Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines elektrochrom
verfärbbaren
Flächenelements
in einer transparenten Scheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1 und auf eine zu dessen Durchführung geeignete
Vorrichtung.The
The invention relates to a method for controlling an electrochromic
verfärbbaren
surface element
in a transparent pane with the characteristics of the generic term
of claim 1 and to a suitable for its implementation
Contraption.
US 6,277,523 B1 beschreibt
die chemischen und physikalischen Grundlagen von reversibel elektrochrom
umfärbbaren
Festkörper-Schichtsystemen. Generell
beruht der Farbwechsel auf Farbunterschieden unterschiedlicher Oxidationszustände. Folglich können diese
Schichtsysteme durch Anlegen einer elektrischen Spannung infolge
Ionenaustauschs umgefärbt
werden. Die Rückkehr
zum vorherigen Farbzustand lässt
sich durch Anlegen einer inversen Steuerspannung beschleunigen. US 6,277,523 B1 describes the chemical and physical fundamentals of reversibly electrochromic dyeable solid-state layer systems. In general, the color change is based on color differences of different oxidation states. Consequently, these layer systems can be recolored by applying an electrical voltage due to ion exchange. The return to the previous color state can be accelerated by applying an inverse control voltage.
DE 100 57 393 A1 beschreibt
ein optisches System mit einer Empfangseinheit, welche die Helligkeit
in der Umgebung eines Fahrzeugs erfasst und bei dem in oder auf
der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnete Mittel entsprechend
der Helligkeitsverteilung angesteuert und dadurch bestimmte Bereiche
der Windschutzscheibe verdunkelt werden. Damit soll insbesondere
ein Schutz des Fahrzeugführers
vor Blendung durch einfallendes Licht erreicht werden. Als Ausführungsbeispiel
wird eine in die Windschutzscheibe integrierte Flüssigkristallmatrix
mit einer großen
Anzahl von Dünnfilmtransistoren erörtert, die
pixelweise nach Maßgabe
der Signale der Empfangseinheit ansteuerbar sein sollen. Dies ermöglicht im
Gegensatz zum erstgenannten System auch eine dynamische lokale Verfolgung
des blendenden Lichteinfalls und damit eine Reduzierung des eingedunkelten
Flächenanteils.
Es soll ferner eine nach der Intensität des einfallenden Lichts differenzierte
mehr oder weniger starke Eindunkelung steuerbar sein. DE 100 57 393 A1 describes an optical system having a receiving unit which detects the brightness in the surroundings of a vehicle and in which means arranged in or on the windshield of the vehicle are driven according to the brightness distribution and thereby darken certain areas of the windshield. This is to be achieved in particular protection of the driver from glare from incident light. As an exemplary embodiment, a liquid crystal matrix integrated into the windscreen is discussed with a large number of thin-film transistors, which are to be controllable on a pixel-by-pixel basis in accordance with the signals of the receiving unit. This allows in contrast to the former system also a dynamic local tracking of the glaring light and thus a reduction in the darkened area ratio. Furthermore, a more or less strong darkening differentiated according to the intensity of the incident light should be controllable.
DE 100 46 103 A1 beschreibt
eine transparente Scheibe mit einer ähnlichen Ausstattung, die es ermöglicht,
auf elektrochromem Wege nur bestimmte Sektoren reversibel zu verdunkeln,
deren Ort in der Scheibenfläche
von einer Sensorsteuerung bestimmt wird. Als Voraussetzung für die partielle
Verdunkelung wird eine geeignete Segmentierung und Ansteuerung voneinander
unabhängiger
Sektoren genannt. Die Scheibe soll um eine Funktionsschicht erweitert werden,
die in Segmente, z. B. matrixartig in eine Vielzahl aneinander grenzender
Rechtecke, unterteilt wird. Besagte Segmente sollen dann jeweils einzeln verdunkelt
werden. Auf die konkrete technische Realisierung einer solchen Scheibe
geht diese Druckschrift jedoch nicht näher ein. Insbesondere ist nicht ersichtlich,
wie die elektrochromen Elemente oder Schichten an der Scheibe angebracht
werden sollen. DE 100 46 103 A1 describes a transparent pane with a similar equipment, which makes it possible to reversibly darken only certain sectors by electrochromic means whose location in the pane surface is determined by a sensor control. As a prerequisite for the partial darkening is called an appropriate segmentation and control of independent sectors. The disk should be extended by a functional layer, which is divided into segments, z. B. matrix-like in a plurality of adjacent rectangles, is divided. Said segments should then each be darkened individually. On the concrete technical realization of such a disc, however, this document is not closer. In particular, it is not apparent how the electrochromic elements or layers are to be attached to the pane.
Die ältere deutsche
Patentanmeldung 10 2004 031 763.1 beschreibt eine Anwendung eines elektrochromen
Festkörper-Schichtsystems
des eingangs erwähnten
Typs, bei dem das verfärbbare
Flächenelement
in eine in Zeilen und Spalten gegliederte Matrix von einzeln ansteuerbaren
bzw. umfärbbaren
Teilfeldern aufgeteilt ist.The older German
Patent Application 10 2004 031 763.1 describes an application of an electrochromic
Solid-layer system
of the above-mentioned
Type in which the discolourable
surface element
into a matrix of individually controllable rows and columns
or dyeable
Subfields is divided.
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben,
mit dem Teilflächen
eines unterteilten elektrochromen Flächenelements mit gutem Kontrast
zu angrenzenden Teilflächen
umfärbbar sind.
Es soll auch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit einer
Scheibe mit einem elektrochromen Flächenelement (EC-Flächenelement)
geschaffen werden.Of the
The invention is based on the object of specifying a method
with the faces
a subdivided electrochromic sheet with good contrast
to adjacent partial surfaces
are dyeable.
It is also an apparatus for performing the method with a
Washer with an electrochromic surface element (EC surface element)
be created.
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 hinsichtlich des Verfahrens und
mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 14 hinsichtlich
der Vorrichtung gelöst.
Die den unabhängigen
Ansprüchen jeweils
nachgeordneten Unteransprüche
geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.These
Task is according to the invention with the
Features of claim 1 with respect to the method and
with the features of the independent claim 14 with respect
solved the device.
The independent
Claims respectively
subordinate subclaims
indicate advantageous embodiments of the invention.
Wenn
in einer bevorzugten Anwendung dieser EC-Flächenelemente ein Blendschutz
in einer Windschutzscheibe realisiert werden soll, so kommt es auf
ein sehr trennscharfes Abblenden von Störlichtquellen an, während die
restliche Sichtfläche
der Scheibe schon im Hinblick auf die Zulassungsvorschriften möglichst
hoch transparent bleiben muss. Zwischenstufungen der Eintönung sind
dabei nicht gewünscht.If
in a preferred application of these EC surface elements a glare protection
to be realized in a windshield, it comes up
a very sharp dimming of Störlichtquellen, while the
remaining visible surface
the disc as possible with regard to the registration requirements
must remain highly transparent. Intermediate gradations of tinting are
not desired.
Bei
ersten Versuchsmustern mit in Teilflächen untergliederten EC-Flächenelementen
zeigte es sich aber, dass beim Ansteuern einer oder mehrerer individueller
Teilflächen
mitunter benachbarte Teilflächen,
die an sich nicht angesteuert werden sollten, sich ebenfalls verfärbten, wenn
auch teilweise nur schwach. Die damit beabsichtigte „trennscharfe" Verdunkelung verhältnismäßig kleiner
Teilflächen wurde
nicht immer erreicht. Diese Beobachtung weicht von dem erwarteten
und bislang bekannten Verhalten solcher EC-Elemente deutlich ab.at
first experimental samples with EC surface elements subdivided into subareas
However, it turned out that when driving one or more individual
subareas
sometimes adjacent partial areas,
which should not be addressed, also discolored, if
sometimes only weak. The intended "selective" darkening relatively smaller
Partial surfaces was
not always achieved. This observation deviates from the expected one
and previously known behavior of such EC elements clearly from.
