DE3629879A1 - Oxidbronze-wirtsmaterialien, darauf basierende oxidbronzen und daraus hergestellte elektrochrome einrichtungen - Google Patents

Oxidbronze-wirtsmaterialien, darauf basierende oxidbronzen und daraus hergestellte elektrochrome einrichtungen

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Description

Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen Gegenstand und sie bezieht sich auf Oxidbronze-Wirtsmaterialien, auf derartigen Materialien basierende Oxidbronzen und daraus hergestellte Einrichtungen.
Oxide bestimmter Übergangsmetalle zeichnen sich in ihrer höchsten Oxidationsstufe durch die nützliche Eigenschaft aus, daß sie befähigt sind, als Wirtsmaterialien zur Aufnahme von Gastatomen wie Wasserstoff und Alkalimetallatomen zu wirken. Diese können von dem Oxid reversibel aufgenommen und abgegeben werden, wenn dieses als eine Komponente einer geeigneten elektrochemischen Zelle vorliegt. Die Oxide erleiden eine Änderung in der Lichtabsorptionsfähigkeit, die in der Regel zu einer sichtbaren Farbänderung führt, wenn die Konzentration an darin vorliegenden Gastatomen variiert. Das beste bekannte Beispiel derartiger Materialien sind Wolframbronzen, in denen das Wirtsmaterial Wolframoxid (WO3) ist. Wolframbonzen sind befähigt zur reversiblen Aufnahme von Gast-Wasserstoff oder -Alkalimetallatomen und sie weisen dabei eine Farbänderung auf. Im Falle von Wolframbronzen erfolgt die Farbänderung dünner Schichten in durchgehendem Licht von farblos bis zu einer blauen Farbe einer Intensität, die von der Konzentration der Gastmetallatome abhängt. Die Einführung und Entfernung der Gastatome in das und aus dem Wirts-Oxidmaterial ist einfach erzielbar durch Aufbau einr elektrochemischen Zelle, in der sich eine Elektrode in Verbindung mit der Oxidbronze, einem Elektrolyt, vorzugsweise einem festen Elektrolyt, einem Rekombinations- und Quellenmaterial für die Gastatome, und eine zweite Elektrode in Verbindung mit den Rekombinations- und Quellenmaterialien befinden. Das Material, welches als eine Rekombinationsstelle und eine Quelle für Gastatome wirkt, kann zweckmäßigerweise ein zweiter Anteil des Oxidbronzematerials sein. Die verschiedenen Komponenten der elektrochemischen Zelle können zweckmäßigerweise in Form von dünnen Schichten ausgestaltet sein, die auf einem Substrat angeordnet sind.
Einrichtungen dieses Typs sind bekannt für den Einsatz als Austellungs- und Reklamevorrichtungen. Sie können auch zur Herstellung optischer Einrichtungen mit variabler Transmission, z. B. von Fenstern mit variabler optischer Dichte, verwendet werden. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß der Ausdruck "Fenster" nicht auf Fenster für Gebäude beschränkt ist, obwohl derartige Fenster mit umfaßt werden. Dieser Ausdruck bezieht sich vielmehr auf jede optische Vorrichtung, durch welche Licht transmittiert werden soll.
Wenn es sich in derartigen Einrichtungen bei den Gastatomen um Wasserstoffatome handelt, so können diese aus der Elektrolyse kleiner Mengen von Wasser, das in der Vorrichtung absorbiert wird, stammen. Dies bringt jedoch wesentliche Nachteile in Bezug auf die Haltbarkeit der Vorrichtung mit sich.
Handelt es sich bei den Gastatomen um Metallatome, so liegt eine Schwierigkeit bei der Herstellung einer optischen Einrichtung mit variabler Transmission darin begründet, daß die Gast-Metallatome, obwohl sie bequem von einer Schicht zur anderen einer elektrochemischen Zelle transportiert werden können, normalerweise eine Färbung hervorrufen in jeder Oxidbronzeschicht einer derartigen Einrichtung, in der sie sich zu diesem Zeitpunkt gerade befinden, und bekannte geeignete Quellen- und Rekombinationsmaterialien außer Oxidbronzen bilden keine farblose transparente Schichten, die sich zur Verwendung in Einrichtungen dieses Typs eignen.
