CN102749781B

CN102749781B - 可变透射窗系统

Info

Publication number: CN102749781B
Application number: CN201210241194.5A
Authority: CN
Inventors: K·L·阿什; B·L·比舍; R·R·特恩布尔; G·A·诺曼; D·J·卡蒙加; D·A·泰斯特
Original assignee: Gentex Corp
Current assignee: Gentex Corp
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2027-06-11
Also published as: CA2654930A1; KR20090026181A; CA2966269C; EP2033182A2; CN101501757A; CA2860069A1; CA2966269A1; EP2755197A2; KR101463801B1; EP2033182A4; CN102749781A; CN104597682A; JP2014098934A; WO2007146862A3; EP2755197A3; KR20140029552A; WO2007146862A2; CN104597682B; CA2860069C; KR101397558B1

Abstract

本发明公开了一种用于控制多个可变透射率窗户的电控制系统（见图2）。该电控制系统包括主控制电路和用于提供表示可变透射率窗户的透射率级别的控制信号的用户输入电路，以及耦接到主控制电路、用户输入电路和可变透射率窗户的多个从属窗户控制电路。每个从属窗户控制电路响应从主控制电路和/或用户输入电路接收的控制信号来控制可变透射率窗户中的至少一个的透射率。本发明还公开了用于制造可变透射率窗户中使用的电致变色设备的新颖的方法。本发明还公开了用于改进窗户的热传递、相对于外部负荷保护窗户以及提高窗户的电子性能的新颖特征。

Description

可变透射窗系统

本申请是申请号为200780029187.6、申请日为2007年6月11日、名称为“可变透射窗系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及可变透射窗（transmission window）。更具体地，本发明涉及用于控制可变透射窗的透射的控制系统，并且涉及可变透射窗的各种构造以及用于制造可变透射窗的方法。

背景技术

已经提出将可变透射率（transmittance）光滤波器，诸如电致变色光滤波器用于建筑物窗户、天窗和汽车的车窗、活动顶篷和后视镜。这种可变透射率光滤波器减少白天期间穿过窗户的直射或反射日光的透射率，而在夜晚不减少这种透射率。这样一来光滤波器不仅可以减少讨厌的眩光和环境亮度，而且还减少由透过窗户的日光的透射引起的褪色和产生的热。

出于几种原因，可变透射窗在商业上未被广泛接受。首先，由于其构造所需的材料的成本，它们往往非常贵，并且它们复杂的构造能够使得大规模生产很困难。另外，由于窗户中使用的电致变色材料的退化，电致变色窗往往具有低于传统窗的寿命预期。增加的成本和较低的寿命预期的组合阻碍了建筑师、设计师和施工人员使用电致变色窗。

可变透射窗尚未在商业上广泛地被诸如乘客运输设计的交通工具例如公共汽车、飞机、火车、轮船和汽车所接受。发明人已认识到，除了上述之外，在这些类型的交通工具中提供可变透射窗的使用是具有挑战性的。这些挑战可以包括但不限于提供对多个可变透射窗的有效的、协调的、单独的和集中的控制，提供响应个别或集体乘客需求的多个操作模式，提供快速改变窗透射状态的能力，最小化系统能耗，相对于环境因素诸如潮气和电涌提供保护，相对于过热和物理外部负载给窗户提供保护，以及提供允许相对不熟练的用户理解和控制窗户的用户接口。发明人还认识到来自制造方面的挑战可被证明是提供解决上述需求所需的系统特征的障碍。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制可变透射率窗户的电控制系统。该电控制系统包括：耦接到可变透射率窗户的从属窗户控制电路；和耦接到从属窗户控制电路的用户输入机构。用户输入机构配置为给从属窗户控制电路提供表示可变透射率窗户的所期望的透射率级别的控制信号。从属窗户控制电路响应从用户输入机构接收的控制信号来控制可变透射率窗户的透射率。用户输入机构包括耦接到从属窗户控制电路的灯。这些灯给系统用户提供信息，包括以下至少一个：可变透射率窗户的当前透射率状态、可变透射率窗户的所选择的透射率状态、可变透射率窗户当前是否正在改变透射率状态、用户输入机制是否正被超控以及系统是否正确操作。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于控制多个可变透射率窗户的电控制系统。该电控制系统包括：多个从属窗户控制电路，每个从属窗户控制电路用于控制多个可变透射率窗户中的一个或多个的透射率；多个用户输入机构，每个用户输入机构耦接到从属窗户控制电路中的一个或多个；和耦接到多个从属窗户控制电路的主控制电路。主控制电路和用户输入机构配置为给从属窗户控制电路提供表示可变透射率窗户的透射率级别的透射率状态信号。每个从属窗户控制电路响应由主控制电路和/或用户输入机构中的一个用户输入机构提供的透射率状态信号，控制该可变透射率窗户中的至少一个的透射率。主控制电路和从属窗户控制电路被配置成，使得当主控制电路给从属窗户控制电路提供透射率状态信号时，从属窗户控制电路使用由主控制电路提供的透射率状态信号，以便确定耦接从属窗户控制电路的任意可变透射率窗户的透射率，同时超控（overrid）从用户输入机构接收的任意透射率状态信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于控制多个可变透射率窗户的电控制系统。该电控制系统包括耦接到可变透射率窗户的从属窗户控制电路，其中该从属窗户控制电路包括丢失检测电路，以便确定是否失去电能，确定电能失去了多久，并且如果失去电能的时间少于预定时间，则将可变透射率窗户返回到其最近状态。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于控制交通工具中的多个可变透射率窗户的电控制系统。该电控制系统包括从属窗户控制电路，该从属窗户控制电路耦接到可变透射率窗户并且被耦接为从交通工具电源接收电能。该从属窗户控制电路包括保护电路，该保护电路包括保护该系统不受从－500V到＋500V的电压尖峰的影响的电路。

根据本发明的另一个方面，提供了一种可变透射率窗户，其包括耦接到用于改变电致变色设备的透射率的控制电路的电致变色设备。该电致变色设备包括：以平行隔开关系布置的第一和第二衬底，以便在衬底的内表面之间形成腔室；在衬底的每个内表面上提供的透明电极涂层；在衬底的周边，在衬底的第一和第二透明电极涂层上分别沉积的第一和第二银胶层；以及在该透明电极涂层之间布置的电致变色介质。

根据本发明的另一个方面，提供了一种可变透射率窗户系统，该系统包括：可变透射率窗户，其包括电致变色设备，该电致变色设备耦接到用于改变电致变色设备的透射率的控制电路；和中窗框和外窗框，中窗框和外窗框绕着电致变色设备的周边与该电致变色设备物理接触，并且配置为将电致变色设备保持在固定位置。由导热塑料制成中窗框和外窗框，从而将来自电致变色设备的热能传导到与中窗框和外窗框接触的其他结构。

根据本发明的另一个方面，提供了一种可变透射率窗户系统，该系统包括：包括电致变色设备的可变透射率窗户，该电致变色设备耦接到用于改变电致变色设备的透射率的控制电路；与电致变色设备接触并且围绕该电致变色设备的周边的弹性玻璃框；和中窗框和外窗框，中窗框和外窗框绕着弹性玻璃框的周边与弹性玻璃框物理接触并且围绕弹性玻璃框，并且配置为将电致变色设备保持在固定位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种可变透射率窗户系统，该系统包括：包括电致变色设备的可变透射率窗户；和耦接到电致变色设备、用于控制电致变色设备的透射率的控制电路。该电致变色设备包括：第一衬底，该第一衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；第二衬底，该第二衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；提供在第一衬底的第二表面上的第一导电涂层；提供在第二衬底的第一表面上的第二导电涂层；和布置在导电涂层之间的电致变色介质。该控制电路施加正电压以便减小电致变色设备的透射率，并且在其他时间期间在短路可变透射率窗户的同时给可变透射率窗户施加一系列负电压脉冲，以便增加电致变色设备的透射率。

