WINDOW OR DOOR PANE COMPRISING A DARKENING DEVICE

Abstract: 1. A window or door with insulating glazing comprising at least two spaced-apart panes of glass and an electro-optical cell (4) which is arranged therebetween as a darkening means and which extends over the pane and which has spaced-apart transparent electrode layers (5, 8) which can be connected to an electrical voltage characterised in that provided between the electrode layers (5, 8) is an ion-bearing solid electrolyte (7), that at least one electrode layer (5) is provided with an electrochrome layer at the side towards the electrolyte (7) and that the cell (4) is arranged in the interior of the insulating glazing in such a way that one of the panes of glass (1) forms the carrier plate for the cell (4) and the means delimiting the cell towards the intermediate space of the glazing is formed only by the electrode layer (8) disposed on that side of the cell.

Description: Fenster- oder Türscheibe mit einer Verdunklungsvor richtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Fenster- oder Türscheibe mit einer Verdunklungsvorrichtung. Es ist bekannt, zwischen den Scheiben einer die Fensteroder Türfüllung bildenden Isolierglasscheibe motorisch angetriebene Rollos vorzusehen und durch diese Rollos eine Verdunklung vorzunehmen. Es ist ferner bekannt, einem Fenster oder einer Tür eine Jalousette oder eine Jalousie als Verdunklungsvorrichtung zuzuordnen. Diese bekannten Verdunklungsvorrichtungen werden mit einem relativ hohen mechanischen Aufwand erstellt und betrieben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verdunklungsvorrichtung eines Fensters oder einer Tür so zu gestalten, dass sie verschleissfrei arbeitet und mit geringer elektrischer Leistung betätigbar ist. Eine erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, als Verdunklungsvorrichtung eine sich über die gesamte Scheibe oder über einen Teilbereich der Scheibe erstreckende Zelle vorzusehen, die in Abstand voneinander angeordnete, durchsichtige, an eine elektrische Spannung legbare Elektrodenschichten aufweist, zwischen denen ein Ionen aufweisender fester oder flüssiger Elektrolyt vorgesehen ist, und dass mindestens eine Elektrodenschicht an der dem Elektrolyten zugewandten Seite mit einer elektrochromen Schicht ausgerüstet ist. Die elektrochrome Schicht kann an der Elektrodenschicht durch Aufdampfen im Vakuum, durch Pyrolyse oder durch chemische Abscheidung aufgebracht werden und eine Dicke von O,5#1#bis 1,5¯s aufweisen. Zur Erzielung einer elektrochromen Reaktion in der elektrochromen Schicht kann eine Spannung von ca. 2 Volt verwendet werden. Nach dem Anlegen der elektrischen Spannung an die Elektrodenschichten wandern die Ionen aus dem Elektrolyten in die elektrochrome Schicht, die sich dann färbt. Die Intensität dieser Färbung kann durch die Elektrolytzusammensetzung und durch die Einschaltdauer der elektrischen Spannung beeinflusst werden. Bei der als Verdunklungsvorrichtung benutzten Zelle handelt es sich um ein statisches System, das hinsichtlich der Lebensdauer den bekannten mechanischen Konstruktionen wesentlich überlegen ist. Zur Betätigung der Zelle sind nur geringe elektrische Leistungen notwendig, die aus Batterien entnommen werden können. Durch die erfindungsgemässe Konstruktion kann der Gesamtenergiedurchlass der Scheibe im ultravioletten, sichtbaren und infraroten Bereich der Sonnen- und Globalstrahlung geregelt werden. Eine weitere erfindungsgemässe Lösung der obigen Aufgabe besteht darin, dass als Verdunklungsvorrichtung eine sich über die gesamte Scheibe oder einen Teilbereich der Scheibe erstreckende, hermetisch im Randbereich verschlossene, mit Flüssigkristallen gefüllte und an den Innenflächen mit an einer elektrischen Spannung legbaren Elektrodenschichten versehene Zelle vorgesehen ist, die durchsichtige, parallel zueinander angeordnete Deckplatten bzw. Deckfolien aufweist und bei der mindestens eine Seite mit einer Polarisationsschicht ausgerüstet ist. Der Betriebstemperaturbereich der Flüssigkristalle ist der Mesophasenbereich, in dem die Flüssigkristalle bestimmte kristalline Eigenschaften aufweisen. Je nach dem Aufbau der