DE2361114C2 - Elektrochrome Anordnung, insbesondere elektrochromer Spiegel - Google Patents

Elektrochrome Anordnung, insbesondere elektrochromer Spiegel

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Description

a) ein transparentes Substrat (7),
b) eine ihren Ladungszustand verzögert abgebende eleklrochrome Schicht (6),
c) eine ionendurchiassige, gleichzeitig als spiegelnde Schicht dienende metallische Reflektorelektrodenschicht (4),
d) eine elektronische Schicht (2) und
e) eine Gegenelektrode (1), ?2Q
wobei die ionendurchlässige Reflektorenelektroden--'-' schicht (4) mit der elektrochromen Schicht (6) ohne Zwischenschaltung einer elektrisch Isolierenden Schicht im direkten Kontakt steht und das elektrische Feld zwischen der Elektrodenschicht (4) und der Gegenelektrodenschicht (1) angelegt Ist.
2. Elektrochrome Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochromatische Schicht (6) aus Wolframoxid besteht.
3. Elektrochrome Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochromatische Schicht (6) aus Molybdänoxid besteht.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrochrome !Anordnung, insbesondere einen elektrochromen Spiegel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie er beispielsweise in der US-PS 35 78 843 beschrieben und dargestellt ist.
. Bei solchen Anordnungen sind die dort erforderliche:1 ,"'durchsichtigen, aus speziellem Glas, wie z. B. NESA-Glas, bestehenden Elektroden relativ kostspielig, auch stören die Inneren Reflektionen und andere durch das Glas und die notwendige Isolierschicht zwischen zweiter leitender Schicht und dem elektrochromen Material Ver-'ürsachten Lichtverluste beim Gebrauch dieser Anordnungen.
Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten elektrochromen Anordnungen derart weiterzubilden, daß durchsichtige Elektroden und zusätzliche Isolierschichten vermieden werden, um den Wirkungsgrad solcher Anordnungen zu verbessern und ihren Aufbau zu vereinfachen.
Diese Aufgabe Ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der elektrochromen Anordnung und ihrer Schichten, also insbesondere durch die direkte elektrische Verbindung der spiegelnden Schicht mit der elektrochromen Schicht, werden durchsichtige Elektroden vermieden, was nicht nur den Aufbau vereinfacht, sondern auch Lichtverluste durch innere Reflexionen verringert.
Für die reflektierende Elektrode kann eine große Anzahl verschiedener Malerlallen verwendet werden, die elektrisch leitfähig und Llcht-reflekllerend sind Typische Elektrodenmaterialien sind Metalle, wie beispielsweise Natrium, Kalium, Lithium und Rubidium, und leitende Nichtmetalle, wie geeignet dotierte Zinn- oder Iprilumoxide und dergleichen. Diese Elektroden sollten Reflexionselgenschaflen aufweisen, die eine Spiegeloberfläche für sichtbares Licht bedingen, und sollten chemisch und elektrochemisch mit der stromführenden, sem'permeablen Isolierschicht abgestimmt sein.
Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, dab die Gegenelektrode aus einem elektrochromen Material oder aus Graphit allein oder aus einer Mischung aus Graphit mit dem elektrochromen Material bestehen kann. Der Graphit ist ein feinverteilt Graphit mit großer Oberfläche, und er wird mit einem säurebeständigen Bindemittel gemischt. Die Mischung kann Flüssigkeitsoder Pulverform aufweisen, je nach dem Zustand des Bindemittels, der beispielsweise flüssig oder fest ist. ' Wenn die Mischung flüssig ist, wird sie auf eine Oberflä-■ ehe auf einfache Art aufgesprüht, aufgebürstet usw. . Wenn die Mischung fest und pulverförmig ist, wird sie beispielsweise auf eine Oberfläche aufgestreut. Nach ' Aufbringen des Gemisches wird dieses durch Erwärmen -gehärtet. Um den elektrischen Strom an die Gegenelek-'trodenschicht zu leiten, wird das Elektrodengemisch auf '!eine leitende Oberfläche, wie beispielsweise das erwähnte Spezialgas (NESA-Glas) aufgebracht. Wenn sich elektrochromes Material in der Gegenelektrode befindet, wird es auch in feinverteilter Form verwendet und dem Graphit und Bindemittel zugemischt.
Als Bindemittel für die Schichten kommen alle geeigneten säurebeständigen Bindematerialien in Betracht, die bei Umgebungstemperatur oder erhöhten Temperaturen gehärtet werden können. Beispielsweise sind Silikate, Epoxide, Polyester oder Polyethylenpulver und dergleichen verwendbar.
