專利名稱：具有均勻轉(zhuǎn)換和優(yōu)先區(qū)域變暗的可轉(zhuǎn)換電致變色裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可轉(zhuǎn)換的電致變色裝置，所述可轉(zhuǎn)換的電致變色裝置能在整個結構中均勻轉(zhuǎn)換，并能優(yōu)先轉(zhuǎn)換到所選定的區(qū)域。更具體地說，本發(fā)明針對各種可轉(zhuǎn)換的電致變色裝置，尤其是大尺寸窗透明材料構件和非均勻形狀的窗透明材料構件，所述可轉(zhuǎn)換的電致變色裝置可以從一種活化態(tài)均勻轉(zhuǎn)換到一種非活化態(tài)，并且可轉(zhuǎn)換的電致變色裝置可以同時包括一個活化區(qū)域和一個非活化區(qū)域二者。
市售的電致變色裝置在該技術中眾所周知供用作機動車中的反射鏡。專利文獻也論述了扁平類型電致變色裝置用于汽車窗、飛機窗組件、車頂天窗、天窗、及建筑窗。這些電致變色裝置通常都包括一個由兩塊玻璃限定的密封室，所述兩塊玻璃被一個裝電致變色介質(zhì)的間隙或空間分開。電致變色介質(zhì)通常包括一起在溶液中的陽極化合物和陰極化合物。各玻璃基材通常都包括透明的導電層，所述透明的導電層涂裝在玻璃面對的表面上并與電致變色介質(zhì)接觸。兩個玻璃基材上的導電層連接到電子電路上。當導電層通電時，把施加的電位引入裝置的室中，所述電位使電致變色介質(zhì)通電并造成介質(zhì)改變顏色。例如，當電致變色介質(zhì)通電時，它可以變暗并開始吸收光。對機動車用電致變色后視鏡組件，可以將一個光電池加入電致變色室中，以便檢測鏡面所反射的光的變化，并激活電位以使鏡面變模糊。
在另一些所提出的電致變色裝置應用中，當電致變色裝置的尺寸放大時，各種問題變得很普遍。例如，后視鏡組件包括小尺寸的電致變色組件，通常尺寸是約2英×10英寸(5.08cm-25.4cm)。在這種電致變色裝置中，陽極匯流條通常是安排在鏡組件的頂部部分處，而陰極匯流條通常是安排在底部部分處。
汽車窗、建筑窗、及另一方面某些飛機窗在尺寸上大得多。結果，在一電致變色后視鏡組件中變亮和變暗狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換通常是快速而均勻，而在大尺寸電致變色裝置中變亮和變暗狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換可能是緩慢而不均勻。逐漸的不均勻著色或轉(zhuǎn)換是一個與大尺寸電致變色窗組件有關的普遍問題，通常稱之為“虹彩效應”。這種效應通常是由于跨過基材表面上存在的透明導電涂層表面的電位降引起的，這種情況造成鄰近沿著表面涂層邊緣的匯流條所加的電位最高，和當電流通過電致變色溶液時在室中心處所加的電位最低。因此，電致變色介質(zhì)通常將顯示不均勻著色，因為設置匯流條的地方，亦即最靠近所加電位接觸電致變色介質(zhì)的點處室的周邊開始著色，和此后朝向室的中心著色。按慣例，采用具有高表面電阻的導電膜。然而，這種高表面電阻要求更高的電壓和更長的時間周期來進行轉(zhuǎn)換。而且，在常規(guī)電致變色裝置中，整個組件在加電位時都變暗。
已經(jīng)設法用各種方法來提供電致變色裝置的更均勻著色，以便消除這種虹彩效應。例如，在化學上變換了各種電致變色化學試劑溶液來增加均勻著色。
對一些電致變色裝置有這樣的需要，即它們能更均勻轉(zhuǎn)換和著色、可以很容易制造和可以任意地包括優(yōu)先變暗的區(qū)域。
本發(fā)明提供了一種電致變色窗組件，所述電致變色窗組件包括一個第一透明的基材，所述第一透明的基材在包括其一個表面上的一個第一導電涂層；一個第二透明的基材，所述第二透明的基材包括在其一個表面上的一個第二導電涂層，第一透明的基材和第二透明的基材彼此間隔開，以便在它們之間限定一個室；一種裝在室中的電致變色介質(zhì)，所述電致變色介質(zhì)具有一個光透射系數(shù)，該光透射系數(shù)因加一電位穿過電致變色介質(zhì)而變化；數(shù)個第一間隔開的裝置，所述數(shù)個第一間隔開的裝置接觸第一導電涂層并能把電流輸送到第一導電涂層；及數(shù)個第二間隔開的裝置，所述數(shù)個第二間隔開的裝置接觸第二導電涂層并能把電流輸送到第二導電涂層，以便穿過電致變色介質(zhì)形成電位。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，數(shù)個第一間隔開的裝置和數(shù)個第二間隔開的裝置是圍繞窗組件安排的匯流條。在另一個非限制性實施例中，窗組件還包括一個控制器；所述控制器能控制把電流輸送到數(shù)個第一間隔開的裝置中選定的一些裝置上和輸送到數(shù)個第二間隔開的裝置中選定的一些裝置上，以使通過電致變色介質(zhì)第一部分的光透射系數(shù)與通過電致變色介質(zhì)第二部分的光透射系數(shù)不同。
本發(fā)明還提供一種用于向電致變色窗組件提供均勻著色的方法，所述方法包括提供一種電致變色窗組件，所述電致變色窗組件包括第一和第二間隔開的透明基材，第一和第二間隔開的透明基材在它們之間限定一個室，第一透明基材具有一個第一導電涂層和第二透明基材具有一個第二導電涂層，室內(nèi)裝有一種電致變色介質(zhì)，所述電致變色介質(zhì)能根據(jù)加于其上的電位而著色，以便提供降低了的光透射系數(shù)；及將電流加到第一導電涂層對置的端部和加到第二導電涂層對置的端部，以便穿過電致變色介質(zhì)形成電位，第一導電涂層和第二導電涂層對置的端部彼此間隔開，其中電致變色介質(zhì)的著色是均勻的。
本發(fā)明還提供一種用于對一部分電致變色組件提供優(yōu)先著色的方法，所述方法包括提供一種電子變色窗組件，所述電子變色窗組件包括第一和第二間隔開的透明基材，第一和第二間隔開的透明基材在它們之間限定一個室，第一透明基材具有一個第一導電涂層和第二透明基材具有一個第二導電涂層，室內(nèi)裝有一種電致變色介質(zhì)，所述電子變色介質(zhì)能因加的電位于其上而著色，以便提供減少了的光透射系數(shù)；將數(shù)個第一間隔開的裝置電氣連接到第一導電涂層上，用于向第一導電涂層提供電位；將數(shù)個第二間隔開的裝置電氣連接到第二導電涂層上，用于向第二導電涂層提供電位；將電流加到數(shù)個第一間隔開的裝置中一些選定的裝置上和加到數(shù)個第二間隔開的裝置中一些選定的裝置上，以便形成穿過電致變色介質(zhì)選定部分的電位，以使選定的部分改變顏色和降低它的光透射系數(shù)。
當結合附圖看時，本發(fā)明的所述概述、及下面一些實施例的詳細說明將更好理解，圖中

圖1是包括本發(fā)明特點的一種電致變色窗組件實施例的透視圖，同時為清楚起見除去一些部分。
圖2是圖1所示電致變色窗組件前視圖。
圖3是沿著圖2中線段3-3所取的電致變色窗組件剖視圖。
圖4是包括本發(fā)明特點的電致變色窗組件一種可供選擇的實施例透視圖，該電致變色窗組件具有一種例如供用作飛機艙窗的橢圓形幾何形狀。
圖5是圖4中所示的電致變色窗組件前視圖。
圖6是包括本發(fā)明特點的一種電致變色窗組件透視圖，該電致變色窗組件例如作為汽車擋風玻璃、汽車的車頂天窗、或建筑窗玻璃是有用的。
圖7是圖6中所示的電致變色窗組件前視圖。
圖8是一種電致變色窗組件可供選擇的實施例透視圖，該電致變色窗組件包括本發(fā)明的特點并具有一種不對稱形狀，這種不對稱形狀例如作為汽車的側窗或飛機座艙窗是有用的。
