DE69903265T2

DE69903265T2 - Elektrooptische zelle oder elektrochemische photovoltaische zelle und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE69903265T2
Application number: DE69903265T
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques Born; Yves Ruedin; Michel Sallin
Original assignee: Asulab AG
Current assignee: Asulab AG
Priority date: 1998-02-11
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2003-07-10
Anticipated expiration: 2019-02-11
Also published as: EP1055149A1; JP4777514B2; KR100592159B1; JP2002503867A; DE69903265D1; EP1055149B1; US6587175B1; KR20010040753A; WO1999041638A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte elektro-optische Zelle, insbesondere Flüssigkristallzelle, oder eine verbesserte elektrochemische photovoltaische Zelle, insbesondere für ein Zeitmeßgerät, und zudem insbesondere Anschlußmittel, die dazu bestimmt sind, eine elektrische Verbindung zwischen den Elektroden der Zelle und einer elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung herzustellen. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen der oben genannten Zelle.
Eine erste Kategorie bekannter photovoltaischer Zellen wandelt Licht in Elektrizität um durch Ausnutzen des photovoltaischen Effekts, der an einem Halbleiterübergang auftritt. Das Halbleitermaterial sorgt gleichzeitig für eine Absorption des Lichts und eine Trennung der entstehenden elektrischen Ladungen (Elektronen und Löcher). Da das Material eine hohe Reinheit frei von Störstellen aufweisen muß, andernfalls sich Elektronen und Löcher rekombinieren, bevor sie sich getrennt haben, sind die Herstellungskosten hoch.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen zweiten Typ der genannten photovoltaischen elektrochemischen Zellen, von dem eine schematische Darstellung in Fig. 1 gegeben ist, die der Anmeldung beiliegt.
Eine derartige Zelle, die in ihrer Gesamtheit durch die Bezugsziffer 1 bezeichnet wird, weist ein erstes lichtdurchlässiges vorderes Plättchen 2 und ein zweites ebenfalls lichtdurchlässiges hinteres Plättchen 4 auf. Die beiden Plättchen 2 und 4 tragen auf ihren einander gegenüberliegenden Fllächen jeweils eine erste Elektrode 6, die auch Gegenelektrode genannt wird, und eine zweite Elektrode 8, die auch Photoelektrode genannt wird. Diese Elektroden 6, 8 sind normalerweise in Form einer dünnen Schicht aus einer Mischung von Indium/Zinn-Oxid oder Zinn/Antimon-Oxid hergestellt.
Das Plättchen 4 trägt zudem eine Schicht 10, die in Form einer porösen Struktur 12 mit großer effektiver Oberfläche hergestellt ist, welche aus Partikeln eines aktiven halbleitenden Oxids besteht, beispielsweise Titandioxid TiO&sub2;, dessen Funktion nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Die Plättchen 2 und 4 sind durch einen Einschlußrahmen 14 verbunden, der sich entlang ihres Umfangs erstreckt und ein Volumen 16 definiert, das mit einem Elektrolyt 18 gefüllt ist, das einen Vermittler enthält, wie das Redoxpaar Iodid- Triiodid I&supmin;/I³&supmin;.
Das Titandioxid TiO&sub2;, das die Schicht 10 bildet, ist ein Halbleiter, der normalerweise aufgrund seiner großen Bandlücke unempfindlich für sichtbares Licht ist und erst im nahen UV-Bereich zu absorbieren beginnt. Er kann trotzdem durch Adsorption eines Farbstoffes sensibilisiert werden, wie beispielsweise einem Komplex aus einem Übergangsmetall, insbesondere Ruthenium oder Osmium, das einen Umwandlungsgrad einfallendes Photon/Elektron von annähernd 1 ermöglicht. Die Lichtabsorption, die in Fig. 1 durch die Pfeile symbolisiert ist, wird durch den chemisch an der Oberfläche der Schicht 10 des Halbleitermaterials adsorbierten Farbstoff sichergestellt. Der Farbstoff kann, nachdem er durch die Absorption eines Lichtphotons angeregt worden ist, ein Elektron in das Leitungsband des Halbleiters der Schicht 10 übertragen. Das im Inneren der Halbleiterschicht 10 vorherrschende elektrische Feld ermöglicht das Herausziehen dieses Elektrons. Nach der Übertragung des Elektrons kehrt der Farbstoff in seinen oxidierten Grundzustand zurück. Die Rekombination zwischen dem Elektron im Leitungsband und dem Loch im oxidierten Farbstoff ist viel langsamer als die Reduktion des oxidierten Farbstoffs durch den Vermittler. Daher ist die Ladungstrennung wirksam. Der oxidierte Vermittler wird an der Gegenelektrode 6 reduziert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls elektro-optische Anzeigezellen, insbesondere mit Flüssigkristallen, die analog zu photovoltaischen elektrochemischen Zellen umfassen:
