DE19548379A1 - Elektrochromer Rückblickspiegel für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Elektrochromer Rückblickspiegel für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen als Außenspiegel verwendeten
elektrochromen Rückblickspiegel eines Kraftfahrzeugs, der hinsicht
lich seiner Wasserdichtigkeit verbessert ist.
Bekanntlich werden elektrochrome Spiegel (EC-Spiegel) als blen
dungsfreie Rückblickspiegel für Kraftfahrzeuge verwendet, mit einem
transparenten elektrochromen Bauteil zur automatischen Veränderung
des Reflexionsvermögens von einem Zustand hoher Reflektivität (TAG-
Zustand) bis zu einem Zustand niedriger Reflektivität (NACHT-
Zustand).
Es gibt zwei Arten von ECD-Spiegeln, nämlich solche mit einer
Elektrolytschicht, speziell einem Feststoffelektrolyt, zwischen
zwei elektrochromen Schichten, und solche, die nur eine Elektrolyt
schicht verwenden.
Beim EC-Spiegel ist normalerweise eine reflektierende Vorderfläche
des Spiegels mit dem elektrochromen Bauteil (ECD) bedeckt bzw.
beschichtet. Das elektrochrome Bauteil hat die Charakteristik, daß
es in Abhängigkeit von der Polarität eines angelegten Stroms eine
reversible Reaktion. Derart zeigt, daß er einen gefärbten, abgedun
kelten Zustand oder einen aufgehellten Zustand annimmt. Das Reflek
tionsvermögen ist durch Verändern des Abdunkelungsgrads des elek
trochromen Bauteils so gesteuert, daß während einer Nachtfahrt
gegen die Scheinwerfer eines nachfolgenden Fahrzeugs ein Anti-
Blendungs-Effekt bewirkt wird.
Zum Erzielen des beschriebenen Effekts wird der EC-Spiegel gesteu
ert, indem der Pegel des von hinten einfallenden Lichts fest
gestellt wird und dazu ausgewertet wird, den Abdunkelungsgrad zum
Dämpfen des hellen Lichts von hinten zu erhöhen, also das Refle
xionsvermögen abzusenken, während dann, wenn es von hinten her
dunkel ist, der Abdunkelungsgrad so erniedrigt, also das Refle
xionsvermögen so angehoben wird, daß man nach hinten volle Sicht
hat.
Die Spiegelbaugruppe wird mechanisch von einer äußeren, seitlichen
Klammer zusammengehalten. Es ist bekannt, die freiliegende gesamte
Fläche dieser seitlichen Klammer, die die Spiegelbaugruppe zu
sammenhält, mit einem isolierenden Beschichtungsmaterial, bei
spielsweise einer Epoxyharzschicht, einer Urethanharzschicht oder
einem Acrylüberzug, zu beschichten (JP-UM-Publikation HEI5-22919).
Es ist auch bekannt, daß im EC-Spiegel durch einen Spiegelhalter,
der aus einem wärmeschrumpfenden Harz besteht, der Effekt des
Korrosionsschutzes und der Wasserdichtigkeit an den Ausgangs-
Kontaktstücken der Elektroden erzielt wird und die Spiegelrand
fläche gehalten und bedeckt wird (JP-UM-Publikation HEI6-16833).
Weiterhin ist es bekannt, daß eine aus einem elektrochromen Bau
element bestehende Schicht in einen transparenten Harzsack gehäuse
artig eingeschlossen ist und dessen Inneres luftleer gemacht ist
(JP-UM-Anmeldungspublikation HEI2-35120).
Beim beispielhaften Stand der Technik des in HE15-22919 beschriebe
nen Spiegels ist nur die Klammer durch die isolierende Beschichtung
bedeckt und geschützt und die aus dem elektrochromen Bauteil
bestehende Schicht muß zusätzlich durch ein Abdichtungsharz abge
dichtet werden, wobei trotzdem eine ausreichende Wasserdichtigkeit
für das elektrochrome Bauteil nur durch das dichtende Harz nicht
erreicht werden kann. Im Gebrauch des Spiegels wird die sich
verfärbende Schicht oder die Elektrodenschicht des elektrochromen
Bauteils durch Feuchtigkeit angegriffen, die durch einen kleinen
Zwischenraum zwischen diesem Harz und einem Substrat oder von der
Oberfläche des abdichtenden Harzes her eindringt.