根据本发明的另一个方面，提供了一种包括电致变色设备的可变透射率窗户系统，该电致变色设备包括第一衬底，该第一衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；第二衬底，该第二衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；提供在第一衬底的第二表面上的第一导电涂层；提供在第二衬底的第一表面上的第二导电涂层；和布置在导电涂层之间的电致变色介质；在第一衬底的第一侧处电耦接到第一导电涂层的第一导电结构；在第一衬底的第二侧处电耦接到第一导电涂层的第二导电结构；在第二衬底的第一侧处电耦接到第二导电涂层的第三导电结构；在第二衬底的第二侧处电耦接到第二导电涂层的第四导电结构。每个导电结构可以接收独立于其它导电结构的施加电压。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电致变色元件，包括：第一衬底，该第一衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；第二衬底，该第二衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；提供在第一衬底的第二表面上的第一ITO层，其具有至少两个波的厚度，并且具有小于大约2.6欧姆/平方的薄层电阻；提供在第二衬底的第一表面上的第二ITO层；以及布置在第一和第二ITO层之间的电致变色介质。

根据本发明的另一个方面，提供了一种可变透射率窗户系统，该系统包括：包括电致变色设备的可变透射率窗户，和耦接到该电致变色设备、用于控制电致变色设备的透射率的控制电路。该电致变色设备包括：第一衬底，该第一衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；第二衬底，该第二衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；提供在第一衬底的第二表面上的第一导电涂层；提供在第二衬底的第一表面上的第二导电涂层；和布置在导电涂层之间的电致变色介质。该可变透射率窗户系统被配置成，使得该电致变色设备在少于大约2分钟的时间内从60％的透射率转变为小于大约0.2%的透射率。

根据本发明的另一个方面，提供了一种可变透射率窗户系统，该系统包括：包括具有大于0.1m²的面积的电致变色设备的可变透射率窗户，和耦接到该电致变色设备、用于控制电致变色设备的透射率的控制电路。该电致变色设备包括：第一衬底，该第一衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；第二衬底，该第二衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；提供在第一衬底的第二表面上的第一导电涂层；提供在第二衬底的第一表面上的第二导电涂层；和布置在导电涂层之间的电致变色介质。该可变透射率窗户系统被配置成，使得该电致变色设备从60％的透射率转变为小于大约0.2%的透射率。

根据本发明的另一个方面，提供了一种可变透射率窗户系统，该系统包括：包括电致变色设备的可变透射率窗户，和耦接到该电致变色设备、用于控制电致变色设备的透射率的控制电路。该电致变色设备包括：第一衬底，该第一衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；第二衬底，该第二衬底具有第一表面、第二表面，以及限定第一侧和相对于第一侧的第二侧的周边；提供在第一衬底的第二表面上的第一导电涂层；提供在第二衬底的第一表面上的第二导电涂层；和布置在导电涂层之间的电致变色介质。该可变透射率窗户系统被配置成，使得该电致变色设备在少于大约5分钟的时间内从0.2%的透射率转变为大于大约60％的透射率。

上述各个方面可被单独实现或以各种组合形式实现。虽然被描述为不同方面或不同的实施例，但是其特征未必是彼此互相排斥的，并且因此可一起使用。

通过参考下面的说明书、权利要求书和附图，本领域的技术人员将进一步理解和领会本发明的这些和其他特征、优点和目的。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的结合有可变透射窗的多乘客交通工具的一般图示；

图2是一般地示出了根据本发明的用于控制可变透射窗的系统的方框图；

图3是一般地示出了可用于实现图2所示的用于控制可变透射窗的系统的用于控制可变透射窗的从属控制器和用户输入机构的方框图；

图4是一般地示出了可用于实现图2所示的用于控制可变透射窗的系统的从属控制器的电源部分的示意图；

图5是一般地示出了可用于实现图2所示的用于控制可变透射窗的系统的用户输入机构的示意图；

图6A－6E是一般地示出了可用于实现图2所示的用于控制可变透射窗的系统的驱动器电路，以及由该驱动器电路产生的状态的示意图；

图7是一般地示出了可用于实现图2所示的用于控制可变透射窗的系统的控制器电路的示意图；

图8是一般地示出了根据本发明的一个实施例的可变透射窗和用于控制可变透射窗的系统的正视图；

图9是图8所示的可变透射窗和支撑结构的IX－IX处的部分截面图；

图10是图8－9所示的可变透射窗采用的电致变色元件的一个面板的立体图；

图11是窗户从近似0.1%T清透到近似67%T的％透射率相对于时间的图；和

图12是窗户从近似67%T变色到近似20%T的％透射率相对于时间的图。

具体实施方式

现在具体参考本发明的优选实施例，这些实施例的例子已在附图中示出。在任何可能的情况下，在图中使用相同的附图标记指示相同或类似的部分。

此处为了描述的目的，如图所示，本发明中将涉及术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”及其派生物。然而应当理解，除了相反地明确指出之外，本发明可以假设各种可替换的取向。还应当理解，在附图中示出并且在下面的说明书中描述的特定设备仅是所附权利要求书中定义的发明性概念的示例实施例。因此，除非权利要求书另外明确声明，否则关于其中公开的实施例的特定尺寸、比例和其他物理特性不能被认为是限制。

本发明与一种用于控制多个可变透射窗的透射率的新颖的电控制系统有关，并且还与使得可以实际采用本发明的电控制系统的各种窗户构造以及这些窗户构造中的各种机械和电耦接器构造有关。可变透射窗的例子包括可以基于施加在窗户上的电信号改变其透射率的窗户，诸如在题目为“ELECTROCHROMIC MEDIUM HAVINGA COLOR STABILITY”的共同转让的美国专利No.6,407,847，题目为“ELECTROCHROMIC STRUCTURES”的美国专利No.6,239,898，题目为“ELECTRODE DESIGN FOR ELECTROCHROMICDEVICES”的美国专利No.6,597,489和题目为“ELECTRO-OPTICWINDOW INCORPORATING A DISCRETE PHOTOVOLTAICDEVICE”的美国专利No.5,805,330中一般描述的窗户，通过引用将其全部公开内容结合在此。在题目为“COLOR-STABILIZEDELECTROCHROMIC DEVICES”的美国专利No.6,433,914，题目为“ELECTROCHROMIC MEDIA WITHCONCENTRATION-ENHANCED STABILITY,PROCESS FORTHE PREPARATION THEREOF AND USE INELECTROCHROMIC DEVICES”的美国专利No.6,137,620，题目为“ELECTROCHROMIC MIRROR WITH TWO THIN GLASSELEMENTS AND A GELLED ELECTROCHROMIC MEDIUM”的美国专利No.5,940,201，以及题目为“VEHICULAR REARVIEWMIRROR ELEMENTS AND ASSEMBLIES INCORPORATINGTHESE ELEMENTS”的美国专利No.7,372,611中，描述了可以用于窗户中的电致变色设备的例子，通过引用将其全部公开内容结合在此。在共同转让的题目为“VARIABLE TRANSMISSION WINDOWCONSTRUCTIONS”的美国专利No.7,085,609，题目为“SYSTEM TOINTERCONNECT, LINK, AND CONTROL VARIABLETRANSMISSION WINDOWS AND VARIABLE TRANSMISSIONWINDOW CONSTRUCTIONS”的美国专利No.6,567,708中公开了可变透射窗和用于控制可变透射窗的系统的其他例子，通过引用将其全部公开内容结合在此。

图1是采用可变透射率窗户10的多乘客交通工具的图示。采用可变透射率窗户10的大规模运输多乘客交通工具包括例如飞机2、公共汽车4和火车6。应当理解，其他的多乘客交通工具可以采用可变透射率窗户10。图1中一般所示的多乘客交通工具还包括用于控制可变透射率窗户10的窗户控制系统（未示出）。