- ein erstes lichtdurchlässiges vorderes Plättchen, dessen obere Fläche die Vorderseite der Zelle bildet,
- ein zweites hinteres Plättchen, dessen untere Fläche die Rückseite der Zelle bildet,
- wobei die Plättchen auf ihren einander gegenüberliegenden Flächen jeweils wenigstens eine Elektrode aufweisen, wobei diese Elektroden dazu bestimmt sind, mit einer Anzeigesteuerschaltung verbunden zu werden, und teilweise mit der Schnittfläche des entsprechenden Plättchens bündig sind, um hier an verschiedenen Orten des Umfangs der Zelle eine elektrische Kontaktzone zu definieren,
- wobei die Plättchen durch einen Einschlußrahmen getrennt sind, der ein Volumen definiert für den Einschluß eines optisch aktiven Mediums, und
- elektrische Anschlußmittel für die Schaffung der elektrischen Verbindung zwischen jeder Elektrode und der Anzeigesteuerschaltung.
Ein ständiges Problem im Bereich der photovoltaischen elektrochemischen Zellen den oben beschriebenen Art liegt in den verwendeten Anschlußmitteln zum Herstellen einer zuverlässigen elektrischen Verbindung zwischen den Elektroden der Zelle und einer elektrischen Versorgungsschaltung. Man trifft dieses Problem auch bei den elektro-optischen Anzeigezellen an, bei denen die Elektroden der Zelle mit einer Generatorvorrichtung für elektrische Steuersignale verbunden werden müssen, die der Veränderung der elektro-optischen Eigenschaften des zwischen den Plättchen der Zelle eingeschlossenen Mediums dienen.
Der Anmelder hat bereits eine Lösung dieses Problems vorgeschlagen, indem er in seinem Patent FR-B1-2 637 110 eine verbesserte elektro-optische Zelle vorgeschlagen hat, in welcher jedes der beiden Plättchen der Zelle auf seiner gesamten Oberfläche eine lichtdurchlässige Elektrode aufweist, wobei diese Elektrode teilweise bündig mit der Schnittfläche des Plättchens ist, auf welchem sie aufgebracht worden ist, um eine seitliche elektrische Kontaktzone zu bilden. In diesem Patent umfassen die Anschlußmittel ein Kontaktstück, das aus einem adhäsiven Kunststoff hergestellt ist, der mit leitenden Partikeln angereichert und auf die Schnittfläche jedes Plättchens aufgetragen ist, am Ort der Kontaktzone, und stellen die elektrische Verbindung mit dem elektrischen Steuerschaltkreis der Zelle sicher.
Beim Gebrauch ergeben sich mit dieser Anschlußtechnik trotzdem mehrere Nachteile. Man muß einerseits die Plättchen der Zelle relativ zueinander verschieben, um Zugang zu den Elektroden zu bekommen und die elektrischen Kontakte herzustellen. Allerdings erschwert eine solche Ausgestaltung die Massenherstellung der Zellen, insbesondere, wenn diese rund sind, und erfordert zusätzliche Arbeitsschritte, die zeitaufwendig sind.
Andererseits wird, wie vorstehend beschrieben, die Verbindung zwischen den Elektroden und der Steuerschaltung über die elektrische Kontaktzone gebildet, wo jede der Elektroden der Zelle bündig mit der Schnittfläche des Plättchens ist, auf das sie aufgebracht worden ist. Nun ist aber die Dicke dieser Kontaktzone sehr gering, üblicherweise in der Größenordnung von 1000 Å. Es ergeben sich folglich elektrische Kontaktprobleme, wobei sogar die mechanische Verbindung zwischen den Elektroden und den Kontaktflächen brechen kann.
Ferner kennt man bereits Zeitmeßgeräte, wie z. B. Armbanduhren, in welchen eine photovoltaische elektrochemische Zelle der obengenannten Art üblicherweise unter dem Uhrglas derart angeordnet wird, daß sie ausreichend Lichtstrahlung ausgesetzt ist. Durch Umwandlung des sichtbaren Lichts in einen elektrischen Strom versorgt die photovoltaische Zelle über eine elektrische Schaltung die Zeitmeßmittel der Uhr.
