DE10008624A1 - Elektrochrome Spiegeleinheit - Google Patents

Abstract

Eine elektrochrome Spiegelanordnung (110) ist im wesentlichen beständig gegenüber einem Bruch der Abdichtung, die durch Ausbildung von Dendriten entlang benachbarten Schichten des Schichtaufbaus der Spiegeleinheit verursacht wird. Der Schichtaufbau wird vorzugsweise in einer wasserfreien Umgebung zusammengebaut und enthält Materialien, die die Ausbildung von Dendriten zwischen einander benachbarten Schichten unterbinden oder verhindern. Als Beispiel befindt sich eine elektrisch leitende Schicht (124A, 126A) aus goldhaltigem Material zwischen der Klebstoffschicht und der Glasschicht (112, 114), um eine Ionenwanderung von der reflektierenden Schicht (122) über einen Anschlußstreifen (132, 134) zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft elektrochrome Spiegeleinheiten, insbesondere eine abgedichtete elektrochrome Rückspiegeleinheit, die besonders resistent gegenüber Brüchen der Abdichtung ist, die hervorgerufen werden durch Dendritenbildung an der Grenzfläche zwischen dem Elektrodenfilm und der Klebstoffschicht.

Unter elektrochromen Phänomenen versteht man allgemein das reversible Abdunkeln von Stoffen durch Einwirkung von Elektrizität. In den ver­ gangenen Jahren sind in zunehmendem Maße elektrochrome Spiegel­ einheiten in Kraftfahrzeugen eingesetzt worden, so zum Beispiel in Ver­ bindung mit Rückspiegelgarnituren. Solche elektrochromen Spiegel bie­ ten Möglichkeiten wie das automatische Abblenden (zum Beispiel da­ durch, daß man am Spiegelträger nach vorn und nach hinten weisende Licht-/Leucht-Sensoren anbringt) oder das bedarfsweise Abblenden durch Betätigung einer Taste (die zum Beispiel am Armaturenbrett des Fahr­ zeugs angebracht ist). Im Betrieb ermöglichen elektrochrome Spiegel­ einheiten das Herabsetzen der Leuchtstärke im Rückspiegel, die häufig durch die Scheinwerfer eines nachfolgenden Fahrzeugs in störender Weise hervorgerufen wird. Während sich allerdings herkömmliche elek­ trochrome Spiegel zunehmender Beliebtheit erfreuen, ist die Störanfäl­ ligkeit groß, was zu kostspieligen Rückrufen und Austauscharbeiten ebenso wie zur Verärgerung der Kunden führt.

Eine ausführlichere Diskussion von elektrochromen Spiegelanordnungen, ihrer Funktionsweise, ihres Aufbaus und ihrer Arbeitsweise findet sich in folgenden US-Patenten: 5 151 824, 5 446 576, 5 659 423, 5 808 778, 5 278 694, 4 917 477, 5 751 467, 5 128 299, 5 148 014, 5 668 663, 5 801 873, 4 465 339 und 5 808 778. Der Inhalt dieser Druckschriften wird hier durch Bezugnahme inkorporiert.