Beim beispielhaften Stand der Technik nach HEI6-16833 ergibt sich
ein Problem durch die beim Herstellen des Halters erzeugte Wärme,
die das elektrochrome Bauteil angreift. Ein weiteres Problem liegt
in der Abdichtbarkeit, so daß eine sichere Abdichtung des Halters
und des Spiegelkörpers nicht in ausreichendem Maß erreichbar ist.
Ein gewisses Eindringen von Wasser wird bewirkt durch eine schwache
Dichtfähigkeit, und der Spiegel neigt aufgrund von Vibrationen
wegen des hohen Gewichts des elektrochromen Bauteils zum Klappern.
Beim beispielhaften Stand der Technik nach HEI2-35120 ist die
äußere Erscheinung des Spiegels verschlechtert, da der Spiegel so
konstruiert ist, daß das Bild reflektiert wird, nachdem es durch
den am Spiegel befindlichen Überzug hindurchgetreten ist, und die
Verdrahtung der Zuleitungen ist nur schwierig herstellbar.
Durch die Erfindung soll ein elektrochromer Rückblickspiegel für
ein Kraftfahrzeug geschaffen werden, der hinsichtlich seiner
Wasserdichtigkeit verbessert ist, um die beschriebenen Nachteile
zu vermeiden, wobei eine Randfläche der aus dem elektrochromen
Bauteil bestehenden Schicht, Kontaktstücke der Elektroden und
Klammerelektroden der Atmosphäre nicht ausgesetzt sind und das
elektrochrome Bauteil davor geschützt ist, von von der Randfläche
der Schicht einsickerndem Wasser oder dergleichen angegriffen zu
werden.
Hierbei soll vorzugsweise die Dichtfähigkeit des elektrochromen
Bauteils und eines Spiegelhalters so verbessert werden, daß auch
ein Zittern oder eine Geräuschentwicklung durch Vibration am
Spiegelhalter vermieden wird und verhindert wird, daß die Klammer
elektrode aufgrund der Vibrationen aus dem Spiegel herausfällt, und
soll außerdem die Aufprallbeständigkeit der Randfläche des elektro
chromen Bauteils verbessert werden.
Weiterhin soll vorzugsweise das elektrochrome Bauteil vor Hitze
geschützt werden und ein elektrochromer Spiegel geschaffen werden,
der ein gutes Aussehen aufweist, leicht zu niedrigen Kosten her
gestellt werden kann und von verbesserter Nässeempflindlichkeit
ist.
Zum Erzielen dieser und/oder anderer Vorteile ist der erfindungs
gemäße elektrochrome Spiegel dadurch gekennzeichnet, daß ein
isolierendes Element (innere Abschirmung) so angeordnet ist, daß
es die Randfläche des elektrochromen Bauteils bedeckt, und ein
wasserdichtes Element (äußere Abschirmung) auf der äußeren Umfangs
fläche des isolierenden Elements angeordnet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der
elektrochrome Rückblickspiegel so aufgebaut, daß eine elektrochrome
Schicht (EC-Schicht) zwischen einer oberen und einer unteren
Elektrode angeordnet ist und durch zwei Substrate, nämlich ein
oberes und ein unteres Substrat, sowie durch ein Dichtungsmaterial
(Harz) derart dicht eingeschlossen ist, daß entsprechende Teile der
oberen und der unteren Elektrode sowie von Klammerelektroden, die
mit den Zuleitungen und außerdem mit Kontaktstücken der oberen und
der unteren Elektrode verbunden sind, eingebettet sind, und daß ein
Spiegelhalter an der Außenseite des wasserdichten Elements montiert
ist.
