DE2043562B2

DE2043562B2 - Optisches lichtfilter mit einer reversibel die optischen eigenschaften veraenderbaren schicht

Info

Publication number: DE2043562B2
Application number: DE19702043562
Authority: DE
Inventors: Howard Gardner Westen Mass. Rogers (V.St.A.)
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1969-09-02
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1973-03-01
Also published as: CA930068A; DE2043562C3; DE2043562A1; FR2060355A1; FR2060355B1; BE755563A; SE374212B; US3652149A

Description

einem Gel oder einem Polymerisat. Aus den USA.-Patentschriften .1 303 488 und

5. Lichtfilter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch 25 2 632 045 sind optische Filter bekannt, die auf der gekennzeichnet, daß die Redoxverbindung ein Basis von pH-Wert-empfindlichen Indikatorfarbstof-Polymerisat, insbesondere ein molekularorientier- fen arbeiten. Dazu benötigt man Zweikammer-Elektes Polymerisat ist. trolysezellen und Maßnahmen zur plötzlichen und

6. Lichtfilter nach Anspruch 5, dadurch gekenn- reversiblen Veränderung des pH-Werts. Nachteilig an zeichnet, daß das Filter eine polarisierende Folie 30 diesen Systemen ist der relativ komplizierte Aufbau auf der Außenfläche einer der Elektroden in gleicher der Zellen und der Schaltmechanismen zur Beein-Größe aufweist. flussung des pH-Werts. Schließlich sind aus den

7. Lichtfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- USA.-Patentschriften 3451741, 3453038 und 3443859 zeichnet, daß das Filter eine dritte Elektrode auf- optische Filter bekannt, deren farbänderndes System weist, welche außerhalb des Strahlenweges zwischen 35 auf einem Redoxpaar innerhalb eines Elektrolyten zwei durchlässigen Elektroden und der Schicht der beruht.

Redoxverbindung angeordnet ist, sowie Stromzu- Diese Elektrolyten benötigen die Anwesenheit von

führungen für die parallelen Elektroden für gleiches Leitsalzen, also von in dem wäßrigen Medium ioni-

Potential. sierbaren Substanzen, wie Salzen oder Säuren, damit

8. Lichtfilter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch 40 die Leitfähigkeit der Filterschicht ausreichend und gekennzeichnet, daß die Redoxverbindung eine damit der innere Widerstand der Elektrolysezellen Diazapyreniumverbindung, insbesondere N,N'-Di- tragbar wird.

methyl-2,7-diazapyrenium-difluoroborat oder eine Es ist offensichtlich, daß die Anwesenheit derartiger

Pyrazidiniumverbindung, insbesondere Dipyrido- saurer oder salzhaltiger Elektrolyten Nachteile auf-

[1,2-a; 2',l'-c]-pyrazidinium-dibromid oder eine 45 weist, insbesondere im Hinblick auf die Stabilität der

4,4' - Dipyridyliumverbindung, insbesondere Filterschicht und der Korrosion der den Elektrolyt

N,N' - Dimethyl - 4,4' - dipyridylium - dichlorid, begrenzenden Werkstoffe.

N,N'-Dibenzyl-4,4'-dipyridylium-dichlorid, Poly- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

N,n-octylen-4,4'-dipyridylium-dibromid, Poly- Filter der obengenannten Art stabil und automatisch

N,n-butylen-4,4'-dipyridylium-dibromid ist. 50 vollständig reversibel zu verwirklichen. Diese Aufgabe

wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Redox-

verbindung eine solche ist, die bei Aufnahme von

Elektronen stabile, gefärbte, freie Radikale bildet, und die Schicht leitsalzfrei ist.

Die Erfindung betrifft ein optisches Lichtfilter mit 55 Die erfindungsgemäßen Filter können auch als einer reversibel die optischen Eigenschaften veränder- Fenster variabler optischer Dichte angewandt werden, baren Schicht zwischen zwei Elektroden, enthaltend um das Auge vor Lichtblendung zu schützen. Ein eine lichtdurchlässige Redoxverbindung. weiteres Anwendungsgebiet liegt auf dem Bereich der

Die Erfindung betrifft also Lichtfilter unter Ver- Bildaufzeichnung und Lichtumsetzung,
wendung von Redoxverbindungen, die im wesent- 60 Das erfindungsgemäße System ist reversibel und liehen lichtdurchlässig in oxydiertem Zustand sind verwendet bestimmte Redoxverbindungen, deren Spek- und in der Lage sind, stabile gefärbte freie Radikale tralabsorptionseigenschaften momentan und autodurch Aufnahme von Elektronen zu bilden. Die matisch durch Aufnahme von Elektronen aus einem gefärbten freien Radikale, die infolge eines elek- elektrischen Strom geändert werden können und die trischen Stroms gebildet werden, machen das Filter 65 durch Wiederoxydation rückgebildet werden. Die lichtabsorbierend; um es wieder lichtdurchlässig zu Erfindung betrifft optische Lichtfilter, deren wesentmachen, werden die gefärbten freien Radikale wieder licher Bestandteil eine Schicht einer lichtdurchlässigen oxydiert, z. B. durch Umpolen der Stromrichtung. Redoxverbindung ist, diese ist in der Lage, stabile,

gefärbte, freie Radikale bei Aufnahme von Elektronen in liefern. Im Unterschied zu den bekannten Schichten, die auf der Basis von pH-Wert-empfindlichen Indikatoren oder auch Redoxverbindungen arbeiten, enthalten die erfindungsgemäßen Filterschichten keine Leitsalze, also im wäßrigen System ionisierbare Stoffe, insbesondere Saize, zur Herabsetzung des inneren Widerstandes der Schicht, da die erfindungsgemäß angewandten Redoxverbindungen als ihr »eigener Elektrolyt« wirken.

Es konnte festgestellt werden, daß die Systeme, die in der Lage sind, schnell und gleichmäßig die spektralen Abscrptionseigenschaften oder die optische Dichte für Regelung der Lichttransmission zu ändern, erhalten werden können durch Anwendung bestimmter Redoxverbindungen, nämlich Redoxverbindungen, die im wesentlichen lichtdurchlässig f^;nd in ihrer oxydierten Stufe und die in der Lage sind, ein stabiles, gefärbtes, freies Radikal durch Aufnahme von Elektronen zu binden und damit lichtabsorbierend werden. Unter »lichtdurchlässig;· ist zu verstehen, daß die Verbindungen im wesentlichen farblos oder nur schwach gefärbt sind in ihrem oxydierten Zustand, so daß sie im wesentlichen das gesamte sichtbare Licht durchlassen. Durch Aufnahme eines Elektrons bilden sie ein intensiv gefärbtes stabiles, freies Radikal, so daß sie nun einen wesentlichen Teii des Lichtes aus dem sichtbaren Spektrum absorbieren.

Im Gegensatz zu bekannten elektrochemischen Systemen werden — wie erwähnt — erfindungsgemäß die Redoxverbindungen in Abwesenheit eines Elektrolyten angewandt, d. h., sie können angewandt werden in Abwesenheit eines ionisierenden Materials wie eines anorganischen Salzes, welches bei Anlegen eines elektrischen Stroms Ionen liefert, das die gewünschte Änderung der Spektraleigenschafltn bewirken. Da es sich um eine elektronische und nicht eine ionische Reduktionsreaktion handelt, erfolgt die Umwandlung in das freie Radikal außerordentlich schnell bei Einwirkung des elektrischen Stroms, so daß eine sehr schnelle Änderung der optischen Dichte oder Spektraleigenschaften verursacht wird. Die Reaktion ist leicht umkehrbar durch Wiederoxydieren des freien Radikals, in dem ganz einfach die Stromrichtung umgepolt u'.id/oder ein Oxidationsmittel angewandt wird. Dabei kann es sich entweder um Sauerstoff oder eine oxydierende Verbindung handeln.