Polarisationsschicht und dem gewählten Zustand der Flüssigkristalle kann bei dem Gegenstand der Erfindung eine Verdunklung des Fensters oder der Tür durch das Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektrodenschichten oder durch das Abschalten der Spannung erreicht werden. Sofern eine Verdunklung durch das Anlegen der elektrischen Spannung an die Elektrodenschichten erzielt wird, kann die Intensität der Verdunklung durch die Veränderung der Spannung stufenlos variiert werden. Um durch die als Verdunklungsvorrichtung verwendete Zelle auch einen Wärmeschutz zu erzielen und ein Abstrahlen der Wärme aus dem Raum zu verhindern, kann die Polarisationsschicht auf den infraroten Bereich abgestimmt werden, so dass die Abstrahlung des infraroten Lichtes unterbunden wird. Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen, als Verdunklungsvorrichtung verwendeten Zelle sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine als Verdunklungsvorrichtung verwendete Zelle, die im Innenraum einer Isolierverglasung vorge sehen ist, im Schnitt, Fig. 2 die einer Glasscheibe zugeordnete Zelle in.ver grössertem Massstab, Fig. 3 die Teilansicht einer Zelle im Schnitt, deren Deckplatten als Glasscheiben ausgebildet sind, Fig. 4 eine Zelle im Schnitt, die durch durchsichtige Deckfolien begrenzt wird, und Fig. 5 eine Zelle, die an der einen Seite als Deckplat te eine Glasscheibe und an der anderen Seite eine durchsichtige Deckfolie aufweist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 sind die Glasscheiben 1 und 2 im umlaufenden Randbereich zu einer Isolierverglasung miteinander verbunden. Im Innenraum 3 dieser Isolierverglasung ist die die Verdunklungsvorrichtung bildende Zelle 4 vorgesehen, die sich über die gesamte Scheibenfläche der Isolierverglasung erstreckt. Diese Zelle weist eine durchsichtige, an der Innenseite der Glasscheibe 1 festgelegte Elektrodenschicht 5 auf, die mit einer elektrochromen Schicht 6 versehen ist. Dieser elektrochromen Schicht ist ein Elektrolyt 7 zugeordnet, der Ionen aufweist und in fester oder flüssiger Form ausgebildet sein kann. Die elektrochrome Schicht kann aus Wolframoxid (wo3), Molybdänoxid (MoO3), Nioboxid (Nb205), Vanadiumoxid (V205), Iridiumoxid (IrO (OH) x) Rhodiumoxid (RhO2) oder Kalziumfluorid (ca2) bestehen. An der der elektrochromen Schicht abgewandten Seite des Elektrolyten 7 ist eine durchsichtige Elektrodenschicht 8 angeordnet, die auch als Rastersystem ausgebildet sein kann. Bei der Verwendung eines flüssigen Elektrolyten wird die Zelle 4 zum Innenraum 3 der Isolierverglasung hin durch eine Glasscheibe 9 begrenzt. Der von der Zelle 4 nicht ausgefüllte Innenraum der Isolierverglasung, dem das Bezugszeichen 10 zugeordnet ist, bildet einen Luftisolierzwischenraum. Die elektrochrome Reaktion in der elektrochromen Schicht, nämlich die Färbung der Schicht durch Einlagerung von Ionen des Elektrolyten, wird durch eine Wegnahme der elektrischen Spannung rückgängig gemacht, so dass die Ionen in den Elektrolyten zurückwandern und die elektrochrome Schicht wieder durchsichtig wird. Sofern die Elektrodenschicht einzelne, elektrisch leitend voneinander getrennte Rasterfelder aufweist, können diese einzeln zu- oder abgeschaltet werden. Mit der Rasterung ist es möglich, Teilbereiche der Scheibe abzudunkeln, wie es die gerade einfallenden Sonnenstrahlen erfordern, oder aber auch Teile der Scheibe durch geringere Strombeaufschlagung gestuft abzudunkeln. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist der Glasscheibe 1 eine Zelle 4 zugeordnet, die Elektrodenschichten 5 und 8 aufweist. An beiden Elektrodenschichten ist eine elektrochrome Schicht 6 festgelegt. Zwischen den elektrochromen Schichten 6 ist ein fester Elektrolyt 7 angeordnet. Die Gesamtdicke der Zelle 4 beträgt 4#um bis 6 /#m1. Die in der Fig. 3 aufgezeigte Zelle ist mit zwei in Abstand voneinander angeordneten, parallel verlaufenden Glasscheiben 11,12 ausgerüstet, die im Randbereich miteinander verbunden sind. Die Innenflächen dieser Glasscheiben sind mit einer Elektrodenschicht 13 versehen, an die über elektrische Anschlüsse 14 eine elektrische Spannung angelegt werden kann. Die Elektrodenschichten, die