Beim elektrochromen Rückblickspiegel gemäß der Erfindung sind
vorzugsweise ein Anschlußteil der Klammerelektrode und die Zulei
tungen parallel zu einem Substrat gebildet und sind ein Teil der
Zuleitungen, die Klammerelektroden und die oberen und unteren
Elektroden jeweils durch das abdichtende Harz festgehalten und
durch das isolierende Element bedeckt und ist das wasserdichte
Element über der äußeren Umfangsfläche des isolierenden Elements
angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elek
trochromen Rückblickspiegels wird eine Epoxyharz, vorzugsweise ein
UV-gehärtetes Epoxyharz als Abdichtmaterial (Harz) verwendet und
wird als Isoliermaterial eine wasserdichte und elektrisch isolie
rende Überzugsschicht, beispielsweise eine Fluorkohlenstoffschicht
verwendet, jedoch sind auch andere Überzugsmaterialien mit guter
Abdichteigenschaft an den Klammerelektroden möglich, desgleichen
kann auch Glas verwendet werden. Für das wasserdichte Element kann
folienartiger oder bandförmiger Butylgummi verwendet werden, der
zwischen zwei abgelösten Papieren zum Ausmaß einer Dicke von 0,5
bis 2 mm gedehnt worden ist.
Gemäß der Erfindung ist der elektrochrome Spiegel, wenn er mit
Wasser benetzt wird, durch das wasserdichte Element geschützt, das
als erste Abschirmung wirkt, und wenn eine kleine Menge Wassers
durch das wasserdichte Element durchsickert, wirkt das isolierende
Element als zweite Abschirmung, um den Spiegel von weiterem ein
dringendem Wasser zu schützen, so daß eine Abnahme der Farbdichte
aufgrund einer Entladung der feuchten Klammerelektroden vermieden
werden kann; außerdem wird der Spiegel vor dem Angriff durch Rost
oder andere Korrosion oder vor dem Einsickern von Wasser durch die
Zuleitungen geschützt, so daß die aus dem elektrochromen Bauteil
bestehenden Schichten davor bewahrt werden können, durch Feuchtig
keit beeinträchtigt zu werden. Außerdem können die folgenden
Effekte durch das elektrochrome Bauteil gemäß der Erfindung erzielt
werden:
- 1) Das wasserdichte Element (Butylgummi) ist zwischen dem elektrochromen Bauteil und dem Spiegelhalter angeordnet, um die Abdichtfähigkeit des Spiegelhalters am elektrochromen Bauteil zu verbessern, und das vibrationsbedingte Klappern oder Zittern der Spiegelfläche wird verhindert, so daß das Spiegelbild besser sichtbar ist, der Spiegel kein Fremdgeräusch erzeugt und sich das lagenförmig aufgebaute elektrochrome Bauteil nicht abblättert.
- 2) Die Aufschlagfestigkeit des als Außenspiegel des Kraftfahr zeugs verwendeten Spiegels wird durch ein klebriges, wasserdichtes Material (Butylgummi) verbessert.
- 3) Die Verbindungsteile der Anschlußleitungen und der Klammer elektrode sind so befestigt, daß ein unvollkommener Kontakt auf grund der Vibration der Spiegelfläche kaum auftreten kann und verhindert wird, daß die Klammerelektrode herausfällt oder der Spiegel im Fall, daß er beschädigt wird, in Scherben herausfliegt.
- 4) Der Spiegel wird in einer Art und Weise hergestellt, daß der Randbereich des elektrochromen Bauteils nicht durch hitzeschrump fenden Harz abgedichtet wird und somit verhindert wird, daß dieses Bauteil durch die Hitze beeinträchtigt wird.
Diese und weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevor
zugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es
zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Aus
führungsform des elektrochromen Spiegels gemäß der
Erfindung;
Fig. 2 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch den Spiegel von
Fig. 1;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene perspektivische Teilansicht
des Spiegels von Fig. 1;
Fig. 4 eine schematische Vorderansicht des elektrochromen
Spiegels;
Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht des Randbereichs des
Spiegels von Fig. 4; und
Fig. 6 eine veranschaulichende Seitenansicht eines elektro
chromen Spiegels nach dem Stand der Technik.