Zu Anschauungs- und Vergleichszwecken soll im folgenden anhand der Fig. 1 bis 4 und insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 3 der typische Aufbau einer herkömmlichen elektrochromen Spiegeleinheit 10 erläutert werden. Wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, besteht die Einheit aus einem Schichtaufbau, der typischerweise eine erste Glasplatte 12, eine zweite Glasplatte 14 und ein elektrochromes Material 16 enthält, welches zwischen den Platten eingeschlossen ist. Das zwischen den Glasplatten 12 und 14 eingeschlossene elektrochrome Material 16 wird von Distanzstücken 18 und 20 zwischen den Platten gehalten. Der Spie­ gel enthält mindestens ein reflektierendes Element 22 an einer der Glas­ platten. Darüber hinaus erfordert dieser Aufbau leitende Elektrodenfilme 24 und 26, die sich selektiv erregen lassen, um das elektrochrome Mate­ rial 16 zu aktivieren (zum Beispiel bei starker Blendung) oder zu deakti­ vieren, so daß das Material seinen Ruhezustand einnimmt (zum Beispiel bei fehlender oder geringer Blendwirkung). Typischerweise sind die Distanzstücke 18 und 20 zwischen den Glasplatten 12 und 14 mit Hilfe eines Klebstoffs abgedichtet angeordnet, wie in Fig. 3 in Form von Schichten 28 und 30 dargestellt ist (genauer gesagt erfolgt die Abdich­ tung der Distanzstücke zwischen den Elektrodenfilmen 24 und 28). An­ schlußstreifen 32 und 34 ermöglichen es, das elektrochrome Material 16 über die leitenden Filme 24 und 26 mit Strom oder mit einem Potential zu beaufschlagen.

Von den Erfindern wurde nun festgestellt, daß Ausfälle und Störungen im Stand der Technik zurückzuführen sind auf Brüche der Abdichtung oder Versiegelung zwischen den Glasplatten 12 und 14 bzw. den Elek­ trodenfilmen 24 und 25 einerseits und den Klebstoffschichten 28 und 30 andererseits. Es wurde herausgefunden, daß die Ausbildung von Den­ driten, in Fig. 3 anschaulich bei 31 dargestellt, entlang der Grenzfläche zwischen den Elektrodenfilmen 24 und 25 und den Klebstoffschichten 28 und 30 soweit Ausbreitung findet, bis schließlich die Dichtung unterbro­ chen ist. Im Anschluß daran können Luft, Wasser und andere Verunrei­ nigungsstoffe in das Innere der Laminatstruktur wandern und den Spiegel verfärben sowie die reflektierende Fläche 22 oxidieren.

Von den Erfindern wurde ebenfalls herausgefunden, daß diese Dendriten sich wahrscheinlich durch Ionenwanderung von Silber oder anderen Stoffen aus dem reflektierenden Film 22 (dieser besteht typischerweise aus Silber-Palladium) oder anderen leitenden Flächen in den Dendriten­ bereich 31 hinein bilden, insbesondere durch Ionenwanderung über den Clip 34 und einen geeigneten Leiter wie zum Beispiel Wasser 35, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Es besteht also Handlungsbedarf zum Verhindern oder Unterbinden einer Dendritbildung in elektrochromen Spiegeleinheiten, insbesondere an der Grenzschicht zwischen der Klebstoffschicht und der Elektrodenfilm­ schicht.

Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Dendritenwachstum in elektrochromen Spiegelanordnungen zu verhindern oder zu unterbin­ den.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Verhindern oder Unterbinden von Dendritenwachstum an der Grenzfläche von Elektrodenfilm und Kleb­ stoffschicht bei elektrochromen Spiegeleinheiten.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, Brüche der Dichtungen in elektrochromen Spiegeleinheiten zu unterbinden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Verhindern von solchen Brüchen der Abdichtungen elektrochromer Spiegeleinheiten, welche das elektro­ chrome Material sowie das Innere des Spiegels äußeren Verunreinigun­ gen aussetzen könnten.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine elektrochrome Spiegeleinheit einen Schichtaufbau, der im wesentlichen beständig gegen Dendritbildung zwischen benachbarten Schichten der Schichtstruktur ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine elek­ trochrome Spiegeleinheit einen abgedichteten oder versiegelten Schicht­ aufbau, der im wesentlichen resistent ist gegenüber Abdichtungs-Brüchen zwischen benachbarten Schichten.