als transparente, aufgedampfte Metallschicht ausgebildet sein können, begrenzen eine Innenkammer 15 der Zelle, die mit einer Flüssigkristallschicht ausgefüllt wird. Die Dicke der Flüssigkristallschicht liegt im Bereich von 1O##bis 100 r . Mindestens an einer Seite, z.B. an der Aussenseite der Glasscheibe 11 oder 12, ist die Zelle mit einer Polarisationsschicht ausgerüstet, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 4 wird die Zelle durch durchsichtige Deckfolien 16,17 begrenzt, die im Randbereich miteinander verschweisst sind. Die Deckfolien 16,17 sind an der Innenseite mit einer durchsichtigen Elektrodenschicht 18 ausgerüstet, die aus einem aufgedampften Metall bestehen kann. Um den Abstand zwischen den Elektrodenschichten, die die Innenkammer 19 für die Aufnahme der Flüssigkristallschicht begrenzen, festzulegen, wird in der Innenkammer ein durchsichtiges Gitter 20 aus Kunststoff oder Glas angeordnet. Durch dieses Gitter wird gewährleistet, dass über den gesamten Bereich der Innenkammer ein gleichmässiger Abstand zwischen den Elektrodenschichten besteht, so dass auch die Dicke der Flüssigkristallschicht in den verschiedenen Bereichen der Innenkammer nicht unterschiedlich ist. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass über das gesamte Rahmenfeld des Fensters oder der Tür ein gleichmässiger Verdunklungseffekt dadurch erzielt wird, dass beim Anlegen der elektrischen Spannung an die Elektrodenschichten ein gleichmässiges Auslenken bzw. Ausrichten bzw. Verdrillen der Flüssigkristalle erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 wird die Innenkammer 21 der Zelle auf der einen Seite durch eine Glasscheibe 22 und auf der anderen Seite durch eine durchsichtige Deckfolie 23 begrenzt. Der Abstand zwischen der Glasscheibe und der Deckfolie wird durch Di stanzkörper 24 mit kleinen Abmessungen bestimmt. Diese Distanzkörper können Kugelform haben, aus Glas oder aus Kunststoff gefertigt sein oder aber eine längliche Form besitzen und aus Glasfasern bestehen. Die Distanzkörper können mit der Glasscheibe bzw. der Deckfolie verschweisst oder kraftschlüssig verbunden sein. Diese Arten der Festlegung der Distanzkörper sind auch dann möglich, wenn als Deckplatten auf beiden Seiten der Zelle Glasscheiben verwendet werden. Sofern ein Fenster oder eine Tür, dessen Rahmenfeld mit einer Isolierglasscheibe ausgefüllt werden soll, mit einer erfindungsgemässen Verdunklungsvorrichtung ausgestattet wird, besteht die Möglichkeit, Teile der Isolierverglasung für den Aufbau der Zelle zu verwenden. Besteht die Isolierverglasung aus zwei Glasscheiben, so kann eine dieser Glasscheiben als Deckplatte der Zelle benutzt werden, wobei zwischen der zweiten Glasscheibe der Isolierverglasung und der anderen Deckplatte oder Deckfolie der Zelle ein Luftzwischenraum verbleiben muss. Sofern die Isolierverglasung aus drei Glasscheiben besteht, können zwei Glasscheiben als Deckplatten der Zelle verwendet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 wurden nur die Deckplatte und die Deckfolie sowie die Distanzkörper aufgezeigt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird an der Innenfläche der Glasscheibe 22 und der Deckfolie 23 eine Elektrodenschicht vorgesehen, die an eine elektrische Spannung gelegt werden kann. Ferner wird die Zelle an einer Seite mit einer Polarisationsschicht ausgerüstet. Bezugszeichenliste 1 Glasscheibe 2 Glasscheibe 3 Innenraum 4 Zelle 5 Elektrodenschicht 6 elektrochrome Schicht 7 Elektrolyt 8 Elektrodenschicht 9 Glasscheibe 10 Luftisolierzwischenraum 11 Glasscheibe 12 Glasscheibe 13 Elektrodenschicht 14 elektr. Anschlüsse 15 Innenkammer 16 Deckfolie 17 Deckfolie 18 Elektrodenschicht 19 Innenkammer 20 Gitter 21 Innenkammer 22 Glasscheibe 23 Deckfolie 24 Distanzkörper