圖9是如圖8中所示電致變色窗組件的前透圖。
圖10示出在本發(fā)明中有用的一種電氣接線圖實施例。
圖11是與圖8所示組件類似供測試用的一種電致變色窗組件前視圖。
本發(fā)明針對單室電致變色窗組件，所述電致變色窗組件具有均勻的轉(zhuǎn)換和著色，并且能均勻轉(zhuǎn)換和著色分級式變暗(亦即梯度變暗)或優(yōu)先著色的區(qū)域。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，電致變色窗組件包括一個涂裝有第一導電涂層的第一透明基材和一個涂裝有第二導電涂層的第二透明基材。第一和第二透明基材相互間隔開，以便在它們之間限定一個室，同時第一和第二導電涂層彼此面對。在室內(nèi)裝一種電致變色介質(zhì)，所述電致變色介質(zhì)能在加一個電位穿過該介質(zhì)時減少光透射系數(shù)。另外設置數(shù)個第一間隔開的裝置比如沿著第一基材相對的兩端接觸第一導電涂層，用于向該第一導電涂層提供電流，和設置數(shù)個第二間隔開的裝置比如沿著第二基材相對的兩端接觸第二導電涂層，用于向該第二導電涂層提供電流。當直流(DC)電源的電流加到第一數(shù)個裝置和第二數(shù)個裝置上時，由于各裝置的安排，將一個電位加在第一和第二涂層之間并穿過電致變色介質(zhì)，以使電致變色介質(zhì)快速而均勻地著色到所希望的顏色。而且，可以把電流加到第一和第二數(shù)個裝置選定的其中之一上并使第一和第二數(shù)個裝置另一個選定的其中之一短路，因而產(chǎn)生一個窗組件，所述窗組件在選定的一部分組件中包括一個陰影區(qū)域。
對本說明書來說，除非另外指出，否則在說明書和權利要求中所用的代表一些量的數(shù)值如尺寸、電壓、光透射系數(shù)、性能測量等，應理解為在所有情況下都用術語“大約”改變。因此，除了表示相反之外，在下面說明和所附權利要求中所陳述的數(shù)值參數(shù)都是近似值，這些近似值可以根據(jù)試圖通過本發(fā)明得到的所希望的性能而改變。最低限度，和不作為試圖限制等效于權利要求書范圍原則的應用，每個數(shù)值參數(shù)都至少是按所報告的有效數(shù)字數(shù)值和應用普通的四舍五入技術解釋。
盡管顯示本發(fā)明很大范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)都是近似值，但在一些特定實例中所陳述的數(shù)值都是盡可能精確報告。然而，任何數(shù)值都固有地包含某些誤差，這些誤差必定由它們相應試驗測量中所求得的標準偏差產(chǎn)生。
在下面的說明中，同樣的元件具有同樣的標號。參見圖1-3，圖1-3示出電致變色窗組件10。盡管沒有要求，但在本發(fā)明的一個特定非限制性實施例中，電致變色窗組件10具有一種一般是對稱的幾何形狀。例如，電致變色窗組件10可以是一種方形或矩形的形狀。這類對稱形狀的窗組件作為建筑窗用玻璃如建筑物的窗戶特別有用。電致變色窗組件10的尺寸和形狀可以根據(jù)組件特別希望的應用選定。
電致變色窗組件10包括第一透明基材20和第二透明基材30。這些基材可以用該技術中已知的供電致變色裝置中使用的任何材料制造，如但不限于聚合物材料、玻璃、金屬等、及這些材料的組合。在本發(fā)明的一些非限制性實施例中，基材20和30的至少其中之一或二者是用玻璃如浮法玻璃制造。而且，第一基材20和第二基材30二者都是透明的。此外，但不要求，基材20和30的其中之一或二者可以著色或染色。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，包括在飛機窗組件10中的每個透明基材和涂層都具有至少約70％的光透射系數(shù)。如本文中所用的，術語“光透射系數(shù)”和“透光率”意思是指透過透明材料構件的可見光總量的量度。本說明中所提供的光透射系數(shù)是對法國照明委員會(CIE)的標準光源A測得的并表示為LTA。
第一基材20和第二基材30間隔開并處于彼此基本上平行面對的關系，同時在它們之間限定一個室41。這種關系可以通過一個間隔元件45達到。間隔元件45可以用任何能保持第一基材20和第二基材30之間所希望間隔的方式設置。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，間隔元件45用一種密封的方式圍繞電致變色窗組件10的周邊靠近第一基材20和第二基材30的外邊緣延伸，如本領域中已知的。盡管不要求，但間隔元件45可以從第一襯底20和第二襯底30的外邊緣稍微向內(nèi)設置。這種定位提供第一和第二基材的少量懸垂部分，所述懸垂部分可以露出一部分第一和第二涂層29和39，如下面所述，用于改善電連通。間隔元件45可以用任何不導電的材料制造。在本發(fā)明一個非限制性實施例中，間隔元件45是一種聚合物材料，比如可固化的有機聚合物材料如但不限于一種熱塑性材料、熱固性材料、紫外(UV)固化的樹脂材料、及它們的組合。環(huán)氧基有機密封材料常用作密封元件45。
第一基材20的周邊限定彼此相對的對置兩端20a和20c，及彼此相對的對置兩端20b和20d。同樣，第二基材30包括對置的兩端30a和30c，及對置的兩端30b和30d。
第一基材20和第二基材30各裝備有一層透明的導電材料，所述導電材料分別取第一導電涂層29和第二導電涂層39形式，所述第一導電涂層29和第二導電涂層39分別在基材面對的主表面21和31上。第一和第二導電涂層29和39可以是任何材料，所述材料是基本上透過可見光的、完全接合到基材表面上、耐電致變色裝置內(nèi)任何材料及周圍氣氛的腐蝕，并具有良好的導電性。盡管沒有要求，但涂層29和39通常都包括一種或多種金屬或金屬氧化物涂層，如但不限于，銀、金、氧化錫、氧化銦錫(ITO)、摻氟氧化錫(FTO)、摻銻氧化錫、ITO/金屬/ITO(IMI)，及任何該技術中已知的其它材料。導電涂層29和39可以用幾種眾所周知的方法其中之一，其中包括熱解、化學汽相沉積和磁控管濺射進行涂布。第一和第二導電涂層29和39可以用相同或不同的材料制成。在不限制本發(fā)明的情況下，本發(fā)明中有用的涂層包括一種涂裝導電摻氟氧化錫的玻璃和一種涂裝導電氧化銦錫的玻璃，所述涂裝摻氟導電氧化錫的玻璃可從賓夕法尼亞(Pennsylvania)州匹茲堡(Pittsburgs)PPGIndustries，InC.購買，商標為“NESA”，而所述涂裝導電氧化銦錫的玻璃可從PPG Industries，InC.購買，商標為“NESATRON”。
在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，第一和第二導電涂層29和39具有一表面電阻是在每平方1-10歐姆(Ω)范圍內(nèi)，比如在每平方2-5Ω范圍內(nèi)。另外，第一和第二導電涂層29和39的厚度可以彼此相同或者不同，并且涂層厚度可以是均勻的亦即始終相同的一般厚度，或者是不均勻的亦即涂層厚度變化。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，涂層具有相同的一般均勻的厚度，范圍是5,000-50,000，比如13,000-26,000。
