spannungen, so daß ein Bruch vermieden wird.

Wenn die Deckplatte 24 die gezeigte vorzugsweise gewählte rechteckige Form hat, hat der abfallende Umfangsbereich 54 die Form von vier ebenen Flächen, die jeweils die Ebene der Grundplatte 22 in einem Winkel schneiden, der nicht 30 übersteigt. Dieser Schnittwinkel ist in Fig. 4 durch das Bezugszeichen θ dargestellt. Wenn der Neigungswinkel des Umfangsbereichs 54 nicht gleichförmig ist, sollte der an die Grundplatte angrenzende Neigungswinkel nicht 30 übersteigen, jedoch kann der Neigungswinkel nahe dem Haupt- oder Mittelbereich 52 der Deckplatte 24 größer als 30° sein.

Die maximale Zellenstärke oder -dicke S, die keinen Zellenbruch ergibt, und die Stärken der Grundplatte und der Deckplatte stehen bei Zellen einer gegebenen Größe in reziprokem Zusammenhang. Daher tr^aten bei Zellen mit einer Länge von ungefähr 81 mm, einer Grundplattenbreite von 44,5 mm, einer Deckplattenbreite von 34,3 mm (in einem für eine Uhrenanzeige geeigneten Format) und einer Umfangsbereichsbreite L

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von 3,2 mm sehr wenig Brüche bei Zellen mit einer Zellenstärke bzw. -dicke von 0,25 mm und einer Plattenstärke von ungefähr 0,63 bis 0,76 mm auf, es traten jedoch bedeutende Brüche bei Zellen mit einer Zellenstärke von 1 mm und einer Plattenstärke von 0,63 bis 0,76 mm auf. Mit Zellenstärken von 1 mm und Plattenstärken von 0,12 mm traten keinerlei auf Gefrieren zurückzuführende Brüche auf; Platten dieser Stärke sind natürlich sehr zerbrechlich und brechen daher auf andere Weise sehr leicht. Zellen mit 0,5 mm Zellenstärke und 0,5 mm Plattenstärke erlitten nur wenige Brüche durch Gefrieren. Bei größeren Zellen wäre (aufgrund allgemeinen Brucherwägungen und nicht aufgrund des auf dem Gefrieren beruhenden Brechens) die minimale Plattenstärke größer, während die bei einer gegebenen Plattenstärke verwendbare maximale Zellenstärke größer wird. (^Eine Zellenstärke von 1 mm in den vorstehendenen Darstellungen entspricht einem Neigungswinkel von ungefähr 18°).

Die vorzugsweise gewählte elektrolytische Lösung für die abdichtbare optische Zelle ist eine elektrisch leitfähige, wässrige, saure Lösung, wie sie in dem Beispiel 1 der US-PS 3 930 717 offenbart ist. Nach Belieben können andere wässrige elektrolytische Lösungen und andere elektrochrome Materialien verwendet werden.

Die Deckplatte kann dadurch gebildet werden, daß eine dünne Glasplatte in einer Form auf ihren Erweichungspunkt erwärmt wird und das Glas dann langsam auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird, so daß es entspannt wird. Eine vorzugsweise gewählte Form ist eine zweiteilige Graphitform. Der Bodenteil der Form hat ein hochgezogenes bzw. erhabenes rechteckiges Auflager in der Mitte, das den Haupt- oder Mittelbereich 52 der Deckplatte formt, sowie einen zu einem der Ränder führenden Kamm, der die Füllöffnung 28 formt. Die obere Hälfte hat einen nach unten ragenden Randbereich, der den

