EP2451720A1

EP2451720A1 - Elektrooptisch schaltbares system

Info

Publication number: EP2451720A1
Application number: EP10734074A
Authority: EP
Inventors: Bastian Ewald; Dirk Gerhard; Hartmut Hibst
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2012-05-16
Also published as: CN102470960A; WO2011003915A1; KR20120102581A; JP2012533086A; US20120106139A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrooptisch schaltbares System, das ein optisch aktives Element (2) und einen Taster (41) umfasst, einen Behälter (3), der ein solches elektrooptisch schaltbares System umfasst sowie die Verwendung eines solchen elektrooptisch schaltbaren Systems zur Bereitstellung von Behältern, die einen erhöhten Lichtdurchtritt in ihr Inneres nur für die Dauer eines Bedieneingriffs zulassen.

Description

Elektrooptisch schaltbares System Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrooptisch schaltbares System, das ein optisch aktives Element und einen Taster umfasst, einen Behälter, der ein solches elektrooptisch schaltbares System umfasst sowie die Verwendung eines solchen elektrooptisch schaltbaren Systems zur Bereitstellung von Behältern, die einen erhöhten Lichtdurchtritt in ihr Inneres nur für die Dauer eines Bedieneingriffs zulassen.

Es ist bekannt, dass sich die mechanischen, chemischen und/oder ästhetischen Eigenschaften von Materialien vielfach unter der dauerhaften Einwirkung von Licht, gegebenenfalls in Kombination mit Sauerstoff und/oder Wärme, irreversibel verschlechtern. Dies gilt insbesondere für unbelebte organische Materialien, die häufig besonders lichtempfindlich sind. Dabei unterliegen nicht nur offen zugängige, sondern auch in lichtdurchlässigen Verpackungen verpackte Produkte der Einwirkung von Licht, die zu einer Schädigung der mechanischen, chemischen, olfaktorischen, gustatorischen und/oder ästhetischen Eigenschaft dieser verpackten Produkte führen kann. Die negative Veränderung zeigt sich je nach verpacktem Inhalt in verschiedener Weise, bei- spielsweise in einer Veränderung des Aussehens, wie Vergilbung und Verfärbung, in einer Änderung des Geschmacks und/oder des Geruchs und/oder im Abbau von Inhaltsstoffen. Bei Lebensmitteln, Parfüms und kosmetischen Produkten kann die Haltbarkeit stark verringert werden. Häufig kommt es zu Qualitätsverminderungen, beispielsweise zu sensorischen Qualitätsveränderungen, reduzierter Haltbarkeit und/oder Vitaminverlusten. Zusätzlich kann die Einwirkung von Licht in Kombination mit dem

Luftsauerstoff zur Bildung von Radikalen und in Folge zu oxidativen Reaktionen führen. Die Lichtanfälligkeit stellt eine sehr spezifische Eigenschaft des Produktes dar. Durch besonders sensibilisierende Rezepturbestandteile (z. B. chlorophyllhaltige Zutaten wie Kräuter) wird die Lichtanfälligkeit zusätzlich verstärkt, was im Einzelfall bei der Verpa- ckung eines solchen Materials berücksichtigt werden muss.

Konsumgüter und insbesondere Lebensmittel werden in den Handelstheken einer starken Beleuchtung ausgesetzt und können dadurch erhebliche Qualitätsschäden erleiden. Andererseits fördert die Präsentation der Produkte unter einer ansprechenden Thekenbeleuchtung den Kaufreiz. Eine transparente Verpackung lässt einen prüfenden Kundenblick auf das Produkt zu und unterstützt damit den Eindruck von Qualität und/oder Frische. Auch ökologische Aspekte fördern die Tendenz zu Verpackungen aus transparenten Monomaterialien. Auf den Einsatz von zumindest teilweise transparenten Behältern als Verpackungsmaterial kann daher nicht verzichtet werden.

Aus dem Verkaufsbereich sind vielfältige Arten der Verpackung bekannt. Gebräuchliche Verpackungsmaterialien umfassen sowohl starre Materialien wie Metall oder Glas als auch flexible Materialien wie Kunststoffe, Pappe usw. sowie alle möglichen Kombinationen daraus. Die Verpackungen sind entweder transparent, so dass der Zustand (Farbe, Verfärbungen, Oberflächenbeschaffenheit, Größe, Stückigkeit, Feinheit etc.) des Produktes möglichst gut erkennbar ist, oder - wie im Falle lichtanfälliger Produkte - aus einem lichtundurchlässigen oder dunkel eingefärbten Material. Lichtundurchlässige oder dunkel eingefärbte Verpackungen, die lichtanfällige Produkte vor Lichteinfluss schützen, haben den Nachteil, dass das Produkt vor dem Öffnen der Verpackung optisch nicht zu beurteilen ist. Alternativ werden in Verpackungssystemen für lichtanfällige Konsumgüter auch teiltransparente Packmaterialien aus Kunststoff eingesetzt, die die traditionellen Packstoffe wie beispielsweise Weißblech (lichtundurchlässig) oder Glas (transparent) ersetzen. In diesem Fall ist das lichtanfällige Produkt zwar weniger exponiert als in vollständig transparenten Verpackungen, dennoch wird ein lichtanfälliges Produkt nicht hinlänglich vor Lichteinfluss geschützt. Es besteht somit Bedarf an Verpackungen, die einerseits die verpackten Waren wirksam vor schädigendem Lichteinfluss schützen und die andererseits eine optische Beurteilung des Produktes zulassen.

Unabhängig davon, ob ein Produkt lichtempfindlich ist oder nicht, weckt eine undurch- sichtige Verpackung die Neugier auf deren Inhalt. Dies gilt insbesondere für optisch hochwertig gestaltete Verpackungen für gehobene Konsumgüter und Luxusgüter, wie Schmuck, hochwertige Unterhaltungselektronik, etc. Hier kann eine Verpackung, die erst einen Bedieneingriff des Konsumenten erfordert, um einen Blick auf das verpackte Gut zu erhaschen, ein ausschlaggebendes Argument für den Kauf des Produkts sein. Es besteht somit auch Bedarf an Verpackungen, die geeignet sind, beim Konsumenten eine Steigerung des Kaufanreizes herbeizuführen.

Optisch aktive Elemente sind aus dem Bereich von Gläsern, bzw. Brillen und Fenstersystemen, bekannt. Die Schaltwirkung ist bereits in die Verglasung integriert. Man un- terscheidet dabei folgende Prinzipien:

Thermochrom: Einfärbung durch Temperaturänderung,

Thermotrop: Eintrübung durch Temperaturänderung,

Photochrom: Einfärbung (Abdunklung) unter Lichteinfluss,

- Elektrochrom: Einfärbung durch elektrischen Strom, und

Photoelektrochrom: aktivierte elektrochrome Schaltung unter Lichteinfluss.

Photochrome Gläser oder Kunststoffscheiben finden sich z. B. in selbsttönenden Sonnenbrillen. Unter Sonnenlichteinfall dunkeln diese Gläser ein, bleiben jedoch durchsich- tig (d. h. unter Beleuchtung mit Sonnenlicht geht die Transmission im sichtbaren Spektralbereich zurück). Dieser Effekt wird im Allgemeinen durch UV-Licht oder kurzwelliges sichtbares Licht hervorgerufen, es kommt z. B. zu reversiblen Übergängen von im Glas eingelagerten Silberhalogeniden bzw. von auf den Kunststoffscheiben aufgetragenen organischen Schichten. Photochrome Gläser können auch nach dem Prinzip einer farbstoffsensibilisierten Solarzelle hergestellt werden. Dem photochromen Glas kann dann beispielsweise ein Mehrschichtsystem aus einer katalytischen Platinschicht sowie je einer nanoporösen WO₃- und TiO₂-Schicht zu Grunde liegen, die auf einem Glassubstrat aufgebracht sind. Die Poren enthalten einen Elektrolyten mit positiven Lithium- Ionen und negativen lodid-lonen. Auf dem Titandioxid befinden sich Farbstoffmoleküle, die vom einfallenden Licht angeregt werden und dadurch Elektronen über das TiO₂ in das Wolframoxid injizieren. Gleichzeitig lagern sich die Lithium-Ionen an das WO₃ an, und die lodid-lonen geben Elektronen an die Farbstoffmoleküle ab. Durch diese Prozesse färbt sich das Wolframoxid blau ein.