Die
in Patentanspruch 1 dargestellte Lösung ermöglicht es, die von einer gewünschten
Umfärbung betroffenen
Teilflächen
trennscharf und ohne Umfärbung
auch benachbarter Teilflächen
in den Soll-Farbzustand zu schalten. Neben dem wohl häufigeren
Anwendungsfall einer nur auf Teilflächen begrenzten lokalen Eindunkelung
lässt sich
mit dem Verfahren natürlich
auch der entgegengesetzte Effekt erzielen, nämlich ein Umschalten nur von
Teilflächen
eines im Ganzen abgedunkelten Flächenelements
in einen lokal transparenten Farbzustand („Guckloch"), ohne zugleich angrenzende Teilflächen aufzuhellen.
Auch trennscharfe Muster lassen sich natürlich so darstellen, wenngleich
es bei der vorliegenden Erfindung nicht primär um das Darstellen von Bildern
oder Informationen geht.The solution shown in claim 1 makes it possible to selectively switch the affected by a desired change color partial surfaces and without recoloring also adjacent partial surfaces in the target color state. Of course, in addition to the more frequent application of a local darkening limited to partial areas, the process can of course also achieve the opposite effect, namely a switching over only of partial areas of an imaged area Of course, the separation of the surface element into a locally transparent color state ("peephole") can also be done without blurring contiguous subareas, although of course it is also possible to visualize selective patterns, although the present invention does not primarily deal with the presentation of images or information.
Man
kann dieses Verfahren auch als Zwangssteuerung ansehen, die aktiv
einen einmal eingestellten und gewünschten Farbzustand einer Teilfläche des
EC-Flächenelements
so lange beibehält,
wie es von einem zugehörigen
Steuergerät
vorgegeben wird.you
can also view this procedure as a forced control that is active
a once set and desired color state of a partial surface of the
EC-surface element
so long,
as it is from an associated
control unit
is given.
Mit
besonderem Vorzug lässt
sich diese Erfindung bei solchen EC-Festkörper-Schichtsystemen einsetzen,
die auf der Grundlage einer reversiblen Kationen-Einlagerung in
eine elektrochrome Funktionsschicht arbeiten. Die Transmissions-
und Farbunterschiede sind die äußeren Anzeichen
unterschiedlicher Oxidationszustände
des elektrochromen Materials (das z. B. Wolframoxid enthält).With
particular advantage leaves
When this invention is used in such EC solid-state layer systems,
based on a reversible cation incorporation into
working an electrochromic functional layer. The transmission
and color differences are the external signs
different oxidation states
of the electrochromic material (containing, for example, tungsten oxide).
Die
jeweilige Einfärbung
und Entfärbung
des EC-Elements könnte
grundsätzlich
von Hand über geeignete
Schaltmittel gesteuert werden. Alternativ oder in Kombination mit
einer manuellen Steuerung der Schaltvorgänge wird man jedoch eine (teil-)automatische
Sensorsteuerung bevorzugen. Dabei können ein oder mehrere Sensoren
(z. B. Fotodioden oder vergleichbare lichtempfindliche Wandler)
auf oder an der mit dem EC-Element ausgestatteten Fensterscheibe
selbst oder auch örtlich
davon getrennt vorgesehen werden. Ein Beispiel für eine mögliche optimierte Steuerung
wurde in DE 199 25
335 A1 beschrieben.The respective coloring and decolorization of the EC element could in principle be controlled by hand via suitable switching means. Alternatively or in combination with a manual control of the switching operations, however, one will prefer a (partially) automatic sensor control. One or more sensors (eg photodiodes or comparable photosensitive transducers) may be provided on or on the window pane equipped with the EC element itself or else separately therefrom. An example of a possible optimized controller was in DE 199 25 335 A1 described.
Anwendungen
solcher EC-Flächenelemente sind
aber wohlgemerkt nicht nur bei Straßenfahrzeugen, sondern auch
bei Flugzeugscheiben, Space-Shuttles etc., Schiffen und Sonderfahrzeugen denkbar,
und generell selbstverständlich
nicht nur in Front- oder Windschutzscheiben, sondern auch in Seiten-
und Heckfensterscheiben. Darüber
hinaus können
auch weitere Anwendungsfelder, insbesondere im Baubereich, in Frage
kommen.applications
such EC surface elements are
but mind you not only on road vehicles, but also
for aircraft disks, space shuttles etc., ships and special vehicles,
and generally, of course
not only in front or windshields, but also in side
and rear windows. About that
can out
Other applications, especially in the construction sector, in question
come.
Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus
der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels
und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschreibung hervor.Further
Details and advantages of the subject invention go out
the drawing of an embodiment
and their subsequent detailed description below.
Zwar
wird das erfindungsgemäße Verfahren mit
besonderem Vorteil für
Blendschutzeinrichtungen in Fahrzeugscheiben wie im Ausführungsbeispiel verwendbar
sein, jedoch soll dieses spezielle Ausführungsbeispiel nicht anderweitige
Verwendungen, insbesondere auch im Baubereich, ausschließen.Though
the inventive method with
particular advantage for
Anti-glare devices in vehicle windows as used in the embodiment
However, this particular embodiment is not intended to be otherwise
Exclude uses, especially in the construction sector.
Es
zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher DarstellungIt
show in a simplified, not to scale representation
1 eine
Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
einer Fahrzeug-Windschutzscheibe, in der schematisch die Anordnung
eines in Flächensegmente
unterteilten EC-Flächenelements und
dessen Elektroden gezeigt sind, 1 1 shows a view of an embodiment of a vehicle windshield according to the invention, in which the arrangement of an EC surface element subdivided into area segments and its electrodes is shown schematically,
2 eine
Ansicht eines Schnitts durch den Randbereich der in 1 dargestellten
Ausführungsform; 2 a view of a section through the edge region of in 1 illustrated embodiment;
3 eine
perspektivische Skizze der Funktionsweise einer Vorrichtung zum
Steuern des EC-Flächenelements; 3 a perspective sketch of the operation of a device for controlling the EC surface element;
4 ein
Ersatzschaltbild für
eine Anordnung der in 3 gezeigten Art. 4 an equivalent circuit diagram for an arrangement of in 3 shown type.
Die 1 zeigt
eine Windschutzscheibe 1 aus der Perspektive eines Fahrzeugführers eines links
gesteuerten Fahrzeugs. Deshalb befindet sich ein zum Schutz des
Fahrers gegen Blendung durch von außen einfallende Lichtstrahlen
vorgesehenes EC-Flächenelement 2 in
der linken Hälfte
der Windschutzscheibe und erstreckt sich global zwischen der linken
Seitenkante und etwa der Scheibenmitte. Elektroden-Anschlüsse für das EC-System
sind einerseits ebenfalls am linken Scheibenrand und andererseits
am oberen Scheibenrand vorgesehen. Das EC-System könnte auch über die
Scheibenmitte hinaus geführt
werden. In rechtsgesteuerten Fahrzeugen wäre es natürlich auf der anderen Seite
der Windschutzscheibe anzuordnen.The 1 shows a windshield 1 from the perspective of a driver of a left-hand drive vehicle. Therefore, there is provided for the protection of the driver against glare by externally incident light rays EC surface element 2 in the left half of the windshield and extends globally between the left side edge and about the center of the disk. Electrode connections for the EC system are also provided on the left-hand side of the pane and on the upper edge of the pane. The EC system could also be routed beyond the center of the disk. In right-hand drive vehicles, it would of course be on the other side of the windshield.
In
der als Verbundscheibe ausgeführten Windschutzscheibe 1 mit
etwa trapezförmigem
Umriss ist das vollflächige
EC-Element 2 mit ebenfalls etwa trapezförmigem asymmetrischem Umriss
auf der im Verbund innen liegenden Scheibenfläche angeordnet. Seine Fläche ist
hellgrau schattiert. Eine darin liegende dunkler schattierte Fläche bezeichnet das
Hauptsichtfeld (auch : A-Sichtfeld) 3 des Fahrzeugführers. Ersichtlich
ist die Fläche
des EC-Elements 2 größer als
die des A-Sichtfeldes, das vollständig von dem EC-Element abgedeckt
ist.In the designed as a composite windshield 1 with approximately trapezoidal outline is the full-surface EC element 2 also with approximately trapezoidal asymmetrical outline arranged on the composite inside disc surface. Its surface is shaded light gray. A darker shaded area inside indicates the main field of vision (also: A field of view) 3 of the driver. Visible is the area of the EC element 2 greater than that of the A-field of view completely covered by the EC element.