In bekannten verdünnten Oxidbronzen ist die Färbung, die bei der Transmission gesehen wird, wenn eine Konzentration an Gast-Metallatomen in der Oxidbronze vorliegt, zurückzuführen auf eine Lichtabsorptionsbande, die ihren Peak im Infraroten hat, sich jedoch bis zu einem gewissen Ausmaß in das rote Ende des sichtbaren Spektrums erstreckt, so daß ein blauer Färbeeffekt erzeugt wird.
Zur Verwendung in optischen Einrichtungen mit variabler Transmission wäre es von großem Vorteil, wenn ein Oxidbronzematerial zur Verfügung stünde, das befähigt ist, dünne, praktisch farblose Schichten zu bilden, die selbst dann farblos bleiben, wenn sie eine beträchtliche Konzentration an Gastatomen enthalten. Ein derartiges Oxidbronzematerial wäre befähigt, als eine Quelle und Rekombinationsstelle für Gastatome zu wirken, die zu einer zweiten Oxidbronzezone einer elektrochemischen Zelle wie oben angegeben überführt werden unter Erzeugung einer variablen Färbung in dieser zweiten Zone.
Verschiedene bekannte Oxidbronzematerialien unterscheiden sich in bezug auf Lage der maximalen Intensität der Lichtabsorptionsbande, die durch das Vorliegen von Gast-Metallatomen hervorgerufen wird. Die Lage variiert bis zu einem gewissen Grad mit der Natur des Gastatoms und sehr viel mehr mit der Natur des Wirts-Metalloxids. Die Unterschiede in der maximalen Intensität der Bande zwischen bekannten unterschiedlichen Oxidbronzen sind jedoch relativ gering. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es durch Bildung einer festen Lösung, die spezielle Übergangsmetalloxide enthält, möglich ist, ein Oxidbronze-Wirtsmaterial und davon abgeleitete Oxidbronzen zu erzeugen, in denen die durch die Einführung von Gastatomen hervorgerufene Lichtabsorptionsbande in ihrer Lage deutlich verschieden ist von den entsprechenden Lichtabsorptionsbanden bekannter Oxidbronzen, so daß die Oxidbronze dünne, praktisch farblose Schichten mit einem Gehalt an bedeutenden Mengen an Gastatomen zu bilden vermag.
Erfindungsgemäß wird somit ein Oxidbronzematerial geschaffen, das ein Wirts-Oxidmaterial aufweist, welches Gastatome enthält, die aus dem Wirtsmaterial reversibel entfernt werden können, wenn das Wirtsmaterial in einer geeigneten elektrochemischen Zelle untergebracht ist, wobei das Oxidbronzematerial eine Absorptionsbande für elektromagnetische Strahlung einer Intensität, die von der Konzentration der in dem Oxidbronzematerial vorliegenden Gast-Metallatome abhängt, aufweist und in Form von dünnen, praktisch transparenten Schichten (z. B. bis zu 1 µm Dicke) ausgebildet werden kann, die keine wesentliche sichtbare Farbänderung erleiden bei Herabsetzung der Gastatomkonzentration auf praktisch Null.
Obwohl derartige Materialien in verschiedenen optischen Einrichtungen mit variabler Transmission des oben angegebenen Typs brauchbar sind, können sie darüberhinaus in einer Vielzahl anderer elektrochromer Vorrichtungen angewandt werden.
Die Erfindung umfaßt ein Oxidbronze-Wirtsmaterial, das in dünnen Schichten (von z. B. bis zu 1 µm Dicke) transparent und befähigt ist, Gastmetallatome aufzunehmen, wenn es sich in einer elektrochemischen Zelle befindet, wobei die Gastatome die spektralen Charakteristika des Wirtsmaterials ändern ohne eine wesentliche sichtbare Farbänderung in dünnen Schichten des Wirtsmaterials herbeizuführen.