Elektrochromes Glas nutzt die Eigenschaft elektrochromer Materialien, den Lichtdurch- lass je nach angelegter Gleichspannung zu ändern. Geeignet als elektrochrome Mate- rialien sind z. B. organische und anorganische Materialien, die in verschiedenen Oxida- tionszuständen unterschiedliche Absorptionseigenschaften haben, welche elektrochemisch reversibel geschaltet werden können. So ist z. B. Polyanilin (PANI) im reduzierten Zustand farblos und im oxidierten Zustand grün, Poly(o-phenylendiamin) (PPD) ist im reduzierten Zustand farblos und im oxidierten Zustand rotbraun. Das Glas verändert seine Farbe, wenn elektrische Ladungen an eine mikroskopisch dünne Beschichtung eines elektrochromen Materials auf der Glasoberfläche abgegeben werden. Zur elektrochemischen Umladung der aktiven Schicht reicht im Allgemeinen eine Gleichspannung im einstelligen Voltbereich. Der Schwachstrom aktiviert die elektrochrome Schicht (etwa einen Mikrometer dick), die die Farbe ändert. Je nach Verwendungszweck kann die Spannung manuell oder automatisch angelegt werden, etwa gesteuert durch Sensoren, die die Helligkeit messen. Wird das Glas kurzgeschlossen oder die Polarität der Spannung geändert, so wird es wieder farblos oder es erfolgt ein Farbwechsel. Bei elektrochromen Materialien ist Energie nur zur Schaltung nötig. Das elektrochrome Glas benötigt somit nur während der Einfärbungsphase und beim Herstellen vollständi- ger Transparenz (bzw. während einer Umfärbungsphase) Strom. Ist keine Spannung angelegt, so behält das Glas den gegenwärtigen Färbungszustand, bis erneut Strom zugeführt wird. Anwendungsgebiete für elektrochrome Materialien sind vor allem automatisch abblendende Rückspiegel im Kraftfahrzeug und Gebäudeverglasungen. Während photochrome Systeme nur passiv auf die Beleuchtungsverhältnisse reagieren, sind photoelektrochrome Systeme in ihrer Transmission schaltbar. Die Energie zum Verfärben liefert wie bei photochromen Systemen das Sonnenlicht. In photo- elektrochromen Schichten werden die Wirkungsmechanismen einer elektrochromen Schicht und einer elektrochemischen Solarzelle kombiniert. Der Ladungstransfer erfolgt über transparente, elektrisch leitende Schichten auf Glassubstraten. Über einen externen Stromkreis wird die Schicht geschaltet: Ist der externe Stromkreis geöffnet, so färbt sich die Schicht unter Bestrahlung ein. Wird der Stromkreis geschlossen, so entfärbt sich die Schicht wieder. Dieser Prozess findet sowohl bei Beleuchtung als auch im Dunkeln statt, d. h. die Transmission kann sowohl bei Beleuchtung als auch im Dunkeln durch das Schalten wieder erhöht werden. Die JP 051451852 A beschreibt eine Kühlkammer für medizinische Zwecke. Diese weist ein Fenster auf, durch das das Innere sichtbar ist. Das Fenster umfasst zwei Substratplatten mit Flüssigkristallen, die über transparente Elektroden mit Strom versorgt werden können. Durch Betätigen eines elektro-mechanischen Tasters kann der Stromkreis geschlossen werden, wodurch das Fenster, das im stromlosen Zustand undurchsichtig milchig-weiß ist, transparent wird. Nachteilig an diesem System ist, dass immer zwingend ein Bedieneingriff erforderlich ist, um die Lichtdurchtrittseigen- schaften des Fensters zu verändern. Eine Ausgestaltung als selbstregulierendes System, z. B. eine Steuerung des Lichtdurchtritts in Abhängigkeit von den äußeren Lichtverhältnissen, ist nicht möglich. Es ist zudem immer eine konventionelle Stromquelle zwingend erforderlich. Dies erschwert unter Anderem eine Miniaturisierung des Systems und somit einen Einsatz in Verpackungen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die sich vorteilhaft für Behälter und speziell Verpackungen eignet, die gleichzeitig Waren wirksam vor zu starkem Lichteinfluss schützt und eine optische Beurteilung des Produktes zulässt. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die sich für Behälter und speziell Verpackungen eignet, die die Kauflust bei einem Konsumenten anreizen. Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich für die Lösung dieser Aufgabe vorteilhaft ein elektrooptisch schaltbares System eignet, das einen auf einem photovoltai- schen Effekt beruhenden Taster in Kombination mit einem optisch aktiven Element umfasst. Dabei wird speziell ein optisch aktives Element eingesetzt, das im beleuchteten Zustand den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise verhindert und das durch Schalten eines elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zulässt. Diese elektrooptisch schaltbaren Systeme lassen sich vorteilhaft mit einer Vielzahl verschiedener Verpackungsmaterialen kombinieren, um neuartige Behälter bereitzustellen, die darin befindliche Waren wirksam vor zu starkem Lichteinfluss schützen, eine optische Beur- teilung des Produktes zulassen, ohne dass ein Öffnen des Behälters erforderlich ist, und die die Kauflust bei den Konsumenten anreizen. Speziell wird eine Ausgestaltung als "selbstschaltendes" System ermöglicht, wobei die Vorrichtung selbständig einen abgedunkelten Zustand einnimmt, wenn die auf sie auftreffende Lichtmenge einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Es ist dann kein weiterer Eingriff seitens eines Be- dieners erforderlich, z. B. um den Inhalt einer Verpackung zu schützen. Auch nach einem Bedieneingriff der zu einer Erhöhung des Lichtdurchtritts in das Innere der Vor- richtung führt, z. B. um den Inhalt einer Verpackung zu betrachten, kehrt die Vorrichtung selbständig in einen sicheren Zustand zurück.

Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein elektrooptisch schalt- bares System, das ein optisch aktives Element umfasst, das im beleuchteten Zustand den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise verhindert und durch das Schalten eines elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zulässt, und einen auf einem photovoltai- schen Effekt beruhenden Taster, der für die Dauer der Betätigung des Tasters den Durchtritt des Lichts erhöht, wobei der Durchtritt des Lichts durch Betätigen des Tasters im Wesentlichen unabhängig vom äußeren Beleuchtungszustand des Systems erhöht werden kann.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Behälter, der ein solches elektrooptisch schaltbares Systems umfasst.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines solchen elektrooptisch schaltbaren Systems als Komponente eines Behälters, der für die Dauer der Betätigung des Tasters einen erhöhten Lichtdurchtritt in sein Inneres zulässt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines solchen elektrooptisch schaltbaren Systems als Komponente eines Behälters für Stoffe, die vor Lichtein- fluss geschützt aufbewahrt werden sollen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Behälters, der ein solches elektrooptisch schaltbares System umfasst, als Verpackung zum Schutz darin verpackter Produkte vor der schädigenden Einwirkung von Licht.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Behälters, der ein solches elektrooptisch schaltbares System umfasst, als Verpackung zur Steigerung des Kaufanreizes bei einem Konsumenten.