Es kann jede Redoxverbindung angewandt werden, einschließlich monomerer und polymerer Stoffe, vorausgesetzt, daß sie in ihrem oxydierton Zustand im wesentlichen lichtdurchlässig und in der Lage sind, durch Aufnahme eines Elektrons ein stabiles gefärbtes freies Radikal zu bilden und darüber hinaus abwechselnd und wiederholt zu dem freien Radikal reduziert und wieder oxydiert werden können. Bei diesem Wechsel muß eine Änderung der Spektraleigenschaften oder der optischen Dichte auftreten. Wie oben bereits erwähnt, kann die Redoxverbindung im wesentlichen farblos in oxydiertem Zustand sein oder nur so schwach gefärbt, daß sie im wesentlichen für sichtbares Licht durchlässig ist. Durch Aufnahme von Elektronen bildet sich ein stabiles freies Radikal, welches tief gefärbt und innerhalb des sichtbaren Spektrums lichtabsorbierend ist.

Beispiele für Redoxverhindungen. die obige Forderungen erfüllen, sind Substanzen, die ein stark delokalisiertes Elektron enthalten, das sind Verbindungen mit einer ungeraden Anzahl von rr-Elektronen, verteilt über eine gerade Anzahl von Atomen angeordnet in einer Kette. Solche Verbindungen leiten sich von der allgemeinen Formel

'X' -(Y = Y), -,X,

ab, worin X ein Stickstoff-, Schwefel- und/oder Sauerstoffatom sein kann und Y ein Stickstoffatom oder die Gruppe CH ist, η = 0 oder eine ganze Zahl

ίο (International Union of Pure and Applied Chemistry, VoI, 15 [1967, »International Symposium on Free Radicals in Solution«, S. 109 bis 122).

Redoxverbindungen aus dieser Klasse, die sich besonders eignen, sind sogenannte »Weitzradikale«, worin X ein Stickstoffatom und Y eine CH-Gruppe sind, z. B. Verbindungen des 4,4'-Dipyridylium, Diazapyrenium oder Pyrazidinium. Diese Substanzen sind im wesentlichen farblos bis gelb im oxydierten Zustand und durch Zugabe eines Elektrons bilden sie die gefärbten freien Radikale, die zwischen intensiv blau und blau bis purpur liegen. Die obenerwähnten Verbindungsklassen haben folgenden Aufbau:
4,4'-Dipyridylium-Verbindungen

R¹— N⁺ _χ . /N^-R²

sowie das Poivmere

N^: A~

/ N' _ R3

A-

worin R¹, R² ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppe und A- ein Anion ist; R³ ist entweder eine Alkylengruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Xylylen, η ist zumindest 2.
Die Diazapyreniumverbindung hat die Formel

R¹ — N A

N-R²
A-

und die Pyrazidiniumverbindung hat die Formel

N-A-

wobei die Substituenten obige Bedeutung haben.

Beispiele für die Alkyl-, Aralkyl- und Arylsubstilucnion sind die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-,

jo Butyl-, Hexyl-, Benzyl-, ToIyI-, p-Äthylphenyl und-Phcnylgruppen. Beispiele für die Anionen sind die Br-, Cl-, J", SO₁, ClO₄-, Bl-., und Tosylgruppen.

Beispiele für Verbindungen obiger Formel sind: N,N'-Dimethyl-4,4'-dipyridylium-dichlorid; N,N'-Di-

phenyl-4,4'-dipyridylium-dichlorid; N-Äthyl-N'-phenyl - 4,4' - dipyridylium - dibromid; N,N' - Dibenzyl-4,4' -dipyridyliumdijodid; 2,2'- Dimethyl -N,N' -diälhyl -4.4' - dipyridyliumdichlorid; N,N' - Dimethyl-

5 6

2,7-diazapyrenium - difluoroborat; N,N' - Diphenyl- bindung darstellt, hergestellt durch Gießen einer

2,7 - diazapyrenium -difluoroborat; N,N' - Dibenzyl- Lösung der polymeren Redoxverbindung auf eine

2,7-diazapyrenium-dibromid; 4,5-Dimethyl-N,N'-di- Elektrode in Form einer Glasplatte. Wird ein polari-

methyl - 2,7 - diazapyrenium - dichlorid; Dipyrido- sierendes Material gewünscht, so kann man über die [1,2-λ ; 2',l'-c]-pyrazidinium dibromid und 3,3'-Di- 5 gegossene Folie in einer bestimmten Richtung streichen,

methyldipyrido - [1,2 - ,\; 2',V - c] - pyrazidinium - di- bis sie orientiert ist.

chlorid. Wie oben bereits erwähnt, kann man erfindungs-AIs Beispiel für die obenerwähnten polymeren gemäß die Redoxverbindungen auch ohne Elektrolyt 4,4-Dipyridylium-Verbindungen werden z. B. Sub- anwenden. Natriumchlorid, Kupferperchloiat, saures stanzen erwähnt, die hergestellt worden sind durch io Zinksulfat, Bleinitrat, Salzsäure oder andere ionisier-Umsetzung von 4,4-Dipyridylium mit einem Alkylie- bare Substanzen, die üblicherweise angewandt werden, rungsmittel wie 1,8-Dibromoctan oder 2,2-Dibroni- um Ionen zur Verfügung zu stellen, die eine Farb- ; p-xylol. änderung hervorrufen, werden bei den erfindungs-Bei Anlegen eines entsprechenden Potentials werden gemäßen Systemen nicht benötigt. Die Redoxverbindie erwähnten Redoxverbindungen leicht in ein tief- 15 düngen wirken als ihr eigener Elektrolyt und zeigen gefärbtes freies Radikal umgewandelt, welches aus- eine Änderung der optischen Dichte oder Spektral- ! reichend stabil ist, so daß die einmal gebildete Farbe eigenschaften in Folge einer Reaktion von Elektronen. über beträchtliche Zeit bestehen bleibt, ohne daß Man kann jedoch, wenn gewünscht, die Redoxverweiter Strom zugeführt werden muß. Bei Anwendung bindungen auch in einem ionischen System anwenden, ! der erfindungsgemäßen Filter ist es nun wünschens- 20 d. h. in einem üblichen elektrolytischen System, wert, möglichst schnell die anfänglichen lichtdurch- welches die genannten ionisierbaren Substanzen entlässigen Eigenschaften der Verbindung wiederzuer- hält.

langen. Das freie Radikal läßt sich leicht wieder Ein besonders brauchbares elektrolytisches System ; oxydieren durch Umkehrung der Stromrichtung und/ stellt eine gesättigte Lösung einer 4,4-Dipyridylium- ] oder mit Hilfe eines Oxydationsmittels. So kann man 25 Verbindung in einer wäßrig-sauren Lösung dar. Unter [ beispielsweise einen elektrolytisch stabilen organischen Verwendung von V10 bis ¹I₃ von N,N-Dimethyl-I oder anorganischen Elektronendonator wie Cer(lTI)- 4,4'-dipyridyliumdichlorid des Gesamtvolumens Salzammoniumnitrat oder Benzochinon der Redoxver- säure kann man eine optische Dichte von 3 in etwa ■■ bindung zusetzen. Als Oxydationsmittel kann auch 150 μ bei Anlegen von einer Spannung von 500 V atmosphärischer Sauerstoff dienen, in diesem Fall muß 30 erzielen. Als Elektrolyt kann man außer Salzsäure : das System so belüftet werden, daß Sauerstoffionen auch andere organische und anorganische Säuren wie ^; aus der Luft die freien Radikale wieder oxydieren Essigsäure, Zitronensäure, Schwefelsäure oder SaI- : können, um sie in den Ausgangszustand zurückzu- petersäure anwenden. Wenn eine besonders schnelle ; führen. Wird eine wäßrige Lösung der Redoxver- Aufhellung des Systems angestrebt wird, kann man bindungen angewandt, so kann man zur Wieder- 35 in den Elektrolyt ein Oxydationsmittel, z. B. Cer(Ill)-oxydierung der gefärbten freien Radikale den bei der ammoniumnitrat, zugeben. Ein elektronisch empfind-' Elektrolyse gebildeten Sauerstoff verwenden, voraus- liches Licht absorbierendes Element dieser Art und gesetzt, daß dies nicht zu einer übermäßigen Blasen- andere elektrochemische Systeme wurden vorge- \ bildung führt. Zur Regelung der Elektrolyse können schlagen.

