CN101300523A - 具有多个连接器的电致变色显示板 - Google Patents

Abstract

电致变色窗包括具有第一导电涂层的第一透明基板以及具有第二导电涂层的第二透明塑料基板。电致变色介质位于第一和第二导电涂层之间。第一和第二导电涂层的至少一个包含位于第一和第二金属氧化层之间的金属层。多个第一间隔部件与第一导电涂层接触，且多个第二间隔部件与第二导电涂层接触。

Description

具有多个连接器的电致变色显示板

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求享有2005年7月1日提交的申请号为60/696,066、发明名称为“Multi-layer Coating/Primer Basecoats for Plasma Vapor Deposited HardCoatings(用于等离子气相沉积的硬涂层的多层涂层/底漆的打底层)”的美国专利申请的优先权。本申请涉及都与其同时提交的美国申请号、发明名称为“AVision Panel Having a Multi-layer Primer(具有多层底漆的显示板)”的美国专利申请以及美国申请号、发明名称为“Transparent Electrode for anElectrochromic Switchable Cell(用于电致变色可转换单元的透明电极)”的美国专利申请。这些申请的全部内容在此引为参考。

技术领域

[0002]本发明涉及可转换的电致变色装置，其能够贯穿整个结构均匀地转换。更具体地，本发明涉及可转换的电致变色装置，特别是飞机玻璃窗，其可均匀地在激活和未激活状态之间转换。

背景技术

[0003]现有技术中已知商用电致变色装置用做玻璃窗，诸如汽车窗、汽车镜、飞机窗组件、遮阳篷顶、天窗和建筑物的窗户。上述电致变色装置典型地包括密封室，其通过以间隙或空间分开的包含电致变色介质的两片玻璃确定。电致变色介质典型地包括同在溶液中的阳极化合物和阴极化合物。玻璃基板典型地包括在玻璃的端表面上(facing surface)涂覆的、且与电致变色介质接触的透明导电层。两个玻璃基板上的导电层与电路连接。当给予导电层电压时，所施加的电势被引入到装置的室内，其给予电致变色介质电压且导致介质改变颜色。例如当给予电致变色介质电压时，其会变暗且开始吸收光。

[0004]另一方面，汽车窗、建筑物窗和某些飞机窗，具有相对大的规模。结果在亮和暗状态之间的转换这些更大规模的电致变色装置会慢且不均匀。逐渐、不均匀的着色或转换是与更大规模电致变色窗组件相关的常见问题，其通常被称作为“虹膜效应”。该效应典型的是由于穿过基板表面上的透明导电涂层表面的电位降导致的，其导致当电流流经电致变色溶液时所施加的电位在邻近沿涂层表面边缘的汇流条处最高，而在单元的中心处最低。因此，电致变色介质将对汇流条所在的单元周边(即，最接近施加电位与电致变色介质接触的点)初始着色，其后朝单元中心着色，从而典型地显示出不均匀的着色。此外，在常规电致变色装置中，在施加电位时为整个组件遮光。

[0005]因此，存在对重量轻、相对便宜和耐用的电致变色装置的需求。

发明内容

[0006]一种电致变色窗，包含：第一透明基板，具有位于其至少一部分上的第一导电涂层，以及第二透明塑料基板，具有位于其至少一部分上的第二导电涂层。电致变色介质位于第一和第二导电涂层之间。第二导电涂层包含在第一和第二金属氧化物层之间的金属层。多层底漆位于第二基板和第二导电涂层之间。多个第一间隔部件，其与第一导电涂层接触且能够将电流传送到第一导电涂层。多个第二间隔部件，其与第二导电涂层接触且能够将电流传送到第二导电涂层，以穿过电致变色介质建立电势。多个第一连接件的每一个与多个第一间隔部件中的相应的一个连接以将电流传到多个第一间隔部件中的相应的一个。多个第二连接件的每一个与多个第二间隔部件中的相应的一个连接以将电流传送到多个第二间隔部件中的相应的一个。

[0007]另一电致变色窗组件，包含第一透明塑料基板，其具有位于其至少一部分上的第一底漆层以及在所述第一底漆层至少一部分上的第一导电涂层。第一底漆层包含与第一基板最靠近的第一膜层以及在第一膜层上的第二膜层。第一膜层具有比第一基板的膨胀系数小的膨胀系数，第二膜层具有比第一膜层的膨胀系数小的膨胀系数。第一导电涂层包含夹在两个金属氧化物层之间的至少一个银层。第二透明塑料基板具有位于其至少一部分上的第二底漆层以及在第二底漆层的至少一部分上的第二导电涂层。第二底漆层包含与第一基板最靠近的第一膜层以及在第一膜层上的第二膜层。第一膜层具有比第二基板的膨胀系数小的膨胀系数，第二膜层具有比第一膜层的膨胀系数小的膨胀系数。第一导电涂层包含夹在两个金属氧化物层之间的至少一个银层。电致变色介质位于第一和第二导电涂层之间，且包含紫原染料和二甲基吩嗪染料。多个第一间隔部件，其与第一导电涂层接触且能够将电流传送到第一导电涂层。多个第二间隔部件，其与第二导电涂层接触且能够将电流传送到第二导电涂层，以穿过电致变色介质建立电势。多个第一连接件的每一个与多个第一间隔部件中的相应的一个连接以将电流传送到多个第一间隔部件中的相应的一个。多个第二连接件的每一个与相多个第二间隔部件中的应的一个连接以将电流传送到多个第二间隔部件中的相应的一个。