Bei einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung geht es um ein Verfahren zum Herstellen einer elektrochromen Spiegeleinheit, bei dem die elektrochrome Spiegeleinheit im fertigen Zustand eine abgedichtete Schichtstruktur besitzt, die im wesentlichen beständig gegenüber der Ausbildung von Dendriten zwischen benachbarten Schichten der Schicht­ struktur ist. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte:
Auswählen von Ausgangsmaterialien, die im wesentlichen frei von Was­ ser sind;
- optional - Auswählen von Ausgangsmaterialien, die einer Dendritenbil­ dung keinen Vorschub leisten; und
Zusammenbauen der Ausgangsmaterialien zur Bildung der abgedichteten Schichtstruktur in einer im wesentlichen wasserfreien Umgebung.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer herkömmlichen elektrochromen Spiegel­ anordnung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die herkömmliche elektrochrome Spiegel­ anordnung von oben, wobei entlang dem Glasabdichtungsbereich den­ dritische Ausbildungen dargestellt sind;

Fig. 3 eine Detail-Schnittansicht eines Teils der in Fig. 1 gezeigten elektrochromen Spiegelanordnung mit der Dendriten-Ausbildung;

Fig. 4 eine Detail-Schnittansicht eines Teils der herkömmlichen elektro­ chromen Spiegelanordnung nach Fig. 1, wobei eine abgedichtete Anord­ nung dargestellt ist;

Fig. 5 eine ähnliche Detail-Darstellung wie Fig. 4, die allerdings eine andere Ausführungsform mit Goldelektroden unter den Distanzstücken gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt;

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine elektrochrome Spiegeleinheit gemäß einem Aspekt der Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittansicht der in Fig. 6 gezeigten elektrochromen Spiegelanordnung gemäß einem Aspekt der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 6 gemäß einem Aspekt der Erfindung; und

Fig. 9 eine gegenüber Fig. 8 abgewandelte Ausführungsform, bei der der Anschlußclip an einer Berührung der reflektierenden Fläche gemäß einem Aspekt der Erfindung gehindert ist.

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren stehen für gleiche Teile.

Gemäß der allgemeinen Lehre der vorliegenden Erfindung wird eine Dendritenbildung, insbesondere an der Grenzfläche zwischen Elektroden­ film und Klebstoffschicht dadurch verhindert oder unterbunden, daß der Einsatz von Silber oder anderer üblicher, Dendritenwachstum fördernder oder veranlassender Metalle (zum Beispiel Blei oder Kupfer) in Teilen, Komponenten oder Systemen reduziert oder ausgeschlossen wird, die an der erfindungsgemäßen elektrochromen Spiegeleinheit befestigt sind oder zu ihrer Herstellung dienen.

Beispielsweise enthält die herkömmliche elektrochrome Spiegeleinheit 10 Anschlußstreifen (hier auch als austauschbare Clips ausgeführt) 32 und 34, um dem elektrochromen Material 16 über leitende Schichten 24 und 25 Strom oder Spannung zuzuführen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bestehen diese Anschlußstreifen vorzugsweise aus einem Mate­ rial, welches keine Dendriten bildet, vorzugsweise aus Gold oder ver­ goldetem Kupfer, alternativ aus Nickel oder vergoldetem Nickel.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird bevorzugt, daß die elektrische Verdrahtung an den Anschlußstreifen 32 und 34 Mittel aufweist, um den Draht direkt an den Streifen 32 und 34 anzukrimpen. Alternativ könnte der Draht an die Anschlußstreifen 32 und 34 ange­ schweißt werden. Dies verringert den Einsatz von Lot (zum Befestigen des Drahts), welches typischerweise auch Stoffe enthält, die Dendriten bilden oder eine Dendritenbildung begünstigen. Solche angekrimmten oder angeschweißten Verbindungen sind dann besonders vorteilhaft, wenn Anschlußstreifen aus Gold oder vergoldete Anschlußstreifen ver­ wendet werden, die sich nicht so leicht löten lassen.

Alternativ könnte die reflektierende Schicht 22 aus einem Material (ver­ schieden von Palladium-Silber) bestehen, welches beständig gegen Den­ dritbildung ist, so zum Beispiel reflektierenden Stoffen auf Goldbasis oder Chrombasis.