電致變色介質(zhì)40裝在室41內(nèi)，所述室41在第一基材20和第二基材30之間形成。電致變色介質(zhì)40可以是如該技術中已知的任何類型材料，并且可以是任何已知的形態(tài)，如但不限于電致變色溶液、凝膠、半固體材料等。電致變色介質(zhì)40包括至少一種限定一種顏色的電致變色化合物或染料。這些材料在該技術中從所周知當加一更大的電位時著色到連續(xù)地更暗的顏色或陰影。當電位切斷或反向時，著色便除去或退色，同時使全部光透射系數(shù)能穿過電致變色介質(zhì)40。
在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，電致變色介質(zhì)40是溶液相類型的電致變色介質(zhì)，其中當電化學還原或氧化(包括凝膠)時，在離子導電電解質(zhì)溶液中所包含的材料保持在電解質(zhì)溶液中。在本發(fā)明的另一個非限制性實施例中，電致變色介質(zhì)40是一種表面受限制的電致變色介質(zhì)，其中直接附著到導電電極或限制極靠近導電電極的材料當進行電化學還原或氧化時仍然附著或限制到導電電極上。在本發(fā)明還有另一個非限制性實施例中，電致變色介質(zhì)40是一種電沉積類型的電致變色介質(zhì)，其中離子導電電解質(zhì)溶液中所含的材料當進行電化學還原或氧化時在導電電極上形成一層。
盡管沒有要求，但在一個實施例中，電致變色介質(zhì)40包括至少一種陽極電致變色化合物和至少一種陰極電致變色化合物，同時陽極化合物代表一種可氧化的材料，而陰極化合物代表一種可還原的化合物。在施加電位到電致變色介質(zhì)上時，陽極電致變色化合物氧化，而陰極電致變色化合物還原。這種同時氧化和還原導致可見光譜中至少一個波長的吸收系數(shù)改變。這種陽極和陰極電致變色化合物在電致變色介質(zhì)40中的組合限定了在加電位時與其有關的顏色。這類陰極電致變色化合物通常稱之為紫羅堿染料，而這類陽極電致變色化合物通常稱之為吩嗪類染料。
電致變色介質(zhì)40還可以包括另一些材料如溶劑、光吸收劑、光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、增稠劑、粘度改性劑及類似材料。
盡管沒有要求，但在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，涂層29和/或39的至少一個邊緣分別至少極靠近基材20和/或30的一個邊緣，亦即極靠近組件10的周邊邊緣11，比如在周邊邊緣11的2英寸、或1英寸或0.5英寸(5.08cm、或2.54cm或1.27cm)之內(nèi)延伸。在圖1-3所示的本發(fā)明特定的非限制性實施例中，涂層29和39的所有邊緣都至少極靠近組件20的周邊邊緣11延伸，及在一個非限制性實施例中，涂層29和39的所有邊緣都延伸到它們對應基材的邊緣，并因此延伸到組件10的周邊邊緣11。數(shù)個第一間隔開的裝置接觸第一導電涂層29，而數(shù)個第二間隔開的裝置接觸第二導電涂層39。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，數(shù)個第一間隔開的裝置包括數(shù)個匯流條60，而數(shù)個第二間隔開的裝置包括數(shù)個匯流條80。在不限制本發(fā)明的情況下，在一個特定實施例中，匯流條60是陽極匯流條，而匯流條80是陰極匯流條。這些匯流條60和80分別提供直流(DC)電源(在圖1-3中未示出)與第一和第二導電涂層29和39之間的電氣連接。這種電氣連接可以用任何已知的方法形成。例如，每個陽極匯流條60都可以用軟釬焊64連接到陽極導線65上，而每個陰極匯流條80都可以用軟釬焊84連接到陰極導線85上，如圖3中所示。這樣，將正電流加到陽極匯流條60上，和將負電流加到陰極匯流條80上，同時在電致變色室內(nèi)它們之間產(chǎn)生一個電位。另外，繞電致變色窗組件10的周邊邊緣11可以設置一個外部蓋或絕緣體(未示出)，以便保護間隔開的組件45、引線65和85和/或接合點64和84。
在圖1-3中所示的本發(fā)明特定實施例中，涂層29的各邊緣延伸到組件10的周邊邊緣11，和與第一導電涂層29接觸的陽極匯流條60沿著第一基材20對置的兩端20a和20c設置。這樣，來自電源的電流沿著第一基材20對置的兩端20a和20c加到第一導電涂層29對置的邊緣上。同樣，涂層39的各邊緣延伸到組件10的周邊邊緣11上和與第二導電涂層39接觸的陰極匯流條80沿著第二基材30對置的兩端30b和30d設置。這樣，來自電源的電流沿著第二基材30對置的兩端30b和30d加到第二導電涂層39對置的邊緣上。另外，電流加于其上的第一和第二涂層29和39這些對置的兩端彼此間隔開。在不希望受任何特定理論束縛的情況下，可以認為，通過將電流加到各涂層對置的兩端并使通正電流的第一涂層兩端與通負電流的第二涂層兩端間隔開，導致在整個電致變色室上均勻的施加電位，同時導致電致變色介質(zhì)的均勻著色和減少虹彩效應。如本文中所用的，術語“均勻著色”意思是指，電致變色介質(zhì)由于所加的電位而改變顏色的那些部分，全都是一般以相同的方式，比如一般以相同的時間和/或一般以相同的速率改變。
在本發(fā)明的另一個非限制性實施例中，匯流條60沿著對置的邊緣20a和20c及沿著對置的邊緣20b和20d安排，而匯流條80沿著對置的邊緣30b和30d及沿著對置的邊緣30a和30c安排。這樣，各陽極匯流條60圍繞整個第一基材20的周邊設置和各陰極匯流條80圍繞整個第二基材30的整個周邊設置，亦即各匯流條60和80圍繞組件10的整個周邊邊緣11定位。在圖1-3中所示一個特定非限制性實施例中，各匯流條60和各匯流條80以交替的方式安排，亦即把每個匯流條60圍繞窗組件10的周邊邊緣11安排在每個匯流條80之間。這種安排提供均勻施加電位穿過整個電致變色窗組件10。盡管沒有要求，但在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，每個陽極匯流條60與每個陰極匯流條80沿著窗組件10的周邊邊緣11間隔開至少0.5英寸(1.27cm)的距離。這種間距保證匯流條之間的電流不短路，并提供均勻的電位穿過整個電致變色裝置。此外，這種匯流條構造提供即使在延長加電位的情況下，染料離析減至最少。染料離析是染料移向并集中在組件一部分處的趨勢，在所述組件一部處電功率最大，通常是沿著各匯流條。
匯流條60和80可以用任何高度導電的材料制造，所述高度導電的材料通常用于匯流條并在該技術中是眾所周知。典型的匯流條材料一些非限制性實例包括金屬箔比如銅箔、金屬涂層比如金涂層、及含陶瓷涂料的導電金屬比如銀陶瓷涂料。
匯流條60和80的尺寸和形狀可以制成電致變色窗組件的特定幾何形狀。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，每個匯流條60和80都是至少0.5英寸(1.27cm)長。
如上所述，電致變色介質(zhì)40能在穿過介質(zhì)加電位時改變它的顏色，并因此改變它的透光率。加電位可以是選擇性的，亦即電致變色窗組件可在不加電位時的一個透射比水平和加電位時的第二透射比水平之間轉(zhuǎn)換，以便改變?nèi)玖系念伾蜏p小電致變色介質(zhì)40的光透射系數(shù)。
在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，電致變色介質(zhì)在通電狀態(tài)和不通電狀態(tài)之間的著色可自動消色，亦即電致變色介質(zhì)當加電位處于電化學激活狀態(tài)時著色，而當除去電位時自動返回或消色到它的原始狀態(tài)，比如無色狀態(tài)。很顯然，原始狀態(tài)可以是無色狀態(tài)或者它可以具有一種顏色或色調(diào)。