附图说明

[0008]当结合附图阅读时，能更好地理解本发明的前述概要以及随后本发明的实施例详细说明，其中相似的标号全文指代相似部分。在附图中：

[0009]图1是合并了本发明特征的电致变色窗组件的实施例的正交视图；

[0010]图2是图1所示的电致变色窗组件为清楚的目的去掉了一部分的前视图；

[0011]图3是电致变色窗组件沿图2的3-3线的截面图；

[0012]图4是类似图3的具有分段汇流条的电致变色窗组件的可替换的实施例的截面图；

[0013]图5是电致变色窗组件沿图3的5-5线的截面图；

[0014]图6是类似图5的电致变色窗组件的可替换的实施例的截面图，其中底漆层包含多个膜层；以及

[0015]图7是具有防尘盖的电致变色窗组件进一步可替换的实施例的截面图。

具体实施方式

[0016]对于本说明书而言，除非另外指明，用在说明书和权利要求书中的所有表示数量的数字诸如尺寸、电压、光透射比、性能测定等在一切情况下通过“大约”一词来修改。因此，除非相反地指明，在后面的说明书和附带的权利要求书中阐述的数字参数是近似的，这些参数可依赖于本发明寻求得到的期望的性质而变化。最低限度地，并且不是试图将等同原则的申请限制在权利要求范畴，每个数字参数应至少按照所记录的明显的数字和通过应用常规的舍入(rounding)技术来解释。更进一步，如此处所用，“膜”一词是指期望的或被选择的涂料成份的涂覆区域。涂料成份可以使大致均匀的或不均匀的。“层”可包含一个或多个“膜”且“涂层”或“涂料叠层”可包含一个或多个“层”。此外，可以理解此处公开的所有范围包含其中包容的任意的和所有子范围的。例如，“1”至“10”的规定范围应认为是包括最小值1和最大值10之间(以及包含的)任意的和所有子范围；即，以最小值1或更大开始和以最大值10或更小结束(的所有子范围，例如，1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等等。

[0017]在一个非限制的实施例中，本发明涉及可转换的电致变色窗组件，其能够具有遍布整个结构的大致均匀转换或着色，以及能够分级遮光(也就是梯度遮光)或对所选区域择优遮光。在本发明一个非限制的实施例中，电致变色窗组件包括涂有第一导电涂层的第一透明基板以及涂有第二导电涂层的第二透明基板。第一和第二透明基板被分隔开，其中第一和第二导电涂层彼此相对。电致变色介质能够在穿过该介质施加电势时减小透光率，该介质位于第一和第二导电涂层之间且与其电接触。在本发明一个非限制的实施例中，第一和第二透明基板隔开以提供用于容纳介质的室。在本发明另一个非限制的实施例中，多个第一间隔电连接部件例如沿第一基板相对端与第一导电涂层接触，用于提供到第一导电涂层的电流，以及多个第二间隔电连接部件例如沿第二基板相对端与第二导电涂层接触，用于提供到第二导电涂层的电流。当将来自DC电源的电流施加到第一多个和第二多个部件时，在涂层之间且通过电致变色介质外加电势以使电致变色介质快速且均匀地在由于这些部件的设置导致的状态之间改变，例如从激活状态变为未激活状态，例如从不期望的颜色变为期望的颜色。此外，可将电流施加到第一和第二多个部件的所选的部件上，并且电流对第一和第二多个部件的其它所选的部件不够，由此产生包括在组件所选部分内的遮光区域的窗组件。

[0018]图1-7所示的是包含本发明特征的电致变色窗组件10。虽然不是必需的，但在本发明一个特定的非限制的实施例中，电致变色组件10具有常规的对称几何形状。例如，电致变色窗组件10可以是正方形或矩形形状的窗组件。该对称形状的窗组件对用作诸如机舱窗或驾驶员座舱窗的飞机窗是特别有用的，但不是必需的。电致变色窗组件10的大小和形状可按照组件的特殊用途来选择。

[0019]特别是如图1和2所示，电致变色窗组件10包括第一透明基板20和第二透明基板30。这些基板可由现有技术中用于电致变色装置的任何材料制成，诸如但不局限于聚合物材料、玻璃和类似物以及这些材料的组合。在本发明非限制的实施例中，基板20和30的至少一个或两个都由塑料制成，例如聚碳酸酯丙烯酸、聚氨酯塑料和类似物、以及这些材料的组合物。第一基板20和第二基板30都是透明的。另外，但不是必需的，基板20和30的至少一个或两个都可以是彩色的或带色彩的。在本发明一个非限制的实施例中，电致变色窗组件10当在其没有颜色或“漂白”的状态时具有至少70％的光透射比，如将在下面更详细地讨论的。用在此处的术语“光透射比”和“透光率”指的是穿过透明体透射的可见光的总量的测量值。用在此处的术语“可见光”表示具有波长范围在380nm到800nm的电磁辐射。本说明书中提供的光透射比数据使用CIE标准光源A测得，并表示为LTA。

