DE102018126263A1 - interference film - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrochrome Vorrichtung 1, die als elektrochemisches Element aus mindestens zwei transparenten Folien 2, 3 aufgebaut ist, wobei eine der Folien mit einer transparenten Beschichtung 4 leitfähig beschichtet und als Elektrode vorgesehen ist. Zwischen den beiden Folien 2, 3 ist eine elektrisch leitfähige Elektrolytschicht 5 angeordnet, die in Kontakt mit einer ebenfalls zwischen den Folien angeordneten Gegenelektrode 7 ist.

Figure DE102018126263A1_0000
The present invention relates to an electrochromic device 1, which is constructed as an electrochemical element of at least two transparent films 2, 3, wherein one of the films with a transparent coating 4 is coated conductive and provided as an electrode. Between the two films 2, 3, an electrically conductive electrolyte layer 5 is arranged, which is in contact with a likewise disposed between the films counter electrode 7.
Figure DE102018126263A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrochrome Vorrichtung, die als elektrochemisches Element aus mindestens zwei transparenten Folien aufgebaut ist, wobei eine der Folien mit einer transparenten Beschichtung leitfähig beschichtet ist und im elektrochemischen Element als Elektrode vorgesehen ist. Zwischen den beiden Folien ist eine elektrisch leitfähige Elektrolytschicht angeordnet, die in Kontakt mit einer ebenfalls zwischen den Folien angeordneten Gegenelektrode ist.The present invention relates to an electrochromic device, which is constructed as an electrochemical element of at least two transparent films, wherein one of the films is coated with a transparent conductive coating and is provided in the electrochemical element as an electrode. Between the two films, an electrically conductive electrolyte layer is arranged, which is in contact with a likewise disposed between the films counter electrode.

Elektrochrome Vorrichtungen werden derzeit insbesondere für Fahrzeug- und Gebäudeverglasungen eingesetzt, um je nach Wunsch transparente Systeme einzufärben und so einfallendes sichtbares Licht zu absorbieren. Ein typisches Beispiel für den Einsatz von elektrochromen Systemen sind abblendbare Rückspiegel, wobei eine Folie hinter dem Spiegelglas angeordnet ist und je nach anliegender Spannung heller oder dunkler reflektiert. Die elektrochrome Vorrichtung besteht üblicherweise aus zwei jeweils auf einem eigenen Träger aufgebrachten Elektroden und einem zwischen den Elektroden angeordnetem Elektrolyten. Mindestens einer der Träger sowie die darauf aufgebrachte Elektrode sind transparent. Zusätzlich umfassen konventionelle elektrochrome Vorrichtungen ein elektrochromes Material, das auf die transparente Elektrode aufgebracht ist und in innigem Kontakt mit dem Elektrolyten steht. Beispiele für elektrochrome Materialien sind die Oxide der Übergangsmetalle, wie Wolfram, Niob, Vanadium, Titan, Tantal und Nickel, oder elektrisch leitende Polymere, wie Polyanilin oder Polythiophen. Der elektrochrome Mechanismus basiert darauf, dass nach Anlegen einer Spannung Ionen auf Zwischengitterplätzen in das elektrochrome Material eindringen, wobei diskrete Farbzentren mit einer materialspezifischen Absorptionsbande entstehen, wodurch die gewünschte Farbänderung hervorgerufen wird.Electrochromic devices are currently being used in particular for vehicle and building glazings to color transparent systems as desired and thus absorb incident visible light. A typical example of the use of electrochromic systems are dimmable rearview mirrors, wherein a film is arranged behind the mirror glass and reflects brighter or darker depending on the applied voltage. The electrochromic device usually consists of two electrodes each applied to a separate carrier and an electrolyte arranged between the electrodes. At least one of the carriers and the electrode applied thereon are transparent. In addition, conventional electrochromic devices include an electrochromic material deposited on the transparent electrode and in intimate contact with the electrolyte. Examples of electrochromic materials are the oxides of the transition metals, such as tungsten, niobium, vanadium, titanium, tantalum and nickel, or electrically conductive polymers, such as polyaniline or polythiophene. The electrochromic mechanism is based on the fact that, after applying a voltage, ions on interstitial sites penetrate into the electrochromic material, resulting in discrete color centers with a material-specific absorption band, which causes the desired color change.

