DE2828332C3 - Elektrochrome Schichten mit erhöhter Kristallisationsbeständigkeit - Google Patents
Elektrochrome Schichten mit erhöhter KristallisationsbeständigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrochrome Schicht mit erhöhter Kristailisationsbeständigkeii, welche die elektrochromen
Oxide WO3 und/oder MoOj enthält.
In elektrochromen (EC) Anordnungen besteht die aktive Schicht aus Oxiden polyvalenter Übergangsmetalle,
z. B. amorphem WO3 oder MoO3 oder Mischungen
beider Oxide (DE-AS 15 89 429). Sie können zur elektrischen Steuerung von Transmission oder Reflexion
eingesetzt werden, weil die elektrisch induzierte optische Absorption, deren Maximum im nahen IR
(~1000nm) liegt, auch im sichtbaren Spektralbereich noch sehr hoch sein kann, Mit zunehmender Kristallini·
tat der aktiven Schicht wandert das Absorpiionsmaxi·
mum ins fernere IR, und die im Sichtbaren wahrnehmbaren optischen Wirkungen werden immer schwächer.
Elektrochrome Schichten können auf unterschiedliche Weise, wie z. B. Hochvakuumverdampfung, Kathodenzerstäubung,
pyrolytische oder hydrolytische Reaktionen erzeugt werden.
Amorphe WOj- oder MoOj-Schichten oder WO3-MoOj-Mischschichten
kristallisieren beim Tempern, da die freie Energie des kristallinen Zustand* kleiner ist als
die des amorphen. Die Kristallisationstemperatur der Schicht ist also ein Maß für ihre Beständigkeit gegen
Kristallisation. Auch der normale elcktrooptische Betrieb eines EC-Systems führt zu Kristallbildung und
ϊ -wachstum in der aktiven Schicht, weil die Wanderung von Ionen in ihr dem amorphen Gerüst dauernd
Anstöße zum Aufsuchen energetisch günstigerer Positionen für die mehr oder weniger regellos angeordneten
Schichtbausteine liefert
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Schicht mit einer erhöhten Beständigkeit gegen
Kristallisation anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst
In die aktive Schicht sind somit Komponenten eingebaut, die einerseits eine netzwerkbildende Wirkung
ausüben, andererseits aber ein andersartiges Koordinierungsbestreben haben als die eigentlichen
Schichtbausteine und somit die »Glasigkeit« der Schicht erhöhen, worunter die von Gläsern her bekannte
Stabilität ihres Zustandes auch bei thermischen Beanspruchungen verstanden werden soll.
Bekanntlich sind es in der Glaschemie die sogenannten Netzwerkbildner, die ein Netzwerk aus Polyedern
aufbauen, welches Grundlage der Glasbildung ist Neu und völlig unerwartet ist jedoch, daß der Einbau von
Netzwerkbildnern in die aktive Schicht die elektrochromen Eigenschaften nicht oder nur in geringem Maße
nachteilig beeinflußt
Schon ein relativ geringer Netzwerkbildner-Gehalt von z. B. 1 Gew.-% P2O3 trägt erheblich zur Stabilisierung der Schichtstruktur bei, ohne daß damit schon die untere Grenze gegeben wäre, ab der diese Wirkung auftritt Aktive Schichten mit relativ hohem Gehalt an Netzwerkbildnern von z.B. 80 Gew.-% SiO2+P2O5 zeigen ebenfalls noch EC-Eigenschaften. Sie verändern allerdings ihre optischen Werte infolge der verminderten Ionen- und Elektronenleitfähigkeit langsamer als reine WOj-Schichten, können jedoch für bestimmte Anwendungsfälle von Bedeutung sein, die hohe Temperaturbeständigkeit — und damit eine hohe Kristallisationsbeständigkeit — aber keine hohe Geschwindigkeit im elektrochromen Verhalten erfordern.
Schon ein relativ geringer Netzwerkbildner-Gehalt von z. B. 1 Gew.-% P2O3 trägt erheblich zur Stabilisierung der Schichtstruktur bei, ohne daß damit schon die untere Grenze gegeben wäre, ab der diese Wirkung auftritt Aktive Schichten mit relativ hohem Gehalt an Netzwerkbildnern von z.B. 80 Gew.-% SiO2+P2O5 zeigen ebenfalls noch EC-Eigenschaften. Sie verändern allerdings ihre optischen Werte infolge der verminderten Ionen- und Elektronenleitfähigkeit langsamer als reine WOj-Schichten, können jedoch für bestimmte Anwendungsfälle von Bedeutung sein, die hohe Temperaturbeständigkeit — und damit eine hohe Kristallisationsbeständigkeit — aber keine hohe Geschwindigkeit im elektrochromen Verhalten erfordern.