Das erfindungsgemäße elektrooptisch schaltbare System, das einen auf einem photo- voltaischen Effekt beruhenden Taster in Kombination mit einem optisch aktiven EIe- ment umfasst, weist wenigstens einen der folgenden Vorteile auf: optimaler Produktschutz, da das elektrooptisch schaltbare System so ausgelegt werden kann, dass ohne einen Schalteingriff der Durchtritt von Licht verhindert wird,

- Möglichkeit zur Ausgestaltung als "selbstschaltendes" System; die Vorrichtung nimmt selbständig einen abgedunkelten Zustand ein, wenn die auf sie auftreffende Lichtmenge einen bestimmten Grenzwert überschreitet, bei Einsatz einer Solarzelle als Taster kann diese gleichzeitig als Spannungsquelle für das optisch aktive Element dienen; somit kann gegenüber herkömmlichen elektromechanischen Tastern auf eine externe Spannungsquelle gegebenenfalls verzichtet werden,

- bei Einsatz einer Solarzelle als Taster kann diese gleichzeitig als Sensor für die auftreffende Lichtmenge dienen, z. B. um ein selbständiges Abdunkeln der Vorrichtung zu ermöglichen,

bei Einsatz eines photoelektrochromen Systems kann die gleiche Funktion wie eine Kombination aus Solarzelle und optisch aktivem Element in einem Bauteil verwirklicht werden,

geeignet auch für kleine Behälter,

geeignet auch für Behälter mit gekrümmter Oberfläche,

bei Einsatz geeigneter optisch aktiver Elemente, z. B. auf Basis von Flüssigkristallen, können diese gleichzeitig als Display dienen (LCD); dies ermöglicht die Wiedergabe optischer Informationen, z. B. für Produkthinweise oder Werbebotschaften,

wirksamer Kaufanreiz.

Unter Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich wird im Rahmen der Erfindung ein WeI- lenlängenbereich von 400 bis 800 nm verstanden. Natürlich kann das erfindungsgemäße elektrooptisch schaltbare System gewünschtenfalls zusätzlich den Durchtritt von Licht in anderen Wellenlängenbereichen zumindest teilweise verhindern. Dazu ist auch eine Kombination mit herkömmlichen Stabilisatoren oder Stabilisatorenzusammensetzungen möglich. Dazu zählen vorzugsweise anorganische Pigmente, bevorzugt Weiß- pigmente, speziell Titandioxid. Das erfindungsgemäße elektrooptisch schaltbare System kann zusätzlich wenigstens eine weitere Komponente aufweisen, die ausgewählt ist unter Antioxidantien, Lichtstabilisierungsmitteln, Metalldesaktivatoren, etc. und Mischungen davon. Geeignete Antioxidantien, Lichtstabilisierungsmitteln, Metalldesaktivatoren sind beispielsweise ausgewählt unter: 4,4-Diarylbutadiene, Zimtsäureestern, Benzotriazolen, Hydroxybenzophenonen, Diphenylcyanacrylaten, Oxamiden (Oxalsäu- rediamiden), 2-Phenyl-1 ,3,5-triazinen, Antioxidantien, Nickelverbindungen, sterisch gehinderte Amine (HALS), Metalldesaktivatoren, Phosphiten und Phosphoniten, Hy- droxylaminen, Nitrenen, Aminoxiden, Benzofuranonen, Indolinonen, Thiosynergisten, Peroxid-zerstörenden Verbindungen und Mischungen davon. Geeignete Stabilisatoren und Stabilisatorenzusammensetzungen sind kommerziell erhältlich, z. B. unter der Bezeichnung Uvinul ® von der BASF SE.

Unter "elektrooptisch schaltbar" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Durchlässigkeit in Bezug auf Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich mittels eines Schaltvorgangs verändert werden kann. Der Schaltvorgang verbindet dabei elektr(on)ische und optische Effekte, beispielsweise durch Umwandlung von Licht in elektrische Energie. Unter einem optisch aktiven Element wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein flächenförmiges Bauteil verstanden, das mindestens zwei Zustände aufweist: einen mit hoher Lichtdurchlässigkeit und einen mit niedriger Lichtdurchlässigkeit. Geeignet sind Elemente, die mindestens ein optisch aktives Material aufweisen. Der Begriff optisch aktives Material bezeichnet dabei ein Material, das sich reversibel von einem von einem Zustand hoher Lichtdurchlässigkeit in einen Zustand niedriger Lichtdurchlässigkeit überführen lässt. In einer geeigneten Ausführung weist das optisch aktive Element einen schichtförmi- gen Aufbau auf, wobei wenigstens eine der Schichten wenigstens ein optisch aktives Material aufweist. Das Element kann auch zwei oder mehr als zwei voneinander verschiedene optisch aktive Materialien in einer Schicht, das gleiche optisch aktive Material in zwei oder mehr als zwei getrennt voneinander angeordneten Schichten, zwei oder mehr als zwei voneinander verschiedene optisch aktive Materialien in jeweils einer von zwei oder mehr als zwei getrennt voneinander angeordneten Schichten aufweisen.

Ein erfindungsgemäßes optisch aktives Element ist in seiner Lichtdurchlässigkeit ver- änderbar. Der Begriff "Lichtdurchlässigkeit" wird im Rahmen der Erfindung nicht auf die "Transluzenz" beschränkt und ist nicht als Abgrenzung zur "Transparenz" (im Sinne von Durchsichtigkeit = Bild- oder Blickdurchlässigkeit) gedacht. Dementsprechend kann die Änderung der Lichtdurchlässigkeit erfindungsgemäß durch eine Einfärbung/- Entfärbung oder eine Trübung/Aufhebung der Trübung erreicht werden.

Durch Betätigen/Nichtbetätigen des Tasters wird die Lichtdurchlässigkeit des optisch aktiven Elements erhöht/verringert. Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass das optisch aktive Element bei Betätigen des Tasters eine vollständige Lichtdurchlässigkeit aufweist, sondern umfasst ebenso Zustände, in denen Trübungen oder Einfärbungen ei- nen Teil des sichtbaren Lichtes am Durchtritt hindern. Ebenso wird durch das optisch aktive Element bei Nichtbetätigen des Tasters nicht zwangsläufig der Durchtritt von sichtbarem Licht vollständig verhindert. Bei Nichtbetätigen des Tasters wird lediglich durch Trübungen oder Einfärbungen ein größerer Anteil des sichtbaren Lichtes am Durchtritt gehindert als bei Betätigen des Tasters.

In einer ersten bevorzugten Variante des elektrooptisch schaltbaren Systems verhindert das optisch aktive Element bei anliegender Spannung den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise und lässt durch das Unterbrechen des elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sichtbaren WeI- lenlängenbereich zu. In einer zweiten bevorzugten Variante des elektrooptisch schaltbaren Systems verhindert das optisch aktive Element bei nicht anliegender Spannung den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise und lässt durch das Schließen des elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sicht- baren Wellenlängenbereich zu.

Unter einem beleuchteten Zustand wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich auf das optisch aktive Element trifft. Unter Erhöhung des Lichtdurchtritts wird eine Erhöhung der Transmission des durchgelassenen Lichts im sichtbaren Wellenlängenbereich verstanden. Bevorzugt wird durch das Betätigen des Tasters die Transmission um wenigstens 5 %, besonders bevorzugt wenigstens 10 %, insbesondere wenigstens 15 %, speziell wenigstens 20 %, spezieller wenigstens 25 % erhöht.

Das optisch aktive Element weist im beleuchteten Zustand bei Nichtbetätigen des Tasters vorzugsweise eine Transmission von höchstens 50 %, besonders bevorzugt von höchstens 40 % und insbesondere höchstens 20 %, bezogen auf das von außen auf das optisch aktive Element fallende Licht des gesamten sichtbaren Wellenlängenbe- reichs, auf.

Das optisch aktive Element weist im beleuchteten Zustand bei Betätigen des Tasters vorzugsweise eine Transmission von mindestens 60 %, besonders bevorzugt von mindestens 70 % und insbesondere von mindestens 80 %, bezogen auf das von außen auf das optisch aktive Element fallende Licht des gesamten sichtbaren Wellenlängenbereichs, auf.

Bei dem Schalten des elektrischen Stromkreises kann es sich beispielsweise um ein Schließen oder ein Unterbrechen des Stromkreises handeln.

Unter einem Taster wird ein Bedienelement verstanden, das durch Druck oder Annäherung betätigt wird und danach in die Ausgangslage zurückkehrt. Anders als beim Schalter, der in der jeweiligen Position verbleibt, kann man am Taster selber nicht erkennen, ob er betätigt worden ist; erst an der ausgelösten Wirkung ist das erkennbar. Ein Taster hat nur die beiden möglichen Schaltzustände "ein" und "aus".