In der DE 196 22 600 A1 wird eine elektrochrome Einheit mit einer elektrochemischen Zelle mit zumindest zwei auf einem Träger aufgebrachten Elektroden beschrieben, bei der ein elektrochromes Polymer als elektrochromes Material und eine protonenleitende Membran als Festelektrolyt und Träger für die beidseitig aufgebrachten Elektroden eingesetzt wird.In the DE 196 22 600 A1 describes an electrochromic unit with an electrochemical cell having at least two electrodes applied to a support, in which an electrochromic polymer is used as the electrochromic material and a proton-conducting membrane as a solid electrolyte and support for the electrodes applied on both sides.

Die DE 101 48 438 B4 beschreibt eine elektrochrome Vorrichtung, die mindestens ein paar Glas- oder Kunststoffplatten oder Kunststofffolien enthält, wobei wenigstens eine Platte oder Folie leitfähig beschichtet und zusammen mit der leitfähigen Beschichtung transparent ist. Eine der beiden Platten oder Folien ist mit einem elektrochromen organischen Oligo- oder Polymer beschichtet und das Volumen, das aus den beiden Platten oder Folien und einem Dichtungsring gebildet wird, ist mit einem elektrochromen Medium gefüllt.The DE 101 48 438 B4 describes an electrochromic device containing at least a few glass or plastic plates or plastic films, wherein at least one plate or film is conductively coated and transparent together with the conductive coating. One of the two plates or foils is coated with an electrochromic organic oligo- or polymer and the volume formed from the two plates or foils and a sealing ring is filled with an electrochromic medium.

Die DE 1 218 794 B1 beschreibt ein elektrochromes Element, das eine Elektrode, eine elektrochrome Funktionsschicht, einen ionenleitenden Elektrolyten, eine Schicht mit hoher elektrischer Ladungskapazität und eine Gegenelektrode umfasst, wobei die elektrochrome Funktionsschicht aus einer nanoporösen, dotierten Halbleiterschicht besteht, welche ein zusammenhängendes, elektrisch leitfähiges Netzwerk bildet, wobei der ionenleitende Elektrolyt die Nanoporen der elektrochromen Funktionsschicht füllt.The DE 1 218 794 B1 describes an electrochromic element which comprises an electrode, an electrochromic functional layer, an ion-conducting electrolyte, a layer with high electrical charge capacity and a counterelectrode, the electrochromic functional layer consisting of a nanoporous, doped semiconductor layer which forms a coherent, electrically conductive network the ion-conducting electrolyte fills the nanopores of the electrochromic functional layer.