Im folgenden werden" drei Beispiele für erfindungsgemäße
Schichten und deren vorteilhafte Wirkung
<5 beschrieben:
Mittels Elektronenstrahlen wird eine gesinterte Mischung aus I Gew.-% P2O5 und 99 Gew.-% WO3
verdampft. Die Verdampfung erfolgt bei einem Druck <1 · 10-4mbar und einer Aufdampfrate von 10nm/s.
Nach Erreichung einer Schichtdicke von 500 nm auf den Substraten - Gläsern "mit leitfähiger SnO2-In2Or
Schicht — wird die Bedampfung beendet. Das elektrochrome Verhallen und die Kristallisaiionstemperatur
def erhaltenen Probert I werden in einer elektrochemischen Zelle mit nassen Elektrolyten bestimmt.
Mitteis Elektronenstrahien wird ein vorgeschmoizenes
Glas aus 20 Gew.-% P2Oj und 80 Gcw.-% WO1
verdampft. Die Verdampfung erfolgt bei einem Druck <l · IO~4mbar und einer Aufdampfrate von IOnm/s.
Nach Erreichung einer Schichtdicke von 500 nm auf den Substraten — Gläsern mit !eitfähiger SnO2-In2Oi-Schicht
— wird die Bedampfung beendet. Das elektrochrome Verhalten und die Krisiallisaiionstempe-
ratur der erhaltenen Proben 2 werden wie oben
bestimmt.
Mittels Elektronenstrahlen wird eine gesinterte Mischung von 30 Gew.-% BjOj und 70 Gew.-% WO1
verdampft. Die Verdampfung erfolgt bei einem Druck <1 · 10"4mbar und einer Aufdampfrate von 10nm/s.
Nach Erreichung einer Schichtdicke von 500 nm auf den Substraten — Gläsern mit leitfähiger SnO^-IniOj-Schicht
— wird die Bedampfung beendet. Das elektrochrome Verhalten und die Kristallisationstempe-
Ergebnisse des Vergleichstests:
raiur der erhaltenen Proben 3 werden wie oben bestimmt-
Das elektrochrome Verhalten wird durch Injektion von Elektronen aus der leitfähigen Schicht und
simultane Injektion von HT -Ionen aus einer verdünnten
HjSO4-SaUrC in die aktive Schicht getestet. Verglichen
wird mit einer unstabilisierten 500 nm dicken WOi-Schicht
auf ebenfalls leitfähig beschichtetem Glassubstrat (= Probe 4).
Beurteilt wird die Färbungstiefe und Färbungsgeschwindigkeit bei insgesamt gleich großer Ladung. Ob
Kristallisation aufgetreten ist, wird mittels Röntgenbeugung
untersucht
Probe I
Probe 2
Probe 3
Probe 4
EC-Verhalten vor Temperung
Kristallisation nach 1 h Temperung an Luft bei 300 C
EC-Verhalten nach 1 h/300 C
Kristallisation nach 1 h Temperung an Luft bei 350 C
EC-Verhalten nach 1 h/350 C
Kristallisation nach 1 h Temperung an Luft bei 400 C
EC-Verhalten nach 1 h/400 C
Kristallisation nach 1 h Temperung an Luft bei 300 C
EC-Verhalten nach 1 h/300 C
Kristallisation nach 1 h Temperung an Luft bei 350 C
EC-Verhalten nach 1 h/350 C
Kristallisation nach 1 h Temperung an Luft bei 400 C
EC-Verhalten nach 1 h/400 C
sehr gut sehr gut sehr gut sehr gut
keine keine keine schwach
sehr gut sehr gut sehr gut mäßig
keine keine keine stark
gut gut gut schlecht
keine keine keine nicht mehr untersucht
gut gut gut nicht mehr untersucht
Claims (5)
1. Elektrochrome Schicht mit erhöhter Kristallisationsbeständigkeit,
welche die elektrochromen Oxide WOj und/oder MoOj enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht mindestens 10 Gew.-% WOj und/oder MoOj und als stabilisierende
Komponenten gegen Kristallisation zusätzlich P2Os,
B2O1, AIjOj, SiO2, As2Oj, Sb2O1 oder GeO2 oder
Gemische davon enthält.