In der Anordnung unter dem Uhrglas überdeckt die photovoltaische Zelle die Zeitanzeige (Stundenzeiger, Minutenzeiger etc.) sowie das Zifferblatt der Uhr. Da diese Zelle allerdings im wesentlichen lichtdurchlässig ist, bleiben die Anzeiger und das Zifferblatt durch sie hindurch sichtbar.
Die elektrischen Anschlüsse einer elektrochemischen Zelle, die an zwei verschiedenen Orten des Umfangs der Zelle angeordnet sind, können verdeckt werden, um sie von außen unsichtbar zu machen, wenn man sie durch das Uhrglas hindurch betrachtet. Um dieses Problem zu beheben, kennt man keine andere Lösung, als die Größe des Glasreifs zu erhöhen, um die Elektroden zu verdecken und somit die nutzbare Fläche des Uhrglases und des Zifferblatts zu verringern, was sich nachteilig auf das ästhetische Aussehen der Uhr sowie auf die Ablesbarkeit der auf ihrem Zifferblatt dargestellten Informationen auswirkt. Eine weitere Lösung besteht darin, die Abmessungen der photovoltaischen Zelle zu verringern, was sich negativ auf ihre Leistung auswirkt.
Eine weitere Lösung ist aus der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 61-201289 bekannt, die eine Flüssigkristallzelle betrifft, die ein erstes lichtdurchlässiges vorderes Plättchen 1a und ein zweites ebenfalls lichtdurchlässiges hinteres Plättchen 1b aufweist. Diese beiden Plättchen 1a und 1b tragen jeweils auf ihren einander gegenüberliegenden Flächen einen Satz von Elektroden 2a, 2b, wobei die Elektroden mit dem Rand des Plättchens bündig sind, auf das sie aufgebracht wurden, um elektrische Kontaktzonen festzulegen. Abstandshalter, wie Mikrokugeln oder Glasfasern, sind zwischen beiden Plättchen 1a, 1b angeordnet, um die Dicke der Flüssigkristallschicht auf der gesamten Oberfläche der Zelle gleichmäßig zu halten. Ein Anschluß ist mittels eines weichen Isolierfilms 3a hergestellt, auf dem elektrisch leitende Tinte mit adhäsiven Eigenschaften aufgedruckt ist. Die Tinte 4 ist entlang im wesentlichen gerade verlaufender Spuren aufgedruckt, die denselben Weg wie die lichtdurchlässigen Elektroden bieten, die entlang der Ränder der Zelle bündig sind. Zwischen den leitenden Spuren wird eine Isoliertinte mit adhäsiven Eigenschaften aufgedruckt, derart, daß die bedruckte Oberfläche eben wird. Der Anschlußfilm 3a wird anschließend durch Druck fest mit den Rändern der Zelle verbunden, um die Abdichtung der letzteren herzustellen. Währenddessen dringt die elektrisch leitende Tinte 4 ein wenig zwischen die Plättchen 1a, 1b der Zelle derart ein, daß die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden der Zelle und den leitenden Spuren erzeugt wird. Nach Aufbringen des weichen Anschlußfilms 3a auf die Ränder der Zelle wird der Flüssigkristall 5 in den Zwischenraum zwischen die beiden Plättchen des Glases 1a und 1b injiziert, entweder durch eine in einem der Plättchen 1a oder 1b gebildete Füllöffnung oder an einem Ort, an dem der weiche Anschlußfilm 3a nicht vollständig mit dem Rand der Zelle verbunden ist. Danach wird die Füllöffnung versiegelt, um eine Flüssigkristallzelle mit dem Anschlußfilm 3a zu erhalten, der mit dem Rand der Zelle fest verbunden ist.
Die vorstehend beschriebene Zelle weist die nachfolgenden Nachteile auf. Es muß einerseits angemerkt werden, daß die leitende Tinte in direktem Kontakt mit den Flüssigkristallen steht, woraus ein nicht vernachlässigbares Risiko einer Kontamination der Kristalle oder einer Verschlechterung der Leistung der Zelle resultiert. Andererseits erlaubt ein derartiges Verfahren keine Herstellung der Zellen in Losen. Tatsächlich ermöglicht der Einschlußrahmen im Fall einer klassischen Flüssigkristallzelle, die beiden Zellsubstrate miteinander fest zu verbinden und eine derartige Zelle bequem zu handhaben. Insbesondere kann das Auffüllen der Zellen mit dem Flüssigkristall stattfinden, während die Zellen noch in Streifen angeordnet, d. h. noch nicht getrennt sind. Im Gegensatz hierzu müssen die beiden Plättchen, die nicht fest miteinander verbunden sind, im Fall der genannten japanischen Patentanmeldung auch solange relativ zueinander in Position gehalten werden, wie der Anschlußfilm nicht fest mit den Rändern der Plättchen verbunden ist. Ein derartiger Vorgang kann daher nur Stück für Stück durchgeführt werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme und Nachteile zu überwinden, indem eine verbesserte Zelle geschaffen wird, die Anschlußmittel aufweist, die zum Herstellen einer zuverlässigen elektrischen Verbindung mit geringem Platzbedarf zwischen den Elektroden der Zelle und einer elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung vorgesehen sind.