Die US 5 903 382 A betrifft eine elektrochrome Vorrichtung, die zwei in einem Abstand zueinander gegenüberliegende transparente Substrate aufweist, wobei die Innenfläche eines der Substrate mit einer leitfähigen Schicht versehen ist und in einem Bereich der Innenfläche des anderen Substrats eine Gegenelektrode angeordnet ist, die keinen direkten elektrischen Kontakt zu der leitfähigen Schicht des einen Substrat s hat. Ferner ist zwischen den beiden Substraten ein Elektrolyt mit einem darin enthaltenen und zur Gegenelektrode korrespondierenden Metallsalz und eine seitliche Dichtung zum Anschließen des Zellvolumens angeordnet. Beim Anlegen einer Spannung an die beiden Elektroden wird auf der leitfähigen Schicht des Substrats eine Metallschicht abgeschieden.The US 5,903,382 A. relates to an electrochromic device having two spaced-apart transparent substrates, wherein the inner surface of one of the substrates is provided with a conductive layer and in a region of the inner surface of the other substrate, a counter electrode is arranged which does not make direct electrical contact with the conductive Layer of a substrate s has. Furthermore, an electrolyte with a metal salt contained therein and corresponding to the counter electrode and a lateral seal for connecting the cell volume are arranged between the two substrates. When a voltage is applied to the two electrodes, a metal layer is deposited on the conductive layer of the substrate.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrochrome Vorrichtung anzubieten, die sich von den bekannten elektrochromen Vorrichtungen durch die besondere Form der Farbgebung und die damit verbundenen Farbeffekte unterscheidet. Dabei ist das Ziel der Erfindung, die bei Ölflecken oder Seifenblasen auftretenden Interferenzfarben technisch nachzubilden und gezielt einzustellen. The object of the present invention is to provide an electrochromic device that differs from the known electrochromic devices by the particular shape of the color and the associated color effects. The object of the invention is to technically reproduce and selectively adjust the interference colors occurring in the case of oil stains or soap bubbles.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine elektrochrome Vorrichtung, die eine erste transparente Folie umfasst, die flächig mit einer leitfähigen Schicht beschichtet und damit als Elektrode vorgesehen ist. Gegenüber der ersten Folie ist ebenfalls flächig eine zweite transparente Folie angeordnet. Zwischen der ersten und der zweiten Folie befindet sich eine Gegenelektrode aus Metall, wobei die Gegenelektrode keinen direkten Kontakt zur leitfähigen Schicht der ersten Folie aufweist. Die elektrochrome Vorrichtung umfasst außerdem einen Elektrolyten zur Vervollständigung der elektrochemischen Zelle, wobei der Elektrolyt ebenfalls zwischen der ersten und der zweiten Folie angeordnet ist. Die beiden Folien sind über eine seitliche Dichtung miteinander zu einer elektrochemischen Zelle verbunden. Der Elektrolyt umfasst ein zur Gegenelektrode korrespondierendes Metallsalz, so dass auf der leitfähigen Schicht der ersten transparenten Folie beim Anlegen eines Stromes eine Metallschicht abgeschieden werden kann.The object is achieved by an electrochromic device comprising a first transparent film, which is coated areally with a conductive layer and thus provided as an electrode. Compared to the first film, a second transparent film is also arranged areally. Between the first and the second film is a metal counter electrode, wherein the counter electrode has no direct contact with the conductive layer of the first film. The electrochromic device further comprises an electrolyte for completing the electrochemical cell, wherein the electrolyte is also disposed between the first and second foils. The two films are connected via a lateral seal with each other to form an electrochemical cell. The electrolyte comprises a metal salt corresponding to the counterelectrode, so that on the conductive layer of the first transparent film when depositing a current, a metal layer can be deposited.

Im Gegensatz zu den konventionellen elektrochromen Elementen bewirkt im Falle der vorliegenden Erfindung nun kein Oxid der Übergangsmetalle oder ein elektrisch leitendes Polymer die Farbveränderung, sondern die Ausbildung einer Metallschicht auf der elektrisch leitfähigen Schicht der ersten transparenten Folie. Solange die Metallschicht eine bestimmte Dicke nicht überschreitet, tritt Interferenz auf, wenn Licht auf die Schicht fällt, und es treten farbig schillernde Interferenzmuster auf, ähnlich wie bei Seifenblasen, Libellenflügeln oder einer dünnen Ölschicht auf Wasser. Dieser Effekt beruht darauf, dass ein Teil des einfallenden Lichtes an der Oberfläche der Schicht reflektiert wird, während ein anderer Teil des Lichtes beim Eintritt in die Schicht zum Lot hin gebrochen, an der Unterseite der Schicht wieder reflektiert und beim Austritt aus der Schicht erneut gebrochen wird. Beide Teilstrahlen fallen dann wieder zusammen und interferieren. Die auftretende Interferenzfarbe ist vom Gangunterschied der reflektierten Lichtstrahlen und damit von der Stärke der Metallschicht abhängig. Dabei liegt die Schichtdicke der erfindungsgemäß abgeschiedenen Metallschicht vorzugsweise im Bereich von 100 nm bis 1µm. Ab einer bestimmten Dicke der Metallschicht ist der Gangunterschied größer als die Kohärenzlänge des einfallenden Lichtes und es gibt zwischen den beiden Teilstrahlen keine feste Phasenbeziehung mehr, so dass dann kein stabiles Interferenzmuster mehr entstehen kann.In contrast to conventional electrochromic elements, in the case of the present invention, no oxide of the transition metals or an electrically conductive polymer effects the color change, but the formation of a metal layer on the electrically conductive layer of the first transparent film. As long as the metal layer does not exceed a certain thickness, interference occurs when light falls on the layer, and colored iridescent interference patterns occur, similar to bubbles, dragonflies, or a thin layer of oil on water. This effect is due to some of the incident light being reflected at the surface of the layer, while another part of the light refracts to the solder as it enters the layer, reflects back to the bottom of the layer, and refracts as it exits the layer becomes. Both partial beams then coincide again and interfere. The occurring interference color is dependent on the path difference of the reflected light beams and thus on the strength of the metal layer. In this case, the layer thickness of the metal layer deposited according to the invention is preferably in the range from 100 nm to 1 μm. From a certain thickness of the metal layer, the path difference is greater than the coherence length of the incident light and there is no fixed phase relationship between the two partial beams, so that then a stable interference pattern can no longer arise.