Erfindungsgemäß wird insbesondere ein Oxidbronze-Wirtsmaterial geschaffen, das eine feste Lösung ist aus einer ersten Oxidkomponente, die Molybdänoxid (MoO3), Wolframoxid (WO3), Zirkoniumoxid (ZrO2), Niobiumoxid (Nb2O5) oder beliebige zwei oder mehrere dieser Verbindungen aufweist, und einer zweiten Oxidkomponente, die Vanadiumoxid (V2O5) und/oder Titanoxid (TiO2) aufweist, wobei das Formelverhältnis der ersten und zweiten Oxidkomponente so gewählt ist, daß das Wirtsmaterial befähigt ist, Gastmetallatome aufzunehmen, wenn es sich in einer elektrochemischen Zelle befindet, und wobei die Gastatome die spektralen Charakteristika des Wirtsmaterials ändern, ohne eine wesentliche sichtbare Farbänderung in dünnen Schichten des Wirtsmaterials hervorzurufen.
Vorzugsweise handelt es sich bei der ersten Oxidkomponente um MoO3 oder WO3. Vorzugsweise ist die zweite Oxidkomponente V2O5.
Die oben angegebenen Oxide außer MoO3, V2O5 und WO3 lassen sich weniger bequem in elektrochrome Einrichtungen verarbeiten, zumindest in kleinem Maßstab, wegen ihrer höheren Siedepunkte.
Zweckmäßigerweise beträgt das Formelverhältnis 10:1 bis 1:10. Vorzugsweise ist dieses Verhältnis 3:1 bis 1:3. Noch mehr bevorzugt wird ein derartiges Verhältnis von 2:1 bis 1:2. In besonders vorteilhafter Weise beträgt das Verhältnis etwa 1:1.
Die angegebenen Verhältnisse sind besonders bevorzugt, wenn es sich bei den ersten und zweiten Oxidkomponenten um Molybdän- oder Wolframoxid bzw. um Vanadiumoxid handelt. Ein derartiges Wirtsmaterial kann beträchtliche Mengen an Gastmetallatomen wie Lithium, reversibel aufnehmen, wobei es scheinbar farblos bleibt bei Dicken bis zu beispielsweise 1 µm, d. h. bei Dicken, die zur Verwendung in zahlreichen elektrochromen Einrichtungen recht geeignet sind.
So wie sich die Verhältnisse der ersten Oxidkomponente und der zweiten Oxidkomponente in der festen Lösung abweichend vom idealen Verhältnis der gewählten Oxide ändern, nimmt die Dicke, bei der Filme aus der resultierenden Oxidbronze eine merkliche Färbung zu zeigen beginnen, ab. Bestehen z. B. die Oxide aus Molybdän und Vanadium und beträgt das Verhältnis 1:1, so liegt das durch die Einführung von beispielsweise Lithiumatomen hervorgerufene Absorptionsmaximum im ultravioletten Bereich zum Unterschied von Molybdänoxid- oder Wolframoxidbronzen, wo es sich im infraroten Bereich befindet.
Im selben Maß, wie das Verhältnis von Molybdänoxid bezüglich Vanadiumoxid erhöht wird, neigt das Absorptionsmaximum dazu, sich in das sichtbare Bereich zu verlagern, so daß eine Tendenz zur Erzeugung einer rosa Färbung in der Transmission bei genügend großen Schichtdicken besteht.
Die Erfindung umfaßt eine Oxidbronze mit einem Wirtsmaterial des oben beschriebenen Typs und einem Gehalt an Gastatomen, die eine Änderung in den Lichtabsorptionscharakteristika des Wirtsmaterials hervorrufen.
Vorzugsweise sind die Gastatome Wasserstoff oder Alkalimetallatome. Vorzugsweise sind die Gastatome Lithium-, Natrium- oder Kaliumatome, wobei Lithium besonders bevorzugt wird.
Vorzugsweise entspricht die Oxidbronze der allgemeinen Formel
M1 x (M2O a ) y (M3O b ) z
worin bedeuten
M1 Wasserstoff oder ein Alkalimetall,
M2 Molybdän, Wolfram, Zirkonium, Niobium oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren derselben,
M3 Vanadium und/oder Titan,
a und b einen Wert, der ausreicht, um den Valenzen von M2 und M3 in ihrer höchsten Oxidationsstufe zu genügen,
y + z = 1, und
x = 0,05 bis 0,4, vorzugsweise 0,05 bis 0,2, z. B. etwa 0,1.