Bei einer alternativen Ausführungsform des in Fig. 3 gezeigten Aufbaus könnten Goldelektrodenränder vorgesehen sein, die elektrisch mit leiten­ den Schichten 24 und 26 verbunden sind, die sich unter den Klebstoff­ schichten 28 und 30 bis hin zum Außenrand für die Verbindung mit den Anschlußstreifen 32 und 34 erstrecken. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kön­ nen Goldelektroden 24A und 26A unter den Klebstoffschichten 28 und 30 angeordnet werden, um die Ausbildung und/oder das Wandern von Den­ driten zu unterbinden.

Bei einer noch weiteren Ausführungsform sind die Goldelektroden 24A und 26A nicht über den gesamten Umfang der Glasflächen verlaufend ausgebildet, sondern lediglich an den benötigten Stellen, um dadurch ein mögliches dendritisches Wachstum entlang diesen Flächen zu unterbinden (vergleiche Fig. 6 bis 9 und die folgende Beschreibung). An sämtli­ chen übrigen Stellen würden die Elektrodenfilme 24 und 26 vor dem Innenrand 18A des Distanzstücks 18 abschließen.

Bezugnehmend auf die Fig. 6 bis 9 wird ein weiteres Ausführungs­ beispiel beschrieben, bei dem entsprechende Elemente wie in den Fig. 1 bis 4 mit ähnlichen, lediglich um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Elektrodenschichten 124 und 126 gegenüber den Distanzstücken 118 bzw. 120 abgeschlossen und versetzt. Es sei angemerkt, daß die reflektierende Fläche 122 anstatt in der dargestellten Lage alternativ auch an der Innenseite der Glasplatte benachbart zu der Elektrodenschicht gemäß Fig. 8 angeordnet sein könnte.

Wie in Fig. 8 zu sehen ist, besitzt diese Ausführungsform einen Bereich einer leitenden Beschichtung, die von den Rändern des Spiegels getrennt ist, wobei lediglich eine Seite bis zum Ende der Glasplatte herausgeführt ist, um dort den Clip 134 anbringen zu können. Auf der anderen Seite der Glasplatte ist dieses Muster umgekehrt, so daß der Rand 126A mit dem Clip 132 auf der zweiten Seite der Spiegeleinheit benachbart zu dem Clip 132 angeschlossen ist. Demgegenüber sind die übrigen Seiten ge­ genüber dem Rand der Spiegeleinheit durch das Distanzstück isoliert. Wie am besten in Fig. 7 zu erkennen ist, schließen die Enden des lei­ tenden Materials an der Innenseite 118A, 120A der Distanzstücke ab. Dementsprechend werden die aktuellen positiven und negativen Elek­ troden für die Anschlüsse 132 und 134 diametral gegenüberliegend auf einander abgewandten Seiten der Spiegeleinheit gebildet. Dies reduziert die Neigung zu Dendritausbildungen beträchtlich, da eine dendritische Wanderung über die gesamte Erstreckung der Spiegelbreite erfolgen müßte.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, gibt es eine weitere alternative Ausführungs­ form, bei der der Clip 134A von der reflektierenden Fläche 122A be­ abstandet ist, um die Möglichkeit der Ionenwanderung durch den Clip zu der Schicht hin zwischen dem Klebstoff und der leitenden Fläche 124A zu reduzieren. Natürlich erkennt der Fachmann noch weitere Wege und Möglichkeiten, die reflektierende Fläche gegenüber den leitenden Schich­ ten 124 und 126 zu isolieren. Allerdings sei angemerkt, daß selbst dann, wenn der Leiter 134 gegenüber einem Kontakt mit der reflektierenden Fläche 122 isoliert ist, eine ausreichende Isolierung erforderlich ist, um die Ausbildung von Dendriten zu stoppen. Der Abstand zwischen dem Clip 134A und der Kante der Spiegelfläche 122A sollte also mindestens 1 mm, vorzugsweise 7 mm oder mehr betragen.