Die Distanzschicht kann weiterhin ionenleitend gemacht werden durch ein halbfestes Material, wie eine Paste, ein Schmiermittel oder ein Gel, das einige ionenleitende Materialien enthält. Das Dispersionsmittel kann ein Mittel aus einer Gruppe sein, die eine ionenleitende Paste, ein Schmiermittel oder ein Gel umfaßt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegende Erfindug wird ein leitendes Lithiumstearat-Schmiermittel verwendet, das dlsperglertes Propylencarbonat und p-Toluolsulfonsäure enthält. Das halbfest»; Mittel kann eines oder mehrere Salze aus der Gruppe IA und HA der Alkali- und Erdalkalimetalle enthalten. Kleinere Ionen, wie Lithium und Natrium, sind vorzuziehen gegenüber größeren Ionen, wie Kalium und Rubidium, da die Ionenbeweglichkeit in der elektrochromen Schicht einen einschränkenden Faktor darstellen kann. Die bemerkenswerten Verbesserungen der Umsteuerbarkeit und der Reproduzierbarkelt der Elektroden und der erhebliche Vorteil eines stabilen Betriebs über längere Zeiträume bei Verwendung dieser Gele in der erfindungsgemäßen Anordnung war nicht zu erwarten. Dies ist ein bemerkenswerter Vorteil bei Anwendungsfällen, bei denen eine langzeitige Betriebsstabilität erforderlich ist. Auf diese Weise sind auch alphanumerische Darstellungen und Datenanzeigevorrichtungen, deren Betriebszeitanforderungen in Jahren und/oder Millionen von Zyklen bestehen, wirtschaftlich herstellbar.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert, In der die Fig. 1 bis 3 unterschiedliche Konstruktionsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung veran-
schaulichen, wobei jeweils das Isoliermaterial und eine vordere Zinnoxirtschicht fortgelassen worden sind.
Gemiiß I-Iy. I ist eine elektrochrome Schichl 6 auf einer Glasplatte 7 abgelagert, und eine poröse Schicht aus leitendem reflektierendem Material ■*. Ist auf der Schicht 6 «·, abgelagert. Diese Einheit ist von der hinteren Glasschicht 5 und Zlnnoxklschlcht 3 mit der Schicht der Gegenelektrode I getrennt durch eine saure Elektrolylschlcru 2. Bei dieser Ausführungsform ist der positive elektrische Anschluß mit der Zlnnoxidsclilchl 3 und der negative in Anschluß mit der Schichl aus reflektieienden Material 4 verbunden.
GemitU F i g. 2 sind die rückwärtige Glasplatte oder Glasschichi 5 und die Zinnoxldschlchl 3 durch eine Stahlplatte 8 aus nichtrostendem Stahl ersetzt. BU dieser r> Art des Aufbaus sind Schichten aus speziellem Glas (NESA-Glas) nicht erforderlich.
Bei der Ausführungsform der flg. 3 wird die rückwärtlgp Glasschicht oder Glasplatte S mit der Zinnoxidschicht 3 und der Gegenelektrode 1 zusammen mit einer ;2jj f Llektrolytschicht 2 verwendet, wie es bei Flg. I der Fall 5* ist Die vordere Glasplatte ist jedoch anders aufgebaut. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist die elektro-Lhrome Schicht 6A auf der Glasplatte 7 als unterbrochene Schicht abgelagert, so daß Teile der Glasplatte 7 nicht bedeckt sind. Sodann ist die Schicht aus porösem, leitendem, reflektierendem Material 4 auf die elektrochrome Schichl 6/1 aufgebracht worden, die zugleich eine reflektierende Ablagerung 4A direkv auf den Bereichen der 'Glasplatte 7 bildet, die nicht durch die elektrochrome jo Schicht 6A beder'.t sind. Bei diesem Aufbau ist der negative elektriscl Anschluß mit der elektrocliron;en Schicht 6A um. Jer positive Anschluß mit der Zinnoxidschicht 3 verbunden. Die Verwendung einer unterbrochenen reflektierenden Schicht führt zu einer verbesserten a Ümschaltgeschwi.ndigkeit.
Die beschriebenen Anordnungen arbeiten in an sich bekannter Welse.
Wie aus den im folgenden erläuterten Beispielen hervorgeht, können zahlreiche Kombinationen von ständig elektrochromen Materialien, Isoliermaterialien und Elektrodenmaterialien im Sinne der Erfindung verwendet werden.
45
■iO
Beispiel 1
Im folgenden Beispiel wird der Aufbau einer typiscnen Ausführungsform einer Spiegeleinrichtung beschrieben. Der Spiegelaufbau entspricht Fig. 1.
Herstellung der Bestandteile 1. ECMEIektrochrorrO-Elektrode
(1) Glas wird auf eine Größe von ca. 7,6 χ 12,7 cm geschnitten,