Ein auf einem photovoltaischen Effekt beruhender Schalter ist ein Schalter, dessen Schaltzustand von der von ihm aufgenommenen Lichtintensität abhängt. Dabei gibt es einen Grenzwert für die aufgenommene Lichtintensität, auch als Schwellenwert be- zeichnet, unterhalb dessen der Schaltzustand "aus" ist und bei dessen Erreichen oder oberhalb dessen der Schaltzustand "ein" ist. "Im Wesentlichen unabhängig vom äußeren Beleuchtungszustand" bedeutet, dass die Intensität des von außen auf das optisch aktive Element fallenden Lichtes in der Regel keine Rolle spielt. Lediglich wenn die Intensität des von außen auf das optisch aktive Element fallende Lichtes den Schwellenwert des Tasters unterschreitet, wird die Trans- mission des optisch aktiven Elementes ohne Eingriff eines Bedieners geschaltet. Dies ist jedoch im Allgemeinen unkritisch, da die in diesem Fall durch das optische Element hindurchtretende Lichtmenge nur sehr gering ist. Somit kann z. B. bei einem Einsatz des elektrooptisch schaltbaren Systems in einer Verpackung für Materialien, die vor Lichteinfluss geschützt werden sollen, eine Schädigung im Allgemeinen ausgeschlos- sen werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems umfasst der Taster eine Solarzelle oder besteht aus einer Solarzelle. Bei einer Solarzelle oder photovoltaischen Zelle handelt es sich um ein elektrisches Bauelement, das die im Licht enthaltene Strahlungsenergie direkt in elektrische Energie umwandelt.

Wird die Solarzelle unterhalb eines Schwellenwertes abgedunkelt, so wird die Stromer- zeugung unterbrochen. Die Solarzelle übernimmt also die Funktion eines Tasters, da eine Schaltung in Abhängigkeit von der Lichtintensität gewünscht ist. Im vorliegenden Fall wird die Solarzelle so geschaltet, dass sie unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bzw. Schwellenwertes für die einfallende Lichtmenge oder -intensität keinen Strom mehr abgibt. Dieser Schwellenwert wird so gewählt, dass eine geringfügige Ver- ringerung der einfallende Lichtmenge oder -intensität, z. B. ein auf die Solarzelle fallender Schatten, nicht ausreicht, den Stromfluss zu unterbrechen. Erst mit dem gezielten Abdunkeln der Zelle, beispielsweise durch einen Daumen, eine Hand oder einen Gegenstand, wird der Stromfluss unterbrochen. Damit wird die Lichtdurchlässigkeit des optisch aktiven Elementes durch einen willkürlichen Eingriff gesteuert.

Nach der zuvor beschriebenen ersten Variante des erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems verhindert das optisch aktive Element bei anliegender Spannung den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise und lässt durch das Unterbrechen des elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zu.

Ist bei dieser Verschaltung der Stromkreis bei Lichteinfall geschlossen, wird die Lichtdurchlässigkeit des optisch aktiven Elements verringert, wodurch sich das optisch aktive Element einfärbt. Durch Betätigen des Tasters (z. B. Abdunkeln einer Solarzelle unterhalb eines Schwellenwertes) wird der Stromkreis unterbrochen und die Lichtdurchlässigkeit des optisch aktiven Elements wird - im Wesentlichen unabhängig vom äußeren Beleuchtungszustand - erhöht. Die Schaltzustände nach dieser ersten Variante lassen sich wie folgt zusammenfassen:

In einer speziellen Ausführung der ersten Variante umfasst der Taster eine Solarzelle oder besteht aus einer Solarzelle. Diese Ausführung ermöglicht die Bereitstellung eines erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems, das zusätzlich zu der Solarzelle keine weitere Stromquelle aufweist. Somit kann gegenüber konventionellen Systemen auf Basis eines elektro-mechanischen Tasters auf mindestens ein Bauteil verzichtet werden. Des Weiteren ermöglicht der Einsatz einer Solarzelle die Ausgestaltung als "selbstschaltendes" System, d. h. die Vorrichtung nimmt selbständig einen abgedunkelten Zustand ein, wenn die auf sie auftreffende Lichtmenge einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Bei vollständig dunkler Umgebung unterhalb eines festgelegten Schwellenwertes wird der Stromkreis unterbrochen, und die Lichtdurchlässigkeit des optisch aktiven Elements wird erhöht.

Die Schaltzustände nach der ersten Variante bei Einsatz einer Solarzelle lassen sich wie folgt zusammenfassen:

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems umfasst das optisch aktive Element Flüssigkristalle. Bevorzugt umfasst das optisch aktive Element wenigstens zwei flüssigkristalline Schichten, die die gleiche Chiralität aufweisen und die in einem ähnlichen Wellenlängenbereich absorbieren. Besonders bevorzugt umfasst das optisch aktive Element wenigstens zwei chiral-nemati- sche Schichten, die die gleiche Chiralität aufweisen und die in einem ähnlichen Wellenlängenbereich absorbieren.

Prinzipiell geeignet sind Flüssigkristalle und Verschaltungen, wie sie in bekannten LCDs (liquid crystal displays) eingesetzt werden. Dazu zählen Vorrichtungen auf Basis einfacher Flüssigkristall-Zellen, z. B. nach dem Prinzip der Schadt-Helfrich-Zelle. Hierbei handelt es sich um nematische Zellen (twisted nematic, TN), die zwei leitfähige transparente Substrate umfassen, zwischen denen sich die Flüssigkristalle befinden. Die Vorzugsrichtungen der beiden Substratplatten sind dabei um 90° gegeneinander verdreht. Geeignet sind weiterhin Vorrichtungen auf Basis von STN- (super twisted nematic) Zellen. Hierbei liegt der Verdrillwinkel in einem Bereich von 180 bis 270°. Ge- eignet sind weiterhin Vorrichtungen auf Basis von cholesterischen LCDs.

Das erfindungsgemäße elektrooptisch schaltbare System kann analog zu konventionellen LCDs hergestellt werden, die auf unflexiblen Substraten beruhen. Diese Systeme eignen sich speziell für einen Einsatz in Behältern, die wenigstens eine ebene Fläche aufweisen. Das erfindungsgemäße elektrooptisch schaltbare System kann weiterhin analog zu LCDs hergestellt werden, die auf flexiblen Substraten beruhen. Dies ist eine bevorzugte Ausführung der Erfindung. Elektrooptische Systeme auf Basis von Flüssigkristallen auf flexiblen Substraten eignen sich für den Einsatz in einer Vielzahl verschiedener Behälter und speziell Verpackungen, wie Kartons, Flaschen, Dosen, Ta- sehen, Beuteln, etc.

Geeignete Substrate für organische Solarzellen sind z. B. oxidische Materialien (wie Glas, Keramik, SiÜ2, Quarz, etc.), Polymere (z. B. Polyethylenterephthalat, Polyolefine, wie Polyethylen und Polypropylen, Polyester, Fluorpolymere, Polyamide, Polyurethane, Polyalkyl(meth)acrylate, Polystyrol, Polyvinylchlorid und Mischungen und Komposite davon) und Kombinationen davon.

Bevorzugt wird als Elektrodenmaterial für das dem Betrachter zugewandte Substrat ein gegenüber dem einfallenden Licht zumindest teilweise transparentes Material einge- setzt. Dazu zählen speziell Glas und transparente Polymere, wie Polyethylenterephthalat. Die elektrische Kontaktierung erfolgt in der Regel durch Metallschichten und/oder transparente leitfähige Oxide (TCOs). Dazu zählt vorzugsweise ITO, dotiertes ITO, FTO (fluorine doped tin oxide), AZO (aluminium doped tin oxide), ZnO, TiÜ2, Ag, Au, Pt.