[0020]如图3所示，第一基板20和第二基板30间隔开，且相对于彼此成大致平行面对的关系，在它们之间限定了室41。上述关系可通过间隔元件45实现。间隔元件45可以能够在第一基板20和第二基板30之间保持期望的间隔的任何方式放置。如图5所示，第一基板20和第二基板30可分别包含在端面主表面21和端面主表面31上的底漆层22、22′。在本发明一个非限制的实施例中，间隔元件45以密封方式与第一基板20和第二基板30的外边缘相邻地关于电致变色窗组件10的周边延伸，如现有技术中已知的那样。虽然不是必需的，但间隔元件45可从第一基板20和第二基板30的外边缘稍微向里放置。该位置使第一和第二基板的稍微突出，这可暴露后面要讨论的第一和第二涂层29和39的位置，以改善电接触。间隔元件45可由任何非导电材料构成。在本发明一个非限制的实施例中，间隔元件45是聚合物材料，例如可固化的有机聚合物材料，诸如但不局限于热塑材料、热固化性材料、UV固化树脂材料以及它们的组合物。基于环氧的有机密封材料的环氧树脂作为间隔元件45是有益的。

[0021]参考图1和图2，第一基板20的周边定义了彼此相对的相对端20a和20c，以及彼此相对的相对端20b和20d。类似的，第二基板30的周边定义了彼此相对的相对端30a和30c，以及彼此相对的相对端30b和30d。

[0022]参考图3，每个第一基板20和第二基板30分别设置有电极28和38，以对电致变色单元供电，如将在后面更详细的描述的。在如图2和图3所示的本发明的非限制性实施例中，电极28包括为基板20的端面主表面21上的第一导电涂层29的形式的透明导电材料层，电极38包括为基板30的端面主表面31上的第二导电涂层39的形式的透明导电材料层。第一和第二导电涂层29和39可以是对可见光基本透明、抗电致变色装置中任何材料和空气的腐蚀、并且具有好的导电性的任何材料。虽然不是必需的，但涂层29和39典型地包括一个或更多金属或金属氧化物涂层，诸如但不局限于银、金、氧化锡、氧化铟锡(ITO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺锑氧化锡以及ITO/金属/ITO(IMI)，以及观有技术中已知的其它材料。在一个非限制的实施例中，导电涂层29和39可通过熟知的包括高温分解、化学气相沉积和磁控溅射的方法中的任何一种来涂覆。第一和第二导电涂层29和39可由相同或不同材料构成。

[0023]在本发明一个非限制的实施例中，第一和第二导电涂层29和39具有1至10欧姆/方块的薄层电阻，例如，2至5欧姆/方块。此外，第一和第二导电涂层29和39的厚度可彼此相同或不同，且涂层厚度可以是均匀的，也就是全部相同的整体厚度，或涂层厚度可以是不均匀的，也就是涂层厚度是变化的。在本发明一个非限制的实施例中，涂层具有相同的整体均匀厚度，其范围在5000

至50,000

之间，例如13,000

至26,000

[0024]如图3所示，电致变色介质40被包含在第一基板20和第二基板30形成的室41内。在一个非限制的实施例中，室41厚15mm至20mm。电致变色介质40可以是如现有技术中已知的任何类型的材料，且可以是任何已知的形式，诸如但不局限于电致变色溶液、凝胶、半固体材料和类似物。电致变色介质40包括定义颜色的至少一种电致变色化合物或染料。这种材料当施加更大电势时用来上色以继续加深颜色或遮光，这在现有技术中是熟知的。当将电势关断或反转，颜色将被去掉或漂白，使得通过电致变色介质40的透光率为如同施加电势之前一样的程度。在一个非限制的实施例中，电致变色介质包含紫原色素和二甲基吩嗪染料。

[0025]在本发明一个非限制的实施例中，电致变色介质40是溶液相(solution-phase)型电致变色介质，其中当电化学还原或氧化时包含在离子导电电解质溶液中的材料存留在电解质溶液中(包括凝胶)。在本发明另一个非限制的实施例中，电致变色介质40是表面限定的电致变色介质，其中当电化学还原或氧化时直接附在导电电极上或以紧密靠近导电电极限定的材料仍附着或被限定。在本发明另一个非限制的实施例中，电致变色介质40是电镀型电致变色介质，其中当电化学还原或氧化时包含在离子导电电解质溶液中的材料在导电电极上形成层。

[0026]虽然不是必需的，但是在一个非限制的实施例中，电致变色介质40包括至少一个阳极的化合物和至少一个阴极的化合物，阳极化合物表示可氧化的材料，阴极化合物表示可还原的材料。在对电致变色介质40施加电势的时，阳极的电致变色化合物氧化且阴极的电致变色化合物同时还原。这种同时氧化和还原结果导致可见光谱中至少一个波长的吸收系数改变。这种电致变色介质40中的阳极和阴极的电致变色化合物的组合限定了在施加的电势时相关联的颜色。该阴极的电致变色化合物通常指的是紫原色素染料，且该阳极的电致变色化合物通常指的是吩嗪染料。

[0027]电致变色介质40也可包括其它材料，诸如溶剂、光吸收剂(例如UV吸收剂)、光稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、增稠剂、粘度调节剂以及类似材料。