Erfindungsgemäß können alternativ Klebstoffe verwendet werden, die eine Ausbildung von Dendriten unterbindet.

Weiterhin unterstützen auch Fertigungsprozesse, die den Einschluß von Wasser in dem Laminat unterbinden, das Reduzieren der Möglichkeiten für die Ausbildung von Dendriten. Dementsprechend werden gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die einzelnen Komponenten des Laminats oder Schichtaufbaus vor dem Zusammenfügen getrocknet. Anschließend werden die Laminate unter gesteuerten Bedingungen im wesentlichen frei von Wasser zusammengebaut. Klebstoffe und weitere Komponenten wer­ den so ausgewählt, daß ihre weitestgehende Wasserfreiheit gewährleistet ist. Dies führt zu einem Laminat, welches von Hause aus resistent gegen­ über Dendriten ist, die die versiegelte Einheit aufbrechen könnten, im Gegensatz zum Stand der Technik, in welchem kein derartiges Ferti­ gungsverfahren bekannt ist.

Claims (10)

1. Elektrochrome Spiegeleinheit (110), mit einem Schichtaufbau, der im wesentlichen beständig gegen Dendritbildung zwischen einander benach­ barten Schichten ist.

2. Spiegeleinheit nach Anspruch 1, bei der der Schichtaufbau aufweist:
eine erste und eine zweite Glasschicht (12, 14; 112, 114);
eine elektrochrome Materialschicht (16, 116) zwischen der ersten und der zweiten Glasschicht (12, 14; 112, 114);
eine reflektierende Schicht (22, 122) benachbart zu entweder der ersten oder der zweiten Glasschicht (12, 14; 112, 114);
mindestens ein Abstandselement (18, 20, 118, 120) zwischen der ersten und der zweiten Glasschicht (12, 14; 112, 114), wobei das mindestens eine Abstandselement die Wanderung der elektrochromen Materialschicht (16, 116) verhindert;
mindestens eine elektrisch leitende Schicht (24, 26, 124, 126), angeord­ net zwischen der ersten und der zweiten Glasschicht (12, 14; 112, 114); und
mindestens eine Klebstoffschicht (28, 130), wobei das mindestens eine Abstandselement (18, 20, 118, 120) zwischen der mindestens einen Klebstoffschicht (28, 30) und der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (24, 26, 124, 126) angeordnet ist und die mindestens eine Kleb­ stoffschicht (28, 30) nicht an die mindestens eine elektrisch leitende Schicht (24, 26, 124, 126) anstößt.

3. Spiegeleinheit nach Anspruch 2, bei der der Schichtaufbau außerdem aufweist: mindestens eine weitere elektrisch leitende Schicht (24A, 26A, 124A, 126A), die sich zwischen der mindestens einen Klebstoffschicht (28, 30) und mindestens einer Schicht von der ersten und der zweiten Glasschicht (12, 14, 112, 114) befindet, wobei mindestens eine Fläche der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (24, 26, 124, 126) an mindestens einer Fläche der mindestens einen weiteren elektrisch leiten­ den Schicht (24A, 26A, 124A, 126A) anstößt.

4. Spiegeleinheit nach Anspruch 3, bei der der Schichtaufbau außerdem mindestens ein elektrisch leitendes Element (32, 34, 132, 134) aufweist, welches zumindest mit einer der folgenden Schichten in Kontakt steht: die erste und die zweite Glasschicht (12, 14, 112, 114), die reflektie­ rende Schicht (22, 122) und die mindestens eine weitere elektrisch lei­ tende Schicht (24A, 26A, 124A, 126A).