Aufgrund des hohen Brechungsindexes der Metallschicht ist bei der erfindungsgemäßen elektrochromen Vorrichtung die Abhängigkeit der Farbe vom Betrachtungswinkel klein. Dabei sollte der Brechungsindex n der Metallschicht vorzugsweise größer als 2 sein, um die Abhängigkeit der Farbe vom Betrachtungswinkel α gemäß der Gleichung für den optischen Gangunterschied Δ s = 2 d n 2 s i n 2 α

Figure DE102018126263A1_0001
klein zu halten, wobei die Metallschicht als Metallinterferenzschicht in einer derartigen Schichtdicke d ausgebildet ist, dass bestimmte Interferenzmuster auftreten und entsprechende Interferenzfarben gebildet werden.Due to the high refractive index of the metal layer, the dependence of the color on the viewing angle is small in the electrochromic device according to the invention. In this case, the refractive index n of the metal layer should preferably be greater than 2 in order to determine the dependence of the color on the viewing angle α according to the equation for the optical path difference Δ s = 2 d n 2 - s i n 2 α
Figure DE102018126263A1_0001
small, wherein the metal layer is formed as a metal interference layer in such a layer thickness d that certain interference patterns occur and corresponding interference colors are formed.

Aufgrund dieser besonderen optischen Eigenschaften und Effekte wird die vorliegende elektrochrome Vorrichtung auch als Interferenzfolie bezeichnet und ist insbesondere für eine Anwendung im Design-Bereich vorgesehen, wo beispielsweise Karosserien von Autos, Hüllen von Smartphones, Möbel oder Elektrogeräte mit der Folie beklebt werden sollen, um entsprechende optische Effekte zu verwirklichen. Weitere Einsatzgebiete sind das Verdunkeln von Autoscheiben, Fensterscheiben, Rückspiegel, Trennwänden aus Glas, Spiegel und Brillen.Because of these particular optical properties and effects, the present electrochromic device is also referred to as interference foil and is particularly intended for use in the design field, where, for example, bodies of cars, cases of smartphones, furniture or electrical appliances are to be pasted with the film to appropriate to realize optical effects. Other areas of application include the darkening of car windows, windows, rear-view mirrors, partitions made of glass, mirrors and glasses.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die erste transparente Folie mit einer transparenten Graphitschicht leitfähig beschichtet ist. Dabei darf die Graphitschicht eine bestimmte Stärke nicht überschreiten, um die Transparenz zu gewährleisten. Vorzugsweise beträgt die Stärke der Graphitschicht 10 bis 30 nm, besonders bevorzugt 20 nm. Derartige Schichten können vorteilhaft über eine physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) erhalten werden.A preferred embodiment of the present invention provides that the first transparent film is conductively coated with a transparent graphite layer. The graphite layer must not exceed a certain thickness to ensure transparency. Preferably, the thickness of the graphite layer is 10 to 30 nm, particularly preferably 20 nm. Such layers can advantageously be obtained via a physical vapor deposition (PVD).

