DE102007029066A1

DE102007029066A1 - Elektrisch aktives Element

Info

Publication number: DE102007029066A1
Application number: DE102007029066A
Authority: DE
Inventors: Klaus HÖGERL; Regine Niepmann; Olaf Knebel
Original assignee: Flabeg GmbH and Co KG
Current assignee: Flabeg Deutschland GmbH
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2027-06-22
Also published as: DE102007029066B4; US20080018980A1

Abstract

Ein elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''') mit einem zwischen einer Frontwand (2) und einer Rückwand (6) angeordneten elektrisch ansteuerbaren Schichtsystem (4), wobei die Rückwand (6) als Klebeband mit einem mehrschichtigen Träger (8) ausgeführt ist, der zumindest einen unteren und vorzugsweise einen oberen, jeweils von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil (10, 12) sowie einen zwischen dem oberen und dem unteren Folienteil (10, 12) angeordneten metallischen Schichtteil (14) aufweist und der auf der Außenseite des unteren Folienteils (12) mit einer Klebemasse versehen ist, soll eine noch weiter verbesserte Abdichtung des zwischen der Frontwand und der Rückwand angeordneten elektrisch ansteuerbaren Mehrschichtsystems gegenüber auftretenden Störstoffen aufweisen. Dazu sind erfindungsgemäß die Frontwand (2) und die Rückwand (6) verformbareren Dichtungsfolie gebildeten Dichtelementen (20) dichtend miteinander verbunden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch aktives Element mit einem zwischen einer Frontwand und einer Rückwand angeordneten elektrisch ansteuerbaren Schichtsystem, wobei die Rückwand als Klebeband mit einem mehrschichtigen Träger ausgeführt ist, der zumindest einen unteren, von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil sowie einen auf dem unteren Folienteil angeordneten metallischen Schichtteil aufweist, und der auf der Außenseite des unteren Folienteils mit einer Klebemasse versehen ist. Sie betrifft weiter einen Kraftfahrzeugspiegel mit einem derartigen elektrochromen Element.
Elektrisch aktive Elemente, bei denen ein zwischen zwei Begrenzungswänden angeordnetes Schichtsystem elektrisch angesteuert wird, um gezielte Effekte zu erreichen, kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz. Beispielsweise können in Displays oder anderen Anzeigeeinrichtungen zwischen zwei Substraten eingeschlossene Schichtsysteme zum Einsatz kommen, die sich lokal abhängig von der jeweiligen Ansteuerung ihrer optischen Eigenschaften verändern und so eine gezielte Anzeige ermöglichen.
Insbesondere wird das Phänomen einer elektrochemisch induzierten spektroskopischen Änderung in einem Material, üblicherweise einer Farbänderung, üblicherweise als Elektrochromie bezeichnet. Unter Ausnutzung dieses Phänomens können beispielsweise optische Vorrichtungen mit variabler Transmission oder Reflexion hergestellt werden, bei denen sich der Reflexionsgrad oder Transmissionsgrad in Abhängigkeit von einer angelegten elektrischen Spannung verändern lässt.
Bei derartigen elektrochromen Elementen wechselwirkt ein elektrochromes Material mit Gastionen oder Elektronen, die durch Anlegen eines elektrischen Poten zials in das elektrochrome Material eingebracht werden, wobei dessen Wechselwirkung mit einfallender elektromagnetischer Strahlung beeinflusst wird. Typische Beispiele für derartige elektrochrome Materialien sind WO₃ und MoO₃, die in dünnen Schichten auf einen Träger aufgebracht nahezu farblos sind. Wandern in einer derartigen Schicht Protonen ein, so erfolgt beispielsweise im Falle von Wolfram-Oxid (WO₃) eine Reduktion zu blauer Wolfram-Bronze, wobei die Intensität der Färbung durch die in der Schicht geflossene Ladungsmenge bestimmt wird.
Auf der Grundlage dieses Prinzips der Elektrochromie hergestellte elektrochrome Elemente können in verschiedenartigen Einrichtungen zum Einsatz kommen, bei denen eine gezielte Variabilität der Reflexions- oder Transmissionseigenschaften wünschenswert ist. Beispielsweise können derartige Vorrichtungen in Fenstern und Sonnendächern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zur Anwendung kommen. Besonders vorteilhaft sind derartige Anwendungen aber bei der Herstellung blendarmer Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel. Ein Problem bei derartigen Rückspiegeln, die im Hinblick auf gute Erkennbarkeit bei Tageslicht üblicherweise auf einen besonders hohen Reflexionsgrad hin ausgelegt sind, besteht nämlich darin, dass sie bei Nacht insbesondere im Hinblick auf mögliche Blendung durch nachfolgende Kraftfahrzeuge sehr störend sein können. Im Hinblick auf die spektrale Verteilung des von den Scheinwerfern von Kraftfahrzeuge emittierten Lichts kann daher auf besonders günstige Weise durch geeignete Variation der Reflexionseigenschaften eines Rückblickspiegels ein wirksames Abblendverhalten erreicht werden, indem ein derartiger Spiegel mit geeignet gewähltem elektrochromem Material beschichtet ist. Dabei kann einerseits bei Tageslicht ein besonders hoher Reflexionsgrad eingehalten werden, wobei im Bedarfsfall, also beispielsweise nach sensorisch detektiertem Lichteinfall bei Nacht, gezielt durch Anlegen einer Steuerspannung die spektralen Reflexionseigenschaften modifiziert und somit eine Abblendwirkung erzielt werden kann.
Gerade im Hinblick auf eine mögliche Verwendung in einem Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel ist es für derartige elektrochrome Instrumente wünschenswert, bei vergleichsweise kurzen Schaltzeiten einen besonders hohen so genannten Re flexionshub, nämlich die Differenz zwischen dem Reflexionsmaximum und dem Reflexionsminimum, zu erreichen. Damit ist die durch Anlegen der Steuerspannung erreichbare Verringerung der Blendwirkung besonders hoch. Des Weiteren sollten für die Anwendung in Kraftfahrzeug-Rückblickspiegeln geeignete elektrochrome Elemente generell besonders langlebig im Hinblick auf die globale Einsatzdauer und die Zahl der Schaltzyklen ausgelegt sein.
Generell gilt im Hinblick auf diese Anforderungen jedoch, dass ein elektrochromes Element hinsichtlich seines Wirkungsgrades und dergleichen vergleichsweise empfindlich von der Zusammensetzung und insbesondere eventuellen Verschmutzungen, Gaseinschlüssen oder dergleichen in den üblicherweise verwendeten elektrochromen Mehrschichtenpaketen abhängt. Darüber hinaus sollten Einflüsse wechselnder Umgebungsparameter auf die Arbeitsweise des elektrochromen Schichtpakets weitestgehend vermieden werden. Gleichermaßen sollte auch bei anderen Ausführungsformen derartiger elektrisch aktiver Elemente, beispielsweise als Displays, ein Eindringen in das aktive Schichtsystem zuverlässig unterbunden werden. Gerade bei Anwendungen im Bereich von Kraftfahrzeug-Rückblickspiegeln sind derartige Elemente daher üblicherweise abgedichtet ausgeführt, um unerwünschtes Eindringen von Fremdionen, Wasser, Wasserdampf, sonstigen Gasen, Lösungsmitteln oder dergleichen in das elektrisch aktive Schichtpaket oder Mehrschichtsystem zu unterbinden. Die gewünschte Dichtheit wird dabei üblicherweise dadurch erreicht, dass das Mehrschichtsystem zwischen einer Frontplatte und einer Rückwand angeordnet ist, wobei sowohl die Frontplatte als auch die Rückwand eine für den jeweiligen Einsatzzweck ausreichende Dichtigkeit aufweisen.