Zur
Oberkante der Windschutzscheibe der Windschutzscheibe 1 hält das EC-Element 2 einen Abstand
von mehreren Zentimetern. Dies ist der Streifen, der von den üblichen
Sonnenblenden oder äquivalenten
Abblendmitteln erfasst wird. In diesem Bereich tritt Blendung durch
Gegenverkehr eher selten auf.To the top of the windshield of the windshield 1 holds the EC element 2 a distance of several centimeters. This is the strip that is covered by the usual sun visors or equivalent dimming devices. Glare from oncoming traffic is rare in this area.
Seitlich
erstreckt sich das EC-Element 2 bis etwa zur Mitte der
Scheibe, mit einer Höhe
von mehreren Zentimetern. Gegenüber
der Unterkante der Scheibe hält
es ebenfalls einen Abstand von mehreren Zentimetern, wobei in diesem
tiefen Bereich ebenfalls eher keine blendenden Lichtstrahlen durchtreten.
Zur Mitte der Scheibe hin wird der untere freie Rand jedoch kleiner;
in der unteren Scheibenmitte können
noch Blendwirkungen durch Gegenverkehr in Rechtskurven an Kuppen
auftreten. Somit liegen drei von vier Kanten des EC-Elements im
Sichtfeld der Scheibe 1.The EC element extends laterally 2 to about the middle of the disc, with a height of several centimeters. Opposite the lower edge of the disc, it also keeps a distance of several centimeters, whereby in this deep area also rather no dazzling rays of light pass through. Towards the center of the disc, however, the lower free edge becomes smaller; In the lower center of the disk, glare effects due to oncoming traffic can still occur in right-hand curves on crests. Thus, three out of four edges of the EC element are in the field of view of the disk 1 ,
Im
Rahmen dieser Prinzipbeschreibung können keine absoluten Abstände und
Abmessungen angegeben werden, weil die Anordnung des EC-Elements
in jeder Windschutzscheibe individuell und vor allem an der Lage
des A-Sichtfeldes ausgerichtet werden muss. Da jedoch letzteres
für jede
Windschutzscheibe eindeutig definierbar ist, genügen relative Angaben für die Ausrichtung
des erfindungsgemäßen EC-Elements.in the
Under this principle description can not absolute distances and
Dimensions are given because the arrangement of the EC element
in each windshield individually and especially on the location
of the A-field of view must be aligned. However, since the latter
for every
Windscreen is clearly definable, are sufficient relative information for the alignment
of the EC element according to the invention.
Man
erkennt innerhalb der Fläche
des EC-Elements 2 ein Matrix- oder Gitternetz von im wesentlichen
horizontal verlaufenden Trennlinien 4 und vertikal verlaufenden
Trennlinien 5. Diese schließen zwischen sich Flächen-Segmente 6 des
EC-Elements 2 ein, die unabhängig voneinander ansteuerbar
sind. In der hier beschriebenen Ausführungsform bilden die Linien 4 „totale" Schnitte durch die
gesamte Dicke des EC-Elements, während
die Linien 5 dieses nur auf einem Teil seiner Dicke, also
partiell durchtrennen. Die individuellen Umrisse der Segmente 6 sind
hier nur als Ausführungsbeispiele
zu verstehen. Mit diesen Maßnahmen
wird eine matrixartigen Ansteuerbarkeit der Segmente 6 erreicht. Hierauf
wird später
noch näher
eingegangen.One recognizes within the area of the EC element 2 a matrix or grid of substantially horizontal separating lines 4 and vertical dividing lines 5 , These close between themselves area segments 6 of the EC element 2 a, which are independently controllable. In the embodiment described here, the lines form 4 "Total" cuts through the entire thickness of the EC element, while the lines 5 this only partially on its thickness, so partially cut. The individual outlines of the segments 6 are to be understood here only as exemplary embodiments. With these measures, a matrix-like controllability of the segments 6 reached. This will be discussed later.
Entlang
dem Rand der Windschutzscheibe 1 ist auf einer im Verbund
innen liegenden Scheibenfläche
ein opaker umlaufender Rahmen 7 aus einer dünnen Siebdruck-Beschichtung
oder dgl. ausgebildet, der in weit verbreiteter Weise zum optischen
Kaschieren einerseits einer Verklebung der Windschutzscheibe 1 in
einer Fahrzeugkarosserie, andererseits von elektrischen Außenanschlüssen des EC-Elements
dient. Der Rahmen 7 und das EC-Element 2 sind
vorzugsweise auf unterschiedlichen innen liegenden Scheibenflächen bzw.
-ebenen angeordnet.Along the edge of the windshield 1 is an opaque encircling frame on a composite inside pane surface 7 formed of a thin screen-printing coating or the like., Which in a widespread manner for optical lamination on the one hand, a bonding of the windshield 1 in a vehicle body, on the other hand, from external electric terminals of the EC element. The frame 7 and the EC element 2 are preferably arranged on different inner disk surfaces or planes.
Der
Rahmen 7 überdeckt
in der vertikalen Projektion auf die Scheibenfläche in einem schmalen Streifen
den linken seitlichen Rand des EC-Elements 2. Abweichend
von der vereinfachten zeichnerischen Darstellung kann man den Übergang
vom opaken Rahmen zum Sichtfeld durch Punktraster oder dgl. auflösen, wobei
die Ränder
des EC-Elements 2 vorzugsweise im flächig opaken Bereich liegen.The frame 7 covered in the vertical projection on the disk surface in a narrow strip the left side edge of the EC element 2 , Notwithstanding the simplified graphical representation, one can dissolve the transition from the opaque frame to the field of view by dot matrix or the like, wherein the edges of the EC element 2 preferably lie in the area opaque area.
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die gesamte Scheibenfläche
mit einer transparenten und elektrisch leitfähigen Beschichtung 8 bedeckt,
vorzugsweise einem transparenten leitfähigen Oxid („TCO"). Sie dient als
substratnahe Flächenelektrode des
EC-Elements 2 und
ist dessen integraler Bestandteil.In the present exemplary embodiment, the entire pane surface is provided with a transparent and electrically conductive coating 8th covered, preferably a transparent conductive oxide ("TCO"). It serves as a substrate-near surface electrode of the EC element 2 and is its integral part.
Für dessen
Funktion würde
es zwar grundsätzlich
genügen,
die Beschichtung 8 nur auf der vom EC-Element 2 überdeckten
Fläche
zuzüglich
eines geringen randseitigen Über standes
für die
Außenkontaktierungen
vorzusehen. Die Beschichtung ist jedoch vollflächig einfacher produzierbar,
da man auf eine Teil-Maskierung des Substrats verzichten kann. Außerdem hat
die ganzflächige
Beschichtung den Vorteil, dass sie mit geeigneten Anschlüssen versehen
auch (in an sich bekannter Weise) zum Beheizen der Verbundscheibe
genutzt werden könnte.For its function, it would indeed be sufficient in principle, the coating 8th only on the EC element 2 Covered area plus a low edge over stand for the Außenkontaktierungen provide. However, the coating is easier to produce over the entire surface, since it is possible to dispense with a partial masking of the substrate. In addition, the full-surface coating has the advantage that it could be used with suitable connections also (in a conventional manner) for heating the composite pane could be used.
Obwohl
es möglich
wäre, die
Beschichtung 8 vor dem Zuschneiden der Scheibe aufzubringen, wird
sie im vorliegenden Fall ebenso wie das EC-Element 2 selbst
auf die fertige, ggf. gebogene Scheibe abgeschieden. Sie kann eine
Indium-Zinn-Oxid(ITO)-Schicht umfassen, jedoch können ggf. auch andere leitfähige, ggf.
aus mehr als einer transparenten Schicht aufgebaute Schichtsysteme
als Flächenelektrode
verwendet werden, die im Stand der Technik mannigfach beschrieben
sind. Die Beschichtung 8 kann ferner Wärme dämmende (Infrarotstrahlen reflektierende)
Eigenschaften haben.Although it would be possible the coating 8th before cutting the disc, it will in the present case as well as the EC element 2 even deposited on the finished, possibly bent disc. It may comprise an indium-tin-oxide (ITO) layer, but if necessary, other conductive layer systems optionally composed of more than one transparent layer may also be used as the surface electrode, which are described in many ways in the prior art. The coating 8th may also have heat insulating (infrared ray reflecting) properties.