Bezüglich der Herstellung elektrooptisch schaltbarer Systeme, worin das optisch aktive Element Flüssigkristalle umfasst, wird auf die Offenbarung der folgenden Dokumente in vollem Umfang Bezug genommen: You-Jin Lee et al. beschreiben in Mol. Cryst. Liq. Cryst, Bd. 480, S. 278 - 283 (2008), die Herstellung mechanisch stabiler flexibler LCDs aus einer Polymer-LC-Mischung durch Phasenseparation, wobei so genannte Pixel-isolierte LCs (PILC) resultieren (siehe auch Se-Jin Jang et al. im Jpn. J. Appl. Phys., Bd. 44, Nr 9A (2005), S. 6670 - 6673). Y.-T. Kim et al. beschreiben in Appl. Phys. Lett. 88, 263501 (2006), Pixel-verkapselte flexible Displays auf Basis eines multifunktionellen Elastomersubstrats für selbstorientierende LCs. Mol. Cryst. Liq. Cryst, Bd. 470, S. 191 - 197 (2007), beschreibt stabile flexible LCDs durch den Einsatz von Mikrostrukturen, die als Spacer zwischen den Substraten dienen.

Se-Jin Jang et al. beschreiben in SID International Symposium 2007, Digest of Techni- cal Papers, Vol. XXXVIII, Book I, S. 653 - 656, die feste Bindung zwischen zwei Plastiksubstraten zur Herstellung flexibler LCDs.

Y. Watanabe et al. beschreiben in SID International Symposium 2007, Digest of Technical Papers, Vol. XXXVII, Book I, S. 418 - 419, transparente Plastikfilme mit exzel- lenten optischen Eigenschaften für flexible LCD.

Y.-T. Kim et al. beschreiben in 2006 IEEE Leos Annual Meeting Conference Procee- dings, Montreal, QC, Kanada, S. 424 - 425, hochflexible LCDs mit Plastiksubstraten für mobile Anwendungen.

T. Schneider et, al beschreiben in Proc. of SPIE Vol. 6487, 64870J, (2007), flexible cholesterische LCDs.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems umfasst das optisch aktive Element polymerdispergierte Flüssigkristalle (polymer dispersed liquid crystals, PDLC). Polymerdispergierte Flüssigkristalle erfordern beim Schalten im Allgemeinen eine Spannung in einem Bereich von etwa 10 bis 20 V. Vorteilhafterweise zeichnen sie sich durch ihre leichte Herstellbarkeit aus. Sie eignen sich insbesondere für einen Einsatz in festinstallierten Vorrichtungen, z. B. Ver- kaufstheken und Präsentationsvitrinen. Die Herstellung von PDLCs wird z. B. von T. Kajiyama et al. im Annual Report of the Faculty of Engineering, Kyush (2003), "Development of Flexible and Large-area Liquid Crystal Display Devices", S. 19 - 28, beschrieben. Bei einem Polymer-Dispersed-Liquid-Crystal-Element (PDLC-Element) ist es möglich, durch das Anlegen einer elektrischen Spannung die Durchsicht des Elementes zu verändern. Das Funktionsprinzip eines PDLC-Elementes beruht auf einem optisch aktiven Material, das aus winzigen Flüssigkristall-Tröpfchen besteht, die sich verstreut innerhalb eines festen polymeren Werkstoffs befinden. Dieses auch als LC-FiIm bezeichne- te Material befindet sich zwischen zwei leitend beschichteten Kunststofffolien. Diese liegen innerhalb eines Scheiben- oder Folienverbundes und sorgen für den Stromfluss. Ohne elektrische Spannung sind die im Polymer enthaltenen Flüssigkristalle willkürlich orientiert, und das einfallende Licht wird gestreut. Die Flüssigkristalle bilden dabei eine milchig-trübe, opake Fläche, die als wirksamer Sichtschutz oder auch als Schutz vor einfallendem Licht dient. Wird eine elektrische Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle einheitlich aus, und die Schicht wird klar. Sehr hohe Transparenz wird allerdings nur bei einem Durchblick senkrecht zur Schicht erzielt. Bei schrägem Lichteinfall oder schrägem Blickwinkel ist auch mit elektrischer Spannung eine leichte Streuung des Lichtes zu beobachten.

Bei dem beschriebenen Zustand handelt es sich um einen "Normally Black Mode". Durch eine entsprechende Anordnung des Films oder mehrerer LC-Filme kann aber auch ein "Normally White Mode" eingerichtet werden. Dabei fällt das Licht im ausgeschalteten Zustand hindurch. Erst durch Anlegen einer Spannung kann das PDLC- Element eingetrübt bzw. ein Lichtschutz aufgebaut werden. Alternativ kann ein Element im "Normally Black Mode" durch eine geeignete elektrische Verschaltung in einen Mo- dus versetzt werden, der einem "Normally White Mode" entspricht.

Nach der zuvor beschriebenen zweiten Variante des elektrooptisch schaltbaren Systems verhindert das optisch aktive Element bei nicht anliegender Spannung den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise und lässt durch das Schließen des elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zu.

In dieser Ausführungsform handelt es sich bei dem optisch aktiven Element bevorzugt um ein photoelektrochromes Element, das sich im nicht geschalteten Zustand unter Beleuchtung dunkel verfärbt und durch Schließen des elektrischen Stromkreises unabhängig vom äußeren Beleuchtungszustand des Systems im Wesentlichen transparent wird. Ein photoelektrochromes Element kombiniert die Wirkungsmechanismen einer elektrochromen Schicht und einer elektrochemischen Solarzelle. Der Ladungstransfer erfolgt über transparente, elektrisch leitende Schichten auf Glassubstraten. Über einen externen Stromkreis wird die Schicht geschaltet: Ist der externe Stromkreis unter Bestrahlung geöffnet, so färbt sich die Schicht ein. Wird der Stromkreis geschlossen, entfärbt sich die Schicht, auch unter Bestrahlung. Die Färbung bleibt erhalten, solange der Schalter geöffnet bleibt. In einer bevorzugten Ausgestaltung der zweiten Variante umfasst der Taster eine Fotodiode oder besteht aus einer Fotodiode. Möglich ist auch in dieser Ausführungsform, dass der Taster eine Solarzelle umfasst oder aus einer Solarzelle besteht. Der Einsatz einer Solarzelle ist jedoch nicht in allen Aspekten so vorteilhaft wie in der ersten Variante, da beim Schalten (Schalter on) der elektrische Stromkreis geschlossen wird, um so den Durchtritt von Licht zumindest zu verhindern. Wird die Solarzelle zum Schalten abgedunkelt, so steht sie als Stromquelle nicht zur Verfügung, so dass nach der zwei- ten Variante auch beim Einsaat einer Solarzelle als Taster in der Regel eine konventionelle Stromquelle erforderlich ist.

Fotodioden sind Halbleiter-Dioden, die sichtbares Licht in einen elektrischen Strom umwandeln. Sie finden ihren Einsatz in Lichtschranken, Fernsteuerungen mit Infrarotstrahlung (Fernbedienungen) und in der Lichtmessung. Sie werden in optischen Übertragungssystemen und in Solarzellen eingesetzt. In der vorliegenden Erfindung wird eine Fotodiode verwendet, um Licht in ein Spannungssignal umzusetzen.

Die Schaltzustände nach der zweiten Variante unter Einsatz einer Fotodiode lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Das bedeutet:

- Bei Lichteinfall bzw. heller Umgebung färbt sich das optisch aktive Element dunkel.

- Bei dunkler Umgebung entfärbt sich das optisch aktive Element und wird transparent.

- Bei vollständigem Abdunkeln der Fotodiode (oder alternativ einer Solarzelle) (Tasterfunktion, Schalter on) wird das optisch aktive Element transparent, unabhängig vom äußeren Beleuchtungszustand.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine Verpackung, die ein erfindungsgemäßes elektrooptisch schaltbares System umfasst.

Unter einer Verpackung wird die gezielt angebrachte, lösbare Umhüllung eines Produktes verstanden. Bestimmte Produkte wie Schüttgüter, Flüssigkeiten oder Gase werden in Behältern verpackt. Geeignete Verpackungen sind beispielsweise Beutel, Flaschen, Tuben, Eimer, Kisten, Kartons, Kartonagen oder Dosen. Geeignete Materialien für Verpackungen sind beispielsweise Papier, Kunststoff, Holz, Metall, Weißblech, Glas, Pappe usw.