Vorzugsweise entspricht die Oxidbronze der allgemeinen Formel
M x (MoO3) y (V2O5) z ,
worin (y + z) = 1 und x von 0,05 bis 0,4, vorzugsweise von 0,05 bis 0,2, z. B. etwa 0,1, bedeuten.
In elektrochromen Einrichtungen werden derartige Oxidbronze- Wirtsmaterialien oder Oxidbronzen des oben angegebenen Typs in Form von dünnen, vorzugsweise praktisch farblosen Schichten verwendet. Derartige Schichten sind in der Regel transparent.
Für vielen Anwendungszwecke beträgt die Dicke der dünnen Schicht aus derartigem Material in einer derartigen Einrichtung bis zu etwa 1 µm, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 µm, z. B. etwa 0,2 µm.
Die Erfindung umfaßt elektrochrome Einrichtungen, die eine elektrochemische Zelle aufweist mit einer Schicht aus einer ersten Metall-sensitiven Verbindung, die befähigt ist, Gastatome reversibel aufzunehmen und die dabei die Farbe ändert, einer Schicht aus einer zweiten Metall-sensitiven Verbindung, die als eine Quelle und eine Rekombinationsstelle für diese Gastatome wirkt, und einer zwischen diesen Schichten angeordneten Schicht aus einem Elektrolyt, in dem ein mobiler Ladungsträger ein Ion dieser Gastatome ist, so daß die Gastatome von der ersten Metall-sensitiven Verbindung zu der zweiten Metall-sensitiven Verbindung reversibel überführbar sind, wobei die Schicht aus der zweiten Metall-sensitiven Verbindung keine wesentliche sichtbare Farbänderung bei Änderung der darin befindlichen Gastatomkonzentration aufweist.
Vorzugsweise ist der Elektrolyt ein fester Elektrolyt, der ein rascher Ionenleiter ist, wobei es sich bei einem raschen Ion um ein Ion eines dieser Gastatome handelt.
Normalerweise weist die elektrochemische Zelle ferner eine erste und zweite Elektrodenschicht auf, zwischen denen die elektrochrome Materialschicht, die Elektrolytschicht und die Oxidbronzeschicht angeordnet sind.
Vorrichtungen dieses Typs können eine Vielzahl von Funktionen ausüben in Abhängigkeit von der Natur der Materialien, die zur Herstellung der verschiedenen Schichten verwendet wurden, und insbesondere in Abhängigkeit davon, welche der Schichten transparent gemacht und welche, wenn überhaupt, opak gemacht wurden.
So können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen als optische Einrichtungen für variable Transmission dienen oder als verschiedene Arten von Reklamevorrichtungen oder Datenspeicherungsvorrichtungen.
In Vorrichtungen des beschriebenen Typs kann es sich bei dem elektrochromen Material zweckmäßigerweise um jedes der bisher bekannten derartigen Materialien handeln, insbesondere um Oxidbronzen eines Übergangsmetalls in seiner höchsten Oxidationsstufe, wie um ein Oxid eines Übergangsmetalls, das Wolframoxid (WO3), Molybdänoxid (MoO3), Vanadiumoxid (V2O5) und Niobiumoxid (Nb2O5) oder um verschiedene feste Lösungen aus zwei oder mehreren derselben.
Der Elektrolyt ist vorzugsweise ein fester Elektrolyt. Beispiele geeigneter Materialien sind Natrium-beta-aluminiumoxid, polymer/anorganische Feststoffelektrolyten mit einem Gehalt an Alkalimetall, vorzugsweise solche des als Grenoble-Polymerelektrolyte bekannten Typs oder feste Elektrolyten des als Bordeaux-Glas bekannten Typs.
