DE19548379C2 - Elektrochromer Rückblickspiegel für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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 Refle­ xionsvermögen 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 HEI5-22919 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 Elektroden­ schicht 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 schwa­ che 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.

Weiterhin kann noch hingewiesen werden auf den Stand der Technik gemäß der US-Patentschrift 5 124 832, die einen elektrochromen Spiegel mit einer elektrochromen Zelle beschreibt, um deren Umfang eine Feuchtigkeitsabdichtung aus einem Butyl­ band angeordnet ist. Die Zelle selbst besteht aus zwei transparenten Substraten, zwischen denen das elektrochrome Bauteil und eine ionenleitende Polymerschicht angeordnet sind. Angesichts der hohen Beanspruchung des Außenspiegels hinsicht­ lich Nässe und Vibration genügt das Butylband nicht, um den Spiegel ausreichend zu schützen und zu beruhigen.

Bei einem weiteren elektrochromen Spiegel gemäß der EP-A 0 434 453 ist eine Spiegelzelle, bestehend aus einem Substrat, Elektroden und einem Stapel elektro­ chromer Bauteile, hinterfaßt durch eine Vibrationsdämpfungsschicht aus weichem Polymerniaterial und eine abdichtende Außenschicht, und ist am Umfang ver­ schlossen durch Klebeschichten (Figur n 5 bis 9). Die Klebeschichten sind eingeteilt in eine primäre Klebeschicht, die die Außenschicht an die Substrate klebt, und eine sekundäre Klebeschicht, die die Umfangsfläche des Schichtenstapels und ins­ besondere die Klebelinie des primären Klebemittels überdeckt und bevorzugt aus Polyvinylidenchloridemulsionen und vernetzenden Lacken besteht. Auch diese Spiegelkapselung genügt noch nicht den Erfordernissen der Praxis.

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 elektro­ chromen Bauteil bestehenden Schicht, Kontaktstücke der Elektroden und Klammer­ elektroden nicht der Atmosphäre ausgesetzt sind und das elektrochrome Bauteil davor geschützt ist, von von der Randfläche der Schicht einsickerndem Wasser oder dergleichen angegriffen zu werden.

Hierbei soll 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 elektrochromen Bauteils verbessert werden.

Weiterhin soll das elektrochrome Bauteil vor Hitze geschützt werden und ein elektrochromer Spiegel geschaffen werden, der ein gutes Aussehen aufweist, leicht zu niedrigen Kosten hergestellt werden kann und von verbesserter Nässeunem­ pflindlichkeit ist.

Zum Erzielen dieser und/oder anderer Vorteile ist der erfindungsgemäße elektro­ chrome 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 Umfangsfläche des isolierenden Elements angeordnet ist.

Gemäß 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 einge­ schlossen 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 ein Anschlußteil der Klammerelektrode und die Zuleitungen 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 isolieren­ de Element bedeckt und ist das wasserdichte Element über der äußeren Umfangsflä­ che des isolierenden Elements angeordnet.

Bei dem erfindungsgemäßen elektrochromen Rückblickspiegel wird ein Epoxyharz, vorzugsweise ein UV gehärtetes Epoxyharz als Abdichtmaterial (Harz) verwendet und wird als Isoliermaterial eine wasserdichte und elektrisch isolierende Überzugs­ schicht, beispielsweise eine Fluorkohlenstoffschicht verwendet, jedoch sind auch andere Überzugsmaterialien mit guter Abdichteigenschaft an den Klammerelek­ troden möglich, desgleichen kann auch Glas verwendet werden. Für das wasserdich­ te 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 eindringendem Wasser zu schützen, so daß eine Abnahme der Farbdichte aufgrund einer Entladung der feuchten Klammerelektroden vermieden werden kann; außer­ dem 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 Feuchtigkeit beeinträchtigt zu werden. Außerdem können die folgenden Effekte durch das elektrochrome Bauteil gemäß der Erfindung erzielt werden:

• 1. Das wasserdichte Element (Butylgtummi) ist zwischen dem elektrochromen Bauteil und dem Spiegelhalter angeordnet, um die Abdichtfähigkeit des Spiegelhal­ ters 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 Kraftfahrzeugs verwende­ ten Spiegels wird durch ein klebriges, wasserdichtes Material (Butylgummi) verbessert.
• 3. Die Verbindungsteile der Anschlußleitungen und der Klammerelektrode sind so befestigt, daß ein unvollkommener Kontakt aufgrund der Vibration der Spiegelflä­ che 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 Figur. 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 äußere 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 Figur n 1 bis 5 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

In den Figur n 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 Figur n 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 (1)

1. Elektrochromer Rückblickspiegel mit einem elektrochromen Bauteil (13), das folgende Teile umfaßt: zwei Substrate (1, 6) mit zwei Elektrodenschichten (2, 4) an einander gegenüberliegenden Flächen, wobei eine (2) der Elektrodenschichten eine transparente Elektrode ist und die andere (4) als reflektierende Schicht dient; eine elek­ trochrome Schicht (3), die auf wenigstens eine der Elektrodenschich­ ten auflaminiert ist; elektrisch leitende Klammerelektroden (5), die jeweils mit Kontaktstücken einer der Elektrodenschichten (2, 4) verbunden sind; Zuleitungen (11), die über die Klammerelektroden (5) angeschlossen sind; wobei Verbindungsteile (5c) der Klammerelektroden (5) mit den Zuleitungen (11) und ein Teil der Zuleitungen (11) durch ein Abdichtmaterial (7) aus Epoxyharz eingebettet und befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtmaterial (7) mit einem isolie­ renden Element (8) in Form eines Fluorkohlenstoff-Überzugs bedeckt ist und über dem Außenumfang des isolierenden Elements (8) ein wasserdichtes Element (9) aus Butylgummi mit hoher Klebefähigkeit von Bandart oder in Folienform angeordnet ist.