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Ansatz 56 der Deckplatte 24 formt. Die Höhe des erhabenen Auflagers ist gleich der gev/ünschten Zellenstärke S. Wenn das Glas auf seinen Erweichungspunkt erwärmt wird, senkt sich der äußere Teilbereich, der nicht durch das erhabene Auflager an der unteren Hälfte der Form getragen wird, und bildet den schrägen Umfangsbereich 54 der Deckplatte. Daher wird der Formungsvorgang als Absenken bezeichnet. Die geformte Deckplatte kann als abgesenkte Deckplatte bezeichnet werden, während die Zellenstärke S (siehe Fig. 4) auch als Absenkhöhe bezeichnet werden kann. Bei einer vorzugsweise gewählten Arbeitsweise wird eine flache Glasplatte in eine Form gemäß der Beschreibung eingelegt, welche wiederum auf ein sich langsam bewegendes Förderband aufgesetzt wird, das durch einen Tunnelofen mit einer Vorwärmzone, einer Brennzone (oder Maximaltemperaturzone) und einer Abkühl- oder Entspannungszone in dieser Reihenfolge hindurchläuft. In dem Ofen wird eine nicht oxidierende und vorzugsweise reduzierende Atmosphäre aufrecht erhalten. Beispielsweise läuft ein mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 20 bis 25 cm/s bewegtes Förderband durch einen Tunnelofen mit ungefähr 6,1 m Länge, der eine Vorwärmzone von ungefähr 61 bis 91,5 cm Länge, eine Brennzone von ungefähr 183 bis 244 cm Länge und eine von dem restlichen Ofen gebildete Entspannungszone hat. Die Brennzone wird auf ungefähr 870 bis 93O°C gehalten, wobei die genaue Temperatur von dem Erv/eichungspunkt des zu bearbeitenden Glases abhängt. In dem Ofen wird eine reduzierende Atmosphäre aufrecht erhalten, die durch Teilverbrennung eines Brennstoffs erhalten wird und die eine spezifische Dichte von ungefähr 0,97 hat (Luft = 1,00). Während eine Form und eine Glasplatte durch den Tunnelofen hindurchgeführt werden, wird das Glas in der Vorwärmzone von Raumtemperatur auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunkts (von ungefähr 870 bis 9 30 C) erwärmt und danach in der Entspannungszone allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt.

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Während die abdichtbare optische Zelle unter besonderer Bezugnahme auf einen einzigen Elektrodenaufbau beschrieben wurde, können selbstverständlich bei ihrem Aufbau auch andere Elektrodenaufbauten oder -Anordnungen verwendet werden.

Die Zelle kann eine Parallelelektrodenanordnung haben, wie sie in den vorstehend angeführten US-Patentschriften 3 451 und 3 453 038 gezeigt sind, bei denen an der Innenfläche der Grundplatte eine Dünnschicht-Ziffernelektrode ausgebildet ist und eine transparente Elektrode als dünne Beschichtung an der Innenfläche der Deckplatte 24 ausgebildet ist. Diese Anordnung ist insbesondere für transparente Zellen wünschenswert, d. h. für Zellen, bei denen sowohl die Grundplatte 22 als auch die Deckplatte 24 durchsichtig ist. Die digitale Ziffernanzeigeelektrode 36 kann entweder Gold oder Zinnoxid sein, wenn ein undurchsichtiges Keramiksubstrat verwendet wird; auf Glassubstraten sollte jedoch Zinnoxid verwendet werden, da Gold keine optimalen elektrischen Eigenschaften hat, wenn es in einer Schicht aufgebracht ist, die dünn genug ist, daß sie durchsichtig ist. Alternativ kann die elektrochrome abdichtbare optische Zelle eine Koplanarelektrodenanordnung haben, wie sie in der US-PS 3 912 368 gezeigt ist, bei der sowohl die digitale Ziffernelektrode als auch die Gegenelektrode Dünnschichtlagen an der Innenfläche des Substrats der Grundplatte 22 sind. Parallele und koplanare Elektrodenvorrichtungen können in jeder Richtung betrachtet werden und es kann nach Wunsch hinter der jeweils rückwärtigen Platte 22 oder 24 ein undurchsichtiger Hintergrund angebracht werden.