Um auch bei der Einhaltung vergleichsweise hoher Anforderungen an die Dichtheit der Kapselung des elektrisch aktiven Schichtsystems eine für einen Einsatz im Kraftfahrzeugbereich besonders günstige Bauweise derartiger elektrisch aktiver Systeme mit vergleichsweise gering gehaltenem Gesamtgewicht und vergleichsweise gering gehaltener Bauteiltiefe zu ermöglichen, ist aus der WO 2006067179 ein elektrisch aktives Element der genannten Art bekannt, bei dem die Rückwand als Klebeband mit einem mehrschichtigen Träger ausgeführt ist, der zumindest einen oberen und einen unteren, jeweils von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil sowie einen zwischen dem oberen und dem unteren Folienteil angeordneten metallischen Schichtteil aufweist, und der auf der Außenseite des unteren Folienteils mit einer Klebemasse versehen ist. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift bezüglich Art, Beschaffenheit und Herstellung der als Rückwand verwendeten Folie oder des als Rückwand verwendeten Klebebands einschließlich der dabei verwendeten Komponenten und Materialien wird ausdrücklich vollumfänglich in die vorliegende Offenbarung mit einbezogen („incorporation by reference").
Wie sich herausgestellt hat, weist ein derartig ausgeführtes elektrisch aktives Element zwar im Bereich seiner Rückwand ausreichend hohe Dichtigkeit und Langzeitstabilität auf, um auch im Einsatz unter alltäglichen Bedingungen eine ausreichend hohe Lebensdauer mit ausreichend günstigen Schalteigenschaften zu gewährleisten. Gerade im Bereich der Randzonen ist aber ein derartig ausgestaltetes elektrisch aktives Element nicht ausreichend dicht, wobei beispielsweise bei so genannten Warmlagerungstests bei einer Aufbewahrung in einer Umgebungstemperatur von etwa 85°C eine Austrocknung vom Rand her festgestellt wird. Gerade bei elektrochromen Elementen der genannten Art ist somit in einer fortschreitenden Randzone ein Verlust an Schaltgeschwindigkeit und später auch an Schalthub festzustellen, so dass das elektrisch aktive Element für einen Großserieneinsatz beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich nur bedingt geeignet ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch aktives Element der oben genannten Art anzugeben, dass eine noch weiter verbesserte Abdichtung des zwischen der Frontwand und der Rückwand angeordneten elektrisch ansteuerbaren Mehrschichtsystems gegenüber auftretenden Störstoffen aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Frontwand und die Rückwand in ihrem Randbereich über eine Anzahl von aus einer im Vergleich zur Rückwand verformbareren Dichtungsfolie gebildeten Dichtelementen dichtend miteinander verbunden sind.
Unter verformbar ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass die Dichtungsfolie durch geeignete Parameterwahl, also beispielsweise durch geeignete Materialwahl, durch einen geeigneten Strukturaufbau wie beispielsweise eine Schichtstruktur und/oder durch geeignete Dimensionierung wie insbesondere geeignete Dickenwahl bei Beaufschlagung des aus der Rückwand und der Dichtungsfolie gebildeten Gesamtsystems mit lateralen Kräften eine Deformation ausbildet, bevor die Rückwand dies tut. Als eine geeignete Kenngröße hierfür kann insbesondere auf das Produkt aus Biegemodul E der Dichtungsfolie bzw. der Rückwand, beispielsweise ermittelbar über einen Biegeversuch nach der Norm DIN 53452, und der dritten Potenz der Dicke a³ zurückgegriffen werden. Vorteilhafterweise weist das Produkt dieser Größen E·a³ für die Dichtungsfolie einen zumindest um den Faktor zwei kleineren Wert auf als für die Rückwand. Dies kann z.B. durch einen um den Faktor zwei geringeren Biegemodul der Dichtungsfolie und/oder eine entsprechend reduzierte Dicke im Vergleich zur Rückwand erreicht werden.
Desweiteren ist unter „verformbar" vorzugsweise auch „permanent verformbar" zu verstehen. Insbesondere sollte durch die geeignete Materialwahl und Dimensionierung der als Dichtelement vorgesehenen Dichtungs- oder Randversiegelungsfolie gezielt sichergestellt werden, dass aufgrund von deren besonderer Verformbarkeit eine bleibende und somit die gewünschte Dichtwirkung unterstützende oder zumindest nicht behindernde Verformung während des Anbringens oder der Herstellung des Elements entsteht. Dazu ist die Dichtungsfolie gerade im Vergleich mit der vergleichsweise steifen Rückwand vorteilhafterweise derart gewählt, dass sie nach einem Umknicken durch Beaufschlagen mit einem Prüfgewicht und anschließender Entlastung einen sich einstellenden Öffnungswinkel von nicht mehr als dem halben Öffnungswinkel vorzugsweise nicht mehr als einem Fünftel, besonders bevorzugt von nicht mehr als einem Zehntel des Öffnungswinkels der Rückwand unter vergleichbaren Versuchsbedingungen aufweist. Mit anderen Worten soll die Dichtungsfolie dabei derart beschaffen und bemessen sein, dass sie nach einem Umknicken um den Randbereich eine im Vergleich zur Rückwand deutlich verminderte Neigung zum Wiederaufstellen, die sich letztlich im genannten Öffnungswinkel ausdrückt, zeigt.
Zur Überprüfung dieser Eigenschaften können Dichtungsfolie einerseits und Rückwandmaterial andererseits einem geeigneten Laborversuch unter ansonsten gleichen Versuchsbedingungen unterzogen werden. Bei einem derartigen Laborversuch kann beispielsweise ein Teststreifen der zu untersuchenden Materials, also der Dichtfolie oder der Rückwand, einer vorgebbaren Ausdehnung von beispielsweise 40 mm Länge und 9 mm Breite über eine Länge von 23 mm vom Liner des Klebestreifens befreit werden. Anschließend kann ein etwa 3 mm breiter und zumindest 9 mm langer Streifen des abgetrennten Linermaterials abgetrennt und derart auf der Klebemasse des Testreifens aufgebracht werden, dass der Teststreifen über eine Länge von 20 mm mit Liner versehen und über eine Länge von 20 mm vom Liner befreit ist. Dieser so vorbereitete Teststreifen kann dann mit seiner freiliegenden Klebemasse derart auf eine Glasplatte aufgeklebt werden, dass 15 mm seines mit Liner versehenen Anteils über den Rand der Glasplatte hinausragen. Dieser Anteil kann sodann angehoben und in Richtung des aufgeklebten Streifenteils gezogen werden, wobei anschließend ein Prüfgewicht von etwa 1500 g schräg von außen so aufgesetzt wird, dass der Teststreifen am Ende des aufgeklebten Bereiches nach hinten umgeknickt wird. Nachdem das Prüfgewicht über eine Belastungsphase von zumindest etwa 5 min in dieser Position verblieben ist, kann es nach oben ab-gehoben werden. Anschließend kann der 3 mm breite separate Streifen des Liners von der Klebemasse abgezogen werden, ohne dass sich der Teststreifen verformt, so dass sich der im Knickbereich abgehobene Liner beim Aufrichten des Teststreifens nicht staucht und damit die Aufrichtung behindert. Nach einer vorgebbaren Relaxationszeit von beispielsweise einigen min oder einigen h kann zur Ermittlung des Öffnungswinkels die Höhe des aufgerichteten freien Endes des Teststreifens gemessen werden. Die Dichtungsfolie soll dabei somit einen im Vergleich zur Rückwand deutlich stärker ausgeprägten bleibenden Knick aufweisen.