在另一個非限制性實施例中，電致變色窗組件是可轉(zhuǎn)換的和非自動消色的，亦即加電位使電致變色介質(zhì)著色，而在電位反相或短路之前電致變色介質(zhì)將保持處于著色的狀態(tài)中。
而且，染料的顏色在加電位時可以具有恒定不變的暗度或陰影，或者它可以根據(jù)穿過電致變色介質(zhì)形成電位的大小改變暗度或陰影程度。例如和在不限制本發(fā)明的情況下，特定的著色或著色的成陰影可以在一定電壓和功率密度范圍內(nèi)改變。在加一低功率密度到電致變色介質(zhì)上時，染料可以開始著色。若增加電壓可以使染料的顏色變暗到更深的陰影或強度。這樣，窗組件可以包括在改變電位時改變透光率程度。因此，窗組件可以根據(jù)加于其上的電位量調(diào)到一個所希望的暗度或陰影水平。這可以例如在電源和窗組件之間加一個開關或某種其它控制裝置很容易完成，正如后面更詳細論述的。盡管沒有要求，但在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，電致著色窗組件可在一個1-20％最小LTA值范圍和一個60-80％最大LTA值范圍之間轉(zhuǎn)換。象這樣，電致著色窗組件可以有效地起當希望時用于一個窗的不透明陰影的作用。
一種可供選擇的非限制性實施例在圖4和5中示出。在這個特定的實施例中，電致著色窗組件110是取一般橢圓形窗的形式，所述橢圓形窗可以用于例如飛機艙窗。盡管沒有要求，但在本發(fā)明的這個特定實施例中，橢圓形窗具有一對稱的幾何形狀，如與所述實施例一樣。同樣，電致變色窗組件110包括間隔開的第一基材120和第二基材130、及第一導電涂層129、第二導電涂層139和在它們之間的電致變色介質(zhì)140。涂層129和139分別涂布到基材120和130對置面對的表面上，而電致變色介質(zhì)140位于兩涂層之間。基材120和130用間隔件145分開。
匯流條160a沿著第一基材120的第一端120a連接到第一導電涂層129的一個邊緣上，而匯流條160c沿著第一基材120對置的第二端120c連接到第一導電涂層129的對置邊緣上。另外，匯流條180b沿著第二基材130的第一端130b連接到第二導電涂層139的一個邊緣上，而匯流條180d沿著第二基材130對置的第二端130d連接到第二導電涂層139的對置邊緣上。盡管沒有要求，在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，匯流條160a和160c是陽極匯流條，而匯流條180b和180b是陰極匯流條。通過匯流條160a和160c將電流加到涂層129對置的兩端上，及通過匯流條180b和180d將電流加到涂層139對置的兩端上，并使涂層129通電的對置兩端與涂層139通電的對置的兩端間隔開，產(chǎn)生一個穿過電致變色介質(zhì)140的電位，并使電致變色介質(zhì)140以均勻的方式改變顏色。
在圖4和5所示的實施例中，匯流條160和180的尺寸和形狀在長度上比圖1的匯流條安排更長。盡管沒有要求，在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，每個匯流條160和180長度相等，并且匯流條160和180圍繞組件110的周邊邊緣間隔開至少0.5英寸(1.27cm)。
圖6和7示出一種非限制性的電致變色窗組件210，所述電致變色窗組件210具有一個一般是對稱的矩形幾何形狀。這種組件例如作為一種汽車擋風玻璃、后窗或車頂?shù)奶齑?、或作為建筑窗用玻璃可能是有用的。用與所述實施例相同的方式，電致變色窗組件210包括間隔開的第一基材220和第二基材230、及第一導電涂層229、第二導電涂層239和電致變色介質(zhì)240。涂層229和239分別涂布到基材220和230對置面對的表面上，并且電致變色介質(zhì)240位于兩涂層之間?；?20和230用間隔件245分開。
組件210還包括匯流條260和280。盡管沒有要求，在本發(fā)明的這個特定實施例中，匯流條260是陽極匯流條，和匯流條280是陰極匯流條。陰極匯流條260a和260b沿著第一基材220的第一端220a連接到第一導電涂層229的第一邊緣上，而匯流條260c和260d沿著第一基材220對置的第二端220c連接到第一導電涂層229的對置邊緣上。另外，陰極匯流條280a在陽極匯流條260a和260b之間間隔開的位置處沿著第二基材230的第一端230a連接到第二導電涂層239的第一邊緣上，而陰極匯流條280b在陽極匯流條260c和260d之間間隔開的位置處沿著第二基材230對置的第二端230c連接到第二導電涂層239的第二對置邊緣上。另外，匯流條280c和280d在第二基材230的第三端230b處連接到第二導電涂層239的第三邊緣上，及匯流條280e和280f在基材230對置的第四端230d處連接到第二導電涂層239的第四對置邊緣上。使電流穿過匯流條260a、260b、260c和260d加到涂層239的對置端上，并穿過匯流條280a、280b、280c、280d、280e和280f圍繞涂層239的周邊，產(chǎn)生一個穿過電致變色介質(zhì)240的電位，并使電致變色介質(zhì)240以均勻的方式改變顏色。
盡管沒有要求，在圖6和7所示的本發(fā)明特定的非限制性實施例中，匯流條260和280長度相等，并且匯流條260和280圍繞組件210的周邊邊緣間隔開至少0.5英寸(1.27cm)。
本發(fā)明的另一個非限制性實施例在圖8和9中示出，其中電致變色窗組件310包括一個非對稱的幾何形狀。盡管這種非對稱的電致變色窗組件可以提供用于任何應用，但所示的特殊非限制性實施例是取汽車側窗的形式，通常稱之為邊窗。電致變色窗組件310包括一個第一部分301和一個第二部分302。在用作汽車的邊窗時，第一部分301代表在汽車門板上方的這部分窗組件，并且當窗子關閉時是可見的，而第二部分302代表所有時間其中包括窗子關閉時都保持在門板下方的這部分窗組件，并因此是不可見的。電致變色窗組件310包括間隔開的第一基材320和第二基材330、及第一導電涂層329、第二導電涂層339和電致變色介質(zhì)340，與所述實施例一樣。涂層329和339分別涂布到基材320和330對置面對的表面上，而電致變色介質(zhì)340設置在兩涂層之間?；?20和330用間隔件345分開。
電致變色組件310包括匯流條360a和匯流條360b，所述匯流條360a沿著第一基材320的第一端320a連接到第一導電涂層329的一個邊緣上，而所述匯流條360b沿著第一基材320的下面部分靠近對置的第二端320c連接到第一導電涂層329上。盡管匯流條360b可以沿著基材320的邊緣320c設置，但在圖8和9所示的本發(fā)明特定實施例中，匯流條360b不是沿著邊緣320c設置，其原因?qū)⒃诤竺娓敿氄撌?。電致變色組件310還包括匯流條380a和380b、及匯流條380c、380d和380e，所述匯流條380a和380b沿著第二基材330的第一端330b連接到第二導電涂層339的第一邊緣上，而所述匯流條380c、380d和380e沿著基材330對置的第二端330d連接到第二導電涂層339的對置第二邊緣上。盡管沒有要求，但在一個非限制性實施例中，匯流條360a和360b是陽極匯流條，而匯流條380a、380b、380c、380d和380e是陰極匯流條。電流通過匯流條360a、360b、380a、380b、380c、380d和380e產(chǎn)生一個穿過電致變色介質(zhì)340的電位，同時使電致變色介質(zhì)340以均勻的方式改變顏色。