Je nach Anwendungsfall kann die Gegenelektrode unterschiedlich gestaltet sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht als Gegenelektrode ein Metallgitter vor, das in der Elektrolytschicht zwischen den beiden Folien angeordnet ist und dabei direkt auf der zweiten transparenten Folie liegt. Dieses Metallgitter kann gleichzeitig als Abstandshalter zwischen den Folien dienen, wobei streng darauf zu achten ist, dass kein direkter Kontakt zwischen der leitfähigen Beschichtung der ersten Folie und dem Metallgitter besteht, da in diesem Fall ein Kurzschluss auftreten würde. Verhindern kann man den direkten Kontakt durch eine isolierende Schicht auf der zur leitenden Schicht der ersten Folie weisenden Seite des Metallgitters. Eine geeignete Isolierung ist beispielsweise die Beschichtung mit Polyethylen. Die oben beschriebene Ausführungsform ist besonders für den Design-Bereich geeignet, da auf diese Weise die Interferenzfolie auch ohne einen Träger ausreichend stabilisiert ist und gleichzeitig flexibel genug ist, um beispielsweise auf eine Automobilkarosserie geklebt zu werden.Depending on the application, the counter electrode can be designed differently. An advantageous embodiment of the present invention provides as a counter electrode before a metal grid, which is arranged in the electrolyte layer between the two films and thereby lies directly on the second transparent film. At the same time, this metal grid can serve as a spacer between the films, whereby it is very important to ensure that there is no direct contact between the conductive coating of the first film and the metal grid, since in this case a short circuit would occur. One can prevent the direct contact by an insulating layer on the side facing the conductive layer of the first film side of the metal grid. A suitable insulation is, for example, the coating with polyethylene. The embodiment described above is particularly suitable for the design field, because in this way the interference foil is sufficiently stabilized even without a carrier and at the same time flexible enough to be glued to, for example, an automobile body.

Weitere Möglichkeiten zur Ausgestaltung der Gegenelektrode bestehen darin, dass die Gegenelektrode in Form von Metallleisten in der Elektrolytschicht angeordnet oder direkt als Beschichtung auf der zweiten Folie aufgetragen ist. Es ist selbstverständlich, dass auch in diesen Fällen kein direkter Kontakt zwischen der leitfähigen Schicht der ersten Folie und der Gegenelektrode bestehen darf. Die oben beschriebenen geometrischen Anordnungen der Gegenelektrode sind als erklärende Beispiele gedacht und auf keinen Fall als Einschränkung zu sehen.Further possibilities for configuring the counterelectrode are that the counterelectrode is arranged in the form of metal strips in the electrolyte layer or is applied directly as a coating on the second film. It goes without saying that, even in these cases, there must be no direct contact between the conductive layer of the first film and the counterelectrode. The above-described geometrical arrangements of the counterelectrode are intended as explanatory examples and should by no means be regarded as limiting.

Wie bereits eingangs erwähnt wurde, umfasst der zwischen den beiden Folien angeordnete Elektrolyt ein zur metallischen Gegenelektrode korrespondierendes Metallsalz. Beispiele für besonders gut geeignete Systeme sind Zink (Zn) - Zinkjodid (ZnJ2) oder Eisen (Fe) - Eisenbromid (FeBr3), bei denen das in der Lösung vorliegenden Metallion reduziert und beim Anlegen eines Stromes als Metallschicht an der als Kathode geschalteten leitfähigen Schicht der ersten Folie abgeschieden wird, während das an der Anode abgeschiedene Halogen mit dem Metall wieder zum Metallsalz reagiert.As already mentioned, the electrolyte arranged between the two foils comprises a metal salt corresponding to the metallic counterelectrode. Examples of particularly well-suited systems are zinc (Zn) - zinc iodide (ZnJ 2 ) or iron (Fe) - iron bromide (FeBr 3 ), in which the metal ion present in the solution is reduced and when a current is applied as a metal layer at the cathode connected conductive layer of the first film is deposited, while the halogen deposited at the anode reacts with the metal again to the metal salt.

Die für diesen Prozess erforderliche Spannung liegt bei ca. 2 bis ca. 20 V und der Strom beträgt je nach gewünschter Abscheidungsgeschwindigkeit bei 100 cm2 Folienfläche 1 mA bis 1 A. Wird der Strom umgepolt, so wird die auf der leitfähigen Schicht der ersten Folie abgeschiedene Metallschicht wieder aufgelöst, bis die Interferenzfolie wieder vollkommen transparent ist. So wird, wenn man das Beispiel von der Automobilkarosserie wieder aufgreift, die ursprüngliche Lack unter der Folie wieder sichtbar. Durch Umpolen kann man dann wieder gezielt über die Stromstärke und die Dauer des Stromflusses die gewünschten Interferenzfarben einstellen. The voltage required for this process is about 2 to about 20 V and the current is depending on the desired deposition rate at 100 cm 2 film surface 1 mA to 1 A. If the current is reversed, so on the conductive layer of the first film deposited metal layer dissolved again until the interference film is completely transparent again. Thus, taking the example of the automobile body again, the original paint under the film becomes visible again. By reversing polarity, you can then set the desired interference colors in a targeted manner via the current intensity and the duration of the current flow.