Bevorzugt
werden diese Beschichtungen in an sich bekannter Weise durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung (Sputtern
/ PVD-Verfahren) direkt auf die Scheibenoberfläche abgeschieden. Es ist jedoch
auch möglich,
sie durch CVD-Verfahren abzuscheiden.Prefers
These coatings are in a conventional manner by magnetic field assisted sputtering (sputtering
/ PVD method) deposited directly on the disk surface. However, it is
also possible,
to deposit them by CVD method.
Auf
der Elektrodenschicht 8 ist unmittelbar ein elektrochromes
Schichtsystem (das selbst mehrere Schichten umfassen kann) nach
dem eingangs erörterten
Stand der Technik aufgebracht. Oberhalb des elektrochromen Schichtsystems
ist noch eine weitere transparente Flächenelektrode als substratferne
Gegenelektrode aufgebracht. Diese hat die gleichen Flächenabmessungen
wie das EC-Element 2 selbst bzw. dessen Funktionsschichtsystem
(also entsprechend der in 1 hell abgetönten Fläche); auf
sie wird anhand von 2 noch näher eingegangen. Diese Elektrode
darf keine direkte elektrisch leitende Verbindung mit der Beschichtung 8 haben.
Der insgesamte Schichtaufbau des so gebildeten EC-Elements 2 wird
anhand von 2 später noch näher erörtert. Seine Schichten können jedenfalls wirtschaftlich
durch Sputtern auf industriellen Anlagen aufgebracht werden.On the electrode layer 8th Immediately an electrochromic layer system (which may itself comprise several layers) is applied according to the prior art discussed above. Above the electrochromic layer system, another transparent surface electrode is applied as a substrate-distant counterelectrode. This has the same surface dimensions as the EC element 2 itself or its functional layer system (ie according to the in 1 brightly tinted surface); on it is based on 2 discussed in more detail. This electrode must not be a direct electrically conductive connection with the coating 8th to have. The overall layer structure of the thus formed EC element 2 is determined by 2 discussed later in more detail. In any case, its layers can be economically applied by sputtering on industrial equipment.
Eine
Verdunkelung des EC-Elements 2 bzw. seiner Segmente 6 tritt
dann auf, wenn zwischen der unteren und der oberen Flächenelektrode
eine elektrische Spannung angelegt und damit ein Austausch von Ladungsträgern (Ionen)
bewirkt wird.A darkening of the EC element 2 respectively. his segments 6 occurs when an electrical voltage is applied between the lower and the upper surface electrode and thus an exchange of charge carriers (ions) is effected.
Um
eine definierte lokale und individuelle elektrische Ansteuerung
der Segmente 6 des EC-Elements 2 im Sinne der
vorliegenden Erfindung zu erreichen, sind mehrere Elektrodenanschlüsse erforderlich.To a defined local and individual electrical control of the segments 6 of the EC element 2 For the purposes of the present invention, multiple electrode connections are required.
Zunächst ist
hierzu die Beschichtung 8 mithilfe der schon erwähnten Trennlinien 4 (die
sich durch die gesamte Dicke des EC-Elements 2, also durch sämtliche
Schichten erstre cken, aus denen es besteht) in sechs im Wesentlichen
horizontale Zeilen oder Streifen A bis F unterteilt, die am linken
Rand der Scheibe 1 individuell an Leitungen 9 angeschlossen
sind. Letztere können
von einer Steuerung individuell oder in beliebigen Gruppen an ein
bestimmtes elektrisches Potenzial gelegt werden. Sie werden außerhalb
der Windschutzscheibe 1 vorzugsweise in einer Mehrfachleitung 10 abgeführt, wie
an ihrem oberen Ende angedeutet. Man wird diese (niederohmigen)
Leitungen in an sich bekannter Weise als Mehrfach-Flachbandleitung
(vorzugsweise in Form von zwischen zwei Kunststofffolien eingebetteten
Leiterstreifen) ausführen,
dessen geringe Dicke den Einbau in einen Scheibenverbund ermöglicht.First, this is the coating 8th using the already mentioned dividing lines 4 (extending through the entire thickness of the EC element 2 , that is to say extend through all the layers of which it consists) into six substantially horizontal lines or strips A to F which are at the left edge of the disc 1 individually on lines 9 are connected. The latter can be laid by a controller individually or in any groups to a specific electrical potential. They will be outside the windshield 1 preferably in a multiple line 10 dissipated, as indicated at its upper end. These (low-resistance) lines will be carried out in a manner known per se as a multiple ribbon cable (preferably in the form of conductor strips embedded between two plastic films), the small thickness of which enables installation in a composite disk.
Alternativ
könnten
die Leitungen 9 auch wenigstens in den entlang der Scheibenkante
verlaufenden Abschnitten durch Siebdrucken einer elektrisch leitfähigen Paste
auf die entsprechende Oberfläche hergestellt
werden (sofern ihre gegenseitige elektrische Isolierung z. B. durch
flächiges
Entfernen jeglicher elektrisch leitfähigen Beschichtung in dem betreffenden
Flächenbereich
sichergestellt ist), wobei dann eine entsprechende Anschlussschnittstelle
für Außenanschlüsse am äußeren Rand
der Scheibe vorzusehen ist (z. B. ein Mehrfach-Lötanschlussfeld).Alternatively, the wires could 9 also be produced at least in the sections running along the edge of the pane by screen-printing an electrically conductive paste onto the corresponding surface (if their mutual electrical insulation is ensured, for example, by removal of any electrically conductive coating in the relevant surface area), in which case Connection interface for external connections on the outer edge of the disc is provided (for example, a multiple solder pad).
Eine
Trennlinie 11 erstreckt sich entlang dem linken Rand der
Windschutzscheibe 1 und teilt einen (von dem opaken Rahmen 7 überdeckten)
Randstreifen von der Beschichtung 8 ab. Auf diesem Randstreifen
verlaufen zunächst
auch die (gegeneinander elektrisch isolierten) Leitungen 9.
Man könnte
in diesem Randstreifen die hier funktionslose Beschichtung bei Bedarf
vollständig
entfernen.A dividing line 11 extends along the left edge of the windshield 1 and share one (from the opaque frame 7 covered) edge strip from the coating 8th from. Initially, the (electrically isolated from each other) lines run on this edge strip 9 , You could completely remove the here functionless coating in this edge strip if necessary.
Die
Trennlinien 4 zwischen den Streifen A bis F erstrecken
sich über
diese Trennlinie 11 hinweg, so dass für eine völlige gegenseitige elektrische
Trennung der Streifen A bis F gesorgt ist. Es versteht sich, dass
auch am rechten Rand des EC-Elements jede direkte elektrische Verbindung
zwischen den Streifen A bis F durch Auftrennen der Beschichtung 8 aufgehoben
wird.The dividing lines 4 between the strips A to F extend over this parting line 11 away, so that a complete mutual electrical separation of the strips A to F is taken care of. It is understood that also on the right edge of the EC element, any direct electrical connection between the strips A to F by separating the coating 8th will be annulled.
Die
Leitungen 9 überbrücken die
seitliche Trennlinie 11 und sind mit dem ihnen jeweils
zugewiesenen Streifen A bis F der Beschichtung 8 verbunden.
Bei Bedarf kann am rechten Rand des EC-Elements 2, der
sich in der Sichtfläche
der Scheibe 1 befindet, ebenfalls eine individuelle Kontaktierung
der Streifen A bis F vorgesehen werden, die hier jedoch zur Vereinfachung
nicht dargestellt ist. Damit kann das jeweils anzulegende Potenzial
von zwei Seiten her an jeden der Streifen A bis F gelegt werden,
und eine homogene Hell-Dunkel-Schaltung noch
begünstigen.
Man kann ferner anstelle der hier dargestellten einzelnen Leitungen
eine Mehrzahl paralleler Zweige für jeden Streifen A bis F vorsehen, um
das elektrische Potenzial auf möglichst
breiter Front in die Streifen einzuleiten. Alternativ, jedoch mit demselben
Zweck einer Einspeisung des Potenzials auf breiter Front könnten der
Breite der Streifen A bis F entsprechende kurze Abschnitte von niederohmigen
Sammelleitern vorgesehen werden.The wires 9 bridge the lateral dividing line 11 and are with their respective assigned strips A to F of the coating 8th connected. If necessary can be on the right edge of the EC element 2 , which is in the visible area of the disc 1 is also provided an individual contacting of the strips A to F, which is not shown here for the sake of simplicity. Thus, the potential to be applied in each case can be applied to each of the strips A to F from two sides, and still favor a homogeneous light-dark circuit. Furthermore, instead of the individual lines shown here, a plurality of parallel branches can be provided for each strip A to F in order to introduce the electrical potential into the strips as widely as possible. Alternatively, but with the same purpose of injecting the potential across the board, short sections of low impedance bus bars could be provided corresponding to the width of the strips A through F.