Die angegebenen polymer/anorganischen Feststoffelektrolyte werden z. B. in der Pionier-Veröffentlichung P. W. Wright (Br. Poly. J. 1985 7, 319-327) und in nachfolgenden Druckschriften beschrieben. Bevorzugte Materialien für derartige feste Elektrolyte schließen eine Kombination eines Polyethylenoxids oder Polypropylenoxids mit einer Alkalimetallverbindung ein. Je nach der Natur der elektrochromen Vorrichtung kann der Elektrolyt opak gemacht werden, indem er mit einem geeigneten Pigment oder reflektierenden Material, z. B. mit 5 Vol.-% TiO2-Pulver in Suspension, beladen wird.
Bei des Alkalimetallverbindung kann es sich z. B. um LiClO4 oder vorzugsweise um LiCF3SO3 handeln. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis von Polymersauerstoff zu Lithium in dem Elektrolyt etwa 5,5 zu 1.
Ein typisches Bordeaux-Glas besteht aus einer Kombination von LiCl, Li2O und B2O3.
Ein brauchbarer Feststoffelektrolyt wird in einer Form gebildet, die, genau gesagt, als ein hartes Gel aus Polymethylmethacrylat, Propylencarbonat und Lithiumperchlorat bezeichnet werden kann, wie dies in der EU-PS 00 98 410 beschrieben wird.
Elektrodenschichten können zweckmäßigerweise aus Indium-zinnoxid (ITO) gebildet werden.
Die Herstellung von elektrochromen Einrichtungen muß zur Erzielung guter Leistungsfähigkeit im fertigen Produkt mit Sorgfalt durchgeführt werden, um sicherzustellen, daß Gesichtspunkte bezüglich verwendetem Material und deren Verarbeitung richtig überwacht werden. In der GB-PS 20 81 922B wird die zweckmäßige Art und Weise zur Herstellung von Einrichtungen dieses allgemeinen Typs detalliert beschrieben.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert, in der eine elektrochrome Vorrichtung mit einer Schicht aus einer erfindungsgemäßen Oxidbronze schematisch im Querschnitt dargestellt ist.
Beispiel
Eine feste Lösung von Molybdänoxid (MoO3) und Vanadiumoxid (V2O5) wird durch gleichzeitige Ablagerung äquimolekularer Mengen von Molybdänoxid und Vanadiumoxid auf eine Indiumzinnoxidschicht 11, die sich bereits auf einem Glassubstrat 10 befindet, gebildet. Geeignete Methoden zur gleichzeitigen Ablagerung solcher Oxide unter Bildung von festen Lösungen sind selbstverständlich bekannt. Im allgemeinen können die Ablagerungsbedingungen angewandt werden, wie sie in der GB-PS 20 81 922B beschrieben sind.
Die gebildete Schicht aus elektrochromem Wirtsmaterial ist mit 12 bezeichnet und typischerweise etwa 0,2 µm dick.
Wahlweise kann Lithium gleichzeitig mit dem Molybdänoxid und Vanadiumoxid abgelagert werden unter Bildung der Schicht 12 als eine Schicht aus Oxidbronze, welche das Wirtsmaterial mit Gast-Lithiumatomen aufweist. Wahlweise kann das Lithium in einer nachfolgenden Verfahrensstufe aus Lithiumbutyl eingebracht werden unter Bildung der Oxidbronze, nachdem in der gemeinsamen Ablagerungsstufe die feste Lösung des Wirtsmaterials gebildet worden war.
Zur Vervollständigung der in der Figur gezeigten Vorrichtung wird eine Hälfte der endgültig gewünschten Dicke eines Polymerelektrolyten wie (LiClO4) (PEO)8, wobei PEO eine Polyethylenoxideinheit in einem Polymermaterial, das typischerweise ein Molekulargewicht von etwa 5 Millionen hat, bedeutet, über das Oxidbronzematerial 12 beschichtet unter Bildung der Halbschicht 13 a.
Ferner wird ein zweites Glassubstrat 16 hergestellt, das eine Schicht 15 aus Indium-zinnoxid, eine Schicht 14 aus elektrochromem Material wie Wolframoxid und eine Halbschicht 13 b des gleichen Elektrolyten trägt. Die beiden Elektrolyt-Halbschichten werden zusammengebracht, um die beiden Hälften der Vorrichtung miteinander zu verbinden.