Ein besonders gut geeignetes Material für die transparenten Folien ist Polyethylenterephthalat (PET). Es können aber auch beliebige andere thermoplastische Kunststoffe in Form von transparenten Folien eingesetzt werden.A particularly suitable material for the transparent films is polyethylene terephthalate (PET). But it can also be used any other thermoplastic materials in the form of transparent films.

Bei einigen Anwendungen, wie zum Beispiel beim Verdunkeln von Autoscheiben, Fensterscheiben, Glaswänden, Spiegel oder Brillen, ist die Interferenzfolie mit einem transparenten Träger aus Glas oder Kunststoff verbunden. Als Beispiel für eine derartige Anwendung kann eine Brille oder ein Visier genannt werden, die man über eine derartige Interferenzschicht den Lichtverhältnissen anpassen kann. So kann beispielsweise ein Visier eines Motorradhelmes mit einer Interferenzfolie belegt sein. Den Strom erhält die Interferenzfolie von einem Akku, der im Helmkörper untergebracht ist. Ein Lichtsensor an der Vorderseite des Helmes ermittelt die aktuellen Lichtverhältnisse und gibt den Wert an eine Steuerung weiter, die ebenfalls im Helmkörper integriert ist. Die Steuerung ermittelt aus dem Helligkeitswert und einer Kennlinie der Interferenzfolie die benötigte Strommenge, um das Visier zu verdunkeln oder wieder aufzuhellen. Auf diese Weise kann die Lichtdurchlässigkeit des Visiers automatisch den Lichtverhältnissen angepasst werden, womit die Sicherheit und der Fahrkomfort des Fahrers erhöht wird.In some applications, such as darkening car windows, windowpanes, glass walls, mirrors or goggles, the interference foil is bonded to a transparent support of glass or plastic. As an example of such an application, glasses or a visor can be mentioned, which can be adapted to the light conditions via such an interference layer. For example, a visor of a motorcycle helmet can be covered with an interference foil. The electricity receives the interference foil from a battery, which is housed in the helmet body. A light sensor on the front of the helmet detects the current lighting conditions and passes the value to a controller, which is also integrated in the helmet body. From the brightness value and a characteristic curve of the interference foil, the controller determines the required amount of current in order to darken or lighten the visor. In this way, the light transmission of the visor can be automatically adapted to the lighting conditions, which increases the safety and ride comfort of the driver.

Im Folgenden wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Interferenzfolie anhand von Zeichnungen ausführlich erläutert. Dabei zeigen die 1 bis 3 schematische Schnittdarstellungen einiger ausgewählter Ausführungsformen.The structure of the interference foil according to the invention is explained in detail below with reference to drawings. The show 1 to 3 schematic sectional views of some selected embodiments.

Die 1 zeigt einen Schnitt durch eine sandwichartig aufgebaute elektrochrome Vorrichtung 1 (Interferenzfolie 1), die durch eine erste transparente Folie 2 und eine zweite transparente Folie 3 begrenzt ist. Die erste transparente Folie 2 ist mit einer leitfähigen Schicht 4 beschichtet, die als Elektrode vorgesehen ist, wobei es sich vorzugsweise um eine dünne Graphitschicht handelt, die aufgrund ihrer geringen Stärke ebenfalls transparent ist. Auf der Graphitschicht ist eine Metallinterferenzschicht 6 abgeschieden, durch die die gewünschten Interferenzfarben erzeugt werden. Zwischen den beiden transparenten Folien 2 und 3 ist eine ein Metallsalz umfassende Elektrolytlösung 5 angeordnet. Darüber hinaus befindet sich zwischen den beiden transparenten Folien 2 und 3 die Gegenelektrode 7, die im Falle der 1 direkt als flächige Schicht auf der zweiten transparenten Folie 3 angeordnet ist. Seitliche Dichtungen 9 stabilisieren die sandwichartige Interferenzfolie und verhindern ein Auslaufen der Elektrolytlösung aus dem Verbund.The 1 shows a section through a sandwiched electrochromic device 1 (Interference film 1 ) passing through a first transparent film 2 and a second transparent film 3 is limited. The first transparent foil 2 is with a conductive layer 4 coated, which is provided as an electrode, which is preferably a thin graphite layer, which is also transparent due to their low strength. On the graphite layer is a metal interference layer 6 deposited, by which the desired interference colors are generated. Between the two transparent films 2 and 3 is an electrolyte solution comprising a metal salt 5 arranged. In addition, located between the two transparent films 2 and 3 the counter electrode 7 that in the case of 1 directly as a flat layer on the second transparent film 3 is arranged. Side seals 9 stabilize the sandwich-type interference foil and prevent leakage of the electrolyte solution from the composite.

Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der elektrochromen Vorrichtung 1, die sich insbesondere durch die Form der Gegenelektrode 7 von der oben beschriebenen Interferenzfolie 1 unterscheidet. In diesem Falle liegt die Gegenelektrode 7 in Form von Leisten vor, die zwischen den beiden transparenten Folien 2 und 3 auf der zweiten transparenten Folie 3 angeordnet sind und in die Elektrolytlösung 5 hineinragen.The 2 shows a further embodiment of the electrochromic device 1 , in particular by the shape of the counter electrode 7 from the interference film described above 1 different. In this case, the counter electrode is located 7 in the form of strips, between the two transparent films 2 and 3 on the second transparent foil 3 are arranged and in the electrolyte solution 5 protrude.

In der 3 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Interferenzfolie 1 dargestellt, wobei die Gegenelektrode 7 als Netz ausgelegt ist. Dieses Netz dient gleichzeitig als Abstandshalter zwischen den beiden transparenten Folien 2 und 3 und stabilisiert damit den gesamten Folienverbund. Das Metallgitter 7 liegt direkt auf der zweiten transparenten Folie 3. Damit beim Betrieb der elektrochemischen Zelle kein Kurzschluss auftritt, ist zwischen der leitfähigen Schicht 4 und der Gegenelektrode 7 eine Isolierung 8 angeordnet, die beispielsweise bei dem vorliegenden Gitter 7 als oberflächige Beschichtung des oberen, zur leitfähigen Schicht zeigenden Bereichs der Gegenelektrode 7 mit Polyethylen ausgeführt sein kann. Ansonsten entspricht der Aufbau der Interferenzfolie 1 den beiden vorangegangenen Beispielen.In the 3 is a further embodiment of the interference film according to the invention 1 shown, wherein the counter electrode 7 designed as a network. This network also serves as a spacer between the two transparent films 2 and 3 and thus stabilizes the entire film composite. The metal grid 7 lies directly on the second transparent foil 3 , So that no short circuit occurs during operation of the electrochemical cell is between the conductive layer 4 and the counter electrode 7 an insulation 8th arranged, for example, in the present grid 7 as a surface coating of the upper, the conductive layer facing region of the counter electrode 7 can be made with polyethylene. Otherwise corresponds to the structure of the interference foil 1 the two previous examples.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Elektrochrome Vorrichtung (Interferenzfolie)Electrochromic device (interference foil)
22
Erste transparent FolieFirst transparent foil
33
Zweite transparente FolieSecond transparent film
44
Leitfähige SchichtConductive layer
55
Elektrolyt(lösung)Electrolyte (solution)
66
MetallinterferenzschichtMetal interference layer
77
Gegenelektrodecounter electrode
88th
Isolierunginsulation
99
Dichtungpoetry

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19622600 A1 [0003]DE 19622600 A1 [0003]
  • DE 10148438 B4 [0004]DE 10148438 B4 [0004]
  • DE 1218794 B1 [0005]DE 1218794 B1 [0005]
  • US 5903382 A [0006]US 5903382 A [0006]

Claims (9)