[0028]参考图5，显示了本发明一个特定的非限制实施例。第一基板20在端面主表面21上设有底漆层22，第二基板30在端面主表面31上设有底漆层22′(此处也被称为“第一底漆层22”和“第二底漆层22′”)。第一基板20和第二基板30优选是塑料的且厚度范围在0.02至2英寸(0.0508至5.08cm)，诸如0.08至1英寸(0.2032至2.54cm)。在一个非限制的实施例中，第—和第二底漆层22、22′由环氧硅烷制成，且分别具有比相应的第一基板20和第二基板30更小的膨胀系数。虽然不在本发明中限定，但是基于树脂的环氧可以是环氧硅烷和环氧树脂。在一个非限制性的实施例中，环氧硅烷是双酚A环氧树脂。因为当在压力和/或温度变化导致的操作中窗组件不断膨胀和/或收缩，第一和第二底漆层22、22′有助于减小基板20、30和涂层29、39之间的应力以利于防止涂层剥离。第一和第二底漆层22、22′也可包括光收剂，例如为了减少窗组件的UV撞击损害的UV吸收剂。虽然不是必需的，但是每个底漆层22、22′可通过本领域技术人员已知的流涂法涂覆到端面主表面21和31上。一旦涂覆了，第一和第二底漆层22、22′就在真空室中热固化约1至5小时。在一个非限制的实施例中，可具有一个或多个膜的每个底漆层22、22′的厚度小于等于25微米。

[0029]参考图6，显示了本发明一个特定的非限制实施例，其中第一和第二底漆层22、22′包括由第一膜层22a、与第一膜层22a相邻的第二膜层22b、和与第二膜层22b相邻的第三膜层22c限定的梯度热膨胀叠层。第一和第二底漆层22、22′的第三膜层22c最接近电致变色介质40。在一个非限制的实施例中，第一膜层22a的膨胀系数比塑料基板20、30小。第二膜层22b的膨胀系数比第一膜层22a小，第三膜层22c的膨胀系数比第二膜层22b小。在一个非限制的实施例中，膜层22a、22b和22c的每一个都由环氧基硅烷制成，其中可通过增加环氧硅烷膜中的硅烷成分来减小膨胀系数。在一个非限制性的实施例中，环氧基硅烷是双酚A环氧树脂。第一膜层22a、第二膜层22b和第三膜层22c的厚度可以单独或统一变化。在一个非限制的实施例中，每个第一和第二底漆层22、22′的全部厚度小于等于25微米。应该理解，本发明不局限于三个膜的底漆层。底漆层可替换地包括两个底漆层或四个或更多的底漆层。在本发明的概括方面，如果有多个底漆膜，则至少一个底漆膜具有比底漆膜设置在其上的基板小的膨胀系数。在另一个非限制的实施例中，如果仅有一个底漆膜，则该底漆膜具有比底漆膜设置在其上的基板小的膨胀系数。

[0030]第一导电涂层29和第二导电涂层39涂在它们各自的底漆层22、22′上。在一个非限制的实施例中，第一和第二导电涂层29和39由具有2欧姆/方块的电阻率的ITO/银/ITO叠层组成，如图5和图6所示。第一导电涂层29具有厚度小于等于150

且夹在ITO膜29a和29c之间的银膜29b。第二导电涂层39具有厚度小于等于150且夹在ITO膜39a和39c之间的银膜39b。第一和第二涂层29和39的ITO/银/ITO叠层可作为单元按需要重复，例如重复1至6次。在一个非限制的实施例中，有三个银层。此外，ITO膜29a、29c、39a、39c可用氧化锌膜、掺杂或未掺杂的导电锡酸锌或这两者来代替。阻氧层24，如图5和图6所示，可设置在电致变色介质室41与第一和第二导电涂层29和39之间。但是，如本领域技术人员所能够理解的，阻氧层24可在底漆层22、22′与每个对应的第一和第二导电涂层29和39之间涂覆。阻氧层24防止包含在电致变色介质40中的染料氧化。在一个非限制的实施例中，电致变色介质40包含在室41中，其在非限制的实施例中该大约0.02英寸(0.0508cm)宽。电致变色介质40包含95％至98％的丙烯碳酸盐作为组合的1/10重量百分比的紫原色素染料和二甲基吩嗪染料的溶剂。电致变色介质40中含有四氟硼酸四丁基铵作为促进导电性的盐溶液。此外，电致变色介质40中的2.0％至5.0％重量百分比的聚亚安酯或聚亚安酯丙烯酸脂聚合物以制作凝胶。在本发明的该非限制实施例中，紫原色素染料是阴极电致变色化合物，二甲基吩嗪染料是阳极电致变色化合物。在对电致变色介质40施加电势时，二甲基吩嗪染料氧化且同时紫原色素染料还原。如上所述，同时发生的氧化和还原导致了可见光谱中至少一个波长的吸收系数变化。电致变色介质40中的这些阳极和阴极电致变色化合物限定了与在其上施加的电势有关的颜色。在该特定的实施例中，紫原色素染料变成深蓝且二甲基吩嗪染料变成浅黄。因此，在施加电势时，电致变色介质40显示了碧绿色。此外，凝胶形式的聚亚安酯或聚亚安酯丙烯酸脂聚合物的存在防止了染料的移动和分离。本领域技术人员将容易理解，染料可被替换为或添加其它染料以给予电致变色介质40不同的颜色或多个颜色。此外，电势的增加，诸如电压增加，使电致变色介质颜色变深。因此，当电致变色窗组件10安装到例如飞机上时，提供的遮光可“个性化的”，也就是说，电势或电势可增加或减小以提供0.1％至70％或更大的透光率。70％或更大的透光率转换成电致变色介质40的清晰或漂白状态。电致变色介质40颜色越深，则透光率的百分比减少的越多。另外，在本发明的特定实施例中，如果电势停止，诸如通过停电，则电致变色窗组件10自漂白(self-bleach)到清晰状态。组件10的终端用户经过控制涉及组件10的电流量的按钮或拨盘组件可调整电势量。