Bei der Vorgabe der gezielt im Vergleich zur Rückwand erhöhten Verformbarkeit der Dichtfolie geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass zur Gewährleistung der erwünschten hohen Dichtigkeit gerade im Randbereich von Front- und Rückwand, in dem die auftretenden Undichtigkeiten vermehrt festgestellt wurden, zusätzliche Maßnahmen zur Abdichtung vorgenommen werden sollten. Daher sollte eine dichtende Verbindung zwischen Front- und Rückwand in deren Randbereich vorgesehen sein, die im Übrigen weitgehend an die allgemeinen Anforderungen an das elektrisch aktive Element angepasst ist. Insbesondere sollte dabei berücksichtigt sein, dass die gewünschte hohe Dichtigkeit auch bei stark variierenden Umgebungsbedingungen, insbesondere auch bei stark variierenden Umgebungstemperaturen gewährleistet sein sollte. Es sollte daher im Randbereich zwischen Frontwand und Rückwand ein geeignet ausgestaltetes Dichtelement vorgesehen sein, das einerseits die Dichtigkeit des Systems im Randbereich verstärkt oder gewährleistet, andererseits aber auch infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnungen von Front- und Rückwand bei variierenden Umgebungstemperaturen auftretende Längen- oder Lagenänderungen geeignet kompensieren kann. Dazu ist vorgesehen, die Front- und die Rückwand in ihrem Randbereich über geeignet gewählte Folienelemente dichtend miteinander zu verbinden, wobei die dazu verwendete Folie durch eine ausreichend bemessene Elastizität auch die Kompensation thermisch induzierter Längenänderungen gewährleisten kann.
Vorteilhafterweise ist das die Rückwand bildende Klebeband gemäß der WO 2006067197 ausgebildet, wobei der die Rückwand bildende Träger einen oberen, von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil aufweist, und wobei der metallische Schichtteil zwischen dem oberen und dem unteren Folienteil angeordnet ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des die Rückwand bildenden Klebebandes sind der WO 2006067197 entnehmbar, deren Offenbarung auch in dieser Hinsicht vollständig miteinbezogen wird.
Vorteilhafterweise ist das elektrisch aktive Element als elektrochromes Element ausgestaltet und somit unter anderem zum Einsatz im Kraftfahrzeugbereich besonders geeignet. Dazu ist das elektrisch ansteuerbare Schichtsystem vorteilhafterweise als elektrochromes Schichtsystem, in besonders vorteilhafter Ausgestaltung als reines Festkörpersystem, ausgeführt.
Um gerade in Kombination mit einem elektrochromen Schichtsystem, insbesondere einem Festkörpersystem besonders günstige Eigenschaften der Rückwand hinsichtlich Materialkompatibilität einerseits und ausreichender Dichtigkeit andererseits zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise für den die Rückwand bildenden Träger der obere und/oder der untere Folienteil jeweils durch eine Kunststofffolie aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester oder einem Verbund aus mindestens zwei dieser und/oder der metallische Schichtteil durch eine Aluminiumschicht gebildet. Im Hinblick auf spezifisch vorgesehene Anwendungen, beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich als Rückblickspiegel, weisen dabei in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der untere und der obere Folienteil jeweils eine Dicke von etwa 20–100 μm, vorzugsweise von etwa 30–60 μm, ganz besonders bevorzugt von etwa 52 μm, und der metallische Schichtteil eine Dicke von etwa 15–25 μm, vorzugsweise von etwa 18–25 μm, ganz besonders bevorzugt von etwa 20 μm, auf.
Durch die Ausgestaltung der Rückwand als Klebeband und die flächige Verklebung des mehrschichtigen Trägers auf dem elektrisch ansteuerbaren Schichtsystem ist insbesondere bei kompakter Bauweise ein besonders inniger Materialkontakt und somit eine besonders hohe Materialhaftung und Robustheit des gesamten Bauteils erreichbar. Dazu ist die Klebemasse an der Außenseite des unteren Folienteils des Trägers der Rückwand vorteilhafterweise in einer mittleren Dicke von etwa 20 bis 120 μm, vorzugsweise von etwa 40 bis 60 μm, ganz besonders bevorzugt von etwa 42 μm, aufgebracht.
Um gerade auch im Randbereich die gewünschte Dichtigkeit auf besonders zuverlässige und wirkungsvolle Weise sicherstellen zu können, ist in vorteilhafter Ausgestaltung auch die dort als Dichtelement verwendete Folie als mehrschichtige Folie ausgeführt. Diese weist vorteilhafterweise zumindest einen oberen, von zumindest einer Kunststofffolie oder Lack gebildeten Folienteil sowie einen darunter angeordneten metallischen Schichtteil auf. Dieser kann über einen aufgebrachten Kleber, vorzugsweise aus EVA, Acryl, Polyurethan, mit der darunterliegenden Komponente, also in Teilbereichen der Rückwand, dem Substrat oder der Leiterbahn, verbunden sein. In alternativer vorteilhafter Ausgestaltung weist die als Dichtelement verwendete Folie noch einen unteren, ebenfalls von zumindest einer Kunststofffolie oder Lack gebildeten Folienteil auf, der in der Art einer Sandwich-Struktur gemeinsam mit dem oberen Folienteil die dazwischen angeordnete Metallschicht einschließt. Auch in dieser bevorzugten Ausführungsform kann der untere Folienteil über einen aufgebrachten Kleber, vorzugsweise aus EVA, Acryl, Polyurethan, mit der darunterliegenden Komponente, also in Teilbereichen der Rückwand, dem Substrat oder der Leiterbahn, verbunden sein. Vorteilhafterweise ist dabei für den das jeweilige Dichtelement bildenden Träger der obere und/oder der untere Folienteil durch eine Kunststofffolie aus Polyester, Polypropylen, Polyethylen oder einen Verbund aus einigen dieser Materialien hergestellt.
In den genannten vorteilhaften Ausführungsformen ist auch im Bereich der zusätzlich vorgesehenen Randversiegelung eine besonders hohe Dichtigkeit der verwendeten Dichtungsfolie erreichbar, die insbesondere durch die metallische Schicht gewährleistet wird. Die beidseitig der Metallschicht angeordneten Kunststofffolien sollen dabei insbesondere die elektrische Isolierung sowie den Korrosionsschutz der zwischen ihnen angeordneten Metallschicht sowie deren mechanischem Schutz dienen. Um dabei die gewünschte vergleichsweise hohe Elastizität gewährleisten zu können, sollte die Kunststofffolie in diesen Bereichen in ihrer Dicke unter Einhaltung der genannten Randbedingungen vorzugsweise vergleichsweise dünn gewählt sein.