! Nebenschlüsse für den Strom vorgesehen werden. 40 Es ist offensichtlich, daß die obenerwähnten Sub-

Die Redoxverbindungen können entweder in flüssi- stanzen an der Anode andere spektrale Eigenschaften

gen oder festen Systemen zur Anwendung gelangen. zeigen werden als an der Kathode. An der Anode

Sie können in wäßriger Lösung oder gelöst in einer bei finden Oxydationsreaktionen statt, der pH-Wert liegi:

der Elektrolyse stabilen organischen Flüssigkeit vor- im sauren Bereich. An der Kathode finden Reduktions··

^; liegen, z. B. Propylenglykol oder ÄthylenglykoL 45 reaktionen statt, der pH-Wert liegt im alkalischen

Monomethyläther, weiche auch Eindickungsmittel wie Bereich. Ist nun die Verbindung in unmittelbarer

Carboxymethylcellulose enthalten können. Sie können Nähe einer der Elektroden, die die Anode oder die:

auch in einem kompatiblen Gel dispergiert sein, wie Kathode sein kann, so werden die spektralen Eigen··

Gelatine, hydrolysiertes Polyisopropenylacetat oder schäften dieser Verbindung durch die Richtung des

Hydroxyäthylcellulose, oder in einer kompatiblen 50 Stromflusses bestimmt.

polymeren Grundmasse wie Polyvinylacetet, Poly- Die obenerwähnten Redoxverbindungen können

styrol, Celluloseacetet oder Polymethylmethacrylat. auch zusammen mit anderen Oxydations-Reduktions-

Es ist selbstverständlich, daß die zur Lösung oder Indikatoren angewandt werden, die die Anwesenheit

Dispergierung der Substanzen angewandte Flüssigkeit eines ionisierbaren Mediums erfordern, welches Ionen

oder Grundmasse im wesentlichen farblos sein soll 55 für den Farbwechsel zur Verfügung stellt. Es ist all-

und damit die Transmission des Systems nicht nach- gemein bekannt, daß die Oxydations-Reduktions-

teilig beeinflußt. Die Redoxverbindungen können aber Indikatoren bei einem bestimmten elektrischen Poten-

auch als ihre eigene Grundmasse angewandt werden. tial die Farbe ändern; folglich hängt das Gleichstrom-

Das feste Redoxmaterial wird lediglich zwischen die potential, welches für gewünschte Änderung der

j Elektroden gepreßt. In Systemen, wo die größtmögliche 60 spektralen Absorption oder optischen Dichte erforder-

j Geschwindigkeit für die reversible Änderung der lieh ist, ab von dem Potential, welches für die in Rede

j optischen Dichte oder Spektraleigenschaften ange- stehende Verbindung benötigt wird und darüber

E strebt wird, wird die Redoxverbindung in hohen Kon- hinaus zum Teil von der Leitfähigkeit des Systems

\ zentrationen und vorzugsweise unverdünnt also allein und der Zellengeometrie. Es ist für den Fachmann

angewandt. 65 offensichtlich, daß die Gesamtspannung, die für eine

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der bestimmte Verbindung und eine bestimmte Anord-

Erfindung wird ein festes System angewandt, welches nung der Elemente erforderlich ist, ermittelt werden

eine Folie oder einen Film der polymeren Redoxver- kann aus den in der Literatur angegebenen Werten des

elektrischen Potentials in Verbindung mit Routineversuchen. Für optimale Wirksamkeit sollte das elektrische Potential für die obenerwähnten Redoxverbindungen und die üblichen Oxydationsreduktionsindikatoren weitgehend ähnlich sein.

Das eingestellte elektrische Potential für verschiedene Oxydations-Reduktions-Indikatoren ist in folgender Tabelle angegeben, und zwar in Form der Standardwerte, wenn der Farbstoff halb oxydiert und halb reduziert ist.

Tabelle

Indikator

p	oxydiert	Falbwechsel
	Blauviolett	j reduziert
0,24	Rotviolett
0,24	Blau
0,26	Blau
0,28	Blau
0.36	Blau
0,41	Blau
0,53	Rot
0,54	Rot
0,67	Grün
0,68	Violett
0,76	Rotviolett
0,84	Grün
1,00	Gelb
1,01	Rotviolett
1,05	Violett
1,12	Blau
1.26
	farblos
farblos
farblos
farblos
farblos
farblos
farblos
farblos
farblos
farblos
farblos
farblos
Blaurot
Gelbrot
farblos
Grün
Grün

Safranin

Neutralrot

Indigo-monosulfonsäure

Phenosafranin

Indigo-tetrasiilfonsäure

Nilblau

Methylenblau

l-NaphthoI-2-natrium-sulfonat-indophenol

Phenol-indo-2,6-dibrom-indophenol

Bindschedlers Grün

Diphenylamin

Diphenylamine-p-sulfonsäure

Erioglaucin A

Setoglaucin O

p-Nitrodiphenylamin

Diphenylamin-2,3'-dicarbonsäure

Diphenylamin-2,2'-dicarbonsäure

Die Werte 1 eziehcn sich auf pH = 0 bei 20' C.

Weitere Redoxindikatoren und Säure-Base-Indikator, die zusammen mit den erfindungsgemäßen Redoxverbindungen zur Anwendung gelangen können, sind bekannt (Chemical Indicators, O. T ο m i c e k. Butterworths Scientific Publication, 1951).

Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren näher erläutert.

F ι g. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Filter mit Schaltschema.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen andere Ausführungsformen der ernndungsgemäßen Filter.

F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein ernndungsgemäßes Linsensystem.

F i g. 6 zeigt ein Fenster mit variabler optischer Dichte und

F i g. 7 den Vertikalschnitt des Fensters nach F i g. 6 entlang des Schnitts 7-7.

Die F i g. 8 zeigt einen erfindungsgemäß ausgestatteten Autoscheinwerfer und

F i g. 9 ein Fahrzeug mit blendfreier Windschutzscheibe nach der Erfindung.

Die Fig. 10 und 11 zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems bei der Herstellung sichtbarer Bilder.

F i g. 1 zeigt nun ein erfindungsgemäßes Lichtfilter oder eine Anordnung für geregelte Lichttransmission 1, aufgebaut aus zwei parallelen, im Abstand zueinander angeordneter Elektroden 2, 3, die beide lichtdurchlässig sind; zwischen ihnen befindet sich die obenerwähnte, im wesentlichen lichtdurchlässige Redoxverbindung, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen Substanzen. Wie oben bereits besprochen, kann es wünschenswert sein, eine besonders schnelle Aufklarung des Systems unter Wiederannahme der anfänglichen lichtdurchlässigen Eigenschaften nach der Bildung des gefärbten freien Radikals sicherzustellen Für diesen Zweck kann eine Umpolung der Strom richtung und/oder ein Oxydationsmittel in Verbindung mit der Redoxverbindung angewandt werden. Außer dem Zusatz eines Oxydationsmittels zu der Redoxverbindung kann man das System auch benutzen, um auf diese Weise Sauerstoffionen aus der Atmosphäre für die Oxydation der freien Radikale heranzuziehen. Wird eine wäßrige Lösung der Verbindung angewandt, so kann man zur Aufhellung des Systems den bei der Elektrolyse gebildeten Sauerstoff heranziehen. Abhängig vom Anwendungszweck des Filters und der gewünschten Ansprechzeit, also der Geschwindigkeit mit der das System sich auflicili. kanu man die Sirornumpolung und/oder ein oder mehrere Oxydationsmittel anwenden.
Die Elektroden 2, 3 sind zumindest durchscheinend, jedoch vorzugsweise im wesentlichen lichtdurchlässig. Man kann eine beliebige üblicherweise angewandte lichtdurchlässige Elektrode anwenden, wie aus Glas oder Kunststoff mit einem dünnen Überzug eines Leichtmetalls wie Gold oder einem feinmaschigen Netz aus Edelmetall, welches sich auf einem durchsichtigen Träger oder Glas beschichtet mit einem durchsichtigen Belag eines Oxids wie Cadmium-, Indiumoder Zinnoxid befindet. Sind die Elektroden durchsichtige Träger mit elektrisch leitenden Flächen, so können sie die beiden Wände des Filters bilden, vorausgesetzt, daß sie ausreichende Festigkeit aufweisen. Man kann jedoch auch einen getrennten Behälter für das ganze System anwenden.
Die Elektroden 2, 3 sind über die Anschlüsse 5, 6 mit einer Stromquelle verbunden, z, B. eine Batterie 7. Der Widerstand 8 ist vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise vorgesehen, um die Stromstärke zu regeln. Die Anschlüsse 5, 6 stehen mit dem Doppel-