1.电控制系统

图2一般地示出了可以在多乘客交通工具中采用的可变透射率窗户10，以及电耦接到可变透射率窗户10、用于控制可变透射率窗户10的透射率状态的窗户控制系统8。窗户控制系统8包括耦接到每个可变透射率窗户10、用于控制每个可变透射率窗户10的透射率的窗户控制单元9。每个窗户控制单元9包括用于控制相关可变透射率窗户10的透射率状态的从属控制电路70。每个窗户控制单元9还示出为具有耦接到从属控制电路70的用户输入机构60，用于给从属控制电路70提供用户输入以便改变相关的可变透射率窗户10的透射率状态。每个窗户控制单元9还示出为耦接到电源和地线11，以便给从属控制电路70、用户输入机构60和可变透射率窗户10供电。如图所示，从电源和地线11通过从属控制电路70给可变透射率窗户10供电。

每个窗户控制单元9还示出为耦接到窗户控制系统总线13。也耦接到窗户控制系统总线13的其他设备包括主控制电路90和其他电子设备92。主控制电路90配置为监视由每个窗户控制单元9在窗户控制系统总线13上提供的信号，并且将总线上的控制信号提供给每个窗户控制单元9。主控制电路90包括包含逻辑、存储器和总线接口电路的处理电路，以便允许主控制电路90在窗户控制系统总线13上产生、发送、接收信号和对信号解码。包括在每个窗户控制单元9中的从属控制电路70配置为从用户输入机构60接收所期望的窗透射率状态，并且给可变透射率窗户10提供电子信号，以便将可变透射率窗户10的透射率状态改变为用户通过用户输入机构60请求的状态。从属控制电路70还被配置为监视可变透射率窗户10的各种特性，包括可变透射率窗户10消耗的电能和可变透射率窗户10的透射率状态。从属控制电路70还包括用于从窗户控制系统总线13接收信号，以及向窗户控制系统总线13发送信号的电路。

主控制电路90配置为通过窗户控制系统总线13向窗户控制单元9发出超控信号。这些超控信号具有指示每个窗户控制单元9的从属控制电路70将可变透射率窗户10的透射率状态改变为由主控制电路90发送的超控信号所选择的状态的作用（effect）。主控制电路90在窗户控制系统总线13上发出的超控信号可以包括使得所有可变透射率窗户变暗、变亮、成为最暗状态、成为最亮状态，或者成为预定的中间透射率状态的信号。主控制电路90可被配置为指示所有窗户控制单元9同时改变其状态，或可以指示窗户控制单元9一次一个或成组地改变每个窗户的透射率状态，以便最小化系统的功率负荷。

主控制电路90还可以配置为指示窗户控制单元9同时但是以逐渐增加的步骤改变所有窗户的透射率状态。例如，在一种模式中，主控制电路90指示窗户控制单元9将可变透射率窗户10的透射率状态以百分之十的增量同时改变为最暗的透射率状态。在该模式中，所有窗户同时从其当前状态变暗到暗百分之十的状态，等待预定的时间段，将其透射率状态改变到更暗百分之十的另一个状态，等待预定的时间段，并且继续这个处理，直到每个窗户到达最暗的透射率状态。在可替换的实施例中，窗户的子集或一组窗户而不是所有窗户同时改变状态，以便减少能耗，或如果阳光在交通工具的特定一侧更为明亮，解决阳光负荷问题。主控制电路90和窗户控制单元9可配置为在主控制电路90确定的预定时间段内保持超控透射率状态，在该时间之后，单个用户可以通过用户输入机构60改变单个窗户的透射率状态。应当理解，在可替换的实施例中，主控制电路90可配置为将一个窗户或多个窗户改变为最高和最低透射率状态之间的中间透射率状态。

主控制电路90和窗户控制单元9还可配置为当超控时间段结束时，将每个可变透射率窗户10返回到用户通过用户输入机构60选择的最近的状态。主控制电路90和窗户控制单元9还可配置为将超控状态保持某个时间段，或直到主控制电路90发出另一个命令为止。主控制电路90和窗户控制单元9还可配置为将超控透射率状态保持某个时间段，或直到一个事件发生为止，此后继续保持超控透射率状态，直到用户通过用户输入机构60选择了另一个透射率状态，或直到主控制电路90发出了另一个超控信号为止。

虽然可变透射率窗户10和从属控制电路70中的每一个示出为具有其自己的用户输入机构60，但是应当理解在可替换的实施例中，一个用户输入机构60可以提供输入，以便控制多个可变透射率窗户10的透射率。在一个可替换的实施例中，由窗户控制系统总线13将用户通过用户输入机构60选择的透射率状态传输给其他的窗户控制单元9。还在另一个实施例中，一个用户输入机构60可直接耦接到多个窗户控制单元9中的从属控制电路70，以便控制耦接到这些窗户控制单元9的从属控制电路70的可变透射率窗户10的透射率。还在另一个实施例中，单个从属控制20可以控制多个窗户10，诸如交通工具中的特定座位附近的两个窗户。

返回超控模式，在一个实施例中，主控制电路90配置为支持电影模式。在电影模式中，主控制电路90通过窗户控制系统总线13向多个窗户控制单元9发送超控信号，指示窗户控制单元9将可变透射率窗户10的透射率减小为变暗的透射率状态。主控制电路90还指示每个窗户控制单元9的从属控制电路70将该变暗的透射率状态保持预定的时间段，例如，2小时，在此期间，在显示屏上显示多媒体事件。在一个实施例中，主控制电路90配置为限制可变透射率窗户10可以达到的透射率范围。换言之，主控制电路90可以临时限制窗户10可以达到的最大透射率，以及窗户10可以达到的最小透射率。

在可替换的实施例中，主控制电路90指示每个窗户控制单元9中的从属控制电路70保持变暗的透射率状态，直到主控制电路90向每个窗户控制单元9的从属控制电路70发出超控状态不再适用的信号。一旦预先设置的时间已到期，或主控制电路90已经发出不再需要预先设置的超控状态的指示，窗户控制单元9的从属控制电路70可以使得可变透射率窗户10改变状态。在一个实施例中，从属控制电路70指示可变透射率窗户10改变为更高的透射率状态。在可替换的实施例中，从属控制电路70保持超控透射率状态，直到通过用户输入机构60接收到用户输入为止，或直到主控制电路90发出新的超控信号为止。应当理解，可以使用主控制电路90、从属控制电路70和用户输入机构60来实现附加的控制模式。

图3提供了包括在示例的窗户控制单元9中的电路的高级方框图。窗户控制单元9包括耦接到用户输入机构60的从属控制电路70。从属控制电路70给用户输入机构60提供电源和指示器信号并且从用户输入机构60接收用户输入。从属控制电路70还配置为监视包括在用户输入机构60中的电路。从属控制电路70包括耦接到供电电压11和窗户控制系统的窗户控制系统总线13的耦接器88。耦接器88电耦接到电源电路72，并且从窗户控制系统给电源电路72提供供电电压。如上所述，电源电路72可以包括滤波电路、保护电路和转换电路，并且可配置为给窗户控制单元9中的附加电路提供多个电压。从属控制电路70还可以包括处理电路78。处理电路78从电源电路72接收VCLAMP电压和VDD电压。处理电路78可通过耦接器88电耦接到窗户控制系统总线13，并且可配置为通过窗户控制系统总线13的标记和总线线路发送和接收标识和控制信号。