Gerade im Hinblick auf die vorzugsweise vorgesehene Verwendung des elektrisch aktiven Elements als elektrochromes Element in einem Kraftfahrzeugspiegel sind vorteilhafterweise auch die für die Randversiegelung vorgesehenen Komponenten hinsichtlich Dimensionierung und Materialwahl geeignet ausgewählt. In dieser Hin sicht ist als besonders vorteilhafte Ausgestaltung vorgesehen, dass für den das jeweilige Dichtelement bildenden Träger der obere Folienteil durch eine Kunststofffolie aus Polyester und/oder der metallische Schichtteil durch eine Aluminiumschicht gebildet ist. Als Kleber wird dabei vorzugsweise EVA-Kleber verwendet. Zur Dimensionierung ist dabei vorteilhafterweise vorgesehen, dass für den das jeweilige Dichtelement bildenden Träger der obere Folienteil eine Dicke von etwa 5–100 μm, vorzugsweise von etwa 10–30 μm, besonders bevorzugt von etwa 12 μm, der metallische Schichtteil eine Dicke von etwa 5–100 μm, vorzugsweise von etwa 10–30 μm, besonders bevorzugt von etwa 12 μm, und gegebenfalls der untere Folienteil eine Dicke von etwa 5 bis 100 μm, vorzugsweise von etwa 10 bis 30 μm, besonders bevorzugt von etwa 12 μm, aufweisen.
Aufgrund der an sich dichten flächigen Ausgestaltung der für die Randversiegelung vorgesehenen Dichtelemente auf Folienbasis ist grundsätzlich mit Leckagen mehr oder weniger nur durch Diffusion durch den zwischen der Folienversiegelung oder dem jeweiligen Dichtelement und dem mit diesem jeweils verbundenen Element, also einerseits der Rückwand oder andererseits der Frontwand, gebildeten Spalt zu rechnen. Eine besonders hohe Dichtigkeit kann somit in einer ersten Näherung bereits durch einen ausreichend groß bemessenen Überlapp zwischen der Folienversiegelung oder dem Dichtelement einerseits und dem jeweiligen anderen Element, also der Frontwand oder der Rückwand, andererseits im Sinne einer Diffusionswegverlängerung erreicht werden. Um aber darüber hinaus noch eine besonders hohe Dichtigkeit zu gewährleisten, sind die genannten Spaltbereiche in besonders vorteilhafter Ausgestaltung zur weiteren Abdichtung noch mit zusätzlichen Dichtelementen versehen.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform wird dazu die das jeweilige Dichtelement bildende Dichtungsfolie in einem Randbereich mittels einer Klebstoff/Dichtstoff-Raupe gegenüber der Frontwand und/oder der Rückwand abgedichtet. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann die Klebstoff/Dichtstoff-Raupe an ihrer Oberfläche dabei mit einer Versiegelungsschicht versehen sein. Klebstoff/Dichtstoff-Raupen dieser Art und insbesondere mit einer zusätzlichen Versiegelungs schicht sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2005 062 088.4 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich Herstellung, Ausgestaltung und Materialwahl der Klebstoff/Dichtstoff-Raupen ausdrücklich und vollumfänglich in die vorliegende Offenbarung einbezogen wird („incorporation by reference").
In einer zweiten, alternativen oder zusätzlichen vorteilhaften Ausführungsform ist zu dem genannten Zweck der besonders günstigen Randabdichtung des Dichtelements ein in einem Randbereich zwischen der das Dichtelement bildenden Dichtungsfolie einerseits und der Frontwand oder der Rückwand andererseits gebildeter Randspalt durch eine Klebstofffüllung ausgegossen. Die Klebstofffüllung ist dabei insbesondere im Hinblick auf die angestrebte Verwendung als elektrochromes Element in einem Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel vorteilhafterweise aus Polyacrylat, Polyurethan, Epoxid, EVA oder einer Mischung dieser Komponenten gebildet. Dadurch kann die Dichtungsfolie zwar im Randbereich über den Klebstoff fixiert sein und ansonsten aber vergleichsweise beweglich gehalten werden, so dass eine erhöhte Dichtwirkung bereits aufgrund der damit erreichten Flexibilität und Unempfindlichkeit gegenüber mechanischen Beeinträchtigungen erreicht ist. Die erhöhte Beweglichkeit der Dichtungsfolie kann dabei durch den fehlenden Klebstoff oder auch durch einen Klebstoff zwischen Dichtungsfolie und Unterlage mit im Vergleich zur eigentlichen Klebstoffüllung reduzierter Scherfestigkeit erreicht sein.
Ein besonders flexibel und für vielfältige Anwendungsmöglichkeiten geeignetes elektrisch aktives Element ist bereitstellbar, indem in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung auf einem von der Rückwand und dem elektrisch ansteuerbaren Schichtsystem nicht bedeckten Randstreifen der Frontwand eine Anzahl von Leiterbahnen geführt ist, die von einem oder einigen der Dichtelemente dichtend abgedeckt ist oder sind. Damit ist eine gezielte Kontaktierung des elektrisch aktiven Schichtsystems in besonderer Weise erleichtert, wobei die Randversiegelungen in der Art einer Zusatzfunktion zum Schutz und zur Abdeckung der jeweiligen Leiterbahnen herangezogen werden können. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammen hang die Kombination der auf dem Randbereich der Frontwand geführten Leiterbahnen mit einem als Festkörpersystem ausgeführten elektrisch aktiven Schichtsystem, da in diesem Fall die Dicken von Schichtsystem einerseits und Leiterbahn andererseits geeignet aufeinander abgestimmt gewählt werden können, so dass die Randversiegelung die genannten Mehrfachzwecke besonders wirksam erfüllen kann. Vorteilhafterweise ist dabei die Leiterbahn mindestens um den Faktor 5 dicker gewählt als das elektrisch ansteuerbare Schichtsystem.
Um die Kontaktierung und Ansteuerung des elektrisch aktiven Schichtsystems von der Peripherie aus besonders zweckmäßig vornehmen zu können, weist die das Dichtelement bildende Dichtungsfolie in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung eine Anzahl von Aussparungen zur Durchführung von Leiterelementen auf. Zur Herstellung einer ausreichend hohen Dichtigkeit auch in den Durchstoßstellen sind diese vorteilhafterweise lokal mit Klebemasse oder Dichtmasse abgedichtet und/oder isoliert.
Zur konsequenten Vermeidung von Kurzschlüssen, die über den metallischen Folienanteil der Dichtungsfolie im Kontaktbereich mit Lötstellen oder anderen leitfähigen Bereichen des aktiven Elements entstehen könnten, weist die das Dichtelement bildende Dichtungsfolie vorteilhafterweise eine Mehrzahl von lateral benachbart zueinander angeordneten Segmenten auf, die in ihren Randbereichen miteinander überlappend angeordnet sind. Jedes dieser Segmente ist dabei vorzugsweise mit maximal nur einer Leiterdurchführung versehen, so dass selbst für den Fall, dass ein elektrischer Kontakt des metallischen Folienanteils dieses Segments mit dem jeweiligen Leiter entstehen sollte, aufgrund der Überlappung im Randbereich über die obere bzw. untere, aus nichtleitendem Kunststoff bestehende Folie eine zuverlässige elektrische Isolierung gegenüber dem metallischen Folienanteil des Nachbarsegments und den mit diesem möglicherweise in leitender Verbindung stehenden Elementen gewährleistet ist.
Für eine noch weiter erhöhte Kurzschlusssicherheit ist in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sichergestellt, dass jedes Segment lediglich an maximal einer seiner Schnittkanten die möglicherweise elektrisch leitfähige Unterlage berührt. Dazu ist vorteilhafterweise zumindest eines der Segmente im Überlappungsbereich mit einem ersten benachbarten Segment unterhalb von diesem und im Überlappungsbereich mit einem zweiten benachbarten Segment oberhalb von diesem angeordnet ist.