Claims: Patentansprüche 1. Fenster- oder Türscheibe mit einer Verdunklungsvorrich tung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass als Verdunklungsvorrichtung eine sich über die ge samte Scheibe oder über einen Teilbereich der Scheibe erstreckende Zelle (4) vorgesehen ist, die in Abstand voneinander angeordnete, durchsichtige, an eine elektri sche Spannung legbare Elektrodenschichten (5,8) aufweist, zwischen denen ein Ionen aufweisender fester oder flüs siger Elektrolyt (7) vorgesehen ist, und dass mindestens eine Elektrodenschicht (5) an der dem Elektrolyten (7) zugewandten Seite mit einer elektrochromen Schicht aus gerüstet ist. 2. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die elektrochrome Schicht aus Wolfram oxid (WO3), Molybdänoxid (MoO3), Nioboxid (ob 0 ), 2 5 Vanadiumoxid (V205), Iridiumoxid (IrO (OH)n- Rhodium oxid (RhO2) oder Kalziumfluorid (CaF2) besteht. 3. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die elektrochrome Schicht an der Elek trodenschicht durch Aufdampfen im Vakuum, durch Pyrolyse oder durch chemische Abscheidung aufgebracht wird und eine Dicke von 0,5 bis 1,5###aufweist. 4. Fenster- oder Türscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer elektrochromen Reaktion in der elektrochromen Schicht eine elektrische Spannung von ca. 2 Volt verwendet wird. 5. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die von der elektrochromen Schicht freie Elektrodenschicht (8) als Raster ausgebildet ist. 6. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zelle (4) einen Elektrolyten in flüssiger Form aufweist und die Zelle an der der Glas scheibe (1) abgewandten Seite durch eine Glasscheibe (9) begrenzt ist. 7. Fenster- oder Türscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle (4) im Innenraum (3) einer Isolierverglasung vorgesehen ist. 8. Fenster- oder Türscheibe in Rahmenbauweise mit einer durchsichtigen, mehrschichtigen Füllungplatte und einer Verdunklungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdunklungsvorrichtung eine sich über die gesamte Scheibe oder einen Teilbereich der Scheibe erstreckende, hermetisch im Randbereich verschlossene, mit Flüssig kristallen gefüllte und an den Innenflächen mit an einer elektrischen Spannung legbaren Elektrodenschichten (13; 18) versehen ist, die durchsichtige, parallel zueinander angeordnete Deckplatten bzw. Deckfolien (16,17,23) auf weist, und dass mindestens eine Seite der Zelle mit einer Polarisationsschicht ausgerüstet ist. 9. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen den Deckplatten oder den Deckfolien über die Platten- oder Folienfläche ver teilte Distanzkörper (24) oder ein Gitter (20) mit einer Dicke von 10 bis 100 vmvorgesehen ist. 10. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 8 oder 9, da durch gekennzeichnet, dass die Zelle an der einen Seite mit einer Glasscheibe (22) und an der anderen Seite mit einer durchsichtigen Deckfolie (23) versehen ist und zwischen der Glasscheibe und der Deckfolie Distanzkör per (24) mit kleinen Abmessungen angeordnet sind. 11. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 9 oder 10, da durch gekennzeichnet, dass die Distanzkörper (24) aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff gefertigt und mit den Deckplatten oder Deckfolien verschweisst oder kraft schlüssig verbunden sind. 12. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Deckplatte der Zelle eine Glas scheibe einer aus zwei Glasscheiben bestehenden Isolier glasscheibe ist und die andere Deckplatte oder Deckfolie der Zelle und die zweite Glasscheibe einen Luftzwischen raum begrenzen. 13. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Deckplatten der Zelle Glasscheiben einer aus drei Glasscheiben bestehenden Isolierverglasung sind. 14. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Deckfolien (18) im Randbereich miteinander verschweisst, die Innenseiten der Deckfolien mit einer durchsichtigen Metallschicht bedampft sind und in die Schicht aus Flüssigkristallen das durchsich tige, den Abstand der Deckfolien bestimmende Gitter (20) aus Kunststoff oder Glas eingebettet sind. 15. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die elektrische Spannung regelbar ist. 16. Fenster- oder Türscheibe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Verhinderung der Infrarotabstrah lung aus dem Raum die Polarisationsschicht auf den in fraroten Bereich abgestimmt ist.

Inventors: TONSMANN, ARMIN, Tönsmann, Armin 
Applicants: SCHUCO HEINZ SCHURMANN GMBH & CO.
Application year: 1982
Main classification: E06B3
IPC codes: G02F1, E06B3