[0031]可以理解，在本发明的一个非限制性实施例中，电极28和38可包括被绝缘层隔开的多个导电层。该多个层可设置为对电致变色窗提供额外功能。例如，在包括诸如银层的两个导电层的电极结构中，被诸如锡酸锌的绝缘层隔开，最靠近基板的银层可用于加热基板的外表面，而最靠近电致变色介质的银层可用来激活窗的电致变色单元。上述类型的多层电极在申请号、发明名称为“Transparent Electrode for an Electrochromic Switchable cell(用于电致变色可转换单元的透明电极)”的美国专利申请中公开，其全部内容在此引为参考。

[0032]虽然不是必需的，但在本发明的一个非限制实施例中，涂层29和/或39至少一个边缘分别延伸至少接近到基板20和/或30的边缘，也就是，组件10的周围边缘11，例如在周围边缘11的2英寸、或1英寸或0.5英寸(5.08cm、或2.54cm或1.27cm)内。在如图1-6所示的本发明特定的非限制实施例中，涂层29和39的所有边缘至少延伸至接近组件10的周围边缘11，且在一个非限制性实施例中，涂层29和39的所有边缘延伸至与它们相应的基板的边缘且由此延伸到组件10的周围边缘11。

[0033]如图1-6所示，在一个非限制性实施例中，多个第一部件接触第一导电涂层29，且多个第二部件接触第二导电涂层39。在本发明的一个非限制性实施例中，多个第一部件包含多个汇流条60，且多个第二部件包含多个汇流条80。对本发明非限制性地，在一个特定的实施例中，汇流条60是阳极汇流条而汇流条80是阴极汇流条。该汇流条60和80分别提供在DC电源(未在图1-7中示出)与第一和第二导电涂层29和30之间的电连接。该电连接可以所知的任何方式建立。例如，如图3和4所示，每个阳极汇流条60可通过焊点64与阳极导电线65连接，同时每个阴极汇流条80可通过焊点84与阴极导电线85连接。以这种方式，将正电流施加到阳极汇流条60和涂层29且将负电流施加到阴极汇流条80和涂层39上，在电致变色单元内的涂层中间产生了电势。此外，可围绕电致变色窗组件10的周围边缘11提供外部盖或绝缘体(未示出)以保护间隔组件45、线65和85和/或焊点64和84。在另一个非限制的实施例中，单个汇流条可与第一导电涂层29连接且另一个单个汇流条可与第二导电涂层39连接。

[0034]在如图1-6所示的本发明的一个特定的非限制实施例中，延伸到组件10的周围边缘11的涂层29的边缘和与第一导电涂层29接触的阳极汇流条60，沿第一基板20的相对端20b和20d设置。以该方式，来自电源的电流沿第一基板20的相对端20b和20d提供到第一导电涂层29的相对边缘。类似地，延伸到组件10的周围边缘11的涂层39的边缘和与第二导电涂层39接触的阴极汇流条80，沿第二基板30的相对端30b和30d设置。以该方式，来自电源的电流沿第二基板30的相对端30b和30d提供到第二导电涂层39的相对边缘。汇流条60可交替或同时沿第一基板20的相对端20a和20c提供，汇流条80可交替或同时沿第二基板30的相对端30a和30c提供。

[0035]在与图1-6所示相似的本发明的非限制实施例中，涂层29的边缘延伸到组件10的周围边缘11和与第一导电涂层29相接触的汇流条60，沿第一基板20的相对端20a和20c提供。以该方式，来自电源的电流沿第一基板20的相对端20a和20c提供到第一导电涂层29的相对边缘上。类似地，涂层39的边缘延伸到组件10的周围边缘11和与第二导电涂层39相接触的汇流条80，沿第二基板30的相对端30b和30d提供。以该方式，来自电源的电流沿第二基板30的相对端30b和30d提供到第二导电涂层39的相对边缘上。此外，要对其施加电流的第一和第二涂层29和39的这些相对端彼此隔开。不希望受任何特定理论的限制，认为通过施加电流到涂层的相对端、且将给予正电流的第一涂层的端从给予负电流的第二涂层的端隔开，导致遍布整个电致变色单元均匀施加了电势，其结果是电致变色介质的均匀上色以及减弱了虹膜效应(从单元的边缘朝其中心逐渐着色)。在此处使用的“均匀上色”一词表示由于施加电势而导致颜色变化的电致变色介质的那些位置，所有变化整体以相同方式变化，例如整体在同一时间变化和/或整体以相同速度。