Hierzu liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektro-optische, insbesondere Flüssigkristallzelle oder eine photovoltaische elektrochemische Zelle zu schaffen, mit:
- einem ersten lichtdurchlässigen vorderen Plättchen, dessen obere Fläche die Vorderseite der Zelle bildet,
- einem zweiten lichtdurchlässigen ober lichtundurchlässigen hinteren Plättchen, dessen untere Fläche die Rückseite der Zelle bildet,
- wobei die Plättchen auf ihren einander gegenüberliegenden Flächen jeweils mindestens eine Elektrode aufweisen, wobei diese Elektroden dazu bestimmt sind, mit einer elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung verbunden zu werden, und teilweise mit der Schnittfläche des entsprechenden Plättchens bündig sind, um eine seitliche elektrische Kontaktzone an verschiedenen Orten des Umfangs der Zelle zu bilden,
- wobei die Plättchen durch einen Einschlußrahmen getrennt sind, der ein Volumen für den Einschluß eines photoelektrisch oder elektro-optischen aktiven Mediums definiert, und mit
- elektrischen Anschlußmitteln zum Schaffen einer elektrischen Verbindung zwischen jeder Elektrode und der Versorgungs- oder Steuerschaltung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmittel ein Kontaktstück umfassen, das aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, das auf jede Elektrode in der seitlichen elektrischen Kontaktzone, wo diese mit der Schnittfläche des Plättchens, auf das sie aufgebracht worden ist, bündig ist, in der Weise aufgetragen ist, daß das Volumen aufgefüllt ist, das definiert ist durch die Elektrode, auf die das Kontaktstück aufgebracht worden ist, das dieser Elektrode gegenüberliegende Plättchen, den Einschlußrahmen und die Schnittfläche jedes Plättchens, um die Oberfläche der seitlichen Kontaktzone zu vergrößern.
Dank der Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Oberfläche der seitlichen elektrischen Kontaktzone zu vergrößern, über welche jede Elektrode der Zelle mit der elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung verbunden ist. Die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden und der elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung ist zudem viel zuverlässiger.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung umfassen die elektrischen Anschlußmittel der photovoltaischen oder elektro-optischen Zelle ein Kontaktteil, das am Ort der elektrischen Kontaktzone, wo jede Elektrode mit der Schnittfläche des Plättchens, auf welche sie aufgetragen worden ist, bündig ist, angesetzt ist, wobei das elektrische Kontaktteil die Übertragung des elektrischen Kontakts auf die Vorder- oder die Rückseite der Zelle bewerkstelligt.
Es ist beispielsweise auch möglich, eine photovoltaische elektrochemische Zelle herzustellen, deren elektrische Anschlußmittel, die zum Schaffen einer elektrischen Verbindung zwischen den Elektroden der Zelle und einer elektrischen Versorgungsschaltung bestimmt sind, auf der Rückseite der Zelle gebildet sind. Der Einschlußrahmen der Zelle und die Übertragung des Kontakts auf die Rückseite der Zelle sind daher mehr überlagert, als sie seitlich nebeneinander angeordnet sind, wie es im Stand der Technik der Fall ist. Der Glasreif des Zeitmeßgeräts, oder jegliches andere Mittel, das zum Verdecken des Einschlußrahmens der Zelle bestimmt ist, verdeckt gleichfalls ihre elektrischen Kontaktzonen. Die Abmessungen des Uhrglases und damit des Zifferblatts des Zeitmeßgeräts können vergrößert werden, wodurch das ästhetische Aussehen der Uhr und die Ablesbarkeit der auf ihrem Zifferblatt dargestellten Informationen verbessert werden. Die