2. Verfahren zur Herstellung einer elektrochromen Schicht mit erhöhter Kristallisationsbeständigkeit
nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Glas schmilzt, welches die elektrochromen
Oxide WO3 und/oder MoO3, sowie P2O5, B2O3, Al2Oj,
SiO2, As2Oj, Sb2Oj oder GeO2 oder Gemische davon
als stabilisierende Komponenten gegen Kristallisation enthält, und daß man dieses Glas auf ein
Substrat aufdampft
3. Verfahren zur Herstellung einer elektrochromen
Schicht mit erhöhter Kristallisationsbeständigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man einen Sinterkörper herstellt, welcher die elektrochromen Oxide WOj und/oder MoOj, sowie
P2O5, B2O3, AI2O3, SiO2, As2Oj, Sb2O3 oder GeO2
oder Gemische davon als stabilisierende Komponenten gegen Kristallisation enthält, und daß man
diesen Sinterkörper als Target in einer Kathodenzerstäubungsentladung verwendet.
4. Verfahren zur Herstellung einer elektrochromen Schicht mit erhöhter Kristallisationsbeständigkeit
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Schicht durch pyrolytische Umsetzung
geeigneter metallorganischer Verbindungen aus der Dampfphase erzeugt
5. Verfahren zur Herstellung einer elektrochromen Schicht mit erhöhter Kristallisationsbeständigkeit
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Schicht durch hydrolytische Umsetzung
geeigneter anorganischer oder metallorganischer Verbindungen aus der flüssigen Phase erzeugt.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2828332A DE2828332C3 (de) | 1978-06-28 | 1978-06-28 | Elektrochrome Schichten mit erhöhter Kristallisationsbeständigkeit |
IT68153/79A IT1165209B (it) | 1978-06-28 | 1979-05-29 | Strati elettrocromici ad elevata resistenza alla cristallizzazione |
ES481372A ES481372A1 (es) | 1978-06-28 | 1979-06-07 | Procedimiento de obtencion de capas electrocromaticas con elevada resistencia a la cristalizacion. |
GB7921059A GB2028290B (en) | 1978-06-28 | 1979-06-18 | Electrochrimic layers of tungsten and/or mocybdenum oxide |
SE7905645A SE447311B (sv) | 1978-06-28 | 1979-06-27 | Elektrokromt skikt med forhojd kristallisationsbestendighet jemte forfaranden for framstellning av ett elektrokromt skikt med forhojd kristallisationsbetendighet |
JP8125579A JPS556000A (en) | 1978-06-28 | 1979-06-27 | Electrochromic layer |
FR7916732A FR2430028B1 (fr) | 1978-06-28 | 1979-06-28 | Couches electrochromes presentant une resistance a la cristallisation amelioree |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2828332A DE2828332C3 (de) | 1978-06-28 | 1978-06-28 | Elektrochrome Schichten mit erhöhter Kristallisationsbeständigkeit |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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DE2828332B2 DE2828332B2 (de) | 1980-11-20 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR (1) | FR2430028B1 (de) |
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US4996083A (en) * | 1987-02-19 | 1991-02-26 | Donnelly Corporation | Method for deposition of electrochromic layers |
US4960324A (en) * | 1988-10-05 | 1990-10-02 | Ford Motor Company | Electrochromic, oxygen deficient metal oxide films provided by pyrolytic deposition |
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- 1978-06-28 DE DE2828332A patent/DE2828332C3/de not_active Expired
-
1979
- 1979-05-29 IT IT68153/79A patent/IT1165209B/it active
- 1979-06-07 ES ES481372A patent/ES481372A1/es not_active Expired
- 1979-06-18 GB GB7921059A patent/GB2028290B/en not_active Expired
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- 1979-06-28 FR FR7916732A patent/FR2430028B1/fr not_active Expired
Also Published As
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DE2828332B2 (de) | 1980-11-20 |
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DE2828332A1 (de) | 1980-01-10 |
SE7905645L (sv) | 1979-12-29 |
GB2028290A (en) | 1980-03-05 |
FR2430028A1 (fr) | 1980-01-25 |
IT7968153A0 (it) | 1979-05-29 |
ES481372A1 (es) | 1979-12-16 |
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