用于远程光学设备的电致变色装置的制作方法

本发明涉及一种用于远程光学设备的电致变色装置，该电致变色装置包括至少一个电致变色元件，该至少一个电致变色元件由布置或形成在两个导电元件之间的电致变色材料形成或包括该电致变色材料。

背景技术：

1、在诸如双目望远镜的远程光学设备中，相应的电致变色装置的集成在原理上从现有技术中是已知的，该电致变色装置包括至少一个电致变色元件，该电致变色元件由设置或形成在两个导电元件之间的电致变色材料形成或包括该电致变色材料。

2、相应的电致变色装置通常用作集成到相应的远程光学设备的光学通道中的模块，以特别地改变视场的亮度和/或对比度，使得用户即使在特殊的或可能改变的照明条件下，即，例如在非常亮和/或高对比度的照明条件下，也能够使用很大程度上没有眩光的相应的远程光学设备。

3、由于可用的自由安装空间有限，将相应的电致变色装置集成到远程光学设备中通常会带来挑战。特别地，电致变色装置的可行且可靠的电接触是一种挑战，电致变色装置的可行且可靠的电接触又对电致变色元件可能引起的亮度和/或对比度的变化的效率有影响。

4、因此，迄今为止，用于将相应的电致变色装置集成到远程光学设备中的技术方法需要改进或进一步开发。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于远程光学设备的改进的电致变色装置。

2、该目的通过根据独立权利要求1的用于远程光学设备的电致变色装置来实现。从属权利要求涉及电致变色装置的可能实施例。

3、本发明的第一方面涉及用于远程光学设备的电致变色装置，所述远程光学设备例如为双目望远镜(单目望远镜或双目望远镜)、望远镜瞄准器、夜视设备等。因此，电致变色装置代表了一种可以在结构上集成到相应的远程光学设备中的组件。特别地，电致变色装置是一种组件，其可以在结构上集成到长程光学设备的光学通道中，特别是在物镜和目镜之间的相应的远程光学设备的光学镜筒内延伸的光学通道。

4、电致变色装置通常包括布置或形成在两个导电元件之间的至少一个电致变色元件-这可以形成电致变色装置的电极-其由至少一种电致变色材料形成或包括至少一种电致变色材料。

5、相应的导电元件可以由导电层或涂层形成或包括导电层或涂层，即，特别是透明的导电层或涂层。特别地，相应的导电元件可以形成为例如由玻璃或(透明)塑料制成的透明衬底元件上的透明导电层或涂层，或者包括这样的层或涂层。因此，相应的导电元件可以作为导电层或涂层至少部分地或者如果需要的话完全地施加到衬底元件上。

6、电致变色装置的相应导电层或涂层可以是例如由至少一种透明导电氧化物形成或包含至少一种透明导电氧化物的涂层。具体地，相应的导电层或涂层可以是例如由氧化铟锡(ito)形成的涂层，作为透明导电氧化物的示例，或者相应的导电层或涂层可以是包含ito的涂层，简称为ito涂层。透明导电氧化物，例如ito，通常特征在于在可见光波长范围内的相对高的电导率(通常为104s/cm)和高的光透射率(在100nm的层厚度下＞90％)，因此特别适合于形成本文所述的电致变色装置的相应导电涂层。

7、电致变色装置的相应电致变色元件可以例如是或包括由至少一种电致变色材料形成或包括至少一种电致变色材料的至少一个层或涂层。电致变色材料可以例如在施加电压或电流时例如通过其颜色或颜色强度的增加或减少而经历其透射率的变化。因此，相应的电致变色材料可以被认为是例如电可转换的电致变色材料。具体地，电致变色材料可以是例如氧化还原活性材料，即特别是氧化还原活性化合物，或包含至少一种这样的材料，其在氧化还原过程期间经历其透射率的变化，例如从氧化态到还原态的转变(反之亦然)。相应的氧化还原活性材料可以是或包含金属络合物，例如基于氧化钨(wo3)的金属络合物，其在氧化还原过程中经历其透射率的变化，例如从氧化态到还原态的转变(反之亦然)。可替代得或附加地，例如金属-超分子聚电解质((fe-)mepe)可以被认为是电致变色材料。在所有情况下，相应的电致变色材料可以嵌入在嵌入材料中。