photovoltaische Zelle kann ebenfalls größer ausgestaltet sein, was ihrer Leistungsfähigkeit zugute kommt. Schließlich ist es nicht länger erforderlich, einen Abstand zwischen den Plättchen der Zelle vorzusehen. Der Platzbedarf der Zelle wird ebenfalls verringert, was ihre Anordnung insbesondere in einem Zeitmeßgerät erleichtert. Die Herstellung derartiger Zellen kann zudem in Losen erfolgen, wodurch der Selbstkostenpreis infolge einer Herstellung in großem Maßstab gesenkt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ferner Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer oben genannten Zelle, in welchem vor der Trennung in einzelne Zellen mittels einer Abscheidung eines elektrisch leitenden Materials jede der Elektroden der Zelle geringfügig über die geometrische Endgrenze der Zelle hinaus verlängert wird.
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die seitlichen elektrischen Kontaktzonen durch Vakuumabscheidung metallisiert oder mit einer Schicht aus einem elektrischen leitenden Material bedeckt, an den Orten, wo anschließend die elektrischen Kontaktteile angesetzt werden.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Zeitmeßgerät zu schaffen, das eine erfindungsgemäße elektrochemische photovoltaische Zelle, die dazu bestimmt ist, über eine elektrische Versorgungsschaltung insbesondere Zeitmeßmittel des Zeitmeßgeräts zu versorgen, und/oder eine elektro-optische Anzeigezelle für die Darstellung von Informationen aufweist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung klar, die lediglich beispielhaft und nicht beschränkend angegeben wird, wobei diese Beschreibung Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
- die bereits genannte Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine klassische elektrochemische photovoltaische Zelle ist,
- die Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße elektrochemische photovoltaische Zelle ist,
- die Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kontaktteils ist,
- die Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Kontaktteils ist, und
- die Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Los von elektrochemischen photovoltaischen Zellen vor der Trennung in einzelne Zellen ist.
Zunächst wird angemerkt, daß, obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine elektrochemische photovoltaische Zelle beschrieben ist, sie ebenfalls auf elektro-optische Anzeigezellen der vorstehend beschriebenen Art anwendbar ist.
Ferner ist die Anzahl der Elektroden einer erfindungsgemäßen Zelle nicht auf zwei begrenzt, und jedes der Plättchen der Zelle kann eine Vielzahl von Elektroden aufweisen, die in ausgewählter Weise gemäß einer gewünschten Konfiguration angeordnet sind.
Es wird jetzt Bezug genommen auf Fig. 2, die eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße elektrochemische photovoltaische Zelle in vergrößertem Maßstab ist, die in ihrer Gesamtheit durch die Bezugsziffer 20 bezeichnet wird.
Nachfolgend werden die Elemente, die identisch mit vorher beschriebenen Elementen sind, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die Zelle 20 umfaßt üblicherweise ein erstes lichtdurchlässiges vorderes Plättchen 2 und ein zweites hinteres Plättchen 4, das ebenfalls lichtdurchlässig sein kann. Die Plättchen 2 und 4 sind miteinander durch einen Einschlußrahmen 14 verbunden, der ein Volumen 16 festlegt für den Einschluß eines Elektrolyts 18, das ein Medium enthält, wie z. B. das Redoxpaar Iodid-Triiodid lila. Die Plättchen 2 und 4 tragen auf ihren einander gegenüberliegenden Flächen jeweils eine erste Elektrode 6, die auch als Gegenelektrode bezeichnet wird, und eine zweite Elektrode 8, die auch als Photoelektrode bezeichnet wird. Das Plättchen 4 weist an der Oberfläche zudem üblicherweise eine Schicht aus einem Halbleitermaterial auf, auf welcher ein Farbstoff adsorbiert ist, der dazu dient, den Halbleiter zu sensibilisieren. Diese Schichten sind aus Gründen der Klarheit in Fig. 2 nicht dargestellt.