In einer geeigneten Ausführungsform wird zusätzlich eine Lichtquelle für den Taster bereitgestellt. Unter einer Lichtquelle wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Ursprungsort von Licht und insbesondere von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich verstanden. Es handelt sich hierbei insbesondere um eine künstliche Lichtquelle. Die Lichtquelle kann sowohl erster Ordnung als auch zweiter Ordnung sein. Lichtquellen erster Ord- nung sind selbstleuchtende Lichtquellen. Dazu gehören beispielsweise Lampen. Als Lichtquellen zweiter Ordnung bezeichnet man Körper, die Licht nur reflektieren und nicht selbst leuchten. Hierzu zählen z. B. Rückstrahler an Fahrzeugen und Kleidung und alle anderen Körper, die Licht reflektieren. Bei der Lichtquelle kann es sich um eine Punktlichtquelle, eine diffuse Lichtquelle oder eine Kombination daraus handeln.

Die Bereitstellung einer Lichtquelle für den Taster soll sicherstellen, dass der äußere Beleuchtungszustand des Tasters immer gleich ist. Damit kann der elektrische Stromkreis völlig unabhängig vom Beleuchtungszustand der Umgebung geschaltet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Verpackung für Verkaufswaren, die vor Lichteinfluss geschützt werden sollen, verwendet.

Unter Verkaufswaren werden Konsumgüter verstanden, die für den privaten Ge- oder Verbrauch hergestellt und gehandelt werden. Es kann sich dabei um langlebige Ge- brauchsgüter, die nicht im eigentlichen Sinne verbraucht werden, sondern die durch den wiederholten Gebrauch einem Verschleiß (Abnutzung) unterliegen, und insbesondere um Verbrauchsgüter, wie z. B. Nahrungsmittel, Medikamente, Körperpflegeprodukte etc., handeln. Verkaufswaren können Güter des alltäglichen Bedarfs ("conve- nience goods"), also im Normalfall Güter mit einem vergleichsweise niedrigen Preis, oder Güter des Such- und Vergleichskaufs ("Shopping goods"), also Güter mit einem höheren Preis als Güter des alltäglichen Bedarfs, oder Sonderprodukte und Spezialitäten ("speciality goods"), also Luxusgüter mit einem vergleichsweise sehr hohen Preis, sein. Beim Kauf dieser Güter bzw. Verkaufswaren werden im Laufe der Kaufentscheidung Vergleiche getroffen, um die bestmögliche Alternative auszuwählen. Derartige Verkaufswaren sollen häufig vor Lichteinfluss geschützt aufbewahrt werden, um die Qualität über einen möglichst langen Zeitraum zu erhalten. Die Verpackung kann im Verkauf nicht nur eine Schutz-, Lager-, Lade- und Transport-, Dosier- und Entnahmefunktion übernehmen. Sie kann als Verkaufsverpackung auch als Hilfsmittel zur Rationalisierung des Verkaufsvorganges oder gegebenenfalls als Verkaufsverpackung mit Zusatznutzen dienen. Weiterhin kann sie durch ihre geometrische oder farbliche Gestaltung und/oder als Träger informierender Aufschriften und Bilder eine Verkaufs- und/oder Werbefunktion leisten. Durch die Verkaufsverpackung kann der Käufer das Produkt erkennen, sei es am Namen, am Logo, an der Farbe oder Form der Verpackung. Sie hat darüber hinaus eine Informationsfunktion. Die Verpa- ckung kennzeichnet das Produkt nach Art, Menge, Gewicht und Preis, informiert über Gefahrguthinweise, Verfallsdaten und Verwendungszweck, und ist zudem Träger von verschlüsselten Daten (Barcodes). Beispielsweise ermöglicht der aufgedruckte EAN- Code das schnelle Einlesen an Scanner-Kassen.

Eine ansprechende Verkaufsverpackung fördert den Verkauf, steigert dadurch den Absatz und gewinnt neue Kunden. Die Verkaufsverpackung vermittelt häufig den ersten und kaufentscheidenden Eindruck. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems in einem Behältnis für Stoffe, die vor Lichteinfluss geschützt aufbewahrt werden sollen.

Speziell wird das erfindungsgemäße elektrooptisch schaltbare System in einer Verpa- ckung für Verkaufswaren, die vor Lichteinfluss geschützt aufbewahrt werden sollen, verwendet.

Insbesondere handelt es sich im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung des elektrooptisch schaltbaren Systems bei den Verkaufswaren um lichtanfällige Lebens- mittel, Arzneimittel, kosmetische Mittel oder Tabak bzw. Tabakerzeugnisse.

Lebensmittel werden hierbei als Stoffe oder Produkte verstanden, die vom Menschen zum Zweck der Ernährung und/oder des Genusses durch den Mund aufgenommen werden. Sie werden gegebenenfalls vorher zubereitet. Lebensmittel umfassen insbe- sondere Nahrungs-, Genuss- und Nahrungsergänzungsmittel sowie Lebensmittelzusatzstoffe. Bei den Lebensmitteln kann es sich um Produkte pflanzlichen Ursprungs, wie beispielsweise Gemüse, Obst, Hülsenfrüchte, Nüsse, Pilze, Getreide(trocken)- produkte, pflanzliche Speiseöle und -fette, Süßwaren, Kaffee, Tee, Kakao, Kräuter und Gewürze, oder um Produkte tierischen Ursprungs, wie beispielsweise Milchprodukte, aber auch um Wasser, Salz, Getränke oder weiterverarbeitete Produkte, wie beispielsweise Convenience-Produkte, handeln.

Eine Vielzahl von Produkten im Verkauf ist lichtanfällig, d. h. es besteht eine hohe photochemische Gefährdung für diese Produkte bzw. ihre Inhaltsstoffe. Wichtige mögliche Einflussgrößen für einen Lichtschaden eines Produktes, insbesondere eines Lebensmittels sind:

^■ die Intensität (Gesamtenergie) des auf das Lebensmittel treffenden Lichts,

^■ die Farbe des auftreffenden Lichts (spektrale Energieverteilung),

■ die Verweilzeit des Lebensmittels im Licht,

^■ die gleichzeitige Anwesenheit von Licht und Sauerstoff,

^■ die Temperatur, ^■ die Zusammensetzung des Produktes:

Lichtabsorptionsverhalten des Produktes,

gefährdete Inhaltsstoffe,

- mögliche Reaktionstypen der Bestandteile,

Anwesenheit von Sensibilisatoren und Inhibitoren.

Bei einer lichtinduzierten Reaktion kommt es primär nicht auf das Licht an, das dem Lebensmittel angeboten wird, sondern auf den absorbierten Lichtanteil, d. h. auf die aufgenommene Energie. Folgende Vorgänge zur Schädigung von Lebensmitteln durch Licht können einzeln, parallel, sich gegenseitig verstärkend, in Konkurrenz oder als Folgereaktion ablaufen:

^■ lichtinduzierte Autooxidation von ungesättigten Fetten,

■ photosensibilisierte Oxidation (Photooxidation) von Fetten und Eiweiß,

^■ photosensibilisierte Oxidation von Farbstoffen,

^■ Zerfall von Farbstoffen durch Lichteinfluss.

Bekannt ist beispielsweise die Empfindlichkeit von Speiseölen gegenüber lichtinduzier- ten Reaktionen mit Sauerstoff (Photooxidation). Photolytische Vorgänge in Milch und Milchprodukten können zu lichtinduzierten Aromafehlern, wie z. B. der Ausbildung eines talgig-ranzigen Geschmacks, eines so genannten "Lichtgeschmacks", und einem lichtinduzierten Vitaminabbau (Verlust an Ascorbinsäure) führen. Kakaobutter ist unter Einfluss von Licht oxidationsanfällig. Insbesondere weiße Schokoladen, Milchschoko- laden und Schokoladen mit Einlagen wie beispielsweise Nüssen sind daher besonders lichtanfällig. Bei chlorophyllhaltigen pflanzlichen Bestandteilen kann unter Wirkung von Licht eine Fettoxidation ausgelöst werden. Bei Fleisch oder Fisch kann durch die Anwesenheit von Haematinverbindungen eine Autooxidation begünstigt werden. Bei Muskelfleisch kann die Metmyoglobinbildung (der Umschlag der Färbung von rot in grau) durch Licht gefördert werden. Gemahlener Paprika entfärbt sich beispielsweise unter Lichteinfluss. Paprikagewürz wird vom Verbraucher aber nur mit einer intensiven Färbung als qualitativ hochwertiges Produkt wahrgenommen. Selbst Tiefkühlgüter sind lichtanfällig: Die Rotfärbung von gefrorenem Rindfleisch bleibt bei Belichtung nur etwa drei Tage erhalten, im Dunkeln hingegen drei Monate.