Die „selektiven" Trennlinien 5 unterteilen
das EC-Flächenelement
in Spalten; sie durchdringen nur die obere Flächenelektrode und die Funktionsschicht,
nicht jedoch die Beschichtung 8. Entlang dem oberen Rand
der Windschutzscheibe 1 ist in dem vom Rahmen 7 überdeckten
Bereich eine weitere Mehrfachleitung 12 angeordnet. Von
ihr gehen dünne
niederohmige Drähte
a bis h aus und erstrecken sich über
die Trennlinien 4 hinweg über sämtliche Streifen A bis F des
EC-Elementes 2 hin bis in die Nähe von dessen unterem Rand.
Sie liegen in der Fläche
des EC-Elements 2 zwischen den Trennlinien 5 und
sind dabei mit dessen erwähnter
oberen Flächenelektrode
elektrisch kontaktiert, wobei jedes Flächensegment 6 mit
genau einem der Drähte
elektrisch verbunden ist. Jeder Draht a bis h ist jedoch mit einer
Mehrzahl von Flächensegmenten 6 verbunden und
fasst diese Mehrzahl zu einer elektrisch einheitlichen Spalte zusammen.The "selective" dividing lines 5 divide the EC area element into columns; they penetrate only the upper surface electrode and the functional layer, but not the coating 8th , Along the top of the windshield 1 is in the frame 7 covered area another multiple line 12 arranged. From her thin thin-wire wires go out a to h and extend over the dividing lines 4 across all stripes A to F of the EC element 2 down to near its lower edge. They lie in the surface of the EC element 2 between the dividing lines 5 and are electrically contacted with the aforementioned upper surface electrode, wherein each surface segment 6 is electrically connected to exactly one of the wires. Each wire a to h is, however, with a plurality of surface segments 6 connected and summarizes this plurality to an electrically uniform column.
Wenn
auch hier zugunsten der Übersichtlichkeit
nur Einzel-Drähte
a bis h dargestellt sind, so könnte
jeweils an deren Stelle eine Schar paralleler Drähte treten, um der oberen Flächenelektrode
das elektrische Potenzial möglichst
gleichmäßig über die zugeordneten
Streifen zwischen den Trennlinien 5 zuzuleiten. Für die weitere
Beschreibung ist folglich unter Einzeldraht immer auch eine Schar
von elektrisch parallelen Drähten
zu verstehen, die elektrisch stets auf gleichem Potenzial liegen.Although only single wires a to h are shown here for the sake of clarity, a family of parallel wires could be used instead of them in order to ensure that the electrical potential of the upper surface electrode is as uniform as possible over the associated strips between the separating lines 5 be forwarded. Consequently, for the further description, a single wire is always to be understood as meaning a group of electrically parallel wires which are always electrically at the same potential.
Solche
Feindraht-Anordnungen sind als solche vor allem bei elektrisch mit
Draht-Heizfeldern beheizbaren Verbundscheiben bekannt. Die einzelnen Drähte sind
so dünn,
dass sie mit unbewehrtem Auge kaum wahrnehmbar sind, und sind optisch
zusätzlich durch
die leichte Tönung
des EC-Elements 2 kaschiert. Die Drähte bestehen meist aus Wolfram
und sind mechanisch hoch belastbar, so dass sie trotz minimaler
Drahtdurchmesser die zur maschinellen Verlegung erforderliche Festigkeit
haben.Such fine wire arrangements are known as such, especially in electrically heated with wire heating panels composite discs. The individual wires are so thin that they are hardly noticeable with unaided eye, and are visually in addition by the slight tint of the EC element 2 concealed. The wires are usually made of tungsten and are mechanically highly resilient, so they despite mi nimaler wire diameter have the strength required for mechanical installation.
Die
Trennlinien 5 durchdringen nur die obere Elektrode und
die Funktionsschicht des EC-Elements 2,
nicht jedoch die Beschichtung 8, welche die untere Elektrode
bildet. Es ist wohlgemerkt nicht möglich, die Beschichtung 8 selbst
als Strompfad zur Kontaktierung der oberen Flächenelektrode zu nutzen, da dies
zu einem Kurzschluss führen
würde.The dividing lines 5 penetrate only the upper electrode and the functional layer of the EC element 2 but not the coating 8th which forms the lower electrode. It is not possible, of course, the coating 8th itself as a current path for contacting the upper surface electrode to use, as this would lead to a short circuit.
Der
Bereich der Beschichtung 8, den die Drähte a bis h außerhalb
(oberhalb) des EC-Elements 2 berühren, ist ebenfalls durch Trennlinien
von dem letzteren elektrisch so isoliert, dass jeder Kurzschluss
zwischen der oberen und der unteren Elektrode durch die Drähte a bis
h ausgeschlossen ist (ein solcher Kurzschluss würde die Abdunkelung des EC-Elements
verhindern).The area of the coating 8th the wires a to h are outside (above) the EC element 2 is also electrically isolated from the latter by dividing lines so that any short circuit between the upper and lower electrodes is precluded by the wires a to h (such a short circuit would prevent the EC element from darkening).
Man
kann dazu das gesamte Feld der Beschichtung 8, in dem die
Drähte
a bis h liegen, einheitlich von der restlichen Beschichtung durch
Trennlinien abteilen.One can do this the entire field of the coating 8th , in which the wires are a to h, uniformly from the remaining coating by dividing lines divide.
Es
wäre als
Alternative auch denkbar, statt einer vollflächigen Beschichtung des Substrats 1 mit der
Beschichtung 8 diese Flächenelektrode
z. B. mithilfe von Masken nur in dem Flächenanteil aufzubringen, den
das EC-Element 2 überdeckt,
sowie in den zur Kontaktierung benötigten Randbereichen.It would also be conceivable as an alternative, instead of a full-surface coating of the substrate 1 with the coating 8th this surface electrode z. For example, using masks, apply only in the area fraction that the EC element 2 Covered, as well as in the edge areas required for contacting.
Wenn
man eine individuelle (pixelartige) Ansteuerung der Felder des EC-Elements 2 erhalten will,
müssen
die Drähte
a bis h natürlich
gegeneinander elektrisch isoliert sein. Dies kann im Bereich der Beschichtung 8 z.
B. wiederum durch feine Trennlinien erreicht werden, die sich jeweils
zwischen zwei Drähten
parallel zu diesen erstrecken -als Fortsetzungen der Trennlinien 5 über die
Oberkante des EC-Elements hinaus, wie in 1 angedeutet-
und außerhalb
des EC-Flächenelements
die Beschichtung 8 in Spalten oder Streifen unterteilen.If you have an individual (pixel-like) control of the fields of the EC element 2 Of course, the wires a to h must be electrically isolated from each other. This can be in the area of the coating 8th z. B. again be achieved by fine dividing lines, each extending between two wires parallel to these - as continuations of the dividing lines 5 beyond the top edge of the EC element, as in 1 indicated and outside the EC surface element, the coating 8th divide into columns or stripes.
Analog
zu den Leitungen 9 am linken Rand des EC-Elementes ist
ferner eine individuelle Potenzial-Einspeisung in jeden Draht a
bis h vorzusehen. Somit wird eine Ansteuerung jeweils von ganzen
Zeilen und ganzen Spalten in dem EC-Element ermöglicht.Analogous to the lines 9 on the left edge of the EC element is also an individual potential feed into each wire a to h provided. Thus, driving of respective whole rows and whole columns in the EC element is enabled.
Man
kann durch Anlegen einer Spannung an einen oder mehrere der Streifen
A bis F und an einen oder mehrere Drähte a bis h selektiv jeweils
eines oder mehrere Segmente 6 des EC-Elements individuell
aktivieren und abdunkeln bzw. aufhellen.By applying a voltage to one or more of the strips A to F and one or more wires a to h, one or more segments can be selectively selected 6 individually activate the EC element and darken or lighten.