309 509/274

• χ, u- α _η HpR Her Stromkreis Redoxverbindiing als einzige wirksame Komponent:

schalter 9 in Verbindung, so daß der StromKre.s ^ ^ kann jedoch die erwähnten Redoxverbin-

geschlossen ist. _{d h nur in} Verbindung mit einer der Elek-

Bei Betneb, wenn der Schalter in der >nHfeui ag _{der anderen Elektrode} eine

gezeigten Stellung steht, fließt der Strom aus der troden a^ pH-Wert-empfindliche

Batterie über Kontakt 9« zu Anschluß 5 zv Ek^ 5 an*re Ve g, _Salire._BaSe^l.lndikator, zuordnen,

trode 2, die damit Anode wird, so daß die elektrode J m.dsi Filtersystem ist in F i g. 2 darge-

die Kathode ist. Der Kontakt 9b .st mit der Leitung 6 ' ^^era™^geSJ'^J _{4 ist eille} 4,4'.Dipyridy-

_zur Vervollständigung des Stromkre,ses verbunden ädHJJRedoxverb. id 8 _{3 rfnelf}

An Elektrode 2 finden nun ?xydat.onsreakt,o„en und ^¹^^ _E,_{ektrode 2 ein anderes} Material mit

an der Elektrode 3 Reduk.onsreak» statt D^ « änderbaren spektralen Absorplionseigen-

an der Kathode, also der Elektrode 3 anliegende Schicht reve _{dnct is}'_{t Die Substa}nzen 4, 40 sind

der Redoxverbindungen werden dadurch η das «halte. J _{sdcktiv eable M}em-

gefärbte fre.e Rad.kal umgebildet, so daß man ^ ^ _^ ^ ^ Cellophan, getrennt, um eine

Farbfilter vor sich hat Aufhellen 15 Wanderung und damit Durchmischung der beiden

Das Umpolen der ^«^^»^{η l5} ZlxcnavJn _unter der Einwirkung des Stromflusses

des Filters kann manuell οder automa tisch erto ge, _vcrhindern. _Die Membran kann in Feststoffsystemen

z. B. im Sinne des Schaltschemas, we c es zu H g- ^ _{dje bejden St()ffe jn Form cmes}

gehört, Für ^automatische ^^^TuZ Gels oder in sonstiger nichtflüssige, Form vorliege,,

Spule 11, eine rnotjwciic 1*, ^ClIlw """'"jr".;« _heran. _ao Das Material 40 kann einen Stoff enthalten, dessen

Widerstand 14 mit Zufuhrungen 15, 16, 17, 18 heran uas^ ^^^ _{dureh den pH}._{Wert der}

gezogen werden. Photozelle 12 und Umeebung bestimmt werden, also Säure-Base-Indika-

Bei diesem Regelkreis wirkt die Photozelle u ι fe Phenolphthalein, welches in saurem

der Widerstand 14 zur Beemflu«ung der Sttt,msUuk^ , t^ren, _f^^ ^^ ^ ^^^ _Mj,_{ieu sich}

der durch die Spule 11 fließt zusammen^s^ die M _verändert. Malachitgrün wechselt zwischen Grün und

stärke bei einem vorbestimmten W ert, ζ B wenn Phenacetolin zwischen Rot und farblos; Brom-

Pnotozelle 12 eine relatjvgermge Licht S^ a farbjo ^^^ _Ge]b ^ ^

zeigt, so betätigt die Spuk Π den bchajw^ ^ _{} andere Rcdoxind}i_katoren können in dem

andere Stellung, wodurch die Stiomr.chtung gca.ioen ^^ ^ _{angewandt werden) wenn} sie abwechselnd

wird· , beisoiels- ™ und reversibel reduziert und wieder oxydiert werden

Ein erfindungsgemaßes ^^"^,gS " _{können und} im reduzierten Zustand andere Spektralweise aufgebaut sein aus Elektroden ^^sJ^^ndcr" _{eigenschaften zei}gen als im oxydierten Zustand, z. B. Glas unter Verwendung einer Dipynd ^u™^ve[_m ^ind^f ii_ukofarbstoffe, die im reduzierten Zustand farblos als Redoxmatena bei der Schalterstellung, ^m ^ _oxydierten Zustand gefärbt, oder Rcdox_der F i g. 1 erfolgt nun ^Farb^l ^ Oe^ _{jndikatoreni wie phenosafranillf welches} !„oxydierenzu Blau in unmit elbarer Na^h^ ^der ^\ⁿ°_{wkder auf oer} Umgebung von Blau zu farblos in reduzierender „mrepolt. so hellt sich de Elektrode J wieaera β Indigotetrasulfonat geht durch Entfärben, wobei Elektrode 3 n.on _uem l„. ^^/^ _fa=_{rblos; Di}p_henylamin von Violett in polen nun Anode wird. Stromrichtun" farblos: Erioglaucin A von Grün in Rot über.

Wird das System durch ^rnpolen.^dJf ™™_E°^ ₄₀ -Weke7eVerbindungen,diefürdasMaterial40braud₅-

aufgehellt, so wurde festgestellt daß die besgn E geb ^ _{mh unten5chiedlichen Spck}_

nisse erreicht werden,^«™ ^u geringes traleigenschaften im sauren und alkalischen Milieu,

der gefärbten ^^ien .^^αΐ.^^ΐ6..^β1" ^ _on ⁸ _sreaktion wie S-Nitrosalicyaldehyd-Teilacetal von Polyvinjl-

Potential anwendet, als «J^^X^ndung alkohol mit einer Änderung von farblos in Gelb in,

benötigt wird. Um ««hg Kurieren, ist 45 basischen Milieu oder dessen 3'-Formvlphenol_Phtha-

zu ihrem .gefärbten freien Radikal *u '_ab_ _lein._Teilester gleichen Farbumschlags,

eine bestimmte iVMin.^^^....^.^ ----- _χ Material 40 kann jedoch auch in einer Lösung

hängig von dem eingesteUten ekktnschen men _dispergiert in einem Gel, enthaltend übliche

(set) der Vf»$™^J£$^^£^ Elektrolyt, vorliegen. Die spektralen Eigenschaften geometrie, den Elektroden usw. wanr _e Materials 40 können gleich oder unterschiedlich

freie Radikal ^^J^^^^%^ «J- von denen des Materials 4 sein, mungsnchtung des ^dekt _t ^risch^_le ^S™^S _des gleichen Werden zwei verschiedene Materialien angewandt,

diert werden kann unter Aniegung _Redoxver. _So erreicht man eine sehr wirtschaftliche Ausnutzung

Potentials, kann eine getabte ^t^J^n _{einer gegebenen} Spannung gegenüber einer Vor-

l?tr^S* ^e^hÄrd sotaldtfSloliritätdes 55 richtung, wie sie in der Fig.l dargestellt ist So Elektrode, d!e Kathode wird, sooaia α _man Blaufilter aufbauen, welches

Systems umgeschalte wird. kommen. Ou^Farbbi du g durchsichtig und blau reversibel wechselt,