从属控制电路70的电源电路72和处理电路78两者都电耦接到用户输入机构60。电源电路72给用户输入机构60提供VDD电压。用户输入机构60配置为从处理电路78接收控制信号。处理电路78配置为向用户输入机构60发送控制信号，并且监视用户输入机构60的电路，以便确定输入状态和错误信息。处理电路78还电耦接到驱动器电路84。处理电路78配置为向驱动器电路84发送指示可变透射率窗户10的选择的透射率状态的控制信号。处理电路78还配置为从驱动器电路84接收状态信息。该状态信息包括但不限于可变透射率窗户10的透射率状态，驱动器电路84提供给可变透射率窗户10的电能，以及与驱动器电路84和/或可变透射率窗户10相关联的状态和错误状态信息。虽然本实施例的处理电路78包括微控制器，但应当理解，在可替换的实施例中，可以使用分立数字或模拟组件或分立模拟和数字组件的组合来实现处理电路78。

从属控制电路70的驱动器电路84电耦接到电源电路72，处理电路78和至少一个可变透射率窗户10。驱动器电路84从电源电路72接收VCLAMP电压和VDD电压。驱动器电路84配置为从处理电路78接收控制信号信息，包括但不限于可变透射率窗户10的所期望的透射率状态。驱动器电路84分别给导电结构41和41’提供电致变色供电43（也称为ANODE_TOP）和电致变色供电43’（也称为ANODE_BOTTOM）。导电结构41和41’耦接到沉积在作为电致变色元件47的一部分的衬底44上的透明导电层38。透明导电层38和衬底44总称为第一涂敷衬底42。驱动器电路84还分别给导电结构46和46’提供电致变色供电45（也称为CATHODE_LEFT），以及电致变色供电45’（也称为CATHODE_RIGHT）。导电结构46和46’耦接到沉积在作为电致变色元件47的一部分的衬底34上的透明导电层36。透明导电层36和衬底34总称为第二涂敷衬底48。驱动器电路84改变由电致变色供电43、43’、45和45’提供的电流和/或电压，以便改变导电结构41、42、46和48以及导电层38和36的电势，以便基于由处理电路78提供给驱动器电路84的透射率信号通过电致变色47实现所期望的透射率。

在操作中，窗户控制单元9操作以便基于从用户输入机构60接收的输入，和/或基于通过窗户控制系统总线13从其它电子电路接收的输入来控制电致变色元件47的透射率。应当理解，图2中一般地示出的主控制电路90可以是通过窗户控制系统总线13提供给处理电路78的透射率信息的来源。处理电路78利用由用户输入机构60和/或窗户控制系统总线13提供的透射率信息以及由从属控制电路70中的其它电路提供的状态和错误信息，来确定可变透射率窗户10的选择的透射率状态。然后处理电路78将选择的透射率状态提供给驱动器电路84，该驱动器电路84驱动可变透射率窗户10以便实现和保持选择的透射率状态。

在一个实施例中，当由窗户控制系统总线13给处理电路78提供超控透射率状态时，处理电路78忽略由用户输入机构60提供的用户选择的透射率状态。虽然处理电路78一般地确定可变透射率窗户10的透射率状态，但应当理解，在可替换的实施例中，驱动器电路84和/或电源电路72中的保护和/或错误电路可以超控由处理电路78选择的透射率状态。现在将更详细地讨论窗户控制单元9中的各个元件。

图4一般地示出了从属控制电路70的电源电路72。电源电路72通过耦接器88从窗户控制系统8接收电压VSUPPLY。电源电路72包括用于提供第一电压（即，VCLAMP）的第一电源部分74，和用于提供第二电压（即，VDD）的第二电源部分75。如所示出的，第一电源部分74可以包括用于对输入电压（此处称为VSUPPLY）进行保护和滤波，并且提供受保护的和滤波后的输出电压（此处称为VCLAMP）的熔丝元件742、扼流器741、截断二极管731、功率切换FET732以及附加的组件，包括电阻、电容、二极管、电感和晶体管。在本实施例中，第一电源部分74的每个电容760－763可以具有大约0.01μF的电容值。电容764可以具有0.1μF的电容值，并且电容765和766可以具有4.7μF的电容值。第一电源部分74的电阻780和781可以具有10M欧姆的电阻，每个电阻782和783可以具有10K欧姆的电阻，电阻784可以具有47欧姆的电阻，电阻785－789分别可以具有5.6K欧姆、4.75K欧姆、5.6K欧姆、47欧姆和54.9K欧姆的电阻，并且电阻799可以具有470欧姆的电阻。电源部分74还包括可以具有100μH的电感的电感796。在操作中，第一电源部分74接收供电电压VSUPPLY，在被提供给其它处理电路和第一电源部分74之前，供电电压VSUPPLY经过熔丝元件742。在由电容和电阻网络滤波之后，输入信号经过扼流器741，该扼流器741提供对各种不期望的信号诸如例如，电磁干扰（EMI）的滤波。然后将得到的滤波后的信号提供给截断二极管731，该截断二极管731用于保护电路不受直至大约－500V的负电压尖峰的影响。然后该信号被提供给其它的滤波电路，并且提供给功率切换FET732，该功率切换FET732操作以便电路不受直至大约＋500V的电压尖峰的影响。在经过电阻、电容和电感的附加网络之后，提供滤波后的受保护的信号作为输出电压，此处称为VCLAMP。

回到图3，VCLAMP被作为输出从电源电路72提供给处理电路78和驱动器电路84。回到图4，VCLAMP还被作为输入提供给第二电源部分75。第二电源部分75可以包括多个组件，诸如电阻、电容、电感和二极管以及DC－DC转换器751，该DC－DC转换器751用于对输入的VCLAMP电压进行滤波，并且将其转换为第二输出电压，此处称为VDD。在本实施例中，第二电源部分75可以包括电容767－777，该电容767－777可以分别具有4.7uF、0.1uF、470pF、0.01pF、0.1uF、0.001uF、0.1uF、0.1uF、47uF、47uF和0.1uF的电容值。第二电源部分75还可以包括电阻790－795，该电阻790－795可以分别具有1k欧姆、2.2k欧姆、0欧姆、100欧姆、1.82k欧姆和0.68欧姆的电阻值。第二电源部分75还可以包括分别具有330uH和10uH的电感的电感797和798。回到图3，来自电源电路72的第二电源部分75的输出电压VDD被作为输入电压提供给处理电路78、驱动器电路84和用户输入机构60。电源电路72的第一电源部分74和第二电源部分75的总的组合作用是给窗户控制单元9中的电路提供从输入电压VSUPPLY得出的滤波后的并且受保护的电压VDD和VCLAMP。

图5一般地示出了用于给处理电路78提供用户输入的用户输入机构60。用户输入机构60可以包括用于接收来自用户的输入并且给处理电路78提供指示输入的信号的用户输入部分61，和用于在用户输入机构60的区域内提供照明并且用于提供关于可变透射率窗户10的透射率状态的信息的指示灯部分63。用户输入部分61可以包括第一用户输入区域62和第二用户输入区域64。第一用户输入区域62可以包括与电容（650，651）并联连接的第一较暗输入传感器621和第二较暗输入传感器622，所有这些可被串联连接到电阻（652，653）的第一端。在本实施例中，每个电阻652和653可以具有1k欧姆的阻抗，并且每个电容650和651可以具有0.01μF的电容值。电阻652和653的第二端，此处称为电阻的输出端，可以电耦接到处理电路78。第一较暗输入传感器621和第二较暗输入传感器622可以是定位在邻近于配置为由用户接触的表面的炭墨开关。当用户在第一较暗输入传感器621和/或第二较暗输入传感器622附近接触该表面时，第一较暗输入传感器621和/或第二较暗输入传感器622检测用户的接触，并且将较暗电阻的输出拉到地，指示处理电路78用户希望通过降低透射率使得可变透射率窗户变得更暗。