Beispielsweise
kann man durch Anlegen einer Spannung zwischen dem Streifen A und
dem Draht h nur das Segment 6 in der rechten oberen Ecke
des EC-Elements 2 verdunkeln.For example, by applying a voltage between the strip A and the wire h, only the segment can be obtained 6 in the upper right corner of the EC element 2 darken.
Legt
man diese Spannung auch an die Streifen B bis F an (bei weiterhin
individueller Kontaktierung des Drahtes h), so verdunkelt sich der
gesamte (vertikale) Streifen des EC-Elements zwischen dessen rechtem Rand
und der ersten Trennlinie 5 links von diesem Rand.If this voltage is also applied to the strips B to F (in the case of continued individual contacting of the wire h), the entire (vertical) strip of the EC element darkens between its right edge and the first parting line 5 to the left of this edge.
Legt
man z. B. eine geeignete Spannung an die Streifen A, B und C sowie
an die Drähte
f, g und h, so verdunkelt sich ein relativ großer oberer rechter Eckbereich
des EC-Elements 2. Damit würde man einer Blendung durch
Gegenverkehr in einer Rechtskurve bergauf begegnen können.If you put z. B. a suitable voltage to the strips A, B and C and the wires f, g and h, so darkened a relatively large upper right corner of the EC element 2 , Thus one would be able to counter dazzling by oncoming traffic in a right turn uphill.
Ebenso
lässt sich
durch Anlegen der Spannung an mehrere Drähte, z. B. c bis g, und an
einen oder mehrere Streifen, z. B. die Streifen B bis E, praktisch
das gesamte A-Sichtfeld verdunkeln. Es sei daran erinnert, dass
unter Verdunkeln jedenfalls im vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Windschutzscheibe
nicht eine totale Abschirmung des sichtbaren Lichts zu verstehen
ist, sondern lediglich eine mehr oder weniger hohe Dämpfung oder
Schwächung
des durchtretenden Lichts in der Art einer Sonnenbrille.As well
let yourself
by applying the voltage to several wires, z. B. c to g, and on
one or more stripes, e.g. As the strips B to E, practical
darken the entire A field of view. It should be remembered that
at least in the dark in the present embodiment of a windshield
not to understand a total shielding of visible light
is, but only a more or less high attenuation or
weakening
the passing light in the manner of a pair of sunglasses.
Im
Einbauzustand als Fahrzeug-Windschutzscheibe liegt die in 2 obere
Scheibe 1.1 außen,
die untere Scheibe 12 ist dem Fahrzeug-Innenraum zugewandt.
Man erkennt am rechten Rand die Lage des opaken Rahmens 7 auf
der im Verbund innen liegenden Scheibenfläche der oberen Scheibe 1.1 (in
der Fachsprache auf Seite 2 der Verbundscheibe). Auf die ihr gegenüber liegende
Innenfläche der
unteren Scheibe 1.2 (Seite 3) ist unmittelbar die Beschichtung 8 als
untere Elektrode des EC-Elements 2 aufgetragen. Man erkennt
die Trennlinie 11 und einen kurzen Abschnitt einer der
Leitungen 9, welche diese Trennlinie überbrücken. Um das erwähnte Risiko
einer Dehydrierung des EC-Elements noch weiter zu verringern, kann
die Zwischenschicht 1.3 durch eine außen umlaufende Dichtung 1.4 (z.
B. eine Butylmasse) versiegelt werden.When installed as a vehicle windshield is located in 2 upper disc 1.1 outside, the lower pane 12 is facing the vehicle interior. The position of the opaque frame can be seen on the right edge 7 on the inside of the disk surface of the upper disc 1.1 (in the jargon on page 2 of the composite disc). On the opposite inner surface of the lower disc 1.2 (Page 3) is immediately the coating 8th as the lower electrode of the EC element 2 applied. You can see the dividing line 11 and a short section of one of the lines 9 which bridge this dividing line. To further reduce the mentioned risk of dehydration of the EC element, the intermediate layer may 1.3 by an outside circumferential seal 1.4 (eg a butyl compound).
Im
Einbauzustand in einer Fahrzeugkarosserie sind die Ränder der
Windschutzscheibe von einer Innenverkleidung abgedeckt, so dass
auch von innen her die besagten Rand- und Anschluss-Bereiche optisch kaschiert
sind.in the
Installation state in a vehicle body are the edges of
Windscreen covered by an interior panel, leaving
also from the inside, said edge and connection areas optically laminated
are.
Auf
der Beschichtung 8 liegen (wie schon erwähnt) eine
Funktionsschicht 2F und darüber die weitere Flächenelektrode 2E des
EC-Elements 2. Die Funktionsschicht 2F ist hier
vereinfacht als einheitliche Schicht dargestellt; real besteht sie
aus mehreren Einzelschichten, auf die hier jedoch nicht näher eingegangen
werden muss, da sie als bekannt vorausgesetzt werden können.On the coating 8th lie (as already mentioned) a functional layer 2F and above that the further surface electrode 2E of the EC element 2 , The functional layer 2F is simplified here as a uniform layer; In reality, it consists of several individual layers, which, however, need not be discussed here, as they can be assumed to be known.
Man
erkennt, dass die Trennlinien 5 nur die Flächenelektrode 2E und
die Funktionsschicht 2F, nicht jedoch die Beschichtung 8 des
EC-Elements durchdringen. Folglich wird der Streifen F (sowie auch
die anderen Streifen A bis E) nicht in sich unterteilt. Es würde grundsätzlich auch
genügen,
nur die Flächenelektrode 2E abzuteilen,
da die Funktionsschicht 2F des EC-Elements anisotrop leitfähig ist,
d. h. in ihrer Flächenerstreckung
einen viel höheren
Widerstand hat als im Normalen-Sinn (direkt zwischen den Flächenelektroden 8 und 2E).
Allerdings könnte dies
zu einer Beeinträchtigung
der gewünschten Trennschärfe der
Ansteuerung einzelner Segmente führen,
so dass in der bevorzugten Ausführung,
wie hier gezeigt, auch die Funktionsschicht 2F segmentiert
wird.One recognizes that the dividing lines 5 only the surface electrode 2E and the functional layer 2F but not the coating 8th penetrate the EC element. Consequently, the strip F (as well as the other strips A to E) is not divided in itself. It would basically suffice, only the surface electrode 2E to divide, since the functional layer 2F of the EC element is anisotropically conductive, ie in its surface extension has a much higher resistance than in the normal sense (directly between the surface electrodes 8th and 2E ). However, this could lead to an impairment of the desired selectivity of the control of individual segments, so that in the preferred embodiment, as shown here, the functional layer 2F is segmented.
Gleichwohl
kann man von einem nahezu sofortigen Ladungsaustausch in der Funktionsschicht 2F in
dem Moment ausgehen, in dem zwischen den Elektroden 8 und 2E in
irgendeinem Bereich eine hinreichend hohe Spannung (Potentialdifferenz über die Funktionsschicht 2F)
anliegt. Eine zwischen die Beschichtung 8 und den Draht
c angelegte Spannung ist durch ein Symbol U und einen Pfeil repräsentiert. Das
entsprechende Segment der Funktionsschicht 2F ist dementsprechend
selektiv dunkler als das rechts daneben liegende Feld.Nevertheless, one can expect a nearly instantaneous charge exchange in the functional layer 2F go out in the moment in which between the electrodes 8th and 2E in any area a sufficiently high voltage (potential difference across the functional layer 2F ) is present. One between the coating 8th and the voltage applied to the wire c is represented by a symbol U and an arrow. The corresponding segment of the functional layer 2F is accordingly selectively darker than the field to the right.
Jedes
an die verhältnismäßig niederohmigen Drähte a bis
h angelegte Potenzial wird durch die (segmentierte) Flächenelektrode 2E flächig auf
das zugehörige
Segment der anisotrop leitfähigen
Funktionsschicht 2F übergeleitet.
Damit wird sicher gestellt, dass die jeweilige Umfärbung von
Segmenten nicht primär
nur entlang der Linie des Verlauf des Elektrodendrahtes stattfindet,
sondern praktisch zeitgleich auf voller Fläche des jeweiligen Segments.Any potential applied to the relatively low-resistance wires a to h will be through the (segmented) area electrode 2E flat on the associated segment of the anisotropically conductive functional layer 2F reconciled. This ensures that the respective coloration of segments does not take place primarily only along the line of the course of the electrode wire, but practically at the same time on the full surface of the respective segment.