«?HÄ ^S^^t^^^ ,arblos bis Form reduziert wird we, gehend abhangg st ν J ^ _{im dierten} Zustand, jedoch indem angelegten Potential Um nun eine sehr sen * im reduzierten Zustand. Das Indophenol ist Farbänderung ^^rbbildung ^^™'_al^_{ert im} oxydierten Zustand blau und im wesentlichen farblos die Spannung betrachtlich über dem Mimmaiwen ^ _r^_snt[tm _{Zustand wird nun der Strom so durc}h-

^he|^eei' Filtern, wie sie oben erläutert sind, liegt die geleitet, daß die Elektrode 2 Anode und die Elektrode3

11 ° 12

Kathode ist, werden beide Materialien 4, 40 blau, Dichte in Folge der nunmehr auch durch die Elekman hat ein Lichtfilter vorliegen, dessen Transmission trode 3« hervorgerufene Lichtabsorption. Das Abcine Funktion beider Materialien ist. Wird umgepolt, oder Zuschalten kann manuell oder automatisch so wird die Elektrode 2 Kathode und die Elektrode 3 erfolgen.
Anode und man hat ein lichtdurchlässiges System. 5 Sind die Materialien 4, 40 unterschiedlich, so kann

An Stelle des lndophenol-Redoxindikalors kann man drei verschieden gefärbte Filter erhalten, z. B.

man auch einen pH-Indikator, wie das Dinatriumsalz wenn in einem Milieu sie im wesentlichen farblos

der 5,5'-lndigodisulfonsäure anwenden, welches im sind und in dem anderen Milieu unterschiedliche

sauren Milieu an der Anode 2 blau ist und nach dem Spektraleigenschaften zeigen. "Werden beide Elek-

Umpolen an der Kathode 2 im alkalischen Milieu im io troden 3, 3a zugeschaltet, so sind die Materialien 4, 40

wesentlichen farblos wird. Liegen die beiden Mate- gefärbt, und das Filter ist eine Funktion der Ab-

rialien 4 und 40 in fester Form vor, so wird die Mem- Sorptionseigenschaften beider Materialien. Wird nun

bran 19 nicht benötigt, gegebenenfalls kann das eine der Elektroden abgeschaltet, so kommen nur die

Material 4 ein Oxydationsmittel enthalten. Filtereigenschaften des farbliefernden Materials zur

Bei den bisher besprochenen Lichtfiltern stehen die >5 Wirkung, welche der entsprechenden Elektrode, beiden Elektroden zueinander parallel. Sie können welche in Betrieb ist, zugeordnet ist.
jedoch auch anders stehen und/oder unterschiedliche Die Materialien 4, 40 können gleiche oder unter-Formen aufweisen. So können die Elektroden z. B. schiedliche Redoxverbindungen nach der Erfindung zueinander senkrecht stehen oder umeinander ge- sein, z. B. die obenerwähnten ^'-Dipyridylium- und/ wickelt sein. Eine große Elektrode mit einer ebenen, ·■") oder Diazapyreniumverbindungen. Es kann jedoch rechteckigen lichtdurchlässigen elektrisch leitenden auch eine erfindungsgemäße Redoxverbindung, z. B. Platte kann man zusammen mit einer kleinen Elektrode 4,4'-Dipyridyliumverbindung als Material 4 in Kombiin Form eines kreisrunden ocer U-förmigen Stabes nation mit einem anderen farbliefernden Material 40 oder Drahtes außerhalb des optischen Strahlenganges zur Anwendung gelangen. Liegen beide Materialien 4, zur Anwendung bringen. Bei diesen Ausführungs- 25 40 in fester Form vor, so wird die Membran 19 nicht formen müssen transparente Mittel angewandt werden, benötigt.

um die als Lichtfilter wirksame Verbindung zu be- Wie oben bereits angedeutet, ist bei einer bevor-

grenzen. zugten Ausführungsform der Erfindung die wirksame

Bei den bisher erläuterten Ausführungsformen wur- Redoxverbindung eine polymere Substanz wie das

den jeweils zwei Elektroden angewandt, man" Κα. η 3° 4,4'-Dipyridyliumpolymer. Polymerfolien dieser Art,

jedoch auch mehrere zu einem Filter heranziehen. einschließlich molekularorientierter, kann man für die

F i g. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes variables Filter Filterschichlen 4, 40 nach F i g. 3 anwenden. Werden

mit drei Elektroden, wobei zwei zueinander parallel orientierte Folien angewandt, können sie hinsichtlich

stehen und die dritte im wesentlichen senkrecht zu ihrer Polarisationsachsen in einem vorbestimmten ge-

den ersten zwei Elektroden und außerhalb des Strah- 35 wünschten Winkel angeordnet sein, z. B. im rechten

lengangs, jedoch in Berührung mit dem Filtermate- Winkel für potentielle gesamte Löschung. Bei Slrom-

rial 4, 40 liegt. richtung derart, daß die Elektroden 3, 3a Kathoden

Wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 sind sind, werden zwei tiefbiaugefärbte Polarisatoren erdic Leitungen 5, 6 mit der Stromquelle verbunden. halten, deren Achsen z. B. im rechten Winkel zuein-Auch hier führt Leitung 60 zur Elektrode 3a. Leitung 6 4° ander stehen und damit durch die Filtereinheit eine zur Elektrode 3, so daß die beiden Elektroden 3. 3a minimale Lichtmenge durchgelassen wird. Bei entauf gleichem Potential stehen. Die Elektrode 2 braucht gegengesetzter Stromrichtung verliert die polarisienicht transparent sein, da sie außerhalb des Strahlen- rende Folie ihre polarisierenden Eigenschaften gegenganges des Filters liegt, sie ist über die Leitung 5 über dem sichtbaren Licht, und die Folien nehmen mit der Stromquelle verbunden. 45 ihre anfängliche gelbe Farbe wieder an Bei enl-

Bei dieser Ausführungsform sind die Materialien 4, sprechender Schaltung oder Verdrahtung ist ein

40 hinsichtlich ihrer Spektraleigenschaften identisch, variables Filter nach F i g. 3 in der Lage, zwti

so daß man ein variables Filter entsprechend dem der Polarisatoren oder einen einzigen Polarisator entweder

F i g. 2 erhält. Wird z. B. als Material 40 Bromthymol- an der Elektrode 3 oder 3a zu bilden,

blau, we'ches im alkalischen Milieu blau und im sauren 5° Eine andere Ausführungsform eines polarisierenden

Milieu gelblich ist, zusammen mit Methylvinlogen als Systems ist in F i g. 4 gezeigt. An der Elektrode 2

Material 4, welches in reduzierter Form blau und in liegt eine dauernd polarisierte Schicht 40 und an der

oxydierter Form gelblich ist, angewandt, so sind beide anderen Seite eine orientierte Dipyridyliumpolymer-

Materialien blau, wenn der Strom in einer Richtung folie 4 an. Der Polarisator 40 kann auch auf der ande-

fließt und die Elektroden 3, 3a Kathoden sind. In 55 ren Seite der Elektrode 2 angeordnet sein, vorausge-

entgegengesetzter Stromrichtung mit Anoden 3, 3a setzt, daß er den Stromdurchgang gestattet und elek-

werden beide Materialien im wesentlichen durchsich- trisch stabil ist. Die polarisierende Schicht 40 kann

tig. aber auch an der Außenseite der Elektrode 3 vorliegen.

Durch entsprechende Verdrahtung und Schaltung Bei der in F i g. 4 gezeigten Ausbildungsform bildet (nicht gezeigt) kann jede der Elektroden 3, 3a abge- 60 das Polymermaterial 4, welches der Elektrode 3 zugeschaltet werden, so daß der Strom nur zu einer der ordnet ist, eine blau polarisierende Folie nach Aufbeiden Elektroden fließt. Man hat es daher in der Hand, nähme der Elektronen und wird wieder nach Oxyein Filter unterschiedlicher optischer Dichte nur durch dation wie ursprünglich gelblich. Die Wiederoxy-Ein- oder Ausschalten einer der Elektroden zu be- dation kann man mit Hilfe eines Oxydationsmittels kommen. Wird die Zuleitung 6a unterbrochen, so 65 und/oder durch Umkehr der Stromrichtung erreichen, entwickelt das System seine Filterfähigkeit nur durch Wie aus obigem hervorgeht, gibt es die verschieden-Reduktion an der Elektrode 3. Ist hingegen die Zu- sten Varianten im Aufbau und/oder der Anordnung leitung 6 a wieder eingeschaltet, so erreicht man höhere der Elemente für die erfindungsgemäßen Filter.