第二用户输入区域64可以包括并联连接到一个电容的第一较亮输入传感器623和第二较亮输入传感器624，所有这些可以与一个电阻串联连接。该电阻的输出（此处称为电阻输出），可以电耦接到处理电路78。第一较亮输入传感器623和第二较亮输入传感器624可以定位在邻近于配置为由用户接触的表面。当用户接触与第一较亮输入传感器623和/或第二较亮输入传感器624邻近的表面时，第一较亮输入传感器623和/或第二较亮输入传感器624感测用户的接触，并且将电阻的输出拉到地，指示处理电路78用户期望可变透射率窗户10切换到较高透射率状态。如所示出的，输入传感器621－624可以是炭墨开关，当用户给与这些开关相邻的表面施加压力时，这些开关闭合而形成短路。

指示灯部分63包括用于在用户输入机构60附近提供照明的第一背光LED605和第二背光LED606。例如，第一背光LED605和第二背光LED606可以在传感器62和64使用的按钮开关附近提供背光。如所示出的，第一背光LED605和第二背光LED606通过晶体管通过输入（此处称为LED_PWM）从处理电路78接收电能。第一背光LED605和第二背光LED606还通过此处称为BACKLIGHT_MON的线路耦接到处理电路78。处理电路78配置为使用BACKLIGHT_MON输入来监视第一背光LED605和第二背光LED606的状态。指示灯部分63还包括5个指示灯LED600－604。每个指示灯LED600－604分别耦接到用于控制LED的状态的晶体管611－615。晶体管611－615分别耦接到处理电路78的输出DOT0－DOT4。处理电路78通过输出DOT0－DOT4提供输出信号以便控制每个LED600－604的开/关状态。每个LED600－604还通过此处称为LED_MON的、到处理电路78的输入线耦接到处理电路78。通过控制输出到DOT0－DOT4的值，并且监视LED_MON输入，处理电路78可以监视每个LED600－604的状态。指示灯部分63还包括晶体管616和电阻654、655、666和667，每个电阻654、655、666和667分别具有10k欧姆、100k欧姆、68欧姆和180欧姆的电阻值。电阻654和655结合晶体管616和由处理电路78提供的LED_PWM信号操作，以便通过电阻666给LED600－604供电，并且通过电阻667给第一背光LED605和第二背光LED606供电。

在一个实施例中，每个LED600－604表示可变透射率窗户10的不同的透射率状态。在本实施例中，LED600表示最高透射率状态，LED601表示低于LED600指示的透射率状态的第二透射率状态，LED602指示更低的透射率状态，LED603指示更低的透射率状态，并且LED604指示最低的透射率状态，即，可变透射率窗户10最暗的状态。依据哪个LED发光，用户可以确定窗户当前操作在5个透射率状态中的哪个状态。

在可替换的实施例中，LED600－604还指示用户通过输入部分61选择的透射率状态。在这个实施例中，处理电路78控制LED600－604来区分可变透射率窗户10的当前状态和可变透射率窗户10尚未达到的可变透射率窗户10的选择的状态之间的通信。例如，当可变透射率窗户10处于稳定状态透射率，并且用户或主控制器90未做出改变透射率状态的请求时，处理电路78将使得表示窗户当前透射率状态的LED保持稳定点亮。如果用户或主控制器90后来请求改变窗户的透射率状态，则处理电路78将使得表示选择的所期望的透射率状态的LED闪烁或改变颜色。一旦处理电路78确定可变透射率窗户10已经达到新的选择的透射率状态，则处理电路78将使得表示选择的透射率状态的LED保持为以稳定状态点亮或改变颜色，同时使得指示以前的透射率状态的LED关闭。

应当理解，可以使用提供给LED600－604的点亮信号的各种组合，以便通信可变透射率窗户10的当前透射率状态、可变透射率窗户10的选择的透射率状态、何时从用户处收到对新的透射率状态的请求、何时从主控制器90处收到对新的透射率状态的请求、何时主控制器90超控用户选择的透射率状态，以及何时用户输入机构60、处理电路78或与窗户控制单元9相关或耦接到窗户控制单元9的其它电路中存在错误状态。

还应当理解，除了在用户输入机构60的区域内提供灯之外，还可由处理电路78控制第一背光LED605和/或第二背光LED606，以便指示何时窗户控制单元9可操作，何时存在错误状态，以及何时到窗户控制单元9的用户输入被主控制器90提供的透射率超控信号超控。

图6A－6B是从属控制电路70的驱动器电路84的示意图。驱动器电路84以电压VDD和VCLAMP的形式从电源电路72接收电能。驱动器电路84还耦接到处理电路78，并且配置为从处理电路78接收指示所期望的透射率状态的控制信号。驱动器电路84还通过电致变色供电43和电致变色供电45耦接到可变透射率窗户10的电致变色元件47。以驱动器电路84从处理电路78和重置电路81接收的控制信号确定电致变色供电43、43’、45和45’中的每一个给电致变色元件47提供的电压和/或电流的大小和定时。

驱动器电路84可以包括DC－DC转换器801、由电源电路72提供的电压VDD和VCLAMP，以及功率MOSFET804和805，该DC－DC转换器801耦接到处理电路78的EC_PWM输出。该DC－DC转换器801结合由电源电路72提供的电压VDD和VCLAMP，利用来自控制电路78的EC_PWM信号来控制功率MOSFET804和805的栅电压。功率MOSFET804和805耦接到电源电路72提供的电压VCLAMP。因此功率MOSFET804和805控制出现在电容882和884上的电荷，并且因此以EC_PWM的占空系数的函数来改变这些电容两端的电压。电容882和884给驱动器电路84中的其它电路提供作为电压VCLAMP的函数的输出电压VOUT。通过控制施加在每个功率MOSFET804和805上的栅极电压，该DC－DC转换器801控制占空系数，并且因此控制电容882和884的有效输出电压。以这种方式，由电源电路72提供的电压VCLAMP可被驱动器电路84下调为其它电路所需的电平VOUT。

由功率MOSFET804和805提供的输出电压VOUT被提供给包括功率MOSFET863、864、865、866、900、901、902和903的H桥电路。功率MOSFET804和805的输出电压VOUT还在反馈电路中作为输入提供回至DC－DC转换器801，以便允许有效控制功率MOSFET804和805的输出电压。输出电压VOUT还被作为输出EC_VMONITOR提供给控制电路78。功率MOSFET804和805的输出电压还被提供给包括比较器802和803以及各种分立组件的电流监视电路，所述分立组件包括电阻、电容和二极管。被监视的电流通过反馈电路作为称为EC_IMONITOR的反馈提供给处理电路78，并且作为称为ILIMIT的反馈提供给DC－DC转换器801。通过给DC－DC转换器801提供ILIMIT反馈，能够控制功率MOSFET804和805的输出电流，以便限制从交通工具电气系统汲取的峰值供电电流。在本实施例中，将功率MOSFET804和805提供的被监视的电流EC_IMONITOR和被监视的电压EC_VMONITOR提供给控制电路78中的模数转换器。控制电路78使用被监视的电流和电压值来确定电致变色元件47的透射率状态，以及检测电致变色设备或布线中的故障。

如上所述，驱动器电路84还包括用于将电致变色供电43、43’、45和45’提供给电致变色元件47以便改变电致变色元件47的透射率的H桥电路。由功率MOSFET863－866和900－903的状态确定由电致变色供电43、43’、45和45’提供的电能的大小和持续时间。每个功率MOSFET使其栅极直接或间接联结到来自控制电路78的输出信号。功率MOSFET900、901、902和903分别使其栅极联结到处理电路78的输出ECBR4、ECBR5、ECBR6和ECBR7。以这种方式，以从处理电路78发出的信号ECBR4－ECBR7控制功率MOSFET900－903的导通/截止状态。如所示出的，功率MOSFET900的源极和功率MOSFET901的漏极被联结在一起，并且通过过滤噪声的扼流器916联结到电致变色供电43’。功率MOSFET900的漏极电耦接到功率MOSFET804和805提供的输出电压VOUT，而功率MOSFET901的源极电耦接到地。当来自处理电路78的ECBR4信号使得功率MOSFET900导通时，提供VOUT作为电致变色供电43’上的输出。当来自处理电路78的ECBR5信号使得功率MOSFET901导通时，电致变色供电43’被联结到地。当ECBR4和ECBR5信号使功率MOSFET900和功率MOSFET901都不导通时，电致变色供电43’处于高阻抗状态。以这种方式，基于源自处理电路78的ECBR4和ECBR5信号，由功率MOSFET900和901控制以电致变色供电43’提供的电压和电流。