[0036]在本发明的另一个非限制实施例中，汇流条60沿相对边缘20a和20c以及相对边缘20b和20d设置，且汇流条80沿相对边缘30b和30d以及相对边缘30a和30c设置。以该方式，在全部第一基板20的边缘附近提供阳极的汇流条60，且在全部第二基板30的边缘附近提供阴极的汇流条80，也就是说，汇流条60和80设置于组件10的整个周围边缘11附近。在如图4所示的本发明的一个特定的非限制实施例中，汇流条60和汇流条80以交替方式设置，也就是说，在组件10的整个周围边缘11附近每个汇流条60在每个汇流条80之间。该设置通过整个电致变色窗组件10提供了均匀施加的电势。虽然不是必需的，但在本发明的一个非限制性实施例中，每个阳极的汇流条60沿窗组件10的周围边缘11与每个汇流条80间隔至少0.5英寸(1.27cm)的距离。该间隔保证了在汇流条之间电流不会短路且通过整个电致变色装置提供了均匀的电势。另外，该汇流条构造提供了即使在延长施加电势情况下，染料分离也会最小化。染料分离是染料朝在组件上电压最大的部分移动且集中在该部分的趋势，组件上电压最大的部分典型的是沿汇流条。

[0037]汇流条60和80可由本领域中熟知的典型的用于汇流条的任何高导电性材料制成。典型的汇流条材料的非限制性的例子包括例如铜箔的金属箔，例如金涂层的金属涂层，以及例如银陶瓷涂料的含陶瓷涂料的导电金属。

[0038]汇流条60和80的大小和形状可按电致变色窗组件的特别的几何形状定制。在本发明的一个非限制性实施例中，每个汇流条60和80至少为0.5英寸(1.27cm)长。此外，汇流条60和80可以是基板20和30的整个边缘长度。

[0039]如所述的，当穿过介质施加电势时，电致变色介质40能够改变其颜色且因此改变其透光率。电势的施加是可选择性，也就是说，电致变色窗组件在没有施加电势时的一级透光率与施加电势以改变染料的颜色和减少电致变色介质40的透光率的第二级透光率之间转换。该特征通过提供开关以可选择性地施加电流到窗组件来最容易地实现。

[0040]在本发明的一个非限制性实施例中，在给以电压和未给电压的电状态之间电致变色介质的上色是可自消除的，也就是说，当当施加电势而处于电化学激活状态时导致的电致变色介质的上色，在去除电势时自动返回或消退到其初始状态，例如无色状态。应当理解，初始状态可以是无色状态或可以具有颜色或色彩。

[0041]在本发明的又一非限制性实施例中，电致变色窗组件是可转换且非自消除的，也就是说，由施加电势而导致了电致变色介质上色，而电致变色介质将保留在有色状态直到电势反转或不足。

[0042]此外，在施加电场的基础上染料的颜色可以是常黑或常暗，或取决于在穿过电致变色介质建立的电势的大小来改变黑或遮光的程度。例如(而非限制本发明)，上色的具体颜色或遮光可以在电压和功率密度的范围内变化。在对电致变色介质施加低功率密度时，染料开始着色。加大电压可使得染料的颜色变暗以及变为更深的遮光或亮度。以该方式，窗组件可包括基于电势变化的透光率程度的变化。窗组件可由此基于施加到其上的电势调整到期望的黑级或暗级。这例如通过在电源和窗组件之间结合开关或某个其它控制能够容易的实现，如上所述且将在后面更详细的描述的。虽然不是必需的，但在本发明的一个非限制性的实施例中，电致变色窗组件在范围在1％至20％的最小的LTA值与范围在60％至70％的最大的LTA值之间转换。由此，电致变色窗组件当需要时可有效用作窗户的不透明遮光罩，例如，汽车或飞机的玻璃。

[0043]施加到电致变色窗组件的电流量可基于所使用的特定组件和特定的电致变色介质来选择。在本发明的一个非限制性实施例中，施加的电流量范围在0.4伏至1.2伏，例如0.5伏至1.0伏。

[0044]如图7所示，在本发明的另一个非限制性实施例中，电致变色窗组件10结合到飞机窗组件88中，其中飞机窗组件88包含防尘盖90、电致变色窗组件10和机舱窗92。防尘盖90设置在飞机窗组件88的内侧且由间隔94与电致变色窗组件10分开。防尘盖90要保护电致变色窗组件10不与灰尘和其它空气颗粒物理接触，以及防止人对电致变色窗组件10的触摸。防尘盖90由塑料或玻璃材料制成。在一个非限制性实施例中，防尘盖90由Lexan

塑料制成。机舱窗92位于飞机窗组件88的外面且通过间隔96与电致变色窗组件10分开。机舱窗92密封飞机的窗开口。

[0045]现将具体参考图3作为本发明的示例来描述电致变色窗组件的用途。如上所述设置的电致变色窗组件，当没有对其施加电势时，是整体透明的组件。由此，电致变色窗组件10可以处于发亮状态以及高透光率。当窗组件的变暗是期望的时候，例如通过可由用户激活的开关来激活电致变色窗组件。开关激活使得电源以任何方便的方式(例如通过附于其上的导线)对汇流条60和80以及对第一和第二导电涂层29和39提供电流。该电流引起穿过电致变色介质的电势，其反过来引起至少一个阳极的电致变色化合物氧化以及至少一个阴极的电致变色化合物还原。反应结果改变了电致变色介质的颜色以使电致变色介质开始吸收光和变暗。由于涂层29和39之间的电势通过如上所述设置的汇流条施加，所以电致变色介质遍布整个电致变色窗组件的着色是快速且均匀的。