13 1 14

Die erfindungsgemäßen Filter lassen sich für eine Scheinwerferscheiben wieder erreicht. Als Stromquelle große Anzahl von Anwendungszwecken verwenden, kann die Autobatterie dienen. Die Stromrichtung in denen ein stabiles, gleichmäßiges, spontan sich kann entweder händisch vom Fahrer oder automatisch änderndes Lichtfilter benötigt wird, z. B. als Linsen- mit Hilfe einer photoelektrischen Zelle od. dgl. elemente für Schutzbrillen" gegen Blendung. Ein 5 (Fig. 1) geregelt werden, also zur Umkehrung der derartiges Linsenelement ist in F i g. 5 gezeigt. Es Stromrichtung, wenn dies infolge des Lichteinfalls von ist beispielsweise aufgebaut aus einer durchsichtigen einem entgegenkommenden Fahrzeug notwendig erLinse 10 und dem erfindunasgemäßen Filter 1, wie es scheint.

beispielsweise in F i g. 1 dargestellt ist. Es ist über F i g. 8 zeigt schematisch einen erfindungsgemäß

entsprechende Leitungen mit einer Stromquelle (nicht io ausgestatteten Scheinwerfer. Der Scheinwerfer 22 cni-

gezeigt) verbunden. Die Verbindung zwischen dem hält eine Lampe 23, einen Reflektor 24 und ein HcIn-

Filter 1 und der Linse 10 kann mit Hilfe eines trans- durchlässiges Schutzglas 25. Das erfindungsgemäße

parenten Klebers, z. B. einem Epoxyharz, erfolgen. Filter 1, z. B. nach F i g. 1, wird an irgendeiner

Es ist offensichtlich, daß ein einziges solches Linsen- Stelle zwischen der Lampe 23 und dem Schutzglas 25

element als Gesamtschutz oder zwei solche Elemente 15 in einem Rahmen 26 od. dgl. montiert. Durch diesen

angewandt werden können, um die Augen zu schützen. erfolgt auch die Durchführung der Stromanscnlussc

Die Elemente können in entsprechenden Rahmen mon- zu der Stromquelle, z. B. der Autobatterie, wenn

tiert sein, vorausgesetzt, daß diese Durchführungen gewünscht kann jedoch die ganze Scheinweneranlage

für die Anschlußdrähte des Filterelements zu der mit einer eigenen Stromquelle versorgt werden. Pnnzi-

Stromquelle aufweisen. 20 piell muß die Filtereinheit 1 nicht hinter der Schutz-

Die erfindungseemäßen Filter sind auch anwendbar scheibe 25 liegen, noch ist die Schutzscheibe 23

auf ihre optische Dichte ändernde Fenster für einen wesentlich, jedoch erscheint diese Anordnung wegen

gereselten Lichteintritt in einen Raum oder in einen dem gebotenen Schutz zweckmäßig.

Behälter, Gehäuse od. del. Ein seine Dichte variieren- Bei der Anwendung verhält sich ein so ausgerüsteter

des Fenster ist in den F i g. 6 und 7 gezeigt. 25 Scheinwerfer normalerweise wie übliche Scheinwerfer,

Das Fenster weist einen Rahmen 20 aus nicht- wenn wie nach F i g. 1 das Redoxmatenal 4imwesentleitendem Material wie Holz auf, in dessen Aus- liehen transparent ist, bis infolge der Stromumkehr das nehmung eine Filtervorrichtung z. B. im Sinne der Material gefärbt wird und damit das austretende Licht F i s. 2 "zwischen zwei transparenten, nichtleitenden nicht mehr blenden kann. Werden orientierte Polymer-Platten 21 angeordnet ist. Die Filtereinheit 1 ist mit 30 folien angewandt, so ist das Material 4 lichtpolaneiner Stromquelle verbunden (nicht gezeigt), die durch sierend bei Farbänderung. Wird die Stromrichtung den Rahmen 20 geführt werden. wieder umgepolt, so wird das Material 4 wieder im

Wenn dies zweckmäßig oder wünschenswert er- wesentlichen lichtdurchlässig und nicht polarisierend

scheint, so können das Filterelement 1 und Platten 21 für sichtbares Licht, so daß die Lichtleistung der

oben und unten miteinander verbunden sein, um eine 35 Lampe 23 im wesentlichen den üblichen Scheinwerfern

Einheit zu bilden. Für diese Verklebung eignet sich entspricht.

z. B. ein Epoxyharz, Polyvinylacetat od. dgl. Man Das erfindungsgemäße Filtersystem läßt sich auch

kann aber auch'eine polarisierende Filtereinheit, z. B. besonders gut in polarisierenden Systemen für blend-

im Sinne der F i g. 3, anwenden, wcbei die Mate- freie Windschutzscheiben verwenden. Derartige polari-

rialien 4,40 molekularorientierte Folien aus polymeren 40 sierende Windschutzscheiben schützen den Fahrer

4,4'-Dipyridyliumverbindungen sind. Man kann aber vor Blendung durch entgegenkommende Fahrzeuge

auch ein Paar von polarisierenden oder nichtpolari- (USA.-Patentschriften 2 032 045, 2 087 795, 2 440 133).

sierenden Filtereinheiten, jeweils mit ihren eigenen Im wesentlichen besteht ein solches. System aus

Schutzplatten in einem Rahmen 20 vereinigen und einem Polarisator in der Windschutzscheibe und einem

zwischen den beiden Filtereinheiten einen Luftraum 45 Polarisator in den Scheinwerfern, jeweils mit gleicher

vorsehen. Polarisationsachse, die in etwa einen Winkel von 45°

Bei der Regelung des Lichteinfalls in den hinter dem zur Vertikalen bilden.

Fenster liegenden Raum kann ein maximaler Strom- Nähern sich zwei so ausgestattete Fahrzeuge, so anteil erzeugt werden, um ein variables Filter mit liegt die Polarisationsachse des einen Scheinwerfers maximaler Absorption bei maximaler Helligkeit zu 50 senkrecht zu der Polarisationsachse der Windschutzerhalten. Andererseits bei minimaler Helligkeit kann scheibe des zweiten Fahrzeuges,
die Stromrichtung automatisch umgekehrt werden, um In diesem Fall ist das Licht des eigenen Scheindie Filtereinheit momentan lichtdurchlässig 711 machen. werfers durch die Windschutzscheibe sichtbar, während An Stelle der Umkehrung der Stromrichtung kann eine Blendung durch die Scheinwerfer des entgegenman auch auf chemische Weise unter Anwendungeines 55 kommendem Fahrzeugs verhindert wird. Windschutz-Oxydationsmittels die Aufhellung des Systems durch scheiben mit bekannten Polarisatoren besitzen den Wiederoxydieren der wirksamen Substanzen bewirken. wesentlichen "Nachteil, daß sie in bestimmten Fällen So kann man z. B. das System lüften, um eine Oxy- die Sicht verschlechtern durch Verringerung der dation des Redoxmaterials durch den Luftsauerstoff Intensität des durchgelassenen Lichts zu Zeiten, wenn hervorzurufen. 60 maximale Intensität des durchgclassenen Lichtes

Die erlindiingsgemäßen Filter können auch auge- wünschenswert wäre.

wandt werden für nichtblcndendc Nebelscheinwerfer Die erfindungsgemäßen Filter vermeiden diese

für Fahrzeuge. Bei diesen Anwendungsgebieten müssen Nachteile, da normal transparente Windschutzscheiben

die Scheinwerfer plötzlich nichtblendend und/oder nur im gewünschten Zeitpunkt lichtpolarisierend ge-

nebeldurchdringend gemacht werden, dies gelingt 65 macht werden, nämlich wenn dies wegen der Ver-

durch Anlegen eines elektrischen Stroms der ent- hinderung der Blendung durch entgegenkommende

sprechenden Richtung. Wird die Stromrichtung umge- Scheinwerfer wünschenswert ist.

kehrt, so wird die übliche Lichtdurchlässigkeit von F i g. 9 zeigt die Anwendung der erlindungsgc-

mäßen Filter in einem solchen Antiblendsystem für fahrzeuge.