Vorteilhafterweise ist das elektrisch aktive Element als elektrochromes Element ausgeführt, wobei als Frontwand ein transparentes Frontglas, alternativ auch ein Kunststoff, und als elektrisch ansteuerbares Schichtsystem ein elektrochromes Schichtsystem, vorzugsweise als Festkörpersystem, vorgesehen ist. Das elektrisch aktive Element wird vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel eingesetzt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Anbringung einer Randversiegelung aus einer im Vergleich zur Rückwand elastischeren oder leichter verformbaren Dichtungsfolie zwischen der Frontwand und der Rückwand des elektrisch aktiven Elements eine besonders hohe, auch für den alltäglichen Einsatz in vergleichsweise widrigen Umgebungsbedingungen geeignete Dichtheit des Gesamtsystems bei vergleichsweise einfach gehaltener Bauweise erreichbar ist. Insbesondere durch die Ausgestaltung der Randversiegelung als vergleichsweise elastische oder leicht verformbare Dichtungsfolie kann dabei auch wechselnden Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise vergleichsweise großen Temperaturschwankungen, Rechnung getragen werden, wobei selbst eine unterschiedliche Wärmeausdehnung von Frontwand einerseits und Rückwand andererseits durch die geeignete Elastizität der Randversiegelung ohne Dichtheitsverluste kompensiert werden kann.
Gerade durch die Kombination einer vergleichsweise steifen oder dicken Rückwand oder Rückwandfolie mit einer vergleichsweise verformbareren, elastischeren und/oder dünneren Versiegelungsfolie im Seitenbereich kann dabei mehreren an sich divergierenden Auslegungszielen Rechnung getragen werden: die die Rückwand bildende Rückfolie kann mechanisch hinreichend stabil gewählt sein, um automatisch verarbeitet werden zu können, so dass beispielsweise das Auftreten von Blasen beim Auflaminieren verhindert wird. Da diese Folie unmittelbar auf dem aktiven Schichtsystem angeordnet ist, schützt sie auch dieses vor Verletzungen und Druckstellen, die zu sichtbaren Änderungen der Färbedynamik führen und damit beim Schaltvorgang optisch stören können. Andererseits ermöglicht die hinreichend dünne oder elastische Folie der Randversiegelung, dass diese sich dem Substratrand und/oder der „Randtopographie" geeignet anpassen kann, so dass beispielsweise ein Umbördeln möglich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen die 1 bis 5 schematisch jeweils ein elektrisch aktives Element, insbesondere ein elektrochromes Element in einem Kraftfahrzeugspiegel, ausschnittsweise im Querschnitt, und die 6 und 7 jeweils einen Material-Teststreifen im Knickversuch.
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Das elektrisch aktive Element 1, 1', 1'', 1''' gemäß den 1 bis 4 ist jeweils zum Einsatz als elektrochromes Element in einem Rückblickspiegel in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Es umfasst jeweils als Frontwand 2 ein transparentes Frontglas, das in der Art eines Substrats ein darauf angeordnetes elektrochromes Schichtsystem 4 und die dazu erforderliche Kontaktierung trägt. Anstelle des Frontglases könnte die Frontwand 2 dabei auch aus Kunststoff ausgeführt sein.
Das elektrochrome, elektrisch ansteuerbare Schichtsystem 4 ist im Ausführungsbeispiel als Festkörperelektrolytsystem ausgeführt und umfasst insbesondere in an sich bekannter, nicht näher dargestellter Weise eine Ionenspeicherschicht, eine transparente Festkörperelektrolytschicht, eine elektrochrome Elektrodenschicht sowie eine Reflektorschicht. Die elektrochrome Elektrodenschicht kann dabei insbesondere aus Molybdänoxid, Titanoxid, Vanadiumoxid, Nioboxid, Chromoxid, Manganoxid, Eisenoxid, Kobaltoxid, Nickeloxid, Rhodiumoxid, Tantaloxid, Iridiumoxid und/oder aus Wolframoxid und/oder deren Mischungen gebildet sein. Die Festkörperelektrolytschicht hingegen kann beispielsweise aus Zirkonoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Selenoxid und/oder aus Tantaloxid gebildet sein. Zur Bildung der Ionenspeicherschicht können Iridiumoxid, Iridium-Magnesiumoxid, Nickeloxid, Nickel-Magnesiumoxid, Manganoxid, Kobaltoxid, Titan-Vanadiumoxid und/oder Iridium-Tantaloxid vorgesehen sein. Selbstverständlich können zur Bildung der genannten Schichten des elektrochromen Schichtsystems 4 auch noch andere geeignete Materialien zum Einsatz kommen; darüber hinaus kann auch eine abweichende Anzahl oder Abfolge der einzelnen Schichten vorgesehen sein.
Das Schichtsystem 4 ist rückseitig von einer Rückwand 6 bedeckt, wobei als Rückwand 6 eine Versiegelungsfolie mit geeignet gewählter Klebemasse vorgesehen ist. Dabei ist die Rückwand 6 als Klebeband mit einem mehrschichtigen Träger 8 ausgeführt, der zumindest einen oberen, von einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil 10 und einen unteren, von einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil 12 sowie einen zwischen dem oberen und dem unteren Folienteil 10, 12 angeordneten metallischen Schichtteil 14 aufweist. Auf der Außenseite des unteren Folienteils 12 ist der Träger 8 dabei mit einer Klebemasse versehen, die nach Aufbringen der Rückwand 6 unmittelbar auf dem Schichtsystem 4 zu liegen kommt und mit diesem eine innige Verbindung bildet. Der genannte Aufbau der Rückwand 6 ist aus Gründen der Einfachheit lediglich in 1 näher gezeigt, bei allen anderen Ausführungsbeispielen aber in gleichem Maße verwirklicht. Hinsichtlich Herstellung, Materialwahl, weiterem Aufbau und dergleichen ist die Rückwand 6 als Klebeband gemäß der Offenbarung der WO 2006067197 ausgeführt, deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich einbezogen wird.
Im Hinblick auf die Anforderungen gerade beim Einsatz als Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel und zur Einhaltung zuverlässiger Arbeitswerte auch unter wechselnden und widrigen Umgebungsbedingungen ist das elektrisch aktive Element 1, 1', 1'', 1''' derart ausgeführt, dass das elektrochrome Schichtsystem 4 ausreichend gegenüber der Umwelt oder Umgebung abgedichtet ist. Dazu sind einerseits die Frontwand 2 und die Rückwand 6 derart geeignet gewählt, dass sie flä chig eine ausreichend hohe Dichtigkeit aufweisen, so dass durch sie hindurch Wasser, Lösungsmittel oder dergleichen nicht in das zwischen ihnen angeordnete Schichtsystem 4 eindringen können. Zur Gewährleistung einer ausreichend hohen flächigen Dichtigkeit ist für den die Rückwand 6 bildenden Träger 8 der obere und/oder der untere Folienteil 10, 12 jeweils durch eine Kunststofffolie aus Polyester und/oder der metallische Schichtteil 14 durch eine Aluminiumschicht gebildet. Gerade im Hinblick auf die vorgesehenen Anwendungszwecke als elektrochromes Element in einem Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel sind dabei die Dimensionierungen geeignet gewählt, wobei der untere und der obere Folienteil 12, 10 jeweils eine Dicke von etwa 52 μm und der metallische Schichtteil 14 eine Dicke von etwa 20 μm aufweisen. Die in 1 nicht näher dargestellte Klebemasse ist hingegen in einer mittleren Dicke von etwa 50–60 μm aufgebracht. Um aber die erforderliche Dichtigkeit gerade auch in den Randbereichen sicher zu stellen, in denen die Rückwand 6 unter Spaltbildung auf der Frontwand 2 aufliegt, ist das elektrisch aktive Element 1 an seinem Außenrand umlaufend mit einer Anzahl von Dichtelementen 20 versehen, die die Frontwand 2 und die Rückwand 6 dichtend miteinander verbinden.