[0046]组件10的去激活导致中断对汇流条60和80提供的电压。由此，穿过电致变色介质40的施加的电势被去除了。该去激活可使用与如上所述的用以激活组件10相同的开关设置来实现。如上所述，在自消除的电致变色介质的情况中，窗组件10将返回其初始状态。在非自消除的电致变色介质的情况中，颜色将保留直到穿过介质的电势反转。

[0047]在本发明另一实施例中，仅电致变色窗组件的一部分可上色以形成部分遮光的窗。该部分遮光可通过如下方式实现：对所选数目的阳极汇流条60和阴极汇流条80选择性地施加电流，由此仅穿过电致变色窗组件的一部分产生电势。该优选的区域遮光可例如通过选择性地将电流施加到预定的阳极和阴极汇流条60和80上实现。该选择性的施加电流公在电致变色窗组件10的所选部分上形成电势。由此，仅在这些施加电流的区域之间的电致变色介质部分将改变颜色，其结果导致部分变暗的组件，也就是说，与不在涂层的给予电压部分之间且不受到电势影响的那部分电致变色介质相比，穿过电致变色介质的部分的透光率通过由(可选择性的汇流条的电力导致的)给予电压的涂层部分所建立的电势将改变。

[0048]应注意，对以这种方式所选数目的部件延长施加电流可导致电致变色介质的“渗出(bleeding)”，其中在电致变色窗组件的区域中不施加电流的电致变色介质逐渐开始着色为变深的状态。这被认为是由于即使电流仅施加到导电层的部分上但电流仍流经整个导电层所导致的，这样扩大了穿过其施加电势的电致变色介质的区域。渗出量基于导电涂层特定的薄层电阻。例如，结合具有更高薄层电阻的导电涂层将或多或少地减少这种渗出效应。但是，增加薄层电阻将消耗更多功率以转换装置的颜色，且将花费更长时间以实现装置的全着色和转换。

[0049]为了避免渗出效应，特别是在低薄层电阻的导电涂层的情况下，可使不选择施加电流的部件处的电流接地或短路，以产生遮光区域。例如，部分遮光的窗组件可通过选择性地将电流施加到所选的阳极汇流条60和所选的阴极汇流条80来实现。通过使剩余汇流条的电流接地或短路，对该部分窗组件10不施加电势。因此，在组件10的剩余部分的电致变色介质40的颜色整体保持在亮状态，且减小了由施加电势导致的着色的从其顶部着色的任何渗出效应。

[0050]再更进一步的，电致变色窗组件可包括跨过其表面的梯度遮光，以使电致变色窗组件通过连续变暗遮光部分从亮状态逐渐变成暗状态。这可以与上述关于优选的遮光区域的相似方式完成，通过施加变化的电压到不同部件来实现电致变色介质变暗的变化程度。由此，电致变色窗组件10可从顶部暗状态经中间部分的稍暗状态到底部的亮状态逐渐地变暗。

[0051]在本发明的另一个非限制性实施例中，可以实现跨过电致变色窗组件的梯度遮光，以使电致变色窗组件的一部分完全变色，而电致变色窗组件的其它部分仅部分变色。由此，电致变色窗组件10将包括从顶部部分暗状态经中间部分的稍暗状态到底部部分的亮状态的梯度遮光。

[0052]可以理解，由于多个阳极和阴极的汇流条位于窗组件10的周围边缘11附近，如图4所示以及上述详细讨论的，该实施例也可以使组件10的一个和更多所选部分变暗和/或在组件10的一个或更多所选部分产生梯度遮光的方式操作。

[0053]为了控制此处公开的类型的电致变色组件的变暗图案，可使用控制器(未示出)以控制到导电涂层的功率分布。控制器可用于通过DC电源控制施加到组件10中每个汇流条的电源。更具体地，控制器可控制给予具体的汇流条电压(也就是说，传送到汇流条的电流)、不给电压、还是使其短路。另外，控制器可控制对具体汇流条传送多少电流。通过控制应施加到涂层的电流的地点和多少，控制器可建立仅通过电致变色介质的所选部分的电势以使其通过所选部分的透光率与其通过其它部分的透光率不同。结果，控制器可用以使组件的透光率产生期望的变化，诸如但不局限于，使组件的所选部分变暗或如上所述提供梯度遮光。控制器也可按需要控制电流以解决组件的非对称特征，例如形状、汇流条长度，涂层厚度等。

[0054]现已描述了本发明的多个实施例。可以理解，这些实施例仅仅例示了本发明。在下面的权利要求书的范畴内包括的本发明的许多变换和改进对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (22)