8、如果电致变色装置包括若干相应的电致变色元件，则可以在这些电致变色元件之间布置或形成至少一层电解质材料或电解质材料的涂层，特别是例如基于金属盐的液体或凝胶状电解质材料。

9、为了与至少一个电致变色元件电接触，即，特别地，为了向至少一个电致变色元件施加电压或电流，电致变色装置包括由导电材料制成的至少一个接触层。在此描述的电致变色装置的特殊特征是至少一个接触层的配置，其在下面更详细地解释：

10、如上所述，电致变色装置包括至少一个例如由玻璃或(透明)塑料形成的衬底元件。尽管下面特别地结合衬底元件描述了电致变色装置的用于电接触的至少一个接触层的特定配置，但是以下解释类似地适用于电致变色装置的每个衬底元件和每个接触层。电致变色装置通常包括至少两个衬底元件和两个相应的接触层，其通常具有至少类似的、特别是相同的配置。

11、至少一个衬底元件由衬底元件主体构成。衬底元件主体具有能够集成到远程光学设备的光学镜筒中的基本形状。因此，通常根据远程光学设备中可用的安装空间来选择衬底元件主体的形状确定几何构造参数，例如尺寸，以用于适当的集成。

12、由于电致变色装置通常可以布置在远程光学设备的光学镜筒内，因此通常关于光学镜筒中可用的安装空间来选择至少一个衬底元件的衬底元件主体的几何构造参数。在这方面，具有圆盘状或圆形基本形状的衬底元件主体是特别合适的。因此，通常由诸如玻璃或塑料的透明材料制成的衬底元件主体通常被配置为圆盘的形状。然而，原则上也可以想到其它构造，例如具有多边形即三角形、正方形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形、十一边形或十二边形基本形状的盘型或盘形衬底元件主体。

13、在所有情况下，至少一个衬底元件的衬底元件主体以盘型或盘形方式配置，且因此具有上侧和下侧，其单独地或联合地界定衬底元件主体的主延伸平面。除了上述导电层或涂层之外，也如上所述的由导电材料制成的接触层布置或形成在衬底元件主体的上侧或下侧上，所述导电材料例如金属，特别是贵金属，诸如金，或半贵金属，诸如铜。接触层通常借助于化学和/或物理施加方法，特别是化学和/或物理沉积工艺，进一步特别是化学和/或物理气相沉积工艺，施加到至少一个衬底元件的衬底元件主体的上侧或下侧。接触层的层厚度可以在1nm或10nm和1000nm之间的范围内，特别是在1nm和950nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和900nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和900nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和850nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和800nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和750nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和700nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和650nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和600nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和550nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和500nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和450nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和400nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和350nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和300nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和250nm之间的范围内，进一步特别地在1和200nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和150nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和100nm之间的范围内，进一步特别地在1nm和50nm之间的范围内。例如，代替1nm，2nm，3nm，4nm，5nm，6nm，7nm，8nm，9nm或10nm也可用作各自的下限。原则上，所有上述值也可以单独使用或用作层厚度区间的上限或下限。

14、接触层可以直接或间接地施加到至少一个衬底元件的衬底元件主体的上侧或下侧。在第一种替代方案中，在衬底元件主体的上侧或下侧上也布置或形成相应的透明导电层或涂层；透明导电层或涂层可以特别地布置或形成在接触层不在其中延伸的衬底元件主体的上侧或下侧的区域中。在第二种替代方案中，在衬底元件主体的上侧或下侧上，特别是在整个表面上，布置或形成相应的透明导电层或涂层，并且接触层至少部分地布置或形成在透明导电层或涂层上。