Wird
die Spannung zwischen den Flächenelektroden 8 und 2E abgeschaltet
(0 V), so hellt sich das Flächenelement 6 ohne
weitere Maßnahmen nach
und nach wieder auf die natürliche,
im Wesentlichen transparente Tönung
auf, indem die zur Abdunkelung beitragenden elektrischen Ladungen
wieder rückgetauscht
werden. Die Funktionsweise des EC-Elements 2 entspricht etwa
der eines Akkumulators.Will the voltage between the surface electrodes 8th and 2E switched off (0 V), the surface element brightens 6 Without any further action, the natural, essentially transparent tint gradually reverts to being replaced by the electrical charges contributing to the darkening. The functioning of the EC element 2 corresponds approximately to that of a rechargeable battery.
Zunächst ging
man davon aus, dass Farbwechsel nur an solchen Flächensegmenten 6 auftreten,
an die eine Nennspannung angelegt wird. Man erwartete, dass Segmente,
die zwar entweder über die
Flächenelektrode 8 (Streifen
A bis F) oder über
einen der Drähte
a bis h einseitig an ein elektrisches Potenzial gelegt wurden, während die
jeweils entgegengesetzte Elektrode neutral blieb, sich auch nicht verfärben würden.Initially, it was assumed that color changes only on such surface segments 6 occur, to which a nominal voltage is applied. It was expected that segments, either through the surface electrode 8th (Strips A to F) or one of the wires a to h were placed on one side to an electrical potential, while the respective opposite electrode remained neutral, would not discolor also.
Schematisch
ist ferner noch die Anordnung eines Sensors 13 in Lichteinfallrichtung
hinter der Windschutzscheibe 1 angedeutet. Ein Lichtstrahl 14 trifft
durch die Scheibe 1 auf das EC-Element 2 und auf
den Sensor 13; letzterer aktiviert nach Maßgabe der
Steuerung, die die relative Lage des Fahrzeugs zur Lichtquelle auswertet,
das entsprechende Segment 6, wodurch der Lichtstrahl 14 nur
noch abgeschwächt
(durch gestrichelte Darstellung angedeutet) durchtreten kann.Also schematic is the arrangement of a sensor 13 in the direction of light behind the windshield 1 indicated. A ray of light 14 hits through the glass 1 to the EC element 2 and on the sensor 13 ; the latter activates the corresponding segment in accordance with the control which evaluates the relative position of the vehicle to the light source 6 , whereby the light beam 14 only attenuated (indicated by dashed lines) can pass.
3 zeigt
perspektivisch einen kleineren Ausschnitt aus einer analog zu 1 ausgeführten Scheibe 1 mit
neun rechteckigen Segmenten 6.1 bis 6.9 des EC-Flächenelements 2.
Anhand dieses Ausschnitts wird die Arbeitsweise einer Steuervorrichtung
zur trennscharfen Hell-Dunkel-Steuerung der Segmente näher erörtert. Man
erkennt wie in 2 einen Lichtstrahl 14,
der die Scheibe im Bereich des Segments 6.5 durchdringt
und auf eine Sensoreinrichtung 13 trifft. Das Segment 6.5 ist
eingedunkelt, während
die anderen, es umgebenden Segmente in ihren transparenten Zustand
gesteuert sind. Die Gegensteuerung bezieht sich global auch auf
alle weiteren, hier nicht dargestellten Segmente des EC-Elementes,
die nicht aktiv verdunkelt werden sollen. 3 shows in perspective a smaller section of an analogous to 1 engineered disk 1 with nine rectangular segments 6.1 to 6.9 of the EC surface element 2 , On the basis of this section, the operation of a control device for the selective light-dark control of the segments is discussed in more detail. One recognizes how in 2 a ray of light 14 that the slice in the area of the segment 6.5 penetrates and on a sensor device 13 meets. The segment 6.5 is darkened while the other surrounding segments are controlled in their transparent state. The counter-control also applies globally to all other segments (not shown here) of the EC element that are not to be actively dimmed.
Generell
wird für
den Betrieb des EC-Flächenelements 2 eine
elektronische Steuervorrichtung 15 vorgesehen, die genau
definierte positive, negative und neutrale Spannungspegel an verschiedene
Ausgänge
liefern kann, wobei diese Ausgänge jeweils
mit den in 1 und 2 erkennbaren
Leitungen 9 und a bis h bzw. mit den jeweils daran angeschlossenen
Segmenten 6 verbunden sind. In dieser Ausführung ist,
wie schon weiter oben erwähnt, jeder
Draht a bis h gesondert mit elektrischem Potenzial beaufschlagbar,
so dass es beispielsweise möglich
ist, ein negatives Potenzial an Draht d und positives Potenzial
an die Drähte
a bis c und e bis h zu legen.Generally, for the operation of the EC surface element 2 an electronic control device 15 which can supply well-defined positive, negative and neutral voltage levels to different outputs, these outputs corresponding to those in 1 and 2 recognizable lines 9 and a to h or with the respectively connected segments 6 are connected. In this embodiment, as already mentioned above, each wire a to h can be separately supplied with electrical potential, so that it is possible, for example, to apply a negative potential to wire d and positive potential to the wires a to c and e to h ,
Die
Sensoreinrichtung 13 ist mit dieser Steuervorrichtung 15 verbunden.
Sie steht hier stellvertretend für
eine Gesamtheit von Sensoren und sonstigen Messeinrichtungen, welche
ein automatisches Eindunkeln des EC-Elements steuern können, z.
B. bei Blendgefahr durch niedrigen Sonnenstand, und dabei ggf. auch
Lagedaten eines Fahrzeugs (global, fahrbahnbezogen, ...) berücksichtigen
können. Selbstverständlich verfügt die Steuervorrichtung 15 auch über eine
geeignete Stromversorgung, die hier aber nicht gesondert dargestellt
ist.The sensor device 13 is with this control device 15 connected. It stands here representative of a set of sensors and other measuring devices that can control automatic dimming of the EC element, eg. B. risk of glare due to low position of the sun, and possibly also position data of a vehicle (global, road-related, ...) can take into account. Of course, the control device has 15 also via a suitable power supply, which is not shown separately here.
Schematisch
sind innerhalb der Steuervorrichtung 15 deren Steueranschlüsse für die Segmente 6.1 bis 6.9 nebst
den zugehörigen
Schaltzuständen
gesondert repräsentiert.
Jeder Steueranschluss umfasst dabei eine der Leitungen 9 und
einen der Drähte
a bis h. Erkennbar ist das Segment 6.5 als einziges mit
einer es aktivierenden Spannung beaufschlagt („A"), während
alle anderen Segmente mit einer sie passiv (transparent) haltenden
inversen oder definierten Null-Spannung („P") beaufschlagt sind.Schematically, within the control device 15 their control connections for the segments 6.1 to 6.9 separately represented together with the associated switching states. Each control connection comprises one of the lines 9 and one of the wires a to h. The segment is recognizable 6.5 as the only one with an activating voltage beauf hits ("A"), while all other segments are subjected to a passive (transparent) holding inverse or defined zero voltage ("P").
Es
hat sich nämlich
gezeigt, dass man zum Vermeiden unerwünschter Schattenbildung solche Segmente,
die transparent bleiben sollen, während ein angrenzendes Segment
verdunkelt wird (und umgekehrt), definiert ansteuern sollte. Es
genügt
nicht unbedingt, nur eine der Elektroden neutral zu schalten.It
has become
have shown that to avoid unwanted shadowing such segments,
which should remain transparent while an adjacent segment
is darkened (and vice versa), should drive to defined. It
enough
not necessarily just to switch one of the electrodes neutral.
Versuche
ergaben allerdings, dass es auch nicht notwendig ist, eine Gegen-
oder invertierte Spannung an jedes nicht zu verdunkelnde (passive) Segment
anzulegen, sondern dass es genügt,
deren Spannung (jeweils zwischen Flächen- und Drahtelektrode) definiert
auf 0 V zu ziehen, also beispielsweise beidseitig mit dem Pluspol
oder beidseitig mit dem Minuspol einer Spannungsquelle zu verbinden.