1、一种电致变色窗，包含：

第一透明基板，具有位于其至少一部分上的第一导电涂层；

第二透明塑料基板，具有位于其至少一部分上的第二导电涂层；

位于所述第一和第二导电涂层之间的电致变色介质，其中至少所述第二导电涂层包含位于第一和第二金属氧化物层之间的金属层；

位于所述第二基板和所述第二导电涂层之间的底漆层；

多个第一间隔部件，其与所述第一导电涂层接触且能够将电流传送到所述第一导电涂层；

多个第二间隔部件，其与所述第二导电涂层接触且能够将电流传送到所述第二导电涂层，以穿过所述电致变色介质建立电势；

多个第一连接件，所述多个第一连接件的每一个与所述多个第一间隔部件中的相应的一个连接以将电流传送到所述多个第一间隔部件中的相应的一个；

以及

多个第二连接件，所述多个第二连接件的每一个与所述多个第二间隔部件中的相应的一个连接以将电流传送到所述多个第二间隔部件中的相应的一个。

2、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述金属层包含银。

3、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述第一和第二金属氧化物层的至少一个包含从由氧化铟锡、氧化锌、锡酸锌及其混合物组成的组中选择的至少一种金属氧化物。

4、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述第二透明塑料基板选自聚碳酸酯、丙烯酸和聚氨酯塑料。

5、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述多个第一间隔部件的至少一个和所述多个第二间隔部件的至少一个位于所述窗组件的周边附近。

6、如权利要求5所述的电致变色窗，其中所述多个第一间隔部件和所述多个第二间隔部件设置在所述周边附近。

7、如权利要求5所述的电致变色窗，其中所述多个第一间隔部件在所述周边附近设置在所述多个第二间隔部件之间。

8、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述多个第一间隔部件与所述第一导电涂层沿其相对端接触，且所述多个第二间隔部件与所述第二导电涂层至少沿其相对端接触，所述第一导电涂层的所述相对端与所述第二导电涂层的所述相对端彼此分开。

9、如权利要求8所述的电致变色窗，其中所述第一导电涂层的所述相对端的至少一端至少接近于所述窗组件的所述周边。

10、如权利要求8所述的电致变色窗，其中所述第一导电涂层的所述相对端和所述第二导电涂层的所述相对端至少接近于所述窗组件的所述周边。

11、如权利要求1所述的电致变色窗，其中每个所述第一间隔部件大小相等，且每个所述第二间隔部件大小相等。

12、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述电致变色介质包含紫原色素染料和二甲基吩嗪染料。

13、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述电致变色介质包含聚亚安酯或聚亚安酯丙烯酸脂聚合物中的至少一种。

14、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述电致变色介质包含四氟硼酸四丁基铵。

15、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述电致变色介质具有在穿过所述电致变色介质施加电势时变化的透光率。

16、如权利要求1所述的电致变色窗，进一步包含设置在所述第一和第二导电涂层的内表面或外表面的至少一个上的阻氧层。

17、如权利要求1所述的电致变色窗，其中电致变色介质包含至少一个阳极电致变色化合物以及至少一个阴极电致变色化合物，且对所述电致变色介质施加电势引起了所述阳极电致变色化合物的氧化以及同时引起了所述阴极电致变色化合物的还原，由此导致透光率减少。

18、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述窗选自飞机机舱窗和飞机驾驶员座舱窗。

19、如权利要求1所述的电致变色窗，其中所述底漆层是包含至少两个膜层的多层底漆层，每个膜层具有比相关联的基板的膨胀系数小的膨胀系数。

20、如权利要求19所述的电致变色窗，其中所述多层底漆层包含：至少一个第一底漆膜，其覆盖所述第二基板的至少一部分且具有比所述第二基板的膨胀系数小的膨胀系数；以及第二底漆膜，其覆盖所述第一底漆膜的至少一部分且具有比所述第一底漆膜的膨胀系数小的膨胀系数。

21、如权利要求1所述的电致变色窗，更进一步提供防尘盖，且防尘盖在飞机的内部位置与所述窗分隔开。

22、一种电致变色窗，包含：

第一透明塑料基板，具有位于其至少一部分上的第一底漆层，以及位于所述第一底漆层的至少一部分上的第一导电涂层，其中所述第一底漆层包含最靠近所述第一基板的第一膜层以及在所述第一膜层上的第二膜层，其中所述第一膜层具有比所述第一基板的膨胀系数小的膨胀系数，且所述第二膜层具有比所述第一膜层的膨胀系数小的膨胀系数，以及其中所述第一导电涂层包含夹在两个金属氧化物层之间的至少一个银层；

第二透明塑料基板，具有位于其至少一部分上的第二底漆层，以及位于所述第二底漆层的至少一部分上的第二导电涂层，其中所述第二底漆层包含最靠近所述第一基板的第一膜层以及在所述第一膜层上的第二膜层，其中所述第一膜层具有比所述第二基板的膨胀系数小的膨胀系数，且所述第二膜层具有比所述第一膜层的膨胀系数小的膨胀系数，以及其中所述第二导电涂层包含夹在两个金属氧化物层之间的至少一个银层；

电致变色介质，位于所述第一和第二导电涂层之间；

多个第一间隔部件，其与所述第一导电涂层接触且能够将电流传送到所述第一导电涂层；

多个第二间隔部件，其与所述第二导电涂层接触且能够将电流传送到所述第二导电涂层，以穿过所述电致变色介质建立电势；

多个第一连接件，所述多个第一连接件的每一个与所述多个第一间隔部件中的相应的一个连接以将电流传送到所述多个第一间隔部件中的相应的一个；

以及

多个第二连接件，所述多个第二连接件的每一个与所述多个第二间隔部件中的相应的一个连接以将电流传送到所述多个第二间隔部件中的相应的一个。

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