Der Stand der Technik wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 veranschau
licht.
Gemäß Fig. 6 besteht ein für den elektrochromen Spiegel verwendetes
elektrochromes Bauteil aus einer ITO-Schicht A (einer Mischung aus
SnO₂ und In₂O₃), einer ersten elektrochromen Schicht B, einer
Feststoffelektrolytschicht C, einer zweiten elektrochromen Schicht
D und einer ITO-Schicht oder Al-Schicht E, die auf einem trans
parenten Substrat F wie einer Glasplatte auflaminiert sind. Die
ITO-Schicht A funktioniert als transparente Elektrode und die ITO-
oder Al-Schicht E funktioniert als Gegenelektrode und hat ein hohes
Reflexionsvermögen. Elektrisch leitende blanke Klammerelektroden
sind an entsprechenden Kontaktstücken dieser oberen und unteren
Elektroden angebracht und über diese Klammerelektroden ist eine
äußeres Verdrahtung, nämlich die Zuleitungen, angeschlossen.
Die blanken Klammerelektroden und das elektrochrome Bauteil sind
physisch und chemisch wenig widerstandsfähig und es können leicht
ein unvollkommener Kontakt, ein Vibrieren der Spiegelfläche, ein
Geräusch vom Spiegel oder dergleichen auftreten. Werden sowohl die
Klammerelektroden als auch die Zuleitungen oder sowohl die Klammer
elektroden als auch die Kontaktstücke einer Vibration unterworfen,
so kann es geschehen, daß die Klammerelektroden aus der festgeleg
ten Halteposition herausfallen. Außerdem gibt es Probleme durch
Wasser, das von den Zuleitungen tropft und an die Ausgangselektrode
gelangt, nämlich tritt Korrosion an den Klammerelektroden auf, oder
es wird durch atmosphärische Feuchtigkeit eine ungleichmäßige
Färbung oder Abdunkelung bewirkt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 wird nun eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
In den Fig. 1 und 2 ist ein elektrochromer Spiegel mit einem
transparenten Substrat 1, das aus einer Glas- oder Kunststoffplatte
besteht, gezeigt. Auf der einen, als Oberseite bezeichneten Fläche
des Substrats 1 ist eine (in Fig. 1 nicht getrennt sichtbare)
transparente Elektrodenschicht, die als untere Elektrode 2 bezeich
net wird, gebildet, die durch Vakuumablagerung erzeugt worden ist.
Derzeit sind SnO₃, In₂O₂, ITO (eine Mischung von SnO₂ und In₂O₃) und
ZnO als transparente Elektrodenmaterialien bekannt, und beim
beschriebenen Ausführungsbeispiel wird hierfür ITO verwendet.
Auf der unteren Elektrode 2 ist eine erste elektrochrome Schicht
3 angeordnet, die aus einem Gemisch von Iridiumoxid und Zinnoxid,
Tantalpentoxid, das eine ionenleitende Schicht (Feststoffelek
trolyt) ist, und Wolframtrioxid, das eine zweite elektrochrome
Schicht darstellt, in dieser Reihenfolge zusammengesetzt ist. Ein
Anschlußstück oder eine Ausgangselektrode 4a für eine obere Gegen
elektrode 4 ist getrennt von der Elektrode 2 auf dem Substrat 1
angeordnet und steht in Kontakt mit der oberen Elektrode 4. Als
diese obere Elektrode 4 ist Aluminium mit einem hohen Reflexions
vermögen so aufgedampft, daß es die Ausgangselektrode 4a kontak
tiert, die auf dem Substrat 1 gebildet ist. Die obere Elektrode 4
dient als Reflexionsfläche. Die untere Elektrode 2 und die An
schlußelektrode 4a sind aus der transparenten Elektrodenschicht
durch Foto-Ätzung oder durch Laserschneiden gebildet.