如上所述，電致變色窗組件310包括一種非對稱的幾何形狀。尤其是，分別由基材320和330的第一端320b和330b所形成的窗組件310的側邊長度比由第二端320d和330d的形成的窗組件310對置的側邊短。象這樣，在這個特定的非限制性實施例中，將匯流條安排進行調(diào)節(jié)以便補償這種非對稱的幾何形狀。例如，就陰極匯流條安排而論，設置兩個匯流條380a和380b沿著端部330b接觸第二導電涂層339，而設置三個匯流條380c、380d和380e沿著對置的端部330d接觸第二導電涂層339。另外，這些匯流條的長度可以調(diào)節(jié)，以便提供合適的裝配和幾何形狀，及提供合適的電流流動水平。這種用不同數(shù)量和不同長度匯流條的安排補償了由于電致變色窗組件310的非對稱幾何形狀而跨過電致變色室的電流流動。
此外，可以調(diào)節(jié)加到匯流條上的電流，以便補償非對稱的幾何形狀。例如和在不限制本發(fā)明的情況下，可以將電阻器(未示出)插入流到匯流條380a和380b的電流中，以便減少流到這些匯流條的電流量。象這樣，對加到非對稱組件上的電位提供補償。作為一種可供選擇的方案，可以用一個控制器來控制輸送到每個匯流條的電流，正如后面將更詳細說明的。
繼續(xù)參見圖8和9，盡管由第一端部320a和330a所形成的窗組件310頂部邊緣是均勻的和只有輕微的彎曲，但由第二端部320c和330c所形成的窗組件310對置邊緣整個是不均勻的，具有若干彎曲部分和一個筆直部分，結果導致一個非對稱形的窗組件在不同部分處的對置邊緣之間具有變動的距離。象這樣，在這部分窗組件處匯流條的安排很困難。為了補償這種非對稱的幾何形狀，在圖8和9所示的本發(fā)明特定實施例中，設置一個匯流條360b與第一導電涂層329電連通。這一個內(nèi)部匯流條360b可以比如通過用一種導電粘合劑沿著基材320將匯流條360b粘合式固定到第一導電涂層329上提供。可以將一個不導電層(未示出)，如但不限于膠粘帶，安放在匯流條360b上，以便起一種絕緣體作用，同時防止匯流條360b電連通第二導電涂層339。這種膠粘帶還可以起一種間隔件作用，同時保持第一基材320和第二基材330之間合適的間距。內(nèi)部匯流條360B可以用與所述其它匯流條相同的材料制造。
結果，在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，電致變色窗組件包括至少一個匯流條，所述至少一個匯流條與組件的邊緣間隔開并位于組件內(nèi)部。
盡管沒有要求，但在圖8和9所示的本發(fā)明特定實施例中，內(nèi)部匯流條360b的一部分361b朝窗310的一個邊緣，例如如圖8和9中所示垂直于邊緣320c延伸，以便提供與導線的內(nèi)部接觸，所述導線用于匯流條360b與電源的電氣連接。因為這種內(nèi)部匯流條安排是包含在窗組件300的一部分302內(nèi)，所以沒有一種元件可以看到，因為部分302保持在汽車的門板之內(nèi)。作為一種可供選擇的方案，至少一部分匯流條360b位于組件300部分301之內(nèi)。
就圖8和9所示的汽車邊窗而論，應該注意，在一個可供選擇的實施例中，匯流條接觸可以設置在窗組件外面頂部和側面邊緣上，同時將分開的接觸點設置在汽車的構架內(nèi)，用于形成與電源接觸。這種安排提供一種用于汽車窗的合適組件，所述汽車窗不是裝在門框內(nèi)，因為在這種安排中沒有外蓋來隱藏各接觸。這種安排無損于窗組件的變暗，因為關閉窗子能與電源接觸，并且因為當打開窗子時不需要使窗子變暗。
加到電致變色窗組件上的電流量可以根據(jù)所用的特定組件和特定的電致變色介質(zhì)選定。在本發(fā)明的一個非限制性實施例中，所加的電流量是在0.4伏-1.2伏范圍內(nèi)，比如在0.5伏-1.0伏范圍內(nèi)。
現(xiàn)在將特別參照作為本發(fā)明示范性實例的圖8-9，說明電致變色窗組件的使用。如上所述提供的電致變色窗組件，當沒有電位加于其上時一般是透明的組件。象這樣，電致變色窗組件310是處于照亮的狀態(tài)，并且完全透光率是可能的。當希望窗組件變暗時，電致變色窗組件例如通過一個開關激活，所述開關可由用戶激活。開關的激活可以使電源把電流用任何常規(guī)的方法，比如通過連接于其上的導線供給到匯流條360和380上，及供給到第一和第二導電涂層329和339上。這種電流造成電位加到電致變色介質(zhì)上，而所述電流又使至少一種陽極電致變色化合物氧化和使至少一種陰極電致變色化合物還原。這種反應導致電致變色介質(zhì)顏色變化，以使電致變色介質(zhì)開始吸收光并變暗。因為涂層329和339之間的電位是通過如上所述的匯流條安排施加，所以在整個電致變色組件中電致變色介質(zhì)的著色快速而均勻，而沒有任何虹彩效應或顏色的逐漸變化。
組件310的減活作用使向匯流條360和380的供電中斷。象這樣，排除了加到電致變色介質(zhì)340上的電位。用與所述相同的開關安排來激活組件310可能影響這種減活作用。如上所述，在自動消色電致變色介質(zhì)的情況下，窗組件310將返回它的原始狀態(tài)。在非自動消色電致變色介質(zhì)的情況下，顏色將保持到通過介質(zhì)的電位反相時為止。
在本發(fā)明的另一個實施例中，只有一部分電致變色介質(zhì)可以著色以便形成部分變暗的窗子。這種部分變暗可以通過選擇性地將電流加到選定數(shù)量的陽極匯流條和陰極匯流條上，因而通過只有一部分電致變色窗組件形成電位來達到目的。例如，當這種窗組件310是取汽車邊窗形式時，它可能理想的是形成一個變暗或成陰影的邊窗頂部區(qū)域，以便減少太陽光穿過所述頂部區(qū)域的水平，而同時保持在邊窗的中部和底部區(qū)域處的明亮狀態(tài)，來保持穿過它們的高透光率水平，以便例如更容易觀察側視鏡。在圖8和9所示的本發(fā)明的特定實施例中，這種優(yōu)先成陰影的區(qū)域可以例如通過把電流只加到陽極匯流條360a及陰極匯流條380a和380c上來完成，正如后面將要更詳細論述的。這種選擇性加電流只在電致變色窗組件310選定的部分處形成電位，而在這個特定實施例中，是沿著組件310的頂部區(qū)域部分形成電位。象這樣，只有一部分在加電流的這些區(qū)域之間的電致變色介質(zhì)將改變顏色，同時產(chǎn)生一種局部形成陰影的組件，亦即穿過涂層通電部分(由于匯流條的選擇性供電)之間的這部分電致變色介質(zhì)的光透射系數(shù)與不在涂層通電部分之間的那些電致變色介質(zhì)部分相比將發(fā)生變化。
應該注意，長期用這種方式將電流加到選定數(shù)量的裝置上可能造成電致變色介質(zhì)“滲漏”，其中在電流未加于其上的電致變色窗組件區(qū)域內(nèi)的電致變色介質(zhì)逐漸開始著色到一種變暗的狀態(tài)。這可以認為是由于即使電流只加到一部分導電層上，電流也流經(jīng)整個導電層，因此擴大了穿過其加電位的電致變色介質(zhì)的區(qū)域。滲漏量基于導電涂層的比表面電阻。例如，包括具有較高表面電阻的導電涂層將使這種滲漏效應稍微減少。然而，增加表面電阻將消耗更多電力來轉(zhuǎn)換裝置的顏色，并且將花更多的時間來達到裝置的完全著色和轉(zhuǎn)換。