Üblicherweise werden solche lichtanfälligen Produkte daher in lichtdichten Verpackungen, z. B. Beutel, Schachteln etc., angeboten. Lichtdichte Verpackungen jedoch lassen einen Blick in das Innere der Verpackung und damit auf das Produkt nicht zu. Das ist insbesondere dann von Nachteil, wenn der Kaufinteressent die Qualität eines Produk- tes anhand seines Aussehens selber beurteilen möchte. Als Qualitätskriterium insbesondere hochpreisiger Lebensmittel gilt häufig die äußere Beschaffenheit des Produktes wie beispielsweise die Körnigkeit bzw. Feinheit, z. B. bei gemahlenen Produkten, die Farbe, z. B. bei Gewürzen, etc. Damit der potentielle Käufer das Aussehen der Ware beurteilen kann, muss eine Verpackung also eine visuelle Begutachtung des Produktes zulassen. Kaufentscheidungen werden überwiegend unbewusst emotional getroffen. Unbewusste Reize führen in der Regel schnell und unmittelbar zu einer Kaufentscheidung. Dabei spielt der besondere Charakter eines Produktes (neu, verbessert, frisch, exklusiv etc.) eine entscheidende Rolle, da er Neugierde und Interesse am Produkt weckt. Das Spielen mit Erwartungen, die Sehnsucht nach dem Phantasievollen, also auch Verpackun- gen, die den Spieltrieb ansprechen, liegen im Trend. Design ist zu einem Schlüsselelement in allen Bereichen der Konsumwelt geworden und wird als zusätzlicher Produktvorteil angesehen. Nicht zuletzt dient Design als Schlüssel zur Produktdifferenzierung. Schließlich reicht es nicht mehr aus, ein Produkt einfach einzupacken. Die Verpackung muss die Vorteile und die Werte eines Produkts widerspiegeln.

Die neuartige Verpackung gestattet dem Kaufinteressenten also nicht nur, die Qualität der Ware subjektiv zu beurteilen und die Ware dennoch vor dem schädigendem Licht- einfluss zu schützen. Eine entsprechende Gestaltung der neuartigen Verpackung kann beim Kunden darüber hinaus gezielt einen Kaufreiz auslösen.

Das erfindungsgemäße elektrooptisch schaltbare System und speziell eine erfindungsgemäße Verpackung besteht im Wesentlichen aus zwei Bauteilen: einem optisch aktiven Element und einem auf einem photovoltaischen Effekt beruhenden Taster, wobei der Taster bevorzugt eine Solarzelle umfasst oder aus einer Solarzelle besteht. Die Stromerzeugung erfolgt bevorzugt durch Lichteinfall auf die Solarzelle, welche z. B. flexibel oder starr, (poly)kristallin oder farbstoffbasierend sein kann. Zur technischen Realisierung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung können kommerziell zur Verfügung stehende Komponenten eingesetzt werden. Polykristalline Solarzellen sind Standardartikel und können beispielsweise von Conrad Electronics bezogen werden. Dazu zählen Solarzellen mit der Bezeichnung "SOLARZELLE 5 V/81 MA" (http://www.conrad.de/ce/de/product/191321/SOLARZELLE-5- V81 MA, April 2010). Diese weisen eine Nennspannung von 5 V auf. Farbstoffsolarzellen können beispielsweise von der Firma G21 i, Cardiff, Wales

(www.g24i.com, April 2010) bezogen werden. In einer besonderen Ausführungsform sind diese flexibel und somit für den Einsatz auf gewölbten Oberflächen geeignet.

Eine zur Selbstabdunkelung geeignete LCD-Einheit kann beispielsweise bei der Fa. Nemoptic (1 , rue Guynemer, 781 14 Magny les Hameaux, France, www.nemoptic.com, April 2010) oder bei der Fa. Densitron (www.densitron.com, April 2010; Artikel LMR37338)) bezogen werden. Dabei handelt es sich um eine flexible, transmissive, LCD-Einheit, die je nach Spannungszustand zwischen transparent und schwarz schaltbar ist. Die anzuwendende Schaltspannung liegt hierbei je nach LCD-Typ zwischen 3 und 5V. Ein Raster aus so genannten Dots ist hierbei ausreichend, so dass keine weitere Steuerelektronik verwendet werden muss. Ausgenommen hiervon sind natürlich Anwendungen, bei denen eine Bildgebung erwünscht ist (beispielsweise für Werbezwecke).

Die Figuren 1 a und 1 b sowie 2a und 2b stellen jeweils eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems dar. In den Figuren 3 bis 6 sind mögliche Verwendungen des erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems in Behältern, spezieller in Verpackungen, dargestellt. Diese Abbildungen sollen die vorliegende Erfindung erläutern, ohne sie auf die Abbildungen zu beschränken.

In den Figuren 1a bis 2b und 3 bis 6 werden folgende Bezugszeichen verwendet:

1 = transparente Folie bzw. Wandung,

2 = optisch aktives Element,

3 = lichtundurchlässige Folie bzw. Wandung,

4 = Solarzelle.

In den Figuren 1a und 1 b ist eine einfache Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems dargestellt. Das optisch aktive Element 2 und die Solarzelle 4 befinden sich auf einer transparenten Folie oder Wandung 1 , die als Träger dient. Sie sind auf diesem Träger in eine lichtundurchlässige Folie oder Wandung 3 eingebettet. So kann sichtbares Licht ausschließlich im Bereich des optisch aktiven Elementes durch das System dringen.

Figur 1a ist die Solarzelle 4 von oben abgedeckt (abgedunkelt), also nicht dem Licht (von oben einfallend, nicht dargestellt) ausgesetzt. Dabei ist das optisch aktive Element 2 transparent. Licht kann also in Einfallsrichtung (von oben nach unten, nicht dargestellt) durch das optisch aktive Element 2 durchtreten.

Wird die Solarzelle nicht von oben abgedeckt, ist also dem Licht (von oben einfallend, nicht dargestellt) ausgesetzt, wie in Figur 1 b gezeigt, so wird das optisch aktive EIe- ment im Wesentlichen lichtundurchlässig.

In den Figuren 2a und 2b ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrooptisch schaltbaren Systems dargestellt. Das optisch aktive Element 2 befindet sich auf einer transparenten Folie oder Wandung 1 , die als Träger dient. Es ist auf die- sem Träger in eine lichtundurchlässige Folie oder Wandung 3 eingebettet. Die Solarzelle 4 ist in einer weiteren transparenten Folie oder Wandung 1 eingebettet. Diese zweite transparente Folie oder Wandung 1 bedeckt die lichtundurchlässige Folie oder Wandung 3 und das optisch aktive Element 2 vollständig. Auch in dieser Anordnung kann sichtbares Licht ausschließlich im Bereich des optisch aktiven Elementes durch das System dringen. In Figur 2a ist die Solarzelle 4 von links abgedeckt, also nicht dem Licht (von links einfallend, nicht dargestellt) ausgesetzt. Dabei ist das optisch aktive Element 2 durchlässig für Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich. Licht kann also in Einfallsrichtung (von links nach rechte, nicht dargestellt) durch das optisch aktive Element 2 durchtreten. Wird die Solarzelle nicht von links abgedeckt, ist also dem Licht (von links einfallend, nicht dargestellt) ausgesetzt, wie in Figur 2b gezeigt, so wird das optisch aktive Element im Wesentlichen lichtundurchlässig.