Elektrochrome Vorrichtung (1), umfassend - eine erste transparente Folie (2), die flächig mit einer leitfähigen Schicht (4) beschichtet und damit als Elektrode vorgesehen ist, - eine der ersten Folie (2) flächig gegenüberliegende zweite transparente Folie (3), - eine Gegenelektrode (7) aus Metall, die zwischen der ersten und der zweiten Folie (2, 3) angeordnet ist, wobei die Gegenelektrode (7) keinen direkten Kontakt zur leitfähigen Schicht (4) der ersten Folie (2) aufweist, - einen Elektrolyten (5) zur Vervollständigung der elektrochemischen Zelle, wobei der Elektrolyt (5) ebenfalls zwischen der ersten und der zweiten Folie (2, 3) angeordnet ist, und - eine seitliche Dichtung (9), über die die beiden Folien (2, 3) miteinander zu einer elektrochemischen Zelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt (5) ein zur Gegenelektrode (7) korrespondierendes Metallsalz umfasst, so dass auf der leitfähigen Schicht (4) der ersten transparenten Folie (2) beim Anlegen eines Stromes eine Metallschicht (6) abgeschieden werden kann, wobei die Metallschicht (6) als Metallinterferenzschicht in einer derartigen Schichtdicke ausgebildet ist, dass Interferenzmuster auftreten.Electrochromic device (1), comprising - a first transparent film (2) which is coated with a conductive layer (4) and thus provided as an electrode, - a second transparent film (3) lying flat opposite the first film (2), a counterelectrode (7) made of metal, which is arranged between the first and the second film (2, 3), wherein the counterelectrode (7) has no direct contact with the conductive layer (4) of the first film (2), Electrolytes (5) for completing the electrochemical cell, wherein the electrolyte (5) is likewise arranged between the first and the second film (2, 3), and - a lateral seal (9), over which the two films (2, 3 ) are connected to one another to form an electrochemical cell, characterized in that the electrolyte (5) comprises a metal salt corresponding to the counterelectrode (7), so that on the conductive layer (4) of the first transparent film (2) during application a metal layer (6) can be deposited, wherein the metal layer (6) is designed as a metal interference layer in such a layer thickness that interference patterns occur. Elektrochrome Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Metallschicht (6) im Bereich von 100 nm bis 1 µm liegt.Electrochromic device (1) according to Claim 1 , characterized in that the layer thickness of the metal layer (6) is in the range of 100 nm to 1 micron. Elektrochrome Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste transparente Folie (2) flächig mit einer transparenten Graphitschicht (4) leitfähig beschichtet ist.Electrochromic device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first transparent film (2) is coated in a conductive manner with a transparent graphite layer (4). Elektrochrome Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Graphitschicht (4) zwischen 10 nm und 30 nm, vorzugsweise 20 nm, beträgt.Electrochromic device (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the layer thickness of the graphite layer (4) is between 10 nm and 30 nm, preferably 20 nm. Elektrochrome Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (7) in Form eines Metallgitters auf oder über der zweiten transparenten Folie (3) angeordnet istElectrochromic device (1) according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the counter electrode (7) is arranged in the form of a metal grid on or above the second transparent film (3) Elektrochrome Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (7) in Form von Metallleisten auf oder über der zweiten transparenten Folie (3) angeordnet ist.Electrochromic device (1) according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the counter electrode (7) is arranged in the form of metal strips on or above the second transparent film (3). Elektrochrome Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (7) als flächige Schicht auf der zweiten transparenten Folie angeordnet ist.Electrochromic device (1) according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the counter electrode (7) is arranged as a flat layer on the second transparent film. Elektrochrome Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die transparenten Folien (2, 3) aus PET (Polyethylenterephthalat) bestehen.Electrochromic device (1) according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the transparent films (2, 3) consist of PET (polyethylene terephthalate). Elektrochrome Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochrome Vorrichtung (1) mit einem Träger verbunden ist.Electrochromic device (1) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the electrochromic device (1) is connected to a carrier.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111624792A (en) * 2020-06-23 2020-09-04 常州雅谱新材料有限公司 Electro-dimmer device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1218794B (en) 1959-05-02 1966-06-08 Basf Ag Anti-knock fuels containing tetraethyl
DE19622600A1 (en) 1996-06-05 1997-12-11 Fraunhofer Ges Forschung Electrochromic unit
US5903382A (en) 1997-12-19 1999-05-11 Rockwell International Corporation Electrodeposition cell with high light transmission
DE10148438B4 (en) 2001-10-01 2013-07-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Electrochromic device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1218794B (en) 1959-05-02 1966-06-08 Basf Ag Anti-knock fuels containing tetraethyl
DE19622600A1 (en) 1996-06-05 1997-12-11 Fraunhofer Ges Forschung Electrochromic unit
US5903382A (en) 1997-12-19 1999-05-11 Rockwell International Corporation Electrodeposition cell with high light transmission
DE10148438B4 (en) 2001-10-01 2013-07-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Electrochromic device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111624792A (en) * 2020-06-23 2020-09-04 常州雅谱新材料有限公司 Electro-dimmer device

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