15、接触层至少部分地围绕至少一个衬底元件的衬底元件主体的边缘或沿着其边缘以环型或环形的方式、即尤其是以环段状或环形的方式延伸，所述衬底元件如上所述具有例如圆盘型或圆形的基本形状。接触层因此被配置为导电层，其至少部分地(如果需要的话完全)围绕衬底元件主体的边缘或沿着衬底元件主体的边缘延伸。接触层可以是连续的、准连续的或不连续的导电层；因此，接触层可以是围绕衬底元件主体的边缘或沿着衬底元件主体的边缘延伸的连续、准连续或不连续的导电层。

16、因此，衬底元件主体不在其整个上侧或下侧上设置接触层，而是仅在围绕边缘延伸的上侧或下侧的一部分中设置接触层。这不仅在电致变色装置与供电电源(例如集成在远程光学设备中的电池)的可靠电接触方面产生优点，而且在向至少一个电致变色元件施加电压方面产生优点，当该元件以环型或环形方式接触时，在电致变色装置的操作期间至少暂时发生该施加。这导致电致变色装置的光学特性，即特别是透射率以令人惊讶的方式发生特别快速和均匀地变化，尤其是与仅在一点处接触相反。导电层的所述布置或形成还使得能够从“外部到内部”在很大程度上沿圆周改变亮度或对比度，并且排除现有技术中已知的现象，例如以舞台幕布的方式着色。此外，例如存在与制造相关的优点，即，所述至少一个衬底元件不必在衬底元件主体的上侧或下侧的区域中在其整个表面上而仅在边缘区域中设有接触层。

17、总之，这提供了用于远程光学设备的改进的电致变色装置。

18、如上所述，接触层至少部分地围绕至少一个衬底元件的衬底元件主体的边缘或沿着其边缘延伸，所述衬底元件主体如上所述通常具有圆盘型或圆形基本形状，所述接触层以环型或环形方式延伸，尤其是以环段状或环形方式延伸，即具有环型或环形或环段状或环形基本形状。接触层可以围绕或沿着衬底元件主体的边缘的至少25％，特别是围绕至少30％，特别是围绕至少35％，特别是围绕至少40％，特别是围绕至少45％，特别是围绕至少50％，特别是围绕至少55％，特别是围绕至少60％，特别是围绕至少65％，特别是围绕至少70％，特别是围绕至少75％，特别是围绕至少80％，特别是围绕至少85％，特别是围绕至少90％，特别是围绕至少95％，可能甚至围绕100％的边缘延伸(上述值也可以被视为区间的上限或下限)。接触层围绕衬底元件主体的边缘或沿着衬底元件主体的边缘延伸得越完全，电致变色装置的光学特性，即特别是透射的变化可以更快或更均匀。因此，在此方面，接触层通常地围绕至少一个衬底元件的衬底元件主体的边缘或沿着其边缘延伸至少50％。

19、在此，还通过示例的方式给出了以环(段)或段的形式形成的接触层的宽度的可想到的值；因此，接触层的宽度可以是例如0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3.0mm(上述值也可以视为区间的上限或下限)。

20、在接触层和至少一个衬底元件的衬底元件主体的边缘之间，可以存在至少部分地限定的自由空间，接触层不在该自由空间中延伸。因此，接触层不必至少在关于其径向延伸(关于衬底元件主体的对称或中心轴)的部分中完全延伸到衬底元件主体的边缘，而是可以在接触层的外周(如所提及的，其特别地以环(段)或段的形式配置)与衬底元件主体的上侧或下侧的实际边缘之间存在限定的距离。因此，接触层可以至少部分地布置或形成在距衬底元件主体的上侧或下侧的边缘的限定距离处，例如0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm(上述值也可以认为是间隔的上限或下限)。这样，例如，可以减少用于形成接触层的材料的量，从而减少将接触层施加到衬底元件主体的上侧或下侧所需的时间。

21、如上所述，接触层特别用于使电致变色装置与供电电源接触，即通常与供电电源接触。因此，接触层可以包括电致变色装置的接触部分，其可以由电接触元件接触，所述电接触元件例如可以连接到或被连接到电力或电源的导线、绞合线、电缆等。