Die in Figuren 1 a bis 2b dargestellten Ausführungsformen eignen sich für starre oder flexible optisch aktive Elemente. Der Aufbau kann auf starren oder flexiblen und flachen oder gebogenen Oberflächen erfolgen. Ein solcherart gebildetes Sichtfenster kann in unterschiedlichen Größen gestaltet werden bis hin zu einer Banderole oder sogar einem vollständigen Mantel. Dahinter bzw. innerhalb des Behältnisses befindliche Stoffe sind so wirksam vor Lichteinfluss geschützt.

Die in den Figuren 2a bzw. 2b dargestellte Ausführungsform eignet sich in besonderer Weise für eine Verwendung in einer "TetraPak ©"-Mehrschichtverpackung. Auch hier kann das Sichtfenster in unterschiedlichen Größen gestaltet werden bis hin zu einer Banderole oder sogar einem vollständigen Mantel.

In den Figuren 3 bis 6 ist jeweils eine mögliche Gestaltung einer Verpackung mit einem darin integrierten neuartigen elektrooptisch schaltbaren System dargestellt.

Figur 3 zeigt ein quaderförmiges Behältnis mit einem schaltbaren Sichtfenster. Das Sichtfenster besteht im Wesentlichen aus einem optisch aktiven Element 2 und ist mittels einer Solarzelle 4 schaltbar zwischen transparent und lichtundurchlässig. Das Behältnis selber besteht aus lichtundurchlässigen Wandungen 3. Das optisch aktive Element und die Solarzelle sind auf einer Seite des Quaders in geringem räumlichem Abstand angeordnet.

Die Anordnung in Figur 3 ermöglicht eine Aufsicht auf das in dem Behältnis befindliche Produkt.

Figur 4 zeigt ebenfalls ein quaderförmiges Behältnis, jedoch mit zwei sich gegenüber- liegenden schaltbaren Sichtfenstern. Die Sichtfenster bestehen im Wesentlichen aus jeweils einem optisch aktiven Element 2 und sind mittels einer Solarzelle 4 gleichzeitig schaltbar zwischen transparent und lichtundurchlässig. Das Behältnis selber besteht aus lichtundurchlässigen Wandungen 3. Die Solarzelle und ein optisch aktives Element sind auf einer Seite des Quaders in geringem räumlichem Abstand angeordnet.

Die Anordnung in Figur 4 ermöglicht eine Durchsicht durch das Behältnis und damit eine umfassendere Begutachtung des darin befindlichen Produktes.

Die in Figuren 3 und 4 gezeigte Gestaltung eignet sich insbesondere für starre bzw. gering verformbare Verpackungen, wie beispielsweise Tablettendosen. Auch eine Verwendung für eine Kühlschranktür ist möglich.

Figur 5 zeigt ein zylinderförmiges Behältnis mit einem schaltbaren Sichtfenster. Das Sichtfenster besteht im Wesentlichen aus einem optisch aktiven Element 2 und ist mittels einer Solarzelle 4 schaltbar zwischen transparent und lichtundurchlässig. Das Behältnis selber besteht aus lichtundurchlässigen Wandungen 3. Das Sichtfenster bzw. das optisch aktive Element zieht sich in Form einer Banderole vollständig um den Zylindermantel herum.

Die Anordnung in Figur 5 ermöglicht eine Durchsicht durch das Behältnis und damit eine Rundum-Begutachtung des darin befindlichen Produktes.

Figur 6 zeigt ebenfalls ein zylinderförmiges Behältnis mit einem schaltbaren Sichtfenster, vergleichbar zu Figur 5. Das Sichtfenster bzw. das optisch aktive Element nimmt aber nur einen Ausschnitt des Zylindermantels ein. Die Anordnung in Figur 6 ermöglicht eine Aufsicht auf das in dem Behältnis befindliche Produkt.

Die in Figuren 5 und 6 gezeigte Gestaltung eignet sich vor allem für Dosen oder Flaschen.

Darüber hinaus ist noch eine vollflexible Folienlösung möglich. Ähnlich wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, aber mit einer in einer Raumausrichtung sehr geringen Ausdehnung, kann man bei Verwendung einer flexiblen Folie eine Tüte oder Tasche erhalten. Das optisch aktive Element kann dann als Slip-in Light-Cover gestaltet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Elektrooptisch schaltbares System, umfassend - ein optisch aktives Element, das im beleuchteten Zustand den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise verhindert und durch das Schalten eines elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zulässt, und - einen auf einem photovoltaischen Effekt beruhenden Taster, der für die

Dauer der Betätigung des Tasters den Durchtritt des Lichts erhöht, wobei der Durchtritt des Lichts durch Betätigen des Tasters im Wesentlichen unabhängig vom äußeren Beleuchtungszustand des Systems erhöht werden kann.

2. Elektrooptisch schaltbares System nach Anspruch 1 , wobei der Taster eine Solarzelle umfasst oder aus einer Solarzelle besteht.

3. Elektrooptisch schaltbares System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das optisch aktive Element bei anliegender Spannung den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise verhindert und durch das Unterbrechen des elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zulässt.

4. Elektrooptisch schaltbares System nach Anspruch 3, wobei das optisch aktive Element Flüssigkristalle umfasst.

5. Elektrooptisch schaltbares System nach Anspruch 4, wobei das optisch aktive Element wenigstens zwei flüssigkristalline Schichten umfasst, die die gleiche Chi- ralität aufweisen und die in einem ähnlichen Wellenlängenbereich absorbieren.

6. Elektrooptisch schaltbares System nach Anspruch 5, wobei das optisch aktive Element wenigstens zwei chiral-nematische Schichten umfasst, die die gleiche Chiralität aufweisen und die in einem ähnlichen Wellenlängenbereich absorbie- ren.

7. Elektrooptisch schaltbares System nach Anspruch 4, wobei das optisch aktive Element polymerdispergierte Flüssigkristalle umfasst.

8. Elektrooptisch schaltbares System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das optisch aktive Element bei nicht anliegender Spannung den Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zumindest teilweise verhindert und durch das Schließen des elektrischen Stromkreises einen erhöhten Durchtritt von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich zulässt.

9. Elektrooptisch schaltbares System nach Anspruch 8, wobei es sich bei dem op- tisch aktiven Element um ein photoelektrochromes Element handelt, das sich unter Beleuchtung dunkel verfärbt und durch Schließen des elektrischen Stromkreises unabhängig vom äußeren Beleuchtungszustand des Systems im Wesentlichen transparent wird.

10. Elektrooptisch schaltbares System nach Anspruch 9, wobei der Taster eine Fotodiode umfasst oder aus einer Fotodiode besteht.

1 1. Behälter, der ein elektrooptisch schaltbares System nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst.

12. Behälter nach Anspruch 1 1 , wobei zusätzlich eine Lichtquelle für den Taster bereitgestellt wird.

13. Behälter nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12 für Verkaufswaren, die vor Licht- einfluss geschützt werden sollen.

14. Verwendung eines elektrooptisch schaltbaren Systems, wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, als Komponente eines Behälters, der für die Dauer der Betätigung des Tasters einen erhöhten Lichtdurchtritt in sein Inneres zulässt.

15. Verwendung des elektrooptisch schaltbaren Systems, wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, als Komponente eines Behälters für Stoffe, die vor Licht- einfluss geschützt aufbewahrt werden sollen.

16. Verwendung nach Anspruch 15 in einer Verpackung für Verkaufswaren, die vor Lichteinfluss geschützt aufbewahrt werden sollen.

17. Verwendung nach Anspruch 15, wobei es sich bei den Verkaufswaren um Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel, Arzneimittel und/oder Kosmetika handelt.

18. Verwendung eines Behälters, umfassend ein elektrooptisch schaltbares System wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, als Verpackung zum Schutz darin verpackter Produkte vor der schädigenden Einwirkung von Licht.

19. Verwendung eines Behälters, umfassend ein elektrooptisch schaltbares System wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, als Verpackung zur Steigerung des Kaufanreizes bei einem Konsumenten.