Wenn ein elektrisches Potential niedriger Spannung zwischen den beiden Indium-zinnoxid-Elektrodenschichten (11, 15) in einer geeigneten Richtung angelegt wird, können Lithiumatome von der Schicht 12 in den Elektrolyt und aus dem Elektrolyt in die elektrochrome Schicht 14 getrieben werden unter Bildung einer Färbung der Schicht 14. Eine Umpolung der Spannung kehrt den Fluß der Lithiumatome um und bleicht somit die Färbung aus. Es ist festzustellen, daß die Färbung der Wolframoxidschicht, wie sie vom Betrachter wahrgenommen wird, durch die Änderung in der Gast-Lithiumatomkonzentration in der erfindungsgemäßen Oxidschicht nicht beeinflußt wird, da diese während des gesamten Prozesses farblos bleibt. Die Lichtabsorptionscharakteristika dieser Oxidschicht variieren mit der Gastatomkonzentration, doch hat die in Frage kommende Absorptionsbande ihre maximale Intensität genügend weit im Ultraviolett, so daß keine sichtbare Änderung in der dünnen Schicht aus Oxid hervorgerufen wird.
Vorrichtungen dieses Typs können für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden, z. B. als Reklameeinrichtungen und Lichttransmissionsbauteile mit variabler optischer Dichte.
Die durch das spezielle Beispiel erläuterte Erfindung ist vom Fachmann selbstverständlich unter Anwendung zahlreicher Variationen und Modifikationen durchführbar.

Claims (28)

1. Oxidbronze-Wirtsmaterial, das in dünnen Schichten transparent und zur Aufnahme von Gastatomen befähigt ist, wenn es sich in einer elektrochemischen Zelle befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung des Wirtsmaterials so gewählt ist, daß die Gastatome die spektralen Charakteristika des Wirtsmaterials ändern, ohne eine wesentliche sichtbare Farbänderung in dünnen Schichten des Wirtsmaterials hervorzurufen.
2. Oxidbronze-Wirtsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine feste Lösung einer ersten Oxidkomponente, die Molybdänoxid (MoO3), Wolframoxid (WO3), Zirkoniumoxid (ZrO2), Niobiumoxid (Nb2O5) oder beliebige zwei oder mehrere dieser Verbindungen aufweist, und einer zweiten Oxidkomponente, die Vanadiumoxid (V2O5) und/oder Titaniumoxid (TiO2) aufweist, ist und das Formelverhältnis der ersten und zweiten Oxidkomponente so gewählt ist, daß das Wirtmaterial zur Aufnahme von Gastatomen befähigt ist, wenn es sich in einer elektrochemischen Zelle befindet, wobei die Gastatome die spektralen Charakteristika des Wirtsmaterials ändern, ohne eine wesentliche sichtbare Farbänderung in dünnen Schichten des Wirtsmaterials hervorzurufen.
3. Oxidbronze-Wirtsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Oxidkomponente MoO3 oder WO3 ist.
4. Oxidbronze-Wirtsmaterials nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Oxidkomponente V2O5 ist.
5. Oxidbronze-Wirtmaterial nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Formelverhältnis 10:1 bis 1:10 beträgt.
6. Oxidbronze-Wirtsmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis 3:1 bis 1:3 beträgt.
7. Oxidbronze-Wirtsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis 2:1 bis 1:2 beträgt.
8. Oxidbronze-Wirtsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis etwa 1:1 beträgt.
9. Oxidbronze-Wirtsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es eine feste Lösung ist, die MoO3 und V2O5 aufweist und das Formelverhältnis von MoO3 zu V2O5 3:1 bis 1:3 beträgt.
10. Material nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis 2:1 bis 1:2 beträgt.
11. Material nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis etwa 1:1 beträgt.
12. Oxidbronze mit einem Wirtsmaterial nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirtsmaterial Gastatome enthält, die eine Änderung der Lichtabsorptionscharakteristika des Wirtsmaterials hervorrufen.