為了避免這種尤其是用低表面電阻導電涂層的滲漏效應，能夠?qū)⑽催x定加電流形成陰影區(qū)域的裝置處電流接地或短路。例如和如上所述，在圖8和9中，局部陰影的窗組件可以通過選擇性地加電流到陽極匯流條360a與陰極匯流條380a和380c上來達到目的。通過使其余匯流條亦即陽極匯流條360b及陰極匯流條380b、380d和380e處的電流接地或短路，就沒有電位加到電致變色窗組件310的底部區(qū)域上。因此，在窗310底部部分處電致變色介質(zhì)340的顏色一般保持處于明亮狀態(tài)，并且從由于加電位而著色的上部部分著色的任何滲漏效應都減少。
另外，電致變色窗組件可以包括一種跨過其表面的梯度成陰影，以使電致變色窗組件逐漸地從一明亮狀態(tài)，經(jīng)過連接變暗陰影部分改變到變暗的狀態(tài)。這可以用與所述對優(yōu)選的陰影區(qū)域相同的方式，通過加變動的電壓到不同裝置上以便達到改變電致變色介質(zhì)變暗程度來完成。例如和另外參見圖8和9，為了在本發(fā)明的一個非限制性實施例中達到一個分級成陰影效應，可以加0.7伏電壓到匯流條360a、380a和380c上，及可以加一降低的0.4伏電壓到匯流條380b和380d上。盡管沒有要求，電流也可以對匯流條360b和380e接地或短路。象這樣，電致變色窗組件310可以逐漸地成陰影從頂部部分處的變暗狀態(tài)，經(jīng)過在中間部分處的稍微變暗狀態(tài)到在底部部分處的明亮狀態(tài)。
在本發(fā)明的另一個非限制性實施例中，可以跨過電致變色窗組件達到一個梯度陰影，以使一部分電致變色窗組件完全著色，而分開的電致變色窗組件部分只是局部著色。例如和在不限制本發(fā)明的情況下，可以加0.7伏電壓到匯流條360a、380a和380c上，而加0.4伏電壓到匯流條360b、380b、380d和380e上。象這樣，電致變色窗組件310將包括一個從上面部分處的完全變暗狀態(tài)直至在底部部分處一個稍微變暗狀態(tài)的梯度陰影。
應該注意，盡管電致變色窗組件的這種優(yōu)先陰影和/或逐漸的梯度陰影已經(jīng)特別參照圖8和9及參照汽車的邊窗進行了說明，但應該考慮到，這種陰影或梯度陰影可以用任何電致變色窗組件完成，如但不限于上面所示和所述的特定組件。例如，在一個特別的非限制性實施例中，電致變色窗組件是一種汽車擋風玻璃，同時選擇性著色的組件部分是擋風玻璃的上邊緣部分，所述上邊緣部分通常對應于陰影帶。參見圖6和7，這可以通過把電流加到匯流條260a、260b、280a、280c和280e上，而同時使匯流條260c、260d、280b、280d、和280f短路來完成。這將使電致變色窗組件200的頂部部分變暗，而使底部部分保持處于明亮的狀態(tài)。
在另一個實施例中，電致變色窗組件可以是一種汽車的車頂天窗，同時組件的一側是選擇性著色。參見圖6和7，這可以例如通過將電流加到匯流條260a、260c、280c和280d上，而使匯流條260b、260d、280b、280e和280f短路來完成，同時使電致變色窗組件200的一側部分變暗而另一側部分保持處于明亮狀態(tài)。
應該理解，由于數(shù)個陽極和陰極匯流條圍繞窗組件10的周邊11設置，如圖1所示和上面詳述的，所以這個實施例也可以一種方式工作，即使組件10一個或數(shù)個選定的部分變暗和/或在組件10的一個或數(shù)個選定的部分中產(chǎn)生一個梯度陰影。
為了控制本文所述類型電致變色窗組件的變暗圖形，可以用一個控制器來控制對導電涂層的電力分配。例如和參見圖10，可以用控制器390來控制由一直流(DC)電源391加到組件310中每個匯流條上的電功率。更具體地說，控制器390可以控制使一個特定的匯流條是通電(亦即將電流輸送到匯流條上)、不通電還是短路。此外，控制器390可以控制把多少電流輸送到特定的匯流條上。通過控制在那里和把多少電流供給涂層，控制器390可以形成一個只通過電致變色介質(zhì)選定部分的電位，以使它穿過選定部分的光透射系數(shù)與其別的部分的光透射系數(shù)不同。結果，可以用控制器390來在組件的光透射系數(shù)上產(chǎn)生所希望的變化，如但不限于，使組件的選定部分變暗或是如上所述的梯度陰影。控制器390也可以按考慮組件非對稱的特點比如形狀匯流條、長度、涂層厚度等的要求控制電流。
通過下面的一些實例將進一步說明和理解本發(fā)明的一些特點和優(yōu)點，所述這些實例不是看作限制本發(fā)明的范圍。
實例取汽車側窗或邊窗形式的電致著色窗組件410構造如下。提供了一種第一玻璃基材420，所述第一玻璃基材420具有一如圖11所示的幾何形狀，該第一玻璃基材420具有總尺寸為寬度約23英寸(58.42cm)和長度為21英寸(53.34cm)并具有厚度為約80密耳(2.03mm)。這個第一基材420在一個表面上用該技術眾所周知的磁濺射汽相沉積法(MSVD)涂裝一層ITO涂層429，以便提供一種導電涂層。導電涂層429的表面電阻為每平方2歐姆(Ω)，并且導電涂層涂布厚度為25000。一個與第一玻璃基材420相似的第二玻璃基材430用一類似的方式裝備一個導電涂層439，同時把導電涂層439涂布到第二基材430面向第一玻璃基材420涂裝表面的一個表面上。
陽極匯流條設置在第一導電涂層429的對置邊緣上。更具體地說，第一對陽極匯流條460a和460b用3密耳厚的銅箔帶材跨過第一基材420的頂部邊緣設置，所述銅箔帶材用一種導電的膠粘劑固定到第一導電涂層429上。每個帶材的一部分疊層在組件410內(nèi)，而每個帶材的其余部分圍繞第一基材420的邊緣纏繞。匯流條460a和460b長度分別為10.5英寸和10.25英寸(26.67cm和26.04cm)，并分開約0.5英寸(1.27cm)。利用一個分開的3密耳厚的銅帶材設置一個第三陽極匯流條460c，所述分開的3密耳厚銅帶材跨過第一基材420的下面部分直接粘合式固定在第一導電涂層429上，同時另一個銅帶材461c也直接粘合式固定到第一導電涂層上，所述銅帶材461c垂直于匯流條460c和與匯流條460c接觸，并延伸到窗組件410的邊緣。膠粘帶作為絕緣體設置在匯流條460c和帶材461c的上方。匯流條460c是20.5英寸(52.07cm)長。
把4個陰極匯流條設置在第二基材430的對置邊緣上與第二導電涂層439接觸。更具體地說，設置陰極匯流條480a和480b與第二導電涂層439的第一邊緣接觸，所述陰極匯流條480a和480b取兩個分開的銅帶材形式，所述兩個分開的銅帶材彼此間隔開0.5英寸(1.27cm)并跨過第二基材430的其中一個側邊緣，及設置陰極匯流條480c和480d與第二導電涂層439的對置邊緣接觸，所述陰極匯流條480c和480d取兩個另外分開的銅帶材形式，所述兩個另外分開的銅帶材彼此間隔開0.5英寸(1.27cm)并跨過第二導電涂層439對置的側邊緣。每個匯流條都用3密耳厚銅箔制造，并用一導電的膠粘劑固定到相應的導電涂層上。每個帶材的其中一部分都疊層在組件410內(nèi)，而每個帶材的其余部分都圍繞第二基材430的邊緣纏繞。匯流條480a、480b、480c和480d長度分別為4.25英寸、7.25英寸、4.25英寸和11.75英寸(10.80cm、18.42cm、10.80cm和29.85cm)。