Die Dichtelemente 20 sind dabei spezifisch dafür ausgelegt, zwei eigentlich divergierende Auslegungsziele zuverlässig erfüllen zu können. Einerseits sind die Dichtungselemente 20 nämlich dafür ausgelegt, selbst bei lokalen Positionsveränderungen der Rückwand 6 relativ zur Frontwand 2, wie sie gerade in den Randbereichen beispielsweise aufgrund von Spannungen infolge thermischer Ausdehnung oder Kontraktion, aufgrund mechanischer Spannungen oder infolge von Feuchtigkeitsaufnahme entstehen könnten, vergleichsweise elastisch zu reagieren. Dementsprechend sind die Dichtelemente 20 für eine ausreichend hohe mechanische Verformbarkeit ausgelegt, um die genanten Spannungen kompensieren zu können. Andererseits sind die Dichtelemente 20 aber auch für die Einhaltung einer ausreichend hohen Dichtigkeit selbst bei derartig auftretenden Verformungen ausgelegt.
Um diese einander eigentlich widersprechenden Auslegungsziele zuverlässig erfüllen zu können, sind die Dichtelemente 20 ihrerseits als Dichtungsfolien ausgebildet, wobei die jeweilige Dichtungsfolie derart ausgewählt ist, dass sie im Vergleich zur Rückwand 6 flexibler oder verformbarer ist und/oder elastischere Eigenschaften aufweist. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Materialwahl und/oder durch geeignete Dimensionierung, insbesondere eine vergleichsweise dünne Ausführung der als Dichtelement 20 verwendeten Dichtungsfolie, erreicht sein.
Insbesondere ist unter „verformbar" dabei „permanent verformbar" zu verstehen. Im Ausführungsbeispiel ist unter anderem durch die geeignete Materialwahl und Dimensionierung der als Dichtelement 20 vorgesehenen Dichtungs- oder Randversiegelungsfolie gezielt sichergestellt, dass aufgrund von deren besonderer Verformbarkeit eine bleibende und somit die gewünschte Dichtwirkung unterstützende oder zumindest nicht behindernde Verformung während des An-bringens oder der Herstellung des Elements entsteht. Dazu ist die Dichtungsfolie gerade im Vergleich mit der vergleichsweise steifen Rückwand 6 derart ausgelegt, dass sie nach einem Umknicken durch Beaufschlagen mit einem Prüfgewicht und anschließender Entlastung einen sich einstellenden Öffnungswinkel von nicht mehr als dem halben Öffnungswinkel der Rückwand unter vergleichbaren Versuchsbedingungen aufweist. Mit anderen Worten soll die Dichtungsfolie dabei derart beschaffen und bemessen sein, dass sie nach einem Umknicken um den Randbereich eine im Vergleich zur Rückwand deutlich verminderte Neigung zum Wiederaufstellen, die sich letztlich im genannten Öffnungswinkel ausdrückt, zeigt.
Zur Überprüfung dieser Eigenschaften können Dichtungsfolie einerseits und Rückwandmaterial andererseits einem geeigneten Laborversuch unter ansonsten gleichen Versuchsbedingungen unterzogen werden, dessen Phasen schematisch in den 6 und 7 gezeigt sind. Bei einem derartigen Laborversuch wird ein Teststreifen 50 des zu untersuchenden Materials, also der Dichtfolie oder der Rückwand, einer vorgebbaren Ausdehnung von 40 mm Länge und 9 mm Breite über eine Länge von 23 mm vom Liner 52 des Klebestreifens befreit. Anschließend wird ein etwa 3 mm breiter und zumindest 9 mm langer Streifen 54 des Liners 52 abge-trennt und derart auf der Klebemasse des Testreifens 50 aufgebracht, dass der Teststreifen 50 in einem ersten Bereich 56 über eine Länge von 20 mm mit Liner 52 versehen und in einem zweiten Bereich 58 über eine Länge von 20 mm vom Liner 52 befreit ist. Dieser so vorbereitete Teststreifen 50 wird dann mit seiner freiliegenden Klebemasse derart auf eine Glasplatte 60 aufgeklebt, dass 15 mm seines mit Liner 52 versehenen Anteils über den Rand 62 der Glasplatte hinausragen. Dieser Anteil wird sodann angehoben und wie in 6 durch den Pfeil 64 angedeutet in Richtung des aufgeklebten Streifenteils gezogen, wobei anschließend ein Prüfgewicht von etwa 1500 g schräg von außen so aufgesetzt wird, dass der Teststreifen 50 am Ende des aufgeklebten Bereiches nach hinten umgeknickt wird. Das Prüfgewicht 66 ist dabei im Ausführungsbeispiel als im wesentlichen zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 100 mm aufgeführt. Es wird derart aufgesetzt, dass seine Mitte während der Belastung 15 mm hinter dem Streifenende liegt, so dass sich die Ränder des Prüfgewichts 66 in der Belastungsphase 65 mm hinter dem Streifenende bzw. 15 mm vor dem Knick befinden.
Nachdem das Prüfgewicht 66 über eine Belastungsphase von zumindest etwa 5 min in dieser Position verblieben ist, wird es wie in 7 angedeutet nach oben abgehoben. Anschließend wird der 3 mm breite separate Streifen 54 des Liners 52 von der Klebemasse abgezogen, ohne dass sich der Teststreifen 50 verformt, so dass sich der im Knickbereich abgehobene Liner 52 beim Aufrichten des Teststreifens 50 nicht staucht und damit die Aufrichtung behindert. Nach einer vorgebbaren Relaxationszeit von beispielsweise einigen min oder einigen h wird zur Ermittlung des Öffnungswinkels 70 die Höhe des aufgerichteten freien Endes 72 des Teststreifens gemessen werden. Die Dichtungsfolie soll dabei somit einen im Vergleich zur Rückwand 6 deutlich stärker ausgeprägten bleibenden Knick aufweisen, wobei der Öffnungswinkel 70 der Rückwand 6 zumindest doppelt so groß sein sollte wie der Öffnungswinkel 70 der Dichtungsfolie.
Für die nachfolgend definierten Ausführungsbeispiele wurden bei diesem Versuch als Öffnungswinkel 70 bei einer Belastungsphase von 5 min. 76° für die Rück wand 6 und 2° für die Dichtungsfolie und bei einer Belastungsphase von 30 min. für die Rückwand 6 77° und für die Dichtungsfolie 2° ermittelt.
Für eine ausreichend hohe Dichtwirkung ist auch das jeweilige Dichtelement 20 analog zur Rückwand 6 als mehrschichtige Folie ausgeführt, die zumindest einen oberen und einen unteren, jeweils von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil sowie einen zwischen dem oberen und dem unteren Folienteil angeordneten metallischen Schichtteil aufweist. Für das jeweilige Dichtelement 20 ist dabei der obere Folienteil durch eine Kunststofffolie aus EVA-Kleber, der metallische Schichtteil durch eine Aluminiumschicht und der untere Folienteil durch eine Kunststofffolie aus Polyester gebildet. Der obere Folienteil weist dabei eine Dicke von etwa 12 μm und der metallische Schichtteil eine Dicke von etwa 12 μm auf.