13. Oxidbronzematerial mit einem Wirts-Oxidmaterial, das Gast- Metallatome enthält, die aus dem Wirtsmaterial reversibel entfernt werden können, wenn sich das Wirtsmaterial in einer geeigneten elektrochemischen Zelle befindet, wobei das Oxidbronzematerial eine Absorptionsbande für elektromagnetische Strahlung aufweist, deren Intentsität von der Konzentration an Gast-Metallatomen im Oxidbronzematerial abhängig ist, und wobei das Material als dünne, praktisch transparente Schichten ausgebildet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten keine wesentliche sichtbare Farbänderung bei der Verminderung der Konzentration an Gastatomen auf praktisch Null erleiden.
14. Oxidbronze nach Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gastatome Wasserstoff oder Alkalimetallatome sind.
15. Oxidbronze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gastatome Lithium, Natrium oder Kalium sind.
16. Oxidbronze, dadurch gekennzeichnet, daß es der allgemeinen Formel M1 x (M2O a ) y (M3O b ) z entspricht, worin bedeuten
M1 Wasserstoff oder ein Alkalimetall,
M2 Molybdän, Wolfram, Zirkonium, Niobium oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren derselben,
M3 Vanadium und/oder Titan,
a und b einen Wert, der ausreicht, um den Valenzen von M2 und M3 in ihrer höchsten Oxidationsstufe zu genügen,
y + z = 1, und
x = 0,05 bis 0,4.
17. Oxidbronze nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie der allgemeinen Formel Mx(MoO3)y(V2O5)zentspricht, worin (y + z) = 1 und x = 0,05 bis 0,4 bedeuten.
18. Oxidbronze nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß x einen Wert von 0,05 bis 0,2 hat.
19. Oxidbronze nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß x etwa 0,1 beträgt.
20. Oxidbronze nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis y:z 10:1 bis 1:10 beträgt.
21. Oxidbronze nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis y:z 3:1 bis 1:3 beträgt.
22. Oxidbronze nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis y:z 2:1 bis 1:2 beträgt.
23. Oxidbronze nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis y:z etwa 1:1 beträgt.
24. Oxidbronze-Wirtsmaterial oder Oxidbronze nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form einer dünnen, praktisch farblosen Schicht vorliegen.
25. Elektrochrome Einrichtung, die eine elektrochemische Zelle aufweist mit einer Schicht aus einer ersten Metall-sensitiven Verbindung, die befähigt ist, Gastatome reversibel aufzunehmen und dabei die Farbe ändert, einer Schicht aus einer zweiten Metall-sensitiven Verbindung, die als eine Quelle und als eine Rekombinationsstelle für die Gastatome wirkt, und einer zwischen den beiden Schichten angeordneten Schicht aus einem Elektrolyt, in dem ein mobiler Ladungsträger ein Ion der Gastatome ist, so daß die Gastatome von der ersten Metall-sensitiven Verbindung zu der zweiten Metall-sensitiven Verbindung reversibel überführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus der zweiten Metall-sensitiven Verbindung keine wesentliche sichtbare Farbänderung bei der beträchtlichen Änderung der darin befindlichen Gastatomkonzentration aufweist.
26. Elektrochrome Einrichtung, die eine elektrochemische Zelle aufweist mit einer Schicht aus elektrochromem Material mit einem Gehalt an einer Metall-sensitiven Verbindung, die befähigt ist, Gastatome reversibel aufzunehmen und dabei die Farbe ändert, einer Schicht aus einer Oxidbronze, die als eine Quelle und als eine Rekombinationsstelle für die Gastatome wirkt, und einer zwischen diesen Schichten angeordneten Schicht aus einem Elektrolyt, in dem ein mobiler Ladungsträger ein Ion der Gastatome ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Oxidbronze eine solche gemäß einem der Ansprüche 12 bis 23 ist.
27. Elektrochrome Einrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein fester Elektrolyt ist, der ein rascher Ionenleiter ist, wobei es sich bei einem raschen Ion um ein Ion der Gastatome handelt.
28. Elektrochrome Einrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste und zweite Elektrodenschicht aufweist, zwischen denen die elektrochrome Materialschicht, die Elektrolytschicht und die Oxidbronzeschicht angeordnet sind.
DE3629879A 1985-09-02 1986-09-02 Elektrochrome Vorrichtung und metallempfindliche Verbindung zur Verwendung in der Vorrichtung Expired - Fee Related DE3629879C2 (de)

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