Die Grundplatte 22 und die Deckplatte 24 wurden als rechteckig dargestellt. Es können jedoch andere Grundplattenformen wie kreisförmige, ovale oder längliche Formen Verwendung finden. Die Deckplatte hat allgemein die gleiche Form wie die Grundplatte, obgleich es zweckdienlich ist, die Grundplatte mit einer freiliegenden, von der Deckplatte nicht abgedeckten Fläche auszustatten, um damit das elektrische

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Anschließen an eine äußere Anzeigeansteuerungsschaltung zu erleichtern.

Obgleich die Grundplatte vorzugsweise eben oder planar ist, kann sie auf Wunsch beispielsweise als Teilbereich eines Zylinders oder einer Kugel mit einem Krümmungsradius gekrümmt sein, der viel größer als die Stärke der Vorrichtung ist. Wenn eine gekrümmte bzw. gewölbte Grundplatte verwendet wird, ist vorzugsweise eine Deckplatte zu verwenden, deren Haupt- oder Mittelteil eine gleichartige Krümmung hat, so daß die einander gegenüberliegenden Flächen der Grundplatte und des Hauptbereichs der Deckplatte parallel sind.

Außer daß die erfindungsgemäße abdichtbare optische Zelle widerstandsfähig gegen ein auf das Gefrieren des wässrigen Elektrolytmediums zurückzuführendes Brechen ist, hat diese Zelle auch eine geringere Sauerstoffdurchlässigkeit die Zellen nach den US-Patentschriften 3451 341 oder 3 453 038, wenn die gleichen Abdichtungsmaterialien verwendet werden, da die erfindungsgemäßen Zellen anstelle von zwei Schichten bei den Zellen nach den genannten US-Patentschriften nur eine einzige Schicht 60 aus Dichtungsmaterial haben.

Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf elektrochrome Zellen beschrieben wurde, läßt sich die Lehre der Erfindung auch auf andere Zellen und insbesondere andere optische Zellen anwenden, die zerbrechliche Wandungen oder Gehäuse haben und in denen ein wässriges Medium enthalten

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Claims

B 8125 Patentansprüche

1. Abdichtbare optische Zelle, gekennzeichnet durch eine steife Grundplatte (22) und eine steife Deckplatte (24), von denen wenigstens eine lichtdurchlässig ist und die zur Bildung entgegengesetzter Wandungen der Zelle (20) miteinander verbunden sind, v/obei wenigstens der Umfangsteilbereich (54) der Deckplatte nach außen zu zu der Grundplatte hin so geneigt ist, daß der äußere Teil (56) des Umfangsteilbereichs an die Grundplatte angrenzt und an sie in einem spitzen Winkel (Θ) angesetzt ist.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spitz
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spitze Winkel (Θ) nicht größer als 30 ist.

3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Umfangsteilbereich (54) um den Umfang der Deckplatte (24) herum erstreckt.

4. Zelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (22) flach ist.

5. Zelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teilbereich der Deckplatte (24) parallel zu wenigstens einem Teilbereich der Grundplatte (22) ist.

6. Zelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (52) der Deckplatte (24) zu der Grundplatte

(22) parallel ist.

7. Zelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (24) einen Ansatz (56) aufweist, der nach außen zu aus dem Umfangsteilbereich (54) der Deckplatte (24) ragt und mit der Grundplatte (22) verbunden ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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8. Zelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr wenigstens ein Paar von Elektroden (36, 40} angeordnet ist, die auf zueinander entgegengesetzte

Polaritäten aufladbar sind.
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9. Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (36, 40) auf der Grundplatte (22) angebracht sind.

10. Abgedichtete optische Zelle mit einer Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein wässriges Medium enthält und mittels eines geeigneten Dichtungsmittels abgedichtet ist.

11. Elektrochrom-Anzeigevorrichtung mit einer Zelle nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (20) mittels eines geeigneten Dichtungsmittels abgedichtet ist und Elektrolyt mit elektrochromem Material enthält, das mit den Elektroden (36, 40) in Kontakt ist.

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