Zusätzlich ist auf einem von der Rückwand 6 und dem elektrisch ansteuerbaren Schichtsystem 4 nicht bedeckten Randstreifen der Frontwand 2 eine Anzahl von Leiterbahnen 22 geführt, die ebenfalls von den jeweiligen Dichtelementen 20 dichtend abgedeckt sind. Diese Leiterbahnen können insbesondere zur geeigneten Kontaktierung des Schichtsystems 4 geeignet geführt sein, wobei durch die Abdeckung durch die Dichtelemente 20 in der Art einer Doppelfunktion noch ein ausreichender Schutz der Leiterbahnen 22 gegenüber Beschädigung oder Verunreinigung gewährleistet werden kann.
Die Dichtelemente 20 sind hinsichtlich ihrer Beschaffenheit, Materialwahl und dergleichen für eine besonders hohe Dichtwirkung des Randbereichs zwischen Frontwand 2 und Rückwand 6 ausgestaltet. Dazu kann ergänzend zur eigentlichen Dichtwirkung des jeweiligen Dichtelements 20 vorgesehen sein, dass die das jeweilige Dichtelement 20 bildende Dichtungsfolie in einem Randbereich mittels einer Klebstoff/Dichtstoff-Raupe 24 abgedichtet ist, wie dies in den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 3 gezeigt ist.
Die Klebstoff/Dichtstoff-Raupe 24 ist dabei jeweils aus einem geeignet gewählten, ausreichend elastischen Material, wie beispielsweise einem Acrylat- oder Epoxid- oder Urethan-basierten Klebstoff/Dichtstoff, wie beispielsweise Polyacrylat, Polyurethan, Epoxid oder EVA gebildet. Des Weiteren ist die jeweilige Klebstoffraupe 24 im Ausführungsbeispiel an ihrer Oberfläche mit einer Versiegelungsschicht versehen. Eine derartige, mit einer Versiegelungsschicht versehene Klebstoffraupe ist aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2005 062088.4 bekannt, deren Offenbarung bezüglich Art, Beschaffenheit und Herstellung der Klebstoff/Dichtungsraupen vollumfänglich mit einbezogen wird.
Über die Ausstattung mit den Klebstoff/Dichtstoffraupen 24 hinaus kann für eine ausreichende Dichtigkeit des Gesamtsystems das jeweilige Dichtelement 20 auch noch geeignet dimensioniert sein. Dabei liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass verbleibende Leckagen angesichts der Dichtheit der verwendeten Dichtungsfolie im Wesentlichen durch Diffusionsvorgänge zwischen dem jeweiligen Dichtungselement 20 und der Frontwand 2 bzw. der Rückwand 6 bedingt sind. Um dabei die Diffusionswege zu verlängern und dementsprechend die Dichtwirkung zu erhöhen, kann der Überlapp zwischen dem jeweiligen Dichtungselement 20 und der Frontwand 2 bzw. der Rückwand 6 geeignet großflächig ausgestaltet sein. Beispielsweise zeigt das Ausführungsbeispiel nach 2 im Vergleich zum Ausführungsbeispiel nach 1, dass das Dichtungselement 20 um eine Kante der Frontwand 2 herum bis in dessen Randbereich gezogen sein kann. Im Ausführungsbeispiel nach 3 ist hingegen das Dichtelement 20 um beide Kanten herum bis auf die Rückseite der Frontwand 2 gezogen, wobei andererseits auch der Überlapp mit der Rückwand 6 vergleichsweise groß gewählt wurde. Insbesondere ist beim Ausführungsbeispiel nach 3 das Dichtelement 20 derart ausgeführt, dass es die Rückwand 6 vollständig flächig bedeckt und die Rückwand 6 auch am in der Figur nicht erkennbaren anderen Ende dichtend mit der Frontwand 2 verbindet.
Alternativ oder zusätzlich kann, wie dies in 4 gezeigt ist, ein in einem Randbereich zwischen der das Dichtelement 20 bildenden Dichtungsfolie einerseits und der Frontwand 2 oder der Rückwand 6 andererseits gebildeter Randspalt 26 durch eine Klebstofffüllung 28 ausgegossen sein, die gegebenenfalls die Klebstoffrau pe 24 ergänzt oder diese von der Dichtungswirkung her ersetzt. Die Klebstofffüllung 28 ist dabei im Ausführungsbeispiel aus Polyacrylat, Polyurethan, Epoxid, EVA oder einer Mischung dieser Komponenten gebildet.
Im Ausführungsbeispiel nach 5 ist das elektrisch aktive Element 1'''' gezielt zur Vermeidung von Kurzschlüssen in den unter dem Dichtelement 20 positionierten Leiterbahnen 22 oder leitfähigen Schichten und insbesondere zwischen lateral voneinander isolierten, durch Trennstellen 40 elektrisch voneinander getrennten Leitungsbereichen 29 ausgelegt. Dabei ist unter anderem dem Umstand Rechnung getragen, dass zur Kontaktierung dieser leitfähigen Bereiche unterhalb des Dichtelements 20 Anschlussdrähte oder Leiterelemente 30 vorgesehen sind, die an geeignet gewählten Stellen durch die das Dichtelement 20 bildende Dichtungsfolie hindurchgeführt sind. Zur Durchführung dieser Leiterelemente 30 weist die das Dichtelement 20 bildende Dichtungsfolie eine Anzahl von Aussparungen 32 auf.
Bei einer derartigen Anordnung könnten unerwünschte Kurzschlüsse zwischen verschiedenen Leitungsbereichen 29 auftreten, wenn die Leiterelemente 30 im Bereich der jeweiligen Aussparungen 32 in elektrisch leitenden Kontakt mit dem metallischen Folienanteil der das Dichtelement 20 bildenden Dichtungsfolie geraten. Um derartige Kurzschlüsse sicher zu vermeiden, ist die das Dichtelement 20 bildende Dichtungsfolie segmentiert ausgeführt und weist eine Mehrzahl von lateral benachbart zueinander angeordneten Segmenten 34 auf, die in ihren Randbereichen 36 miteinander überlappend angeordnet sind. Jedes dieser Segmente 34 ist dabei mit maximal nur einer Aussparung 32 versehen. Selbst für den Fall, dass ein elektrischer Kontakt des metallischen Folienanteils dieses Segments 34 mit dem jeweiligen Leiterelement 30 entstehen sollte, ist somit aufgrund der Überlappung im Randbereich 36 über die obere bzw. untere, aus nichtleitendem Kunststoff bestehende Folie eine zuverlässige elektrische Isolierung gegenüber dem metallischen Folienanteil des Nachbarsegments und den mit diesem möglicherweise in leitender Verbindung stehenden Elementen gewährleistet.
Weiterhin ist dabei das in der Darstellung nach 5 linke Segment 34 im Überlappungsbereich mit einem ersten benachbarten Segment 34 unterhalb von diesem und im Überlappungsbereich mit der Rückwand 6 oberhalb von dieser angeordnet, so dass im Querschnitt eine näherungsweise z-förmige Struktur des Segments 34 vorliegt. Dadurch ist für noch weiter erhöhte Kurzschlusssicherheit sichergestellt, dass jedes Segment 34 lediglich an maximal einer seiner Schnittkanten die möglicherweise elektrisch leitfähige Unterlage berührt.