Dies ist mit der hier beschriebenen An steuerung nach Zeilen und
Spalten auch ohne direkte individuelle Ansteuerung der einzelnen
Segmente oder „Pixel" realisierbar.tries
However, it did not prove necessary to
or inverted voltage to any (non-obscured) passive segment
create, but that it is enough
their voltage (between each surface and wire electrode) defined
to pull to 0 V, so for example on both sides with the positive pole
or connect to the negative pole of a voltage source on both sides.
This is with the control described here by lines and
Columns also without direct individual control of the individual
Segments or "pixels" feasible.
4 gibt
ein sehr vereinfachtes Schaltbild wieder, bei dem eine einheitliche
Spannungsquelle 16 über
eine Anzahl von Wechselschaltern 17 in beliebigen Kombinationen
mit den Zeilen und Spalten eines EC-Flächenelements verbindbar ist,
das wiederum in Segmente 6 unterteilt ist. Die Segmente 6.1 bis 6.9 der 3 sind
hier wieder gesondert bezeichnet. 4 gives a very simplified circuit diagram, in which a uniform voltage source 16 via a number of changeover switches 17 in any combination with the rows and columns of an EC-area element is connectable, which in turn into segments 6 is divided. The segments 6.1 to 6.9 of the 3 are here again separately designated.
In
Anklang an 1 werden die Groß- und Kleinbuchstaben
als Bezugszeichen für
die Streifen und Drähte
(bzw. Zeilen und Spalten) hier wieder aufgriffen. Kontakt-Drähte b, c,
d, e und f (Spalten) sind durch senkrecht von den oberen Schaltern 17 nach unten
verlaufende Linien zwischen den Trennlinien 5 dargestellt.
Zeilen/Streifen B, C und D der Flächenelektrode 8 sind
als waagerecht von den links gezeichneten Schaltern 17 ausgehende
graue Streifen zwischen den Trennlinien 4 dargestellt.
In der Realität sind
diese durch Trennlinien 4 gegeneinander abgeteilten Streifen
jedoch gleich breit (hoch) wie die darüber liegenden Segmente.In response to 1 the uppercase and lowercase letters are used again as reference symbols for the strips and wires (or rows and columns). Contact wires b, c, d, e and f (columns) are perpendicular to the upper switches 17 down-going lines between the dividing lines 5 shown. Lines / strips B, C and D of the surface electrode 8th are as horizontally from the left drawn switches 17 outgoing gray stripes between the dividing lines 4 shown. In reality, these are by dividing lines 4 but equally spaced (high) as the overlying segments.
In
der Praxis können
unterschiedliche Spannungswerte zum Einfärben und zum Entfärben der EC-Segmente
von Vorteil sein, da das EC-Festkörpersystem gegen das Einfärben (Einlagern
von Ionen) einen höheren
Widerstand hat als gegen das Entfärben (Abführen der Ionen). Solche Spannungswerte
sowie die zugehörigen
Schaltzustände
und Schaltglieder können
in an sich bekannter Weise von einer geeigneten elektronischen Steuerung
ohne viel Aufwand bereitgestellt werden. Zur Verdeutlichung mag
jedoch die vereinfachte Skizze gemäß 4 genügen.In practice, different voltage levels may be beneficial for coloring and decolorizing the EC segments, since the EC solid state system has a higher resistance to dyeing (storage of ions) than to discoloration (removal of ions). Such voltage values and the associated switching states and switching elements can be provided in a manner known per se by a suitable electronic controller without much effort. For clarity, however, the simplified sketch in accordance with 4 suffice.
Die
beiden Streifen B und D sind momentan mit dem Minuspol und der Streifen
C mit dem Pluspol der Spannungsquelle 16 verbunden. Alle
Spalten bzw. Drähte
außer
Spalte / Draht d liegen an positivem Potenzial. Der Draht d ist
mit dem Minuspol der Spannungsquelle 16 verbunden. Da sich
der Draht d und der Streifen C im Bereich des Segments 6.5 kreuzen,
liegt an diesem Segment also eine Spannung C+/d- an, welche zu seiner
Verdunkelung führt.The two strips B and D are currently with the negative pole and the strip C with the positive pole of the voltage source 16 connected. All columns or wires except column / wire d are at positive potential. The wire d is connected to the negative pole of the voltage source 16 connected. Since the wire d and the strip C in the region of the segment 6.5 Thus, a voltage C + / d- is applied to this segment, which leads to its darkening.
An
den Segmenten 6.2 und 6.8, die in derselben Spalte
wie das Segment 6.5 liegen, sind die beiderseitigen Potenziale
identisch negativ (B-/d- bzw. D-/d-), so dass dort eine definierte
Null-Spannung anliegt. Zugleich liegt an den Segmenten 6.4 und 6.6, die
in derselben Zeile wie das Segment 6.5 liegen, ebenfalls
eine definierte Null-Spannung an (C+/c+ bzw. C+/e+). Gleiches gilt
für weitere
nicht näher
bezeichnete Segmente in der gleichen Zeile und der gleichen Spalte
wie das umgefärbte
Segment 6.5.At the segments 6.2 and 6.8 in the same column as the segment 6.5 lie, the mutual potentials are identical negative (B- / d- or D- / d-), so that there is a defined zero voltage. At the same time is due to the segments 6.4 and 6.6 that are in the same line as the segment 6.5 also have a defined zero voltage (C + / c + or C + / e +). The same applies to other unspecified segments in the same row and the same column as the repainted segment 6.5 ,
Die
an die Ecken des abgedunkelten Segments 6.5 diagonal anschließenden Segmente 6.1, 6.3, 6.7 und 6.9 liegen
dagegen jeweils auf einer inversen Spannung, nämlich 6.1 : B-/c+; 6.3 :
B-/e+; 6.7 : D-/c+ und 6.9 : D-/e+. Sie werden
folglich im Vergleich mit dem abgedunkelten Segment 6.5 aktiv
in ihren transparenten Zustand gesteuert. Dies lässt sich auch für weitere
Segmente derselben Zeilen / Streifen schalten, sofern sie nicht
in derselben Zeile oder Spalte wie abgedunkelte Segmente liegen.The to the corners of the darkened segment 6.5 diagonally adjoining segments 6.1 . 6.3 . 6.7 and 6.9 On the other hand, each lie on an inverse voltage, namely 6.1 : B- / c +; 6.3 : B- / e +; 6.7 : D- / c + and 6.9 : D- / e +. They are therefore compared with the darkened segment 6.5 actively controlled in its transparent state. This can also be switched for other segments of the same lines / stripes, as long as they are not in the same row or column as darkened segments.
Würde man
nun ausgehend vom dargestellten Schaltzustand der Schalter 17 auch
den Draht c an negatives Potenzial der Spannungsquelle 16 legen
(gestrichelte Schalterstellung des von links gesehen zweiten Schalters 17 in
der oberen Reihe), so werden die Segmente 6.1 und 6.7 sowie
weitere in derselben Spalte angeordnete Elemente von der erwähnten inversen
Spannung auf eine Nullspannung umgeschaltet, während das Segment 6.4 mit
einer es umfärbenden
Spannung C+c- beaufschlagt wird.Would you now, starting from the illustrated switching state of the switch 17 also the wire c to the negative potential of the voltage source 16 put (dashed switch position of the second switch seen from the left 17 in the top row), so are the segments 6.1 and 6.7 and further arranged in the same column elements of the aforementioned inverse voltage switched to a zero voltage, while the segment 6.4 it is acted upon by a coloring voltage C + c-.
Als
allgemeine Regel lässt
sich formulieren, dass mit der hier erörterten Ansteuerung der Segmente 6 nach
Spalten und Zeilen grundsätzlich
einzelne Segmente oder Gruppen von Segmenten mit einer sie umfärbenden
bzw. eindunkelnden Spannung beaufschlagbar sind. Weitere Segmente,
die in derselben Spalte oder in derselben Zeile wie jeweils umgefärbte Segmente
liegen, können
mit einer definierten Nullspannung beaufschlagt werden. Alle weiteren
Segmente können
mit einer inversen, d. h. sie aus einem umgefärbten in den transparenten
Grundzustand steuernden Spannung beaufschlagt werden.As a general rule, it can be stated that with the control of the segments discussed here 6 according to columns and rows, in principle, individual segments or groups of segments can be acted upon by a voltage that recoloures or darkens them. Further segments which lie in the same column or in the same row as respectively colored segments can be subjected to a defined zero voltage. All other segments can be acted upon with an inverse, ie they are applied from a recolored to the transparent ground state controlling voltage.