兩個玻璃基材420和430間隔開大約24密耳(0.61mm)，同時導電涂層429和439彼此面對。將一種聚合物樹脂圍繞組件的周邊涂布在兩個基材之間，以便起一種間隔件作用。將一種電致變色介質(zhì)440注入兩個基材之間，所述電致變色介質(zhì)其中包括紫羅堿染料和吩嗪染料，能在其上加電位時著色。通過電致變色窗組件410的光透射系數(shù)(LTA)處于不帶電狀態(tài)，亦即為不加電流時約為54％。
陽極和陰極匯流條通過引線連接到DC電源上。將各種不同的電流電平加到不同組匯流條上，如下面所述。由于沿著匯流條480a和480b的組件410邊緣比組件對置的邊緣短，所以在用匯流條480a和480b的線路中插入0.5歐姆電阻，以便改變電流并提供一般是均勻的功率密度。
表1
在例1中，電流在0.70伏下加到所有陽極匯流條和陰極匯流條上，并因此加到整個電致變色窗組件410上。同時電位在整個組件中均勻分配。在5分鐘后，電致變色窗組件達到恒定或穩(wěn)定的0.092安培狀態(tài)，其中所有氧化/還原反應都是在電致變色介質(zhì)內(nèi)陽極和陰極染料之間發(fā)生。正如在表1中可以看出的，整個電致變色窗組件達到一種極好的著色，同時窗組件的頂部部分具有＜1％的LTA，而組件的底部部分具有大約2％的LTA。因此，窗組件的著色或變暗快速而均勻地達到。
在例2中，電流是在0.70伏下只加到安排在窗組件410頂部處的陽極和陰極匯流條上，具體地說，只加到陽極匯流條460a和460b及陰極匯流條480a和480c上。在5分鐘后，電致變色窗組件達到一個恒定或穩(wěn)定的0.065安培狀態(tài)，其中所有的氧化/還原反應都在電致變色介質(zhì)內(nèi)陽極和陰極染料之間發(fā)生。正如在表1中可以看到的，在電致變色窗組件的頂部部分達到極好的著色，具有＜1％的LTA。組件的底部部分具有大約6-7％的LTA。因此，窗組件的著色或變暗是不均勻的，并且當從頂部往底部看時具有一個梯度。
在例3中，電流是在0.70伏下只加到安排在窗組件410頂部處的陽極和陰極匯流條上，具體地說，只加到陽極匯流條460a和460b及陰極匯流條480a和480c上。另外，將加到其余陽極和陰極匯流條，即陽極匯流條460c及陰極匯流條480b和480d的電流短路，亦即把從通電的匯流條經(jīng)由導電涂層到達這些匯流條的任何電流都消除。在5分鐘之后，電致變色窗組件達到一個恒定或穩(wěn)定的0.154安培狀態(tài)，其中所有的氧化/還原反應都在電致變色介質(zhì)內(nèi)的陽極和陰極染料之間發(fā)生。正如從表1中可以看到的，電致變色窗組件的頂部部分達到局部著色，具有14％的LTA。組件的底部部分具有大約54％的LTA，表示沒有顏色變化并完全透過組件的底部部分。因此，跨過窗組件的頂部得到一個局部陰影帶，同時有少量光透過陰影帶。
在例4中，與例3相同，但是代之以在0.80伏下將電流只加到安排在窗組件410頂部處的陽極和陰極匯流條上，具體地說，只加到陽極匯流條460a和460b及陰極匯流條480a和480c上。另外，與例3相同，把加到其余陽極和陰極匯流條，即陽極匯流條460c及陰極匯流條480b和480d的電流短路。在5分鐘之后，電致變色窗組件達到恒定或穩(wěn)定的0.187安培狀態(tài)，其中所有氧化/還原反應都是在電致變色介質(zhì)內(nèi)陽極和陰極染料之間發(fā)生。正如在表1中可以看到的，電致變色窗組件的頂部部分達到極好的著色，具有大約3％的LTA。另一方面，組件的底部部分具有大約54％的LTA，表示沒有顏色變化并完全透過組件的底部部分。因此，跨過窗組件的頂部達到一個完全的陰影帶。
現(xiàn)在已經(jīng)說明了本發(fā)明的各個示例實施例。應該理解，這些實例僅是本發(fā)明的舉例說明。本發(fā)明的許多變動和修改對本領域的技術人員來說是顯而易見的，所述許多變動和修改打算都包括在后面權利要求書的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種電致變色窗組件，其包括一第一透明基材，所述第一透明基材在其一個表面上具有一第一導電涂層；一第二透明基材，所述第二透明基材在其一個表面上具有一第二導電涂層，所述第一透明基材和第二透明基材彼此間隔開，以在它們之間限定一個室；一種裝在所述室內(nèi)的電致變色介質(zhì)，所述電致變色介質(zhì)具有一個光透射系數(shù)，該光透射系數(shù)因加一個電位穿過所述電致變色介質(zhì)而變化；數(shù)個第一間隔開的裝置，所述數(shù)個第一間隔開的裝置接觸所述第一導電涂層并能把電流輸送到所述第一導電涂層；及數(shù)個第二間隔開的裝置，所述數(shù)個第二間隔開的裝置接觸所述第二導電涂層并能把電流輸送到所述第二導電涂層，以穿過所述電致變色介質(zhì)形成所述電位。
2.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述數(shù)個第一間隔開的裝置和數(shù)個第二間隔開的裝置是匯流條。
3.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述數(shù)個第一間隔開的裝置的至少其中之一和數(shù)個第二間隔開的裝置的至少其中之一圍繞所述窗組件周邊定位。
4.如權利要求3所述的窗組件，其中，所述數(shù)個第一間隔開的裝置和數(shù)個第二間隔開的裝置圍繞所述周邊設置。
5.如權利要求4所述的窗組件，其中，所述數(shù)個第一間隔開的裝置圍繞所述周邊設置在所述數(shù)個第二間隔開的裝置之間。
6.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述第一透明基材和第二透明基材具有一非對稱的幾何形狀。
7.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述數(shù)個第一間隔開的裝置沿著所述第一導電涂層對置的端部接觸該第一導電涂層，所述數(shù)個第二間隔開的裝置沿著所述第二導電涂層對置的端部接觸該第二導電涂層，所述第一導電涂層的對置端部與所述第二導電涂層對置的邊緣彼此間隔開。
8.如權利要求7所述的窗組件，其中，所述第一導電涂層的所述對置的邊緣至少其中之一處于至少非常接近所述窗組件的周邊。
9.如權利要求8所述的窗組件，其中，所述第一導電涂層對置的端部和所述第二導電涂層對置的端部都處于至少非常接近所述窗組件的周邊。
10.如權利要求1所述的窗組件，其中所述數(shù)個第一間隔開的裝置的每個尺寸都相等，所述數(shù)個第二間隔開的裝置的每個尺寸都相等。
11.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述數(shù)個第一間隔開的裝置的至少其中之一具有與另一個所述數(shù)個第一間隔開的裝置不同的長度。
12.如權利要求1所述的窗組件，其中所述數(shù)個第一間隔開的裝置和所述數(shù)個第二間隔開的裝置中的每一個的長度至少為0.5英寸。
13.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述數(shù)個第一間隔開的裝置間隔開至少0.5英寸，所述數(shù)個第二間隔開的裝置間隔開至少0.5英寸。
14.如權利要求11所述的窗組件，其中，所述數(shù)個第一間隔開的裝置中的每一個與所述數(shù)個第二間隔開的裝置中的每一個繞所述周邊以至少0.5英寸的距離間隔開。
15.如權利要求1所述的窗組件，還包括若干電阻，設置所述電阻以調(diào)節(jié)輸送到所述數(shù)個第一間隔開的裝置至少其中之一的電流。