如图6B所示，功率MOSFET902的源极和功率MOSFET903的漏极被联结在一起，并且通过用于过滤噪声的扼流器916联结到电致变色供电45’。功率MOSFET902的漏极电耦接到由功率MOSFET804和805提供的输出电压VOUT，而功率MOSFET903的源极电耦接到地。当来自处理电路78的ECBR6信号使得功率MOSFET902导通时，提供VOUT作为电致变色供电45’上的输出。当来自处理电路78的ECBR7信号使得功率MOSFET903导通时，电致变色供电45’被联结到地。当ECBR6和ECBR7信号使功率MOSFET902和功率MOSFET903不导通时，电致变色供电45’处于高阻抗状态。以这种方式，基于源自处理电路78的ECBR6和ECBR7信号，由功率MOSFET902和903控制以电致变色供电45’提供的电压和电流。

功率MOSFET865使其栅极联结到处理电路78的输出ECBR0。功率MOSFET863使其栅极联结到处理电路78的输出ECBR2。以这种方式，以从处理电路78发出的信号控制功率MOSFET863和865的导通/截止状态。每个功率MOSFET863和865使其漏极联结到由功率MOSFET804和805提供的输出电压VOUT，并且联结到功率MOSFET900和902的漏极。功率MOSFET865使其源极通过用于过滤噪声的扼流器916联结到电致变色供电43。功率MOSFET865还使其源极联结到功率MOSFET866的漏极，并且通过电容895联结到地以便滤除噪声。功率MOSFET863使其源极通过用于过滤噪声的扼流器916联结到电致变色供电45。功率MOSFET863还使其源极联结到功率MOSFET864的漏极，并且通过电容896联结到地以便滤除噪声。

功率MOSFET866的栅极耦接到模拟开关862的输出，并且使其源极联结到地。功率MOSFET864使其栅极耦接到模拟开关861的输出，并且使其源极联结到地。模拟开关862配置为基于从电源电路72接收的RESET信号，在处理电路78输出ECBR1和由电源电路72提供的电压VDD之间切换功率MOSFET866的栅极输入。模拟开关861配置为基于从处理电路78接收的RESET信号的状态，在从处理电路78接收的ECBR3信号和由电源电路72提供的电压VDD之间切换功率MOSFET864的栅极输入。

在失去电源时，RESET信号变低。在失去电源之后，电容892、893和894能够给模拟开关861和862以及功率MOSFET866和864的栅极供电几分钟，以便给电致变色元件47提供故障保护快速清透功能。当模拟开关861和862从处理电路78接收到RESET低信号时，模拟开关861和862切换，从而在功率MOSFET866和864的栅极处提供电压VDD。这使得功率MOSFET866和864导通，同时将电致变色元件47的电致变色供电43和电致变色供电45短路到地。这使得电致变色元件47变得更透射。当模拟开关861和862未从处理电路78接收到RESET信号时，开关861和862切换，从而施加给功率MOSFET866的栅极电压等于从处理电路78接收到的ECBR1输出，并且施加给功率MOSFET864的栅极电压是由处理电路78提供的ECBR3信号所提供的电压。以这种方式，当RESET信号不存在时，分别由信号ECBR2、ECBR3、ECBR0和ECBR1提供的电压来确定施加到每个功率MOSFET863、864、865和866的栅极的电压，以及因此确定每个功率MOSFET863、864、865和866的状态。

当来自处理电路78的ECBR0信号使得功率MOSFET865导通时，提供VOUT作为电致变色供电43上的输出。当来自处理电路78的ECBR1信号使得功率MOSFET866导通时，电致变色供电43被联结到地。当ECBR0和ECBR1信号使功率MOSFET865和功率MOSFET866都不导通时，电致变色供电43处于高阻抗状态。当来自处理电路78的ECBR2信号使得功率MOSFET863导通时，提供VOUT作为电致变色供电45上的输出。当来自处理电路78的ECBR3信号使得功率MOSFET864导通时，电致变色供电45联结到地。当ECBR2和ECBR3信号使功率MOSFET863和功率MOSFET864都不导通时，电致变色供电45处于高阻抗状态。以这种方式，基于源自处理电路78的ECBR0－ECBR3信号，由功率MOSFET863－866控制以电致变色供电43和45提供的电压和电流。

如上面所讨论的，通过改变ECBR0－ECBR7的输出值，处理电路78能够使得功率MOSFET863－866和900－903导通或截止，以便在电致变色供电43、43’、45和45’上产生所期望的电压和电流。通过以这种方式控制电致变色供电43、43’、45和45’的值，在电致变色元件47的各个区域上产生所期望的电势，以便控制电致变色元件47的透射率，以及因此控制可变透射率窗户10的透射率。

图6C－6E一般地示出了用于控制和/或保持电致变色元件47的透射率的两个可能模式。应当理解，在可替换的实施例中，可以使用其他的模式来控制和/或保持电致变色元件47的透射率。

图6C一般地示出了由驱动器电路84提供给电致变色元件47的信号的极性。如所示出的，电致变色元件47包括第二涂敷衬底48和第一涂敷衬底42。以电致变色介质（未示出）将第二涂敷衬底48和第一涂敷衬底42分开。如所示出的，第二涂敷衬底48从驱动器电路84通过导电结构41接收ANODE_TOP信号（也称为电致变色供电43），并且通过导电结构41’接收ANODE_BOTTOM信号（也称为电致变色供电43’）。第一涂敷衬底42从驱动器电路84通过导电结构46接收CATHODE_LEFT信号（也称为电致变色供电45），并且通过导电结构46’接收CATHODE_RIGHT信号（也称为电致变色供电45’）。如上面讨论地产生电致变色供电信号43、43’、45和45’。通过改变电致变色供电信号43、43’、45和45’，在电致变色介质中产生不同的电流和电势区域，同时改变穿过电致变色元件47的光的量。

在图6D中一般地示出了控制电致变色元件47的透射率的一种模式。在这种模式中，ANODE_TOP和ANODE_BOTTOM信号是正电压，而CATHODE_LEFT和CATHODE_RIGHT信号是负电压。这是通过使得驱动器电路84的晶体管865、864、900和903导通，同时使得晶体管866、863、901和902截止完成的。在经过了预定的时间段之后，或当EC_IMONITOR信号达到稳定状态时，处理电路78使得驱动器电路84改变到状态1。在状态1，ANODE_BOTTOM信号是正电压，而CATHODE_LEFT信号是负电压，并且ANODE_TOP和CATHODE_RIGHT信号是高阻抗。这是通过使得晶体管900和864导通，同时使得晶体管863、865、866和901－903截止完成的。将状态1保持到一个预定的时间段，在该时间，处理电路78使得驱动器电路84改变为状态2。在状态2，ANODE_TOP信号是正，CATHODE_RIGHT信号是负，并且ANODE_BOTTOM和CATHODE_LEFT信号是高阻抗。这是通过使得晶体管865和903导通，同时使得晶体管863、864、866和900－902截止完成的。只要电致变色元件47保持为黑暗状态，则处理电路78可以使得驱动器电路84在状态1和状态2之间无限循环。在本实施例中，利用这个模式将电致变色元件47保持为最暗的黑暗状态。在可替换的实施例中，采用这个模式将电致变色元件47保持在除了最暗的黑暗状态之外的透射率状态。