1: Element
2: Frontwand
4: Schichtsystem
6: Rückwand
8: Träger
10: Folienteil
12: Folienteil
14: Schichtteil
20: Dichtelement
22: Leiterbahnen
24: Klebstoff/Dichtstoff-Raupe
26: Randspalt
28: Klebstofffüllung
29: Leitungsbereich
30: Leiterelement
32: Aussparung
34: Segment
36: Randbereich
40: Trennstelle
50: Teststreifen
52: Liner
54: Streifen
56, 58: Bereich
60: Glasplatte
62: Rand
64: Pfeil
66: Prüfgewicht
70: Öffnungswinkel
72: Ende

Claims

Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') mit einem zwischen einer Frontwand (2) und einer Rückwand (6) angeordneten elektrisch ansteuerbaren Schichtsystem (4), wobei die Rückwand (6) als Klebeband mit einem mehrschichtigen Träger (8) ausgeführt ist, der zumindest einen unteren, von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil (12) sowie einen auf dem unteren Folienteil (12) angeordneten metallischen Schichtteil (14) aufweist, und der auf der Außenseite des unteren Folienteils (12) mit einer Klebemasse versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontwand (2) und die Rückwand (6) in ihrem Randbereich über eine Anzahl von aus einer im Vergleich zur Rückwand (6) verformbareren Dichtungsfolie gebildeten Dichtelementen (20) dichtend miteinander verbunden sind.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 1, bei dem die Dichtungsfolie derart gewählt ist, dass sie nach einem Umknicken durch Beaufschlagen mit einem Prüfgewicht und anschließender Entlastung einen sich einstellenden Öffnungswinkel von nicht mehr als dem halben Öffnungswinkel, bevorzugt ein Fünftel, besonders bevozugt ein Zehntel des Öffnungswinkels, der Rückwand (6) unter vergleichbaren Versuchsbedingungen aufweist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der die Rückwand (6) bildende Träger (8) einen oberen, von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil (10) aufweist, wobei der metallische Schichtteil (14) zwischen dem oberen und dem unteren Folienteil (10, 12) angeordnet ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Produkt E·a³ aus Biegemodul E und der dritten Potenz der Dicke a für die Dichtungsfolie einen zumindest um den Faktor zwei kleineren Wert aufweist als für die Rückwand (6).
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dessen elektrisch ansteuerbares Schichtsystem (4) als elektrochromes Schichtsystem, vorzugsweise als reines Festkörpersystem, ausgeführt ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem für den die Rückwand (6) bildenden Träger (8) der obere und/oder der untere Folienteil (10, 12) jeweils durch eine Kunststofffolie aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester oder Verbunden dieser und/oder der metallische Schichtteil (14) durch eine Aluminiumschicht gebildet ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 6, bei dem der untere und der obere Folienteil (10, 12) jeweils eine Dicke von etwa 20 bis 100 μm, vorzugsweise von etwa 30 bis 60 μm, und der metallische Schichtteil (14) eine Dicke von etwa 10 bis 25 μm, vorzugsweise von etwa 18 bis 25 μm, ganz besonders bevorzugt von etwa 20 μm, aufweisen.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Klebemasse in einer mittleren Dicke von etwa 20 bis 120 μm, vorzugsweise von etwa 40 bis 60 μm, ganz besonders bevorzugt von etwa 42 μm, aufgebracht ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das oder jedes Dichtelement (20) als mehrschichtige Folie ausgeführt ist, die zumindest einen oberen, von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil sowie einen unter diesem angeordneten metallischen Schichtteil aufweist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 9, bei dem das oder jedes Dichtelement (20) einen unteren, von zumindest einer Kunststofffolie gebildeten Folienteil umfasst, wobei der metallische Schichtteil zwischen dem oberen und dem unteren Folienteil angeordnet ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 9 oder 10, bei dem für den das jeweilige Dichtelement (20) bildenden Träger der obere bzw. der untere Folienteil durch eine Kunststofffolie aus Polyester, Polypropylen, Polyethylen und/oder der metallische Schichtteil durch eine Aluminiumschicht gebildet ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem das oder jedes Dichtelement über eine Klebstoffschicht, insbesondere aus EVA-Kleber, an der lokal jeweils darunterliegenden Komponente befestigt ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem für den das jeweilige Dichtelement (20) bildenden Träger der obere Folienteil eine Dicke von etwa 5 bis 100 μm, vorzugsweise von etwa 10 bis 30 μm, besonders bevorzugt von etwa 12 μm, der metallische Schichtteil eine Dicke von etwa 5 bis 100 μm, vorzugsweise von etwa 10 bis 30 μm, besonders bevorzugt von etwa 12 μm, und ggf. der untere Folienteil eine Dicke von etwa 5 bis 100 μm, vorzugsweise von etwa 10 bis 30 μm, besonders bevorzugt von etwa 12 μm, aufweisen.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem die das jeweilige Dichtelement (20) bildende Dichtungsfolie in einem Randbereich mittels einer Klebstoff/Dichtstoff-Raupe (24) gegenüber der Frontwand (2) und/oder der Rückwand (6) abgedichtet ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 14, bei dem die Klebstoff/Dichtstoff-Raupe (24) an ihrer Oberfläche mit einer Versiegelungsschicht versehen ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem ein in einem Randbereich zwischen der das Dichtelement (20) bildenden Dichtungsfolie einerseits und der Frontwand (2) oder der Rückwand (6) andererseits gebildeter Randspalt (26) mit einer Klebstofffüllung (28) versehen ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 16, dessen Klebstofffüllung (28) aus Polyacrylat, Polyurethan, Epoxid, EVA oder einer Mischung dieser Komponenten gebildet ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei dem auf einem von der Rückwand (6) und dem elektrisch ansteuerbaren Schichtsystem (4) nicht bedeckten Randstreifen der Frontwand (2) eine Leiterbahn (22) geführt ist, die von einem oder einigen der Dichtelemente (20) dichtend abgedeckt ist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 18, bei dem die Leiterbahn (22) eine mindestens um den Faktor 5 größere Dicke aufweist als das elektrisch ansteuerbare Schichtsystem (4).
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem die das Dichtelement (20) bildende Dichtungsfolie eine Anzahl von Aussparungen (32) zur Durchführung von Leiterelementen (30) aufweist.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem die das Dichtelement (20) bildende Dichtungsfolie eine Mehrzahl von lateral benachbart zueinander angeordneten Segmenten (34) aufweist, die in ihren Randbereichen (36) miteinander überlappend angeordnet sind.
Elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach Anspruch 21, bei dem zumindest eines der Segmente (34) im Überlappungsbereich mit einem ersten benachbarten Segment (34) unterhalb von diesem und im Überlappungs bereich mit einem zweiten benachbarten Segment (34) oder mit der Rückwand (6) oberhalb von diesem bzw. dieser angeordnet ist.
Elektrochromes Element, das als elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 22 ausgebildet ist, wobei als Frontwand (2) ein transparentes Frontglas und als elektrisch ansteuerbares Schichtsystem (4) ein elektrochromes Schichtsystem vorgesehen ist.
Kraftfahrzeugspiegel, der ein elektrisch aktives Element (1, 1', 1'', 1''', 1'''') nach einem der Ansprüche 1 bis 22 aufweist.