Das Fahrzeug 30 besitzt eine Windschutzscheibe 31, welche erfindungsgemäß mit einem Filter im Sinne z. B. F i g. 1 ausgestattet ist. Hier liegt eine molekularorientierte Folie einer Redoxverbindung, z. B. eines 4,4'-Dipyridyliumpolymerisats, vor, welches das Licht polarisiert, wenn Strom in einer bestimmten Richtung angelegt wird, wobei die Intensität des austretenden Lichts von dem Scheinwerfer des entgegenkommenden Fahrzeugs automatisch die Stromrichtung regelt. Die Scheinwerfer 22 sind mit polarisierenden Einheiten ausgestattet, wie sie üblicherweise Polarisatoren für diesen Zweck aufweisen. Man kann für diesen Zweck auch die erfindungsgemäßen polarisierenden Einheiten anwenden. Die Polarisationsachsen der beiden Polarisatoren sind gleich und stehen in etwa in einem Winkel von 45° zu der Vertikalen, wie dies durch diagonale Linien angedeutet ist.

Die Windschutzscheibe 31« eines zweiten Fahrzeugs ist in ähnlicher Weise aufgebaut, wobei die Polari- -,ationsachse von innen gesehen, wie durch die diagonalen Linien angedeutet, liegt. Mit anderen Worten Mehl die Polarisationsachse der Windschutzscheibe des einen Fahrzeugs senkrecht zu der der Scheinwerfer des anderen Fahrzeugs.

Wenn Licht aus dem entgegenkommenden Scheinwerfer auftrifft auf die Photozelle der Filtereinheit, so wird das Redoxmaterial im Filter der Windschutzscheibe sofort tiefdunkel gefärbt und lichtpolarisierend ,.lid damit ein Blenden durch das entgegenkommende : iihizcug verhindert. Ist das andere Fahrzeug vorbei, so wird automatisch und umgehend das Redoxmaterial wieder wie ursprünglich lichtdurchlässig.

Ls ist auch möglich, die Windschutzscheibe mit ■.'!'.mindest einer zweiten Schicht des Redoxmaterials auszustatten, um einen Polarisator zu bilden, dessen Polarisationsachse vertikal ist, wodurch auch eine Blendung durch Sonnenlicht, welches von der Straßenoberfläche reflektiert wird, vermieden werden kann. Hierfür eignen sich Filtersystemt, wie sie in den F i g. 2 bis 4 angedeutet sind. Man kann natürlich für diese Zwecke auch nicht polarisierende Systeme nach der Erfindung heranziehen.

Die Erfindung läßt sich auch auf dem Gebiete der Photographic zum Aufbau, Vergrößerung oder Umsetzung von Bildern, insbesondere auf dem Gebiete der Vervielfältigung von Dokumenten anwenden. Die F i g. 10 und 11 zeiger dieses Anwendungsge_nd

27a der Ρ^^ΐ¹*⁵¹! ^f !neigender Weise bildgerechte Leina -B _Bildes herangezogen,

zum Aufbau e.nes sie ^ _{bildgerecht die}

Wird Strom ang«egi, , _aterials 4 in den

Spektraleigenschaften des - _anfänglich licht-

Bildbereichen 4e. >Jar das Mat^.^^^^.^^

durchlassig, so weracn u _Aufbau UeL neeativen

bilden das negative biiu. _{oder ab chaltet}

Bildes kann der Strom weitem. _{durch dje}

xo werden, das ^Blld ^""^^ _werden.

transparent tlek rooe⁰^, . . _rientiertes Redo;i-Ist das Mater.a 4 ^"^ f^ frisierendes Bild. 1st polymerisat, erhalt man en _v ■ _m Kontrast, das polarisierende Bildl vor s , ^ Polarisator

daß es flau ist, so kann man Polarisations-

oder Analysator betraenten _{en Flächei auf}

achse sich mit _der aerp > In bekannter

welcher das Bild ^auf.^^a;','J'^, _er„_estellt werden, Weise können Stereobilder dadurch ^f^.^.

indem zwei po ansierei.oc .^ ' . überein-

achse zueinander im ^SendS Polarisationsbilder

andergelegt werden. Besitzen die ' _{für Re}.

hohen Kontrast, so lassen sie ^sich *. ° ,_jche

klame od. dgl. anwenden, da man damit unge

optische E^_u^^h»,S_nheit nach F i g. IO oem auidju uu „„.„,„ möelich ζ B. kann sind verschiedene Abwandlungen mog ch ζ

auf der Rückseite der P^hül°_w^ⁿfⁿ _um ^C^e BiId-Metallunterlage vorgesehen' _u7_rJ_chtern Auch kann belichtung bei Draufsujrt zu e ^ ^e™_{wjschen dem} man ein l.chtabboib.erendes t emem ^

Redoxmaterial 4 und der P^h^°)^eile"?Jy, _{dunc der} vorsehen, um eine «"B^^ncin! d durch

^ durcJ die Elektrode 3 od. dgl. durch die tieiciro

35 stattfinden kann.
Das au! diese
löschen indem d
Gesamtbel.chtung

eise■

40 _{ßjid )äßt}

*ΪΚ phS^ ndT Schicht 27 gleichbelicht mg macht die pno ⁰^ j _jnheit,_iche Ände-"aß.g leitend woc urch ™;^\_{εαοχηια1επ£ι}ι₅ rung der Spek^tral^ⁿ^_m ^eJ m-mtM wird dann zustandekom m D.as gea mte ^ate

wieder oxyd.e u d ^damlt ;^rb^" Redoxmatenal von ^Luflsau«^Ist°ⁿ..°J" .f ", *° u _hier kann man

^^J?^^ machen

das Redoxmatei lh wieuo

durch "^.'^'^"ffiEffn man ein neues

⁵° FH ^

Die photoleilende Schicht 27 wird gebildet aus zu einer Einheit einem photoleitenden Material, das ist ein Material, man auch eine welches" in seiner Querrichtung nur bei Belichtung »^^",ΐ elektrisch leitend wird. Solche Substanzen und deren Die Erfindung

Herstellung sind bekannt und sind nicht Teil der 60 erläutert. Erfindung. Beispiele dafür sind Cadmiumsulfid oder i_OnFiUern in Serie geschaltet von F^ten^ g

Ι „ES^ » ^spielen näher an loigti

i i g. 1, zeigt nun die Anwendtmg der Photoein- . Es wurden

heitaus Fig. 10. Ein Dozent od. dgl. 29, welches im Abstand

vervielfältigt werden soll, weist transparente B.ldte- 65 Gas übe,

reiche 29« auf und wird zwischen einer Lieh quelle 28 lässigen I

und der Photoeinheit angeordnet. Das Licht durch- «"»"^^

rtrinet die Bildbereiche 29o und macht die Bereiche stromquelle

Beispiel 1 ^tec^ ^nand.paraH. tmd

_{cb bei die lichldurch}.