Nachfolgend wird der elektrische Anschluß der Photoelektrode 8 beschrieben, die auf dem hinteren Plättchen 6 aufgebracht ist. Es ist klar, daß die vorliegende Erfindung identisch auf die Gegenelektrode 6 anwendbar ist, die auf dem vorderen Plättchen 2 aufgebracht ist.
Die Photoelektrode 8 ist teilweise bündig mit der Schnittfläche des Plättchens 4, um dort eine seitliche elektrische Kontaktzone 22 festzulegen. Erfindungsgemäß umfassen die elektrischen Verbindungsmittel 24 zum Schaffen der elektrischen Verbindung zwischen der Photoelektrode 8 und einer elektrischen Versorgungsschaltung (nicht dargestellt) ein elektrisches Kontaktstück 26, das auf der Oberfläche der Photoelektrode 8 angebracht ist, am Ort der elektrischen Kontaktzone 22, wo die Photoelektrode 8 mit der Schnittfläche des Plättchens 4, auf das sie aufgebracht worden ist, bündig ist. Dieses elektrische Kontaktstück 26 kann aus einem adhäsiven Kunststoff bestehen, wie mit leitenden Partikeln angereichtem Epoxidklebstoff. Das elektrische Kontaktstück 26, das das Volumen des durch die Elektrode 8 mit dem vorderen, gegenüberliegenden Plättchen 2 gebildeten Hohlraum ausfüllt, ermöglicht es, die Oberfläche der elektrische Kontaktzone 22 signifikant zu erhöhen, derart, daß die elektrische Verbindung zwischen der Photoelektrode 8 und der elektrischen Versorgungsschaltung viel zuverlässiger ist und eine gute Leitfähigkeit aufweist. Andererseits ist es nicht mehr erforderlich, einen Abstand zwischen den beiden Plättchen 2, 4 der Zelle 20 vorzusehen, so daß die Plättchen 2, 4 gleich und einander überdeckend überlagert sein können. Dies führt zu einer großen Vereinfachung der Herstellung derartiger Zellen, insbesondere in dem Fall, in dem sie rund sind, und damit zu einer wesentlichen Verringerung des Selbstkostenpreises. Zudem wird der Platzbedarf der Zellen verringert, was deren Montage insbesondere in einem Zeitmeßgerät vereinfacht.
In dem Fall, in welchem die Plättchen einer erfindungsgemäßen Zelle jeweils mehrere Elektroden aufweisen, kann man den Einschlußrahmen derart verlängern, daß er an dem Ort der elektrischen Kontaktzone, wo jede Elektrode bündig mit dem Plättchen ist, auf dem sie aufgebracht worden ist, vertikale Begrenzungswände bildet, damit der leitende Klebstoff sich nicht seitwärts ausbreitet und einen Kurzschluß mit den benachbarten Elektroden verursacht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die elektrischen Anschlußmittel 24 durch ein elektrisches Kontaktteil 28 vervollständigt, das an die Schnittfläche des Plättchens 4 angesetzt ist, am Ort der elektrischen Kontaktzone 22. Dieses elektrische Kontaktteil 28 weist die Grundform eines Winkels mit zwei rechtwinklig angeordneten Schenkeln 30 und 32 (siehe Fig. 3) auf, der die Übertragung des elektrischen Kontakts auf die Unterseite 34 des Plättchens 4 bewerkstelligt, das die Rückseite der Zelle 20 bildet. Aufgrund der vorliegenden Erfindung wird auch die elektrische Verbindung der Elektroden 6, 8 auf die Rückseite der elektrochemischen Zelle 20 übertragen und erstreckt sich nicht länger auf ihrer Seite, wodurch eine wesentliche Verringerung des seitlichen geometrischen Platzbedarfs der Zelle 20 erreicht wird. Es ist klar, daß der elektrische Kontakt auf analoge Weise auch auf die Oberfläche 36 des vorderen Plättchens 2 übertragen werden kann, die die Vorderseite der Zelle 20 bildet.
Das elektrische Kontaktteil 28 ist aus einem Metall oder aus einer elektrisch leitenden Metall-Legierung hergestellt, deren Ausdehnungskoeffizient vorzugsweise an denjenigen der Plättchen 2, 4 angepaßt ist. Das elektrische Kontaktteil 28 ist fest mit der Schnittfläche des Plättchens 4 mittels einer Schicht 40 aus Epoxidklebstoff verbunden, die mit leitenden Partikeln aus Silber oder ähnlichem angereichert ist. Gemäß einer in der Fig. 4 gezeigten weiteren Ausführungsform ist der Schenkel 30 des Kontaktteils 28 durch Zungen ersetzt, wie z. B. 42, auf der vor der Montage jeweils eine Dosis 44 des Epoxidklebstoffs aufgebracht wird.
Das elektrische Kontaktteil 28 kann ebenfalls in Form eines einfachen Plättchens hergestellt sein (nicht dargestellt), daß sich an der Schnittfläche des Plättchens 4 auf Höhe der seitlichen elektrischen Kontaktzone 22 abstützt.