(2) es wird gespült und sodann 3 bis 5 Minuten in einem Ultraschallreiniger mit entionisiertem Wasser und Aceton von Reagenzqualität gespült;
(3) sodann wird im Vakuum WOj zu einem 0,2 bis 1,5 μ dicken Film auf einer Seite des Glases abgelagert;
(4) Palladium in einer Dicke von 200 A bis 600 A wird auf dem WO5 -Film abgelagert;
(5) der WOj-FiIm wird mit Ammoniakgas für V2 Std. durch den Einlaß behandelt;
(fr) an die EJektrochromelektrode wird 5 Min. lang ein Vakuum zur Entfernung von Spuren nicht umgesetzter Gase angelegt. &5
2. Elektrolyt
(1) 500 ml Glycerin mit Reagenzqualität werden mit 50 ml konzentrierte Schwcfnlsilure mil Reagenzqualität gemischt;
(2) a-WO, wird Im Überschuß zugesetzt, und das Gemisch wird 2 bis 7 Tage lang auf 50'C zur Siltligung der Lösung erwilrmi. Die Losung wird von den Feststoffen abgezogen.
3. Gegenelektrode
(1) Spezielles Glas wird etwa auf 7,6 χ 12,7 cm geschnitten;
(2) durch Bürsten wird auf eins Glas durch eine Maske zum Freilassen der Ränder Graphit aufgebürstet;
(3) die Anordnung wird V2 Std. lang luftgetrockent, sodann langsam bei 400" C über 15 Min. gebrannt und anschließend langsam auf Raumtemperatur abgekühlt;
(4) eine 6'i,ige Lösung von WO1 in einer 29'Mgen Lösung von NII4OII wird durch Bürsten aufgebracht;
(5) es wird wenigstens '/4Std. luflgetrocknet und anschließend 5 Min. lang vakuumgetrocknet.
S 4. Nebenbestandteile
;% (1) Eine Kunststoffdislanzschicht von 0,5 bis 0,8 mm Dicke wird zurechtgeschnitten;
(2) die Anschlußdrähte werden zurechtgeschnitten.
"-. 5. Zusammenbau
(1) Die ''unststoffdistanzschicht wird mit Hilfe eines bei Zimmertemperatur härtenden Klebers mit der Elektrochromelektrodenfläche verbunden, wobei ein Zwischenraum von 1,6 mm Breite zum späteren Anfüllen !freigelassen wird.
■ (2) Indiumdrähte werden an den Randbereich der Elektrochromelektrode und den Randbereich der NESA-Glas-Platte der Gegenelektrode gelötet;
(3) die Indiumlötbereiche werden mit Epoxid überzogen;
(4) die Elektrochromelektrode und die Gegenelektrode werden miteinander verbunden und die Ränder abgedichtet, ausgenommen der Einfüllbereich für den Kleber. Die Anordnung wird über Nacht gehärtet;
(5) der Hohlraum wird mit Elektrolyt gefüllt; die Einfüllöffnung wird mit Kleber verschlossen;
- (6) der Kleber wird mit Epoxid zur Vervollständigung der Anordnung überzogen.
Beispiele 2 bis 6
In der folgenden Tabelle I sind die Elektrolyten zur Herstellung ähnlicher Anordnungen, wie bei Beispiel 1, zusammengestellt. Die Elektrolytzusammensetzung des Beispiels 1 ist zum Vergleich ebenfalls wiedergegeben.
Tabelle I
Vorteilhafte Elektrolyten
1. Glycerin: H2SO4(IO: I)
2. Ethylenglykol: H2SO4 OO : 1)
3. Glycerin: p-Toluolsulfonsäure (3:1)
4. Ethylenglykol: p-Toluolsulfonsäure (3:1)
5. Glycerin: Ethansulfonsäure (10 :1)
6. Phosphorsäure: Schwefelsäure (10:1)
Obwohl die erfindungsgemäße Anordnung als Anordnung mit einer flachen, reflektierenden Oberfläche beschrieben worden Ist, kann die reflektierende Oberfläche jede gewünschte Form aufweisen und beispielsweise kugelförmig oder parabolisch ausgebildet sein.
Die beschriebene Anordnung ist insbesondere für Rückspiegel in Kraftfahrzeugen für Nachtfahrten geeignet, da es möglich ist, unter Verwendung der erfindungs-
gemäßen Spiegelanordnung die Intensität des reflektierenden Lichtes der Scheinwerfer eines folgenden Fahrzeuges in einem gewünschten Maße einfach dadurch zu reduzieren, daß die Elektrochromschichl gefärbt wird. Dies kann durch einen einfachen Schaltvorgang erfolgen und daher schnell und wirksam durchgeführt werden. Sie ist aber auch für Datenanzeigevorriehtungen vorteilhaft einsetzbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

)5 Patentansprüche:
1. Elcktrochrome Anordnung, insbesondere elektrochromer Spiegel, bei der durch eine elektrochrome r> Schicht hindurchtretendes und an einer Elektrode reilektlertes Licht durch Anlegen eines Feldes an einem Elektrolyten zwecks Aktivierung der elektrochromen Schicht steuerbar Ist, gekennze'-hnet durch folgende, in Sandwich-Bauweise aneinander to gefügte Schichten:
DE2361114A 1972-12-13 1973-12-07 Elektrochrome Anordnung, insbesondere elektrochromer Spiegel Expired DE2361114C2 (de)

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