16.如權利要求1所述的窗組件，還包括一個控制器，所述控制器能控制把所述電流輸送到選定的所述數(shù)個第一間隔開的裝置和選定的所述數(shù)個第二間隔開的裝置上，這樣，所述穿過電致變色介質(zhì)第一部分的光透射系數(shù)與所述穿過電致變色介質(zhì)第二部分的光透射系數(shù)不同。
17.如權利要求16所述的窗組件，其中，所述控制器能在所述數(shù)個第一間隔開的裝置另一些選定的裝置處和所述數(shù)個第二間隔開的裝置另一些選定的裝置處使電流短路。
18.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述電致變色介質(zhì)包括至少一種陽極電致變色化合物和至少一種陰極電致變色化合物；加電位到所述電致變色介質(zhì)引起同時的所述陽極電致變色化合物的氧化作用和所述陰極電致變色化合物的還原作用，因而引起降低光透射系數(shù)。
19.如權利要求1所述的窗組件，其中，電致變色介質(zhì)是自動消色的。
20.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述第一和第二透明基材從玻璃、聚合物材料及其組合中選定。
21.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述電致變色窗組件從汽車擋風玻璃、汽車側窗、汽車車頂天窗、建筑窗玻璃、及飛機窗中選定。
22.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述第一和第二導電涂層具有薄片電阻范圍為每平方面積1Ω-10Ω。
23.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述第一和第二導電涂層的厚度范圍為5000-50000。
24.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述電流在0.5伏-1.0伏范圍內(nèi)加到所述第一和第二導電涂層上。
25.如權利要求1所述的窗組件，其中，所述組件至少一部分的光透射系數(shù)從范圍為1-20％的最小LTA到范圍為60-80％的最大LTA變化。
26.一種向電致變色窗組件提供均勻著色的方法，其包括提供一種電致變色窗組件，所述電致變色窗組件包括第一和第二間隔開的透明基材，所述第一和第二間隔開的透明基材在它們之間限定一個室，所述第一透明基材具有一第一導電涂層，所述第二透明基材具有一第二導電涂層，所述室裝有一種電致變色介質(zhì)，該電致變色介質(zhì)能在電位加于其上時著色，以提供降低的光透射系數(shù)；及將電流加到所述第一導電涂層對置的端部上和加到所述第二導電涂層對置的端部上，以穿過所述電致變色介質(zhì)建立所述電位，所述第一導電涂層和第二導電涂層的對置的端部彼此間隔開，其中，所述電致變色介質(zhì)的著色是均勻的。
27.如權利要求26所述的方法，其中，所述第一導電涂層對置的端部和所述第二導電涂層對置的端部至少十分接近所述組件的周邊邊緣。
28.如權利要求26所述的方法，還包括沿著所述第一透明的基材對置的端部設置數(shù)個第一間隔開的裝置和沿著所述第二透明的基材對置的端部設置數(shù)個第二間隔開的裝置，所述數(shù)個第一間隔開的裝置處于與所述第一導電涂層對置的端部電連通，以提供所述電流給所述第一導電涂層，而所述數(shù)個第二間隔開的裝置處于與所述第二導電涂層電連通，以提供所述電流給所述第二導電涂層。
29.一種對一部分電致變色窗組件提供優(yōu)先著色的方法，其包括提供一個電致變色窗組件，所述電致變色窗組件包括第一和第二間隔開的透明基材，在所述第一和第二透明的基材之間限定一個室，所述第一透明基材具有一第一導電涂層，所述第二透明基材具有一第二導電涂層，所述室裝有一種電致變色介質(zhì)，所述電致變色介質(zhì)能在加電位于其上時著色，以提供降低的光透射系數(shù)；使數(shù)個第一間隔開的裝置與所述第一導電涂層電氣連接，以向所述第一導電涂層提供所述電位；使數(shù)個第二間隔開的裝置與所述第二導電涂層電氣連接，以向所述第二導電涂層提供所述電位；將電流加到選定的所述數(shù)個第一間隔開的裝置上和加到選定的所述數(shù)個第二間隔開的裝置上，以便穿過所述電致變色介質(zhì)一個選定的部分形成所述電位，使所述選定的部分改變顏色和降低它的光透射系數(shù)。
30.如權利要求29所述的方法，包括將所述第一導電涂層對置的端部設置在至少十分接近所述組件周邊的地方，將所述第二導電涂層對置的端部設置在至少十分接近所述組件所述周邊的地方，將所述數(shù)個第一間隔開的裝置沿著所述第一導電涂層對置的端部電氣連接到所述第一導電涂層上，將所述數(shù)個第二間隔開的裝置沿著所述第二導電涂層對置的端部電氣連接到所述第二導電涂層上。
31.如權利要求30所述的方法，包括沿著所述組件的周邊將所述第一導電涂層對置的端部與所述第二導電涂層對置的端部間隔開。
32.如權利要求29所述的方法，還包括在所述數(shù)個第一間隔開的裝置中另一些選定的裝置處和在所述數(shù)個第二間隔開的裝置中另一些選定的裝置處使電流短路。
33.如權利要求29所述的方法，包括改變加到所述數(shù)個第一間隔開的裝置中選定的一些裝置和加到所述數(shù)個第二間隔開的裝置中選定的一些裝置上的電流，以向所述電致變色介質(zhì)選定的部分提供不同程度的降低的光透射系數(shù)。
34.如權利要求33所述的方法，其中，所述電致變色窗組件是汽車擋風玻璃，所述電致變色介質(zhì)的所述部分是陰影帶。
35.如權利要求29所述的方法，包括將所述第一導電涂層設置在至少十分接近所述組件的周邊邊緣處，將所述第二導電涂層設置在至少十分接近所述組件的所述周邊邊緣處，使所述數(shù)個第一間隔開的裝置圍繞所述整個周邊電氣連接到所述第一導電涂層上，使所述數(shù)個第二間隔開的裝置圍繞所述整個周邊電氣連接到所述第二導電涂層上。
36.如權利要求35所述的方法，包括將所述數(shù)個第一間隔開的裝置圍繞所述周邊間隔開至少0.5英寸，將所述數(shù)個第二間隔開的裝置圍繞所述周邊間隔開至少0.5英寸，將所述數(shù)個第一間隔開的裝置與所述數(shù)個第二間隔開的裝置圍繞所述周邊間隔開至少0.5英寸。
全文摘要
一種電致變色窗組件包括一種裝在一個室中的電致變色介質(zhì)(40)。數(shù)個第一間隔開的裝置接觸第一導電涂層，并能把電流輸送到第一導電涂層(29)上；及數(shù)個第二間隔開的裝置接觸第二導電涂層(39)，并能把電流輸送到第二導電涂層上，以便形成電位穿過電致變色介質(zhì)。數(shù)個第一間隔開的裝置和數(shù)個第二間隔開的裝置可以是圍繞窗組件周邊安排的匯流條(60、80)。此外，窗組件可以包括一個控制器，所述控制器能控制把電流輸送到數(shù)個第一間隔開的裝置其中選定的一些裝置及數(shù)個第二間隔開的裝置其中選定的一些裝置上，以使穿過電致變色介質(zhì)第一部分的光透射系數(shù)與穿過電致變色介質(zhì)第二部分的光透射系數(shù)不同。
文檔編號G02F1/163GK1537257SQ02815056
公開日2004年10月13日 申請日期2002年7月1日 優(yōu)先權日2001年7月31日
發(fā)明者托馬斯·G·魯卡維納, 林嘉正, 托馬斯 G 魯卡維納 申請人:Ppg工業(yè)俄亥俄公司