Das Ende des elektrischen Leiters 46, das zum Verbinden der Photoelektrode 8 mit der Versorgungsschaltung vorgesehen ist, ist auf dem Schenkel 32 des elektrischen Kontaktteils 28 befestigt.
In einem häufig zum Herstellen von Losen von elektrochemischen photovoltaischen Zellen verwendeten Verfahren bereitet man zwei große Platten aus Glas oder Kunststoff vor, wobei mindestens eine dieser Platten lichtdurchlässig ist. Anschließend stellt man auf diesen Platten die Elektroden und die Leiterbahnen her, anschließend bringt man auf eine der Platten ein Einschlußmaterial auf, das dazu bestimmt ist, mit diesen ein Volumen für den Einschluß eines Elektrolyts zu definieren. Für jede Zelle wird in dem Einschlußmaterial eine Füllöffnung für Elektrolyt ausgespart. Die Platten sind einander überdeckend zusammengesetzt, um eine Einheit mit mehreren Reihen offener Zellen zu bilden. Jede Zelle weist eine Füllöffnung auf, und die Zellen werden dann mit einem Elektrolyt gefüllt, anschließend werden die Füllöffnungen hermetisch verschlossen. Wenn der Umfang der Zellen rund sein muß, kann man die Zellen mittels eines Wasserstrahls hohen Drucks, eines Strahllasers oder eines anderen geeigneten Mittels ausschneiden. Man kann ebenfalls eine Einheit aus Zellen durch Anritzen und Brechen des Glases entlang paralleler Stellen in längliche Streifen teilen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, und wie es aus der Fig. 5 hervorgeht, wird ein Verfahren zum Herstellen photovoltaischer elektrochemischer Zellen 20 vorgeschlagen, in welchem vor Trennung der Zellen 20 in einzelne Zellen mittels einer Abscheidung 48 aus elektrisch leitendem Material, wie dem mit elektrischen Partikeln angereicherten Epoxidklebstoff, jede der Elektroden 6, 8 der Zelle 20 geringfügig über die geometrische Endgrenze der Zelle 20 hinaus verlängert wird. Man schreitet anschließend zur Trennung in einzelne Zellen 20 mittels der obengenannten Verfahren voran und hält anschließend Zellen 20, die elektrische Kontaktstücke 26 aufweisen, die mit den Schnittflächen der Plättchen 2, 4 der Zelle 20 bündig sind und es gestatten, die Fläche der seitlichen elektrischen Kontaktzone 22 zwischen den Elektroden 6, 8 der Zelle 20 und den Anschlußmitteln 24 erfindungsgemäß signifikant zu erhöhen.
Wie ebenfalls aus Fig. 5 folgt, sind die seitlichen Kontaktzonen, bei denen jede der Elektroden der Zelle bündig mit der Schnittfläche des Plättchens ist, auf das sie aufgebracht worden ist, nicht einander überlagert, sondern winkelig entlang des Umfangs der Zelle beabstandet, um jegliches Risiko eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden auszuschließen.
Gemäß einem anderen Aspekt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird die elektrische Kontaktzone 22 durch Vakuumabscheidung metallisiert oder mit einer Schicht aus einem elektrisch leitenden Material bedeckt, wie dem mit leitenden Partikeln angereicherten Epoxidklebstoff. Die Kontaktzone 22 weist zudem einen hervorragenden Oberflächenzustand auf, der einen engen Kontakt mit dem Kontaktteil 28 gestattet.
Der vorliegenden Erfindung liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, ein Zeitmeßgerät zu schaffen, das üblicherweise ein Gehäuse aufweist, das durch ein Uhrglas und einen Boden verschlossen ist, und als Energiequelle eine erfindungsgemäße elektrochemische photovoltaische Zelle verwendet, und/oder eine elektro-optische Anzeigezelle zum Darstellen von Informationen. Wie aus dem Vorhergehenden bereits klar geworden ist, ist die elektrochemische Zelle in der Lage, Licht in einen elektrischen Strom umzuwandeln, um insbesondere über eine elektrische Versorgungsschaltung Zeitmeßmittel des Zeitmeßgeräts zu versorgen. Die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle kann insbesondere zwischen dem Uhrglas und dem Zifferblatt des Zeitmeßgeräts angeordnet sein, beispielsweise klebend auf der Rückseite des Uhrwerks befestigt sein.
Es ist klar, daß verschiedene Änderungen und Varianten vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung erfaßt werden.