22、相应的接触部分例如为了确保与相应的电接触元件的可靠接触，可以具有与接触层的其它区域不同的尺寸，特别是关于其在至少一个衬底元件的衬底元件主体的上侧或下侧的边缘的方向上的径向延伸。因此，接触部分可以由接触层的径向延伸(与接触层的其它区域相比)形成或表示接触层的径向延伸，接触层的径向延伸在周向方向上围绕衬底元件主体的边缘的特定区域延伸，即，例如，周向地围绕或沿着衬底元件本体的边缘延伸至少5％，特别地至少10％，进一步特别地至少15％，进一步特别地至少20％，进一步特别地至少25％，进一步特别地至少30％，进一步特别地至少35％，进一步特别地至少40％，进一步特别地至少45％，进一步特别地至少50％。在对应的接触部分的区域中，通常不存在对应的导电层或涂层；因此，接触部分可以直接施加到至少一个衬底元件的衬底元件主体的上侧或下侧。

23、为了将电致变色装置简单且稳定地结构集成到远程光学设备中，即尤其是集成到远程光学设备的相应的光学镜筒中，至少一个衬底元件的衬底元件主体的边缘可以具有至少一个平坦部。相应的平坦部可以特别地由延伸通过形成衬底元件主体的外周的衬底元件主体的边缘上的至少两个点的线或直线来限定。进一步特别地，相应的平坦部可以由延伸穿过形成衬底元件主体的外周的衬底元件主体的边缘上的至少两个点的割线限定。因此，至少一个衬底元件的衬底元件主体的形状不必是完整的圆盘，因为衬底元件主体的边缘可以具有至少一个相应的平坦部。衬底元件主体的相应平坦部同样可以简化电致变色装置到远程光学设备中的结构集成，例如，因为平坦部可以用于实现电致变色装置在远程光学设备的光学镜筒中的防旋转锁定。

24、类似地，相应的平坦部可以形成电致变色装置的功能化界面，如将在下面示出的，电致变色装置与供电电源的特殊电接触选项可以以这种方式实现。这尤其适用于接触部分被布置或形成为与至少一个衬底元件的衬底元件主体的平坦部相对的情况。接触部分和平坦部因此可以(基本上)相对于至少一个衬底元件的衬底元件主体的如上所述的尤其是圆盘型或圆形的基本形状沿周向方向偏移180°地设置或形成。在至少一个衬底元件的衬底元件主体的相应上侧或下侧的俯视图中，接触部分因此可以例如布置或形成在顶部，并且平坦部可以相对的布置或形成在底部。

25、在特别紧凑的装置中，该装置有利于电致变色装置与供电电源的接触，电致变色装置包括两个衬底元件，每个衬底元件包括具有相应的平坦部的衬底元件主体和与平坦部相对布置或形成的电接触部分。第一衬底元件的衬底元件主体和第二衬底元件的衬底元件主体以它们的接触层彼此面对的方式一个布置在另一个之上，但是不能彼此电接触以避免短路。各个接触层可以以这样的方式位于彼此的顶部上，即它们可以彼此互补以形成闭合环；因此，布置或形成在第一衬底元件的衬底元件主体上的接触层可以(也)在第二衬底元件的衬底元件主体上没有接触层延伸的区域中在圆周方向上延伸。通常，还选择衬底元件的叠加布置，使得它们各自的接触部分至少部分地暴露，使得电致变色装置可以经由第一衬底元件的接触部分和经由第二衬底元件的接触部分两者与供电电源接触。第一电接触元件可将第一衬底元件的接触层的接触部分连接到供电电源，第二电接触元件可将第二衬底元件的接触层的接触部分连接到供电电源。

26、在所有实施例中，如上所述可以是电致变色材料层或电致变色材料涂层的至少一个电致变色元件也可以被布置或形成在至少一个衬底元件的衬底元件主体上，其中它覆盖接触层和导电材料层或导电材料涂层，其也可以至少部分地、特别是完全地被布置或形成在至少一个衬底元件的衬底元件主体的相应上侧或下侧上。