Beim beschriebenen Beispiel sind zwei federnde Klammerelektroden
5 aus metallischem Material wie Phosphorbronze oder dergleichen
vorhanden, an denen jeweils Druckflansche 5a, 5b für das Substrat
und ein Verbindungsstück 5c für den elektrischen Anschluß ausge
bildet sind. Die Klammerelektroden sind an insbesondere gegen
überliegenden Umfangsstellen des Substrats 1 angeordnete Klipse,
die jeweils mit einer der Elektroden 2 und 4 elektrisch verbunden
sind und im übrigen das Schichtenpaket durch Federkraft zusammen
drücken. Der Umfang des Substrats 1 wird von den Druckflanschen 5a
und 5b ergriffen und gehalten. Die untere Elektrode 2 und die obere
Elektrode 4, oder von letzterer genauer gesagt die Ausgangselek
trode 4a, sind durch eine Rippe 4b der elektrochromen Schicht 3
voneinander getrennt und werden durch die Druckflansche 5a, 5b der
Klammerelektroden 5 auf das Substrat 1 gepreßt.
Ein hinterseitiges Abschlußsubstrat 6, das aus gleichem Material
wie das Substrat 1 besteht, und ein Verschluß- und Dichtmaterial
7 schließen die Baugruppe nach hinten ab. Für die Herstellung wird
das Substrat 6 auf die obere Elektrode 4 in einer Anordnung zwi
schen den Klammerelektroden 5, 5 auflaminiert, woraufhin der
zwischen den Klammerelektroden 5 und der unteren Elektrode 2,
zwischen den Klammerelektroden 5 und der elektrochromen Schicht 3
und zwischen der oberen Elektrode 4 und dem Abschlußsubstrat 6
jeweils gebildete Zwischenraum mit dem Dichtmaterial 7 gefüllt
wird, das aus Epoxyharz besteht, das durch UV-Licht gehärtet wird;
auch die Oberseite des Substrats 6 und ein Teil der Klammerelek
troden, beispielsweise ein Teil der Verbindungsstücke 5c, werden
mit dem Abdichtmaterial 7 bedeckt und dieses wird gehärtet.
Ein isolierendes Element 8 wird über den freiliegenden Flächen der
Klammerelektroden 5 und somit über den Seitenflächen der elektro
chromen Spiegelvorrichtung einschließlich der Klammerelektroden
angeordnet. Als isolierendes Element wird ein Fluorkarbonüberzug,
der wasserdicht und elektrisch isolierend ist, verwendet. An der
Umfangsfläche des isolierenden Elements 8 wird ein wasserdichtes
Element 9 aufgebracht. Zum Montieren des Elements 9 wird Butylgummi
mit hoher Klebefähigkeit als Folie oder bandförmig zwischen zwei
Lösepapieren bis zu einem Dickenmaß von 0,5 bis 2 mm gedehnt, um
dann als wasserdichtes Element verwendet zu werden. Als Gehäuse
wird ein Spiegelhalter 10 verwendet, dessen Innenseite das Butyl
band berührt. Das isolierende Element 8 und das wasserdichte
Element 9 stellen also nach außen hin übereinanderliegende rahmen
artige Überzüge des Spiegels dar, die ihn an seinem Umfangsrand vor
Stößen und vor Nässe schützen.
Jeweilige Zuleitungen 11, die zu Anschlußklemmen 12 (äußere Ver
drahtung) führen, sind mit den Verbindungsstücken 5c der Klammer
elektroden 5 verlötet oder mit einem elektrisch leitenden Kleber
verbunden. Auch diese Zuleitungen 11 sind mit dem Abdichtmaterial
7 bedeckt und abgedichtet und aufgrund des Abdichtmaterials 7 kann
sich die einzelne Zuleitung 11 nicht von ihrer Klammerelektrode 5
ablösen, während diese daran gehindert ist, vom Substrat 1 ab
zufallen, wobei eine genaue Positionierung des Abschlußsubstrats
6 auf der elektrochromen Schicht 3 erreichbar ist (Fig. 2).
Der vergrößerte Vertikalschnitt von Fig. 2 durch die elektrochrome
Vorrichtung ist teilweise verzerrt und zeigt nicht ein korrektes
Dimensionsverhältnis an.
Der beschriebene Schichtenpack bildet ein elektrochromes Bauteil
13.