5. Spiegeleinheit nach Anspruch 4, bei der die reflektierende Schicht (22, 122), die mindestens eine Klebstoffschicht (28, 30), die mindestens eine weitere elektrisch leitende Schicht (24A, 26A, 124A, 126A) und das mindestens eine elektrisch leitende Element (32, 34, 134, 134) aus Mate­ rial bestehen, welches die Ausbildung von Dendriten nicht fördert.

6. Spiegeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Schicht­ aufbau im wesentlichen wasserfrei ist.

7. Elektrochrome Spiegeleinheit (110), umfassend einen abgedichteten Schichtaufbau, der im wesentlichen beständig ist gegenüber Brüchen der Abdichtungen zwischen einander benachbarten Schichten des Schicht­ aufbaus.

8. Spiegeleinheit nach Anspruch 7, bei der der abgedichtete Schichtauf­ bau aufweist:
eine erste und eine zweite Glasschicht (12, 14; 112, 114);
eine elektrochrome Materialschicht (16, 116) zwischen der ersten und der zweiten Glasschicht (12, 14; 112, 114);
eine reflektierende Schicht (22, 122) benachbart zu entweder der ersten oder der zweiten Glasschicht (12, 14; 112, 114);
mindestens ein Abstandselement (18, 20, 118, 120) zwischen der ersten und der zweiten Glasschicht (12, 14; 112, 114), wobei das mindestens eine Abstandselement die Wanderung der elektrochromen Materialschicht (16, 116) verhindert;
mindestens eine elektrisch leitende Schicht (24, 26, 124, 126), angeord­ net zwischen der ersten und der zweiten Glasschicht (12, 14; 112, 114);
mindestens eine Klebstoffschicht (28, 130), wobei das mindestens eine Abstandselement (18, 20, 118, 120) zwischen der mindestens einen Klebstoffschicht (28, 30) und der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (24, 26, 124, 126) angeordnet ist und die mindestens eine Kleb­ stoffschicht (28, 30) nicht an die mindestens eine elektrisch leitende Schicht (24, 26, 124, 126) anstößt;
mindestens eine weitere elektrisch leitende Schicht (24A, 26A, 124A, 126A), die sich zwischen der mindestens einen Klebstoffschicht (28, 30) und mindestens einer von der ersten und der zweiten Glasschicht (12, 14, 112, 114) befindet, wobei mindestens eine Fläche der mindestens einen elektrisch leitenden Schicht (24, 26, 124, 126) an mindestens einer Fläche der mindestens einen weiteren elektrisch leitenden Schicht (24A, 26A, 124A, 126A) anstößt; und
mindestens ein elektrisch leitendes Element (32, 34, 132, 134) in Berüh­ rung mit mindestens einem folgender Schichten: die erste und die zweite Glasschicht (12, 14, 112, 114), die reflektierende Schicht (22, 122) und die mindestens eine weitere elektrisch leitende Schicht (24A, 26A, 124A, 126A).

9. Spiegeleinheit nach Anspruch 8, bei der die reflektierende Schicht (22, 122), die mindestens eine Klebstoffschicht (28, 30), die mindestens eine weitere elektrisch leitende Schicht (24A, 26A, 124A, 126A) und das mindestens eine elektrisch leitende Element (32, 34, 134, 134) aus Mate­ rial bestehen, welches die Ausbildung von Dendriten nicht fördert.

10. Verfahren zum Herstellen einer elektrochromen Spiegeleinheit (110), die einen abgedichteten Schichtaufbau aufweist, der im wesentlichen beständig ist gegenüber der Bildung von Dendriten zwischen einander benachbarten Schichten, umfassend die Schritte:
Auswählen von Ausgangsmaterialien, die im wesentlichen wasserfrei sind;
- optional - Auswählen von Ausgangsmaterialien, die nicht eine Den­ driten-Ausbildung fördern; und
Zusammenbauen der Ausgangsmaterialien zu dem abgedichteten Schicht­ aufbau in einer im wesentlichen wasserfreien Umgebung.