27、在所有实施例中，电致变色装置还可以具有至少一个由电绝缘材料例如塑料制成的间隔元件，其至少部分地或者如果需要的话完全地布置或形成在至少一个电致变色元件上。间隔元件可以具有环型或环形的基本形状。具有相应的环型或环形基本形状的间隔元件的外部尺寸可以对应于至少一个衬底元件的衬底元件主体的外部尺寸，使得间隔元件齐平地放置在衬底元件主体上。在由至少一个间隔元件的环型或环形基本形状限定的内部空间内，可以布置或形成电解质材料的前述层或涂层。特别地，间隔元件被配置为将相应的接触层彼此分开或隔开，使得它们不能进行电接触。

28、电致变色装置-这可以特别地独立于衬底元件主体的平坦部的方面-原则上可以包括可以彼此堆叠布置的若干衬底元件或衬底元件主体。

29、本发明的第二方面涉及一种远程光学设备，特别是双目望远镜或望远镜瞄准器，其包括至少一个根据本发明的第一方面的电致变色装置，使得与根据本发明的第一方面的电致变色装置有关的所有实施例类似地适用于根据本发明的第二方面的远程光学设备(反之亦然)。

30、电致变色装置因此可以在结构上集成到远程光学设备的光学通道或光学镜筒中，其通常在远程光学设备的目镜和物镜之间延伸；从而设置或形成在光学通道或光学镜筒中。特别地，电致变色装置可以布置在物镜和目镜之间延伸的光学通道或光学镜筒的一部分中。

31、远程光学设备可以包括例如以显示器形式的光学输出设备，用于输出光学信息。可以通过光学输出设备输出的光学信息，即例如字母数字符号、图形、图像、视频等，可以通过耦合设备耦合到远程光学设备的光学通道中，该耦合设备例如通过包括一个或多个棱镜的棱镜装置形成，或者通过箔(纳米棒)或包括这样的设备。电致变色装置可以直接或间接地与光学输出设备相关联，使得例如可以经由光学输出设备输出的光学信息的亮度和/或对比度可以经由电致变色装置而被具体地改变。

32、本发明的第三方面涉及一种制造用于远程光学设备的电致变色装置的方法，特别是根据本发明的第一方面的电致变色装置，使得与根据本发明的第一方面的电致变色装置有关的所有实施例类似地应用于根据本发明的第三方面的方法(反之亦然)。

33、该方法至少包括可以进行多于一次的以下步骤：a)提供至少一个衬底元件，例如具有圆盘型或圆形基本形状的衬底元件主体；b)通过化学和/或物理施加方法施加接触层，该接触层由导电材料例如铜制成，并且至少部分地围绕衬底元件主体的边缘延伸到衬底元件主体的上侧或下侧；c)在所述衬底元件主体上布置或形成至少一个导电元件，例如由氧化铟锡(ito)制成的导电元件，以便形成导电层或涂层；d)在所述衬底元件主体上布置或形成至少一个电致变色元件，所述至少一个电致变色元件由电致变色元件形成或包括电致变色元件。特别地，步骤b)和c)可以互换，使得导电层或涂层(如上所述可以是例如ito层)可以首先布置或形成在衬底元件主体上，然后才是接触层。

34、作为该方法的一部分，尤其可以将如上所述构造的衬底元件布置为具有相应的接触部分和与其相对布置的平坦部，一个在另一个之上，尤其是使得相应的接触部分被暴露并且相应的接触层相对于彼此布置，尤其是形成闭环，但是不彼此电接触。为了确保各个接触层彼此不电接触，可以在各个接触层之间提供上述间隔元件。

35、该方法还可以包括使相应的暴露的接触部分与供电电源接触的步骤。为此，相应的接触部分可以各自经由电接触元件，例如导线、绞合线、电缆等与供电电源接触。