在图6E中一般地示出了控制电致变色元件47的透射率的第二模式。在该模式中，在状态0’，ANODE_TOP和ANODE_BOTTOM信号都为正电压，而CATHODE_LEFT和CATHODE_RIGHT信号都为负电压。这是通过使得晶体管865、864、900和903导通，同时使得晶体管863、866、901和902截止完成的。在预定的时间段之后，或当EC_IMONITOR电流达到稳态时，处理电路78使得驱动器电路84改变为状态1’。在该状态，ANODE_BOTTOM信号为正电压，CATHODE_RIGHT信号为负电压，并且ANODE_TOP和CATHODE_LEFT信号为高阻抗。这是通过使得晶体管900和903导通，同时使得晶体管863－866、901和902截止完成的。在一个时间段之后，处理电路78使得驱动器电路84改变为状态2’。在状态2’，ANODE_BOTTOM信号为正，CATHODE_LEFT信号为负，并且ANODE_TOP和CATHODE_RIGHT信号为高阻抗。这是通过使得晶体管900和864导通，同时使得晶体管863、865、866和901－903截止完成的。在一个时间段之后，处理电路78使得驱动器电路84改变为状态3’。在这个状态中，ANODE_TOP信号是正，CATHODE_LEFT信号为负，并且ANODE_BOTTOM和CATHODE_RIGHT信号为高阻抗。这是通过使得晶体管865和864导通，同时使得晶体管863、866和900－903截止完成的。在一个时间段之后，处理电路78使得驱动器电路84改变为状态4’。在状态4’，ANODE_TOP信号是正，CATHODE_RIGHT信号为负，并且ANODE_BOTTOM和CATHODE_LEFT信号为高阻抗。这是使得晶体管865和903导通，同时使得晶体管863、864、866和900－902截止完成的。在一个时间段之后，处理电路78使得驱动器电路84返回状态1’。以这种方式，处理电路78使得驱动器电路84在电致变色元件47被保持为黑暗状态的时间段期间在状态1’、2’、3’和4’之间反复循环。在本实施例中，处理电路78使得驱动器电路84将电致变色元件47保持为最黑的黑暗状态。在可替换的实施例中，处理电路78利用这个模式将电致变色元件47保持在最黑的黑暗状态之外的透射率状态。应当理解，通过如上面讨论的排序ANODE_TOP、ANODE_BOTTOM、CATHODE_LEFT和ANODE_BOTTOM信号，可以避免电致变色介质中的电致变色材料的偏析（segregation）。当由以在变暗过程中形成的不同质量的离子种类（species）组成的分子形成电致变色介质时，可能发生这种偏析。更具体地，当在电致变色介质上施加电压时，通常无色的分子分裂为可能各自具有不同重量和颜色的离子种类（阴离子和阳离子）。当电致变色设备保持为变暗状态时，较重的离子种类趋于降落到设备的底部，同时取代向设备的顶部移动的较轻的种类。由于这些偏析的种类可能具有不同的颜色，所以窗户可能表现出不均匀的颜色。

应当理解，可以改变作为ANODE_TOP、ANODE_BOTTOM、CATHODE_LEFT和ANODE_BOTTOM信号的正和负电压施加的电压电平，以便避免电致变色介质中的电致变色材料的偏析，而不会明显地影响电致变色介质的透射率。这可以通过将施加的电压的变化持续时间保持为足够短，从而可以避免电致变色介质的偏析，而大体上不会影响窗户的透射率来实现。虽然上面讨论了两个模式，但是应当理解，图6D和6E中一般所示的第一模式和第二模式可被组合成一个模式。还应当理解，可以采用除了图6D和6E中一般所示的模式之外的其他模式，以便保持电致变色元件47的透射率级别，同时避免电致变色介质的偏析。

驱动器电路84使用EC_VMONITOR和EC_IMONITOR信号来监视通过H桥电路提供的电压和电流，并且将所监视的电压和电流提供给处理电路78。这允许处理电路78确定电致变色元件47的透射率状态，并且调整信号ECBR0－ECBR7以便改变和/或保持电致变色元件47的透射率。下面讨论适合的清透顺序。

驱动器电路84还被示出为通过二极管网络联结到地。耦接到驱动器电路84的二极管网络包括二极管950－952。通过二极管网络将驱动器电路84联结到地，可以保护驱动器电路84免受过电流。

驱动器电路84还被示出为（图6B）具有感测电路99，感测电路99配置为感测由驱动器电路84提供的电流，并且对提供给处理电路78的EC_MONITOR信号进行操作。

驱动器电路84还被示出为具有耦接到由电源电路72提供的VCLAMP电压的电流电路87。电流电路87包括晶体管、电阻和二极管。如图所示，电流电路87操作，以便吸收存储在窗户驱动器电路84内的多余电能。

如图6A和6B所示，驱动器电路84、电流电路87和感测电路99可以包括各种分立组件，包括电容、电阻、二极管和电感。每个电阻809、813-815、819-820、843-846、911、913和914可以具有10k欧姆的电阻。电阻811、812、816-818、821-833和836-842可以分别具有18.7k欧姆、10k欧姆、59k欧姆、10欧姆、10欧姆、10欧姆、10欧姆、0.1欧姆、0.1欧姆、100欧姆、100欧姆、1k欧姆、1k欧姆、66.5k欧姆、66.5k欧姆、100k欧姆、200k欧姆、402k欧姆、4.64k欧姆、0、1.2k欧姆、1.2k欧姆、1k欧姆、12欧姆、270欧姆和1k欧姆的电阻值。每个电阻923-926可以具有47k欧姆的电阻值、每个电阻927-928可以具有1k欧姆的电阻值、并且每个电阻929-930可以具有54.9k欧姆的电阻值。每个电阻910、912和835可以分别具有220欧姆、21.5k欧姆和93.1k欧姆的电阻值。每个电容875、879、881、885、890和893-896可以具有0.1μF的电容值。每个电容870-874、876-878、880、882-884、886-889、890和891可以分别具有0.01μF、10μF、0.01μF、0.001μF、0.01μF、0.01μF、1μF、1μF、4.7μF、4.7μF、0.01μF、4.7μF、0.01μF、0.01μF、220pF、220pF、0.01μF和220μF的电容值。每个电容917-922和960-961可以具有0.1μF的电容值。每个电容915、931和932可以分别具有3300pF、220pF和220pF的电容值。图6A的电感808可以具有33μH的电感值。

参考图7，一般地示出了用于控制图3的窗户控制单元9的处理电路78。处理电路78包括用于控制图3中一般地示出的窗户控制单元9的微控制器870。微控制器870包括用于存储控制窗户控制单元9必需的指令和算法的存储器。微控制器870还包括用于执行存储在存储器内的指令和算法的逻辑。如图所示，微控制器870是由Freescale销售的微控制器MC9S08AW60。微控制器870还被示出为耦接到与窗户控制系统总线相连的收发器871。收发器871配置为从半导体窗户控制系统总线13接收信号，对该信号解码，并且将它们提供给微控制器870，以便允许微控制器870通过窗户控制系统总线发送和接收指令。

微控制器870被示出为具有用于与窗户控制单元9中的其他设备通信和控制窗户控制单元9中的其他设备的多个输入、多个输出和多个组合的输入/输出线，所述其他设备诸如用户输入机构60、电源电路72、驱动器电路84和出现在窗户控制系统总线上的设备。如图所示，处理电路78从用户输入机构60接收指示电致变色窗户10的用户选择的透射率状态的用户输入信号。微控制器870以“较暗”和“较亮”请求信号的形式接收这些输入。基于这些信号，微控制器870通过线路ECBR0－ECBR7向驱动器电路84发出控制信号，以便控制电致变色窗户10的透射率状态。另外，微控制器870通过DOT0－DOT4提供信号，以便使得用户输入机构60通过LED显示电致变色窗户10的当前状态、电致变色窗户10的用户选择的状态、电致变色窗户10是否处于改变状态的过程中，和/或系统中是否存在错误。