^_{dsch chUsn der} Elektroden _Gi|h

Scr Raum zwischen

inn cno/07/f

Br- Br-

17 ' 18

Elektroden wurde mit einer gesättigten Lösung von gelbe Flüssigkeit wurde bei einem Potential von

N₁N'-Dimethyl-2,7-diazapyrenium-difluoroborat in 2,3 V intensiv blaupurpur und klarte dann bei Ab-

Wasser gefüllt. Die Lösung war hellorange und ver- bruch des Stromflusses wieder auf.
färbte sich bei Anlegen eines Gleichstrompotentials

von 3 V in unmittelbarer Nachbarschaft der Kathode 5 B e i s ρ i e 1 8
in Grün. Der Strom wurde abgeschaltet und die

Lösung durch Einwirkung von atmosphärischem Es wurde eine feste, trockene Schicht von PolySauerstoff wieder aufgehellt zu der ursprünglichen N,n - butylen - 4,4' - dipyridylium - dibromid zwischen Orangefarbe. zwei transparenten leitenden Glaselektroden, deren

B e i s ό i c 1 "> ^{10 leitende} Zinnoxidschichten einander zugekehrt sind,

~ ununterbrochen und fest verbunden. Über Stromzu-

Hier wurde als Elektrolyt eine gesättigte Lösung von leitungen wurde ein Potential von über 1,5 V an die

Dipyrido-[1,2-L\; 2',l',-c]-pyrazidinium-dibromid in Zelle gelegt, wodurch das Polymerisat in der unmittel-

Wasser angewandt. Sie war schwachgelb und wurde baren Nähe der Kathode seine Farbe von Schwach-

bei einem Gleichstrompotential von 3 V in der Nähe 15 gelb in intensiv BläuHchpurpur änderte. Nach Unter-

der Kathode gelbbraun. Bei Stromunterbrechung und brechen des Stromflusses und Einwirkung von atmo-

Einwirkung von Luftsauerstoff klarte die Lösung sphärischem Sauerstoff klarte sich das Polymerisat

wieder auf. wieder zu Hellgelb auf.

Beispiel 3 ^{Die an}g^ewandte Redoxverbindung

Hier wurde eine schwachgelbe Lösung von N,N'-Dimethyl-4,4'-dipyridylium-dichlorid in Wasser angewandt, die bei einem Potential von über 2,3 V im Bereich der Kathode intensiv blaupurpur wurde.

Nach Abschalten des Stroms und Einwirkung von Luft 25 wurde wie folgt hergestellt. Eine Lösung von 3,9 g

wurde die Lösung wieder gelblich. 4,4'-Dipyridyl und 5,4 g 1,4-Dibrombutan in 175 cm³

Es zeigt sich, daß das dem obigen Dichlorid ent- trockenem 2-Methoxyäthanol wurde unter Rühren sprechende Disulfonat ebenfalls in der Nähe der am Rückfluß in Stickstoffatmosphäre 5 Stunden geKathode blau wird und im stromlosen Zustand gelb ist. kocht, der Niederschlag heiß abfiltriert, mit 2-Meth-

30 oxyäthanol und dann mit Aceton gewaschen und das

Beispiel 4 Produkt im Vakuum getrocknet. Ausbeute 2,5 g.

Es wurde das Beispiel 3 wiederholt, jedoch in diesem Beispiel 9
Fall für die Reoxydierung der Redoxverbindung die

Stromrichtung umgepolt und dabei ein Potential von 35 Das Polymerisat des Beispiels 8 wurde auf die

2,1 V angewandt, dadurch klarte die Lösung auf und leitende Zinnoxidschicht einer Glaselektrode verteilt

wurde wieder gelb. und in einer Richtung mit poliertem Holz gestrichen,

B e i s η i e 1 5 bis die Polymerschicht klar war. Eine zweite durchsichtige Glaselektrode wurde auf die Polymerschicht

Beispiel 1 wurde mit einer gesättigten Lösung von 40 mit ihrer leitenden Fläche aufgelegt und an die beiden

N,N'-Dibenzyl-4,4'-dipyridylium-dichlorid wiederholt. Elektroden ein Potential über 1,5 V an die Zelle ange-

Die gelbe Lösung wurde unter der Einwirkung eines legt. An der Zwischenfläche des Polymerisats gegen

Potentials von 3 V in der Nähe der Kathode tiefblau, die Kathode änderte sich die Farbe von Gelb in intensiv

kehrte dann nach Unterbrechung des Stromflusses BläuHchpurpur und wurde lichtpolarisierend. Bei

und Stehen an der Luft wieder in die ursprüngliche 45 Abschalten des Stroms klarte das Polymerisat wieder

gelbe Färbung zurück. auf und verlor seine lichtpolarisierendcn Eigenschaften

nach Einwirkung von atmosphärischem Sauerstoff.

Beispiel 6 Beispiel 10

Eine gesättigte N,N'-Dimethyl-4,4'-dipyridylium- 50

dichlorid-Lösung in Äthylenglycolmonomethyläther Das Polymerisat des Beispiels 8 wurde mit Gelatin war anfangs gelb und änderte die Farbe unter einem gemischt, und zwar etwa 80 Gewichtsprozent PolyPotential von 2,5 V an der Kathode in Blaupurpur, merisat auf 20 Gewichtsprozent Gelatin, das Gemisch wurde jedoch nach Abschalten des Stroms und Stehen als dünne Schicht auf die leitende Zinnoxidschicht an der Luft gelb. 55 einer Glaselektrode verteilt und die freie Fläche der Beispiel 7 Polymerisatschicht mit Gold als lichtdurchlässige

Elektrode bedampft. An die Elektroden wurde ein

Es wurde eine wäßrig salzsaure Lösung von N,N'-Di- Potential von über 1,5 V angelegt, wodurch das PoIy-

methyl-4,4'-dipyridylium-dichlorid enthaltend 0,2 cm³ merisat seine Farbe von Gelb in Blau in unmittelbarer

einer gesättigten wäßrigen Lösung von Cer(lll)- 60 Nähe der Kathode veränderte. Bei Abschalten des

ammoniumnitrat je 16 cm³ Elektrolyt angewandt. Stroms klarte die Polymerisatschicht an der Luft

Dieser enthielt 50 Volumprozent Säure. Die anfangs wieder auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

P^ntsnc ... Es sind verschiedene Systeme bekannt, wonach ein Patentansprüche. elektrischer Strom durch eine Elektrolytlösung geführt

1. Optisches Lichtfilter mit einer reversibel die wird, um eine Änderung der optischen Dichte oder der optischen Eigenschaften veränderbaren Schicht Spektraleigenschaften einer Substanz hervorzurufen, zwischen zwei Elektroden, enthaltend eine HcIk- 5 Bei einem derartigen Verfahren wird an einer der durchlässige Redoxverbindung, dadurch ge- Elektroden abwechselnd ein Metall niedergeschlagen kennzeichnet, daß die Redoxverbindung und wieder abgelöst. Nach einem anderen Verfahren eine solche ist, die bei Aufnahme von Elektronen befindet sich in dem Elektrolyt eine Substanz, die stabile, gefärbte, freie Radikale bildet und die reversibel bei Stromdurchgang die Farbe zu ändern Schicht leitsalzfrei ist. io vermag oder gefärbt wird. Bei allen diesen Systemen

2. Lichtfilter nach Anspruch 1, dadurch sind einige Bauteile gleich, z. B. das Elektrodenpaar gekennzeichnet, daß die Schicht der Redoxver- getrennt durch den Elektrolyt, die Stromquelle und bindung ein Oxidationsmittel enthält. Substanzen, die von Anfang an in dem Elektrolyt

3. Lichtfilter nach Anspruch 1 und 2, dadurch vorliegen können und eine Änderung der optischen gekennzeichnet, daß die Schicht der Redoxver- i₅ Dichte oder Spektraleigenschaften zeigen können, bindung eine Lösung der Redoxverbindung in z. B. durch Aufhellen oder Farbwechsel vom gefärbten einem lichtdurchlässigen Lösungsmittel, insbe- in deu farblosen Zustand oder umgekehrt.

sondere Wasser oder einer gegen Elektrolyse Diese Systeme weisen alle zumindestens einen fol-

stabilen organischen Flüssigkeit ist. genden Nachteil auf: Sie sind zu langsam, instabil,

4. Lichtfilter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch 20 nicht reversibel, nicht automatisch oder vollständig gekennzeichnet, daß die Schicht der Redoxver- reversibel, nicht gleichmäßig oder übereinstimmend bindung diese in einer lichtdurchlässigen Grund- über das ganze System, insbesondere bei gröberen masse enthält, insbesondere einer Grundmasse aus Flächenbereichen.