Vorzugsweise sind das isolierende Element 8 und das wasserdichte
Element 9 in der in den Fig. 2 und 4 gezeigten Weise so auf
montiert, daß sie den Umfangsteil (die Seitenfläche) des elektro
chromen Bauteils 13 so bedecken können, daß keine Teile der Klam
merelektroden 5 freiliegen. Die überdeckte Breite T auf der Spie
gelaußenfläche ist auf ein Maß von 3 mm festgesetzt, um eine große
verfügbare Spiegelfläche übrig zu haben, wobei deren überdeckte
Breite auf der Spiegelrückseite, also der Seite des Abschlußsub
strats 6, vorzugsweise breiter als dieses Maß festgesetzt ist.
Wenn ein in dieser Weise aufgebauter Außenspiegel durch Wasser
benetzt wird, so funktioniert das wasserdichte Element 9 als erste
Abschirmung, um zu verhindern, daß Wasser eindringt, und dient
weiterhin das isolierende Element 8 als zweite Abschirmung, um den
Spiegel vor einem kleinen Wasservolumen zu schützen, das eventuell
noch durch das wasserdichte Element 9 hindurch einsickert.
Claims (5)
1. Elektrochromer Rückblickspiegel mit einem elektrochromen
Bauteil (13), das folgende Teile umfaßt: zwei Substrate (1,
6) mit zwei Elektrodenschichten (2, 4) an einander gegen
überliegenden Flächen, wobei eine (2) der Elektrodenschich
ten eine transparente Elektrode ist und die andere (4) als
reflektierende Schicht dient; eine elektrochrome Schicht
(3), die auf wenigstens eine der Elektrodenschichten aufla
miniert ist; zwei elektrisch leitende Klammerelektroden (5),
die jeweils mit Kontaktstücken einer der Elektrodenschichten
(2, 4) verbünden sind; und Zuleitungen (11), die über die
Klammerelektroden (5) angeschlossen sind; gekennzeichnet
durch ein isolierendes Element (8), das an einem Umfangsteil
des elektrochromen Bauteils (13) so angeordnet ist, daß es
die Kontaktstücke der Elektroden (2, 4) und der Klammerelek
troden (5) bzw. die Kontaktstücke der Klammerelektroden (5)
und der Zuleitungen (11) überdeckt; und durch ein wasser
dichtes Element (9), das am äußeren Umfang des isolierenden
Elements (8) angeordnet ist.
2. Elektrochromer Rückblickspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb des isolierenden Elements (8)
die elektrochrome Schicht (3), die zwischen einer der Elek
troden (2) und deren Gegenelektrode (4) angeordnet ist,
durch die beiden, nämlich das untere und das obere, Sub
strate (1, 6) und ein Abdichtmaterial (7) dicht so einge
schlossen ist, daß jeweilige Teile der Elektroden (2, 4) und
der Klammerelektroden (5), die mit den Zuleitungen (11) und
außerdem mit den Kontaktstücken der oberen und der unteren
Elektrode verbunden sind, darin eingebettet sind, wobei ein
Spiegelhalter (10) an der Außenseite des wasserdichten
Elements (9) montiert ist.
3. Elektrochromer Rückblickspiegel nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Verbindungsteile (5c) der Klammerelek
troden (5) und der Zuleitungen (11), die parallel zum Sub
strat (1) ausgebildet sind, ein Teil der Zuleitungen (11),
die Klammerelektroden (5) und die obere und die untere
Elektrode (2, 4) jeweils durch das Abdichtmaterial (7), das
ein Harz ist, befestigt sind und mit dem isolierenden Ele
ment (8) bedeckt sind, wobei das wasserdichte Element (9)
über dem Außenumfang des isolierenden Elements (8) angeord
net ist.
4. Elektrochromer Rückblickspiegel nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als das isolierende
Element (8) ein Fluorkohlenstoff-Überzug verwendet ist.
5. Elektrochromer Rückblickspiegel nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserdichte Element
(9) ein Element aus Butylgummi mit hoher Klebefähigkeit von
Bandart oder in Folienform ist.
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