Claims

1. Verbesserte elektrooptische Zelle, insbesondere Flüssigkristallzelle, oder verbesserte elektrochemische, photovoltaische Zelle, die umfaßt:

- ein erstes lichtdurchlässiges vorderes Plättchen (2), dessen obere Fläche (36) die Vorderseite der Zelle bildet,

- ein zweites lichtdurchlässiges oder lichtundurchlässiges hinteres Plättchen (4), dessen untere Fläche (34) die Rückseite der Zelle bildet,

- wobei die Plättchen (2, 4) auf ihren einander gegenüberliegenden Flächen jeweils wenigstens eine Elektrode (6, 8) aufweisen, wobei diese Elektroden (6, 8) dazu bestimmt sind, mit einer elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung verbunden zu werden und wenigstens teilweise mit der Schnittfläche des Plättchens (2, 4), auf das sie aufgebracht worden sind, bündig sind, um hier an verschiedenen Orten des Umfangs der Zelle eine seitliche elektrische Kontaktzone (22) zu definieren,

- wobei die Plättchen (2, 4) durch einen Einschlußrahmen (14) getrennt sind, der ein Volumen (16) für den Einschluß eines photoelektrisch oder elektrooptisch aktiven Mediums definiert, und

- elektrische Anschlußmittel (24) für die Schaffung der elektrischen Verbindung zwischen jeder Elektrode (6, 8) und der Versorgungs- oder Steuerschaltung,

dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußmittel (24) ein Kontaktstück (26) umfassen, das aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, das auf jede Elektrode (6, 8) in der seitlichen elektrischen Kontaktzone (22), wo diese mit der Schnittfläche des Plättchens (2, 4), auf das sie aufgebracht worden ist, bündig ist, in der Weise aufgetragen ist, daß das Volumen aufgefüllt ist, das definiert ist durch die Elektrode (6, 8), auf die das Kontaktstück (26) aufgebracht worden ist, durch das jeweilige Plättchen (4, 2), das sich gegenüber dieser Elektrode (6, 8) befindet, durch den Einschlußrahmen (14) und durch die Schnittfläche jedes Plättchens (2, 4).

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchen (2, 4) gleich sind und mit Überdeckung überlagert sind.

3. Zelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (26) aus einem adhäsiven Kunststoff hergestellt ist, der mit leitenden Partikeln angereichert ist.

4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit leitenden Partikeln angereicherte adhäsive Kunststoff ein Epoxidklebstoff ist.

5. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußmittel (24) außerdem ein Kontaktteil (28) umfassen, das aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist und an die Schnittfläche jedes Plättchens (2, 4) am Ort der seitlichen elektrischen Kontaktzone (22) angesetzt ist, wobei das elektrische Kontaktteil (28) die Übertragung des elektrischen Kontakts auf die Vorder- oder die Rückseite (34, 36) der Zelle (20) bewerkstelligt.

6. Verbesserte elektrooptische Zelle, insbesondere Flüssigkristallzelle, oder verbesserte elektrochemische, photovoltaische Zelle, die umfaßt:

- wobei die Plättchen (2, 4) auf ihren einander gegenüberliegenden Flächen jeweils wenigstens eine Elektrode (6, 8) aufweisen, wobei diese Elektroden (6, 8) dazu bestimmt sind, mit einer elektrischen Versorgungs- oder Steuerschaltung verbunden zu werden und wenigstens teilweise mit der Schnittfläche des Plättchens (2, 4), auf das sie aufgebracht worden sind, bündig sind, um hier an verschiedenen Stellen des Umfangs der Zelle eine seitliche elektrische Kontaktzone (22) zu definieren,

wobei die Plättchen (2, 4) durch einen Einschlußrahmen (14) getrennt sind, der ein Volumen (16) für den Einschluß eines photoelektrisch oder elektrooptisch aktiven Mediums definiert, und

- elektrische Anschlußmittel (24), die die elektrische Verbindung zwischen jeder Elektrode (6, 8) und der Versorgungs- oder Steuerschaltung schaffen,

dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlußmittel (24) ein Kontaktteil (28) umfassen, das aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist und an die Schnittfläche jedes Plättchens (2, 4) am Ort der seitlichen elektrischen Kontaktzone (22) angesetzt ist, wobei das elektrische Kontaktteil (28) die Übertragung des elektrischen Kontakts auf die Vorder- oder die Rückseite (34, 36) der Zelle (20) bewerkstelligt.

7. Zeile nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktteil (28) die Form eines Winkels mit zwei rechtwinklig angeordneten Schenkeln (30) und (32) aufweist.

8. Zelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schenkel (30, 32) des Kontaktteils (28) durch Zungen (42) ersetzt ist.

9. Zelle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungskoeffizient des Kontaktteils (28) an jenen der Plättchen (2, 4) angepaßt ist.

10. Verfahren für die Herstellung einer elektrooptischen Zelle, insbesondere einer Flüssigkristallzelle oder einer elektrochemischen, photovoltaischen Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Schritt der Trennung in einzelne Zellen (20) mittels einer Abscheidung (48) eines elektrisch leitenden Materials jede der Elektroden (6, 8) der Zelle (20) geringfügig über die geometrische Endgrenze der Zelle (20) hinaus verlängert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen elektrischen Kontaktzonen (22) durch Vakuumabscheidung metallisiert oder mit einer Schicht aus einem elektrisch leitenden Material bedeckt werden.

12. Zeitmeßgerät, das ein durch ein Uhrglas und einen Boden verschlossenes Gehäuse umfaßt, in dem sich ein Zeitmeßwerk befindet, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle für die elektrische Versorgung des Zeitmeßwerks eine elektrochemische photovoltaische Zelle verwendet wird und/oder für die Darstellung von Informationen eine elektrooptische Anzeigezelle verwendet wird, wobei jede Zelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 beschaffen ist.