如图所示，微控制器870从电源电路72接收供电电压VDD。微控制器870还被示出为耦接到窗户控制系统总线，并且配置为通过窗户控制系统总线从用于控制电致变色窗户10的主控制电路90接收窗户控制超控信号。当微控制器870通过窗户控制系统总线从主控制电路90接收到超控信号时，其将信号通过ECBR0－ECBR7提供给驱动器电路84，以便使得电致变色窗户10进入由从主控制电路90接收的超控信号所确定的状态，而不是用户通过用户输入机构60选择的状态。

如上所述，微控制器870可以包括用于确定何时结束超控状态，以及当超控状态结束时电致变色窗户10应当进入什么状态的各种模式。如上所述，微控制器870从驱动器电路84接收指示驱动器电路84提供给电致变色窗户10的电压和电流的信号。通过结合用户输入信号“较亮”和“较暗”使用这些被监视的电压和电流信号，微控制器870可以确定电致变色窗户10的当前状态，以及基于用户输入和/或从主控制电路90接收的超控信号，确定是否需要改变状态。

微控制器870还配置为监视提供给用户输入机构60的背光LED的电能，并且控制提供给用户输入机构60的LED的电能。在一个实施例中，当超控状态有效并且用户选择的透射率状态正被超控时，微控制器870使得背光LED关闭。在另一个实施例中，当用户输入机构60不运行时，微控制器870使得用户输入机构60的背光LED关闭。

处理电路78还被示出为耦接到丢失检测电路79，该丢失检测电路79包括可以具有10k欧姆电阻值的电阻790，各自可以具有402k欧姆电阻值的电阻791和792，可以具有1μF电容值的电容793，以及二极管和比较器。在操作中，丢失检测电路79从处理电路78接收称为TIMER_SET的输入信号。该信号指示提供给窗户控制电路的电能。TIMER_SET信号耦接到电容，并且作为输入耦接到丢失检测电路79的运算放大器。该运算放大器的输出被反馈到运算放大器的另一个输入。

如图所示，如TIMER_SET信号指示的，丢失检测电路79配置为在给窗户控制单元9供电的同时，在电容上存储电荷。当从窗户控制单元9移去电源时，由于TIMER_SET不再提供对电容充电的信号，所以电容上的电荷随着时间下降。当对窗户控制单元9重新施加电源时，电容上剩余的电荷量被作为输入提供给微控制器870，并且由微控制器870用来确定从窗户控制单元9移去电源的近似时间量。如果从窗户控制单元9移去电源的时间量小，例如，两分钟或更少，则微控制器870指示电致变色窗户10返回到电源被移去之前的状态。如果微控制器870确定已移去电源的时间超过了两分钟，则微控制器870指示电致变色窗户10进入预定的透射率状态。

主控制电路还可以选择性控制窗户组，以便减少在交通工具的电源上的耗用功率。例如，在将另一组窗户变暗之前，可以顺序地使选择的一组窗户10变暗，以便减少如果一次使所有窗户变暗将会发生的瞬时电流汲取。另外，主控制电路可以使一个或所有窗户以逐级的方式逐渐变暗，以便进一步管理窗户系统的功率使用。

微控制器870还被示出为耦接到重置电路81。该重置电路81包括耦接到电阻、电容和由电源电路72提供的VDD电压的重置监视器IC810。该重置监视器IC810监视由电源电路72提供的VDD电压，以便确定电压VDD何时落在重置电压阈值之下。当重置监视器IC810确定VDD落在重置电压阈值之下时，重置监视器IC810在预定的时间段期间发出重置信号。该重置信号用于重置微控制器870，并且还耦接到驱动器电路84，以便使得驱动器电路84内的H桥电路将电致变色供电43和电致变色供电45短路到地，使得电致变色窗户10清透。

微控制器870还被示出为从用户输入机构60接收背光监视器（BACKLIGHT）和LED监视器（LED_MON）信号。微控制器870监视这些信号，以便确定用户输入机构60的开关是否被卡住，或LED是否不能打开，微控制器870禁用用户输入机构60，并且选择电致变色窗户10的预定透射率状态。应当理解，虽然用户输入机构60被禁用，但是仍然可用在窗户控制系统总线13上从主控制器90接收的超控信号来控制电致变色窗户10。微控制器870还可以在总线13上向主控制器传输信号，告知开关故障或LED故障。

微控制器870还被示出为接收模拟VMON_AD和IMON_AD信号。如图7所示，VMON_AD是已被滤波器电路82滤波的、由驱动器电路84提供的EC_VMONITOR信号。IMON_AD信号是已被滤波器电路83滤波的、由驱动器电路84提供的EC_IMONITOR信号。微控制器870利用由IMON_AD和VMON_AD提供的值来确定可变透射率窗户10的透射率状态，并且检测电致变色设备和相关布线的故障。

处理电路78被示出为包括各种电阻和电容。电阻933-942和790-792可以分别具有47欧姆、47欧姆、10k欧姆、100欧姆、100欧姆、1μ欧姆、100k欧姆、4.7k欧姆、1k欧姆、1k欧姆、10k欧姆、402k欧姆和402k欧姆的电阻值。电容943、946-954和793可以分别具有0.1μF、220pF、0.1μF、220pF、0.1μF、220pF、0.1μF、0.1μF、0.1μF和1μF的电容值。

图8一般地示出了安装在多乘客交通工具诸如飞机中的可变透射率窗户10和窗户控制单元9。如图所示，可变透射率窗户10和窗户控制单元9定位邻近于内窗框22。窗户控制单元9包括用户输入机构60，该用户输入机构60包括第一用户输入区域62、第二用户输入区域64和指示灯66。还以虚线示出了从属控制电路70和分别耦接到可变透射率窗户10的导电结构41、41’、46和46’的电致变色供电43、43’、45和45’。如图所示，用户输入机构60具有第一用户输入区域62和第二用户输入区域64，该第一用户输入区域62和第二用户输入区域64配置为被可变透射率窗户10的用户物理地接触，以便改变可变透射率窗户10的选择的透射率状态。指示灯66配置为显示指示窗户的当前透射率状态、窗户的选择的透射率状态、窗户当前是否正在改变状态和/或窗户控制系统是否处于错误状态的灯光。如图所示，由不透潮气的材料制造用户输入机构60，并且将其密封以便防止潮气和灰尘进入用户输入机构60和从属控制电路70的内部电子和机械结构。

2.机械、化学和制造方面

图9是可变透射率窗户10和窗户控制单元9的元件的截面图。可变透射率窗户10包含包括第一衬底44和第二衬底34的电致变色元件47。在本实施例中，衬底44和34是薄玻璃衬底。在可替换的实施例中，衬底44和34是由玻璃或其他适合的衬底材料制成的不同厚度的清透的衬底。每个衬底44和34分别具有沉积在其上的透明的高导电层38和36。在优选实施例中，由玻璃制成第一衬底44和第二衬底34，并且优选地具有小于大约1.2mm，更优选地小于大约0.8mm，并且最优选地小于大约0.6mm的厚度。在可替换的实施例中，衬底可弯曲。在本实施例中，透明的高导电层36和38包括优选地至少两个整波厚度的铟锡氧化物（ITO）。在可替换的实施例中，透明的高导电层36和38可由掺杂氟的锡氧化物、掺杂氟的锌氧化物、铟锌氧化物(Zn_xln_yO_z)、美国专利No.5,202,787中描述的材料，通过引用将其全部公开内容结合在此，诸如可从俄亥俄州托莱多市的LibbeyOwens-Ford公司获得的TEC20或TEC15，或其他透明导电材料，诸如例如，在题目为“VEHICULAR REARVIEW MIRRORELEMENTS AND ASSEMBLIES INCORPORATING THESEELEMENTS”的美国专利No.7,372,611，以及题目为“IMPROVEDCOATINGS AND REARVIEW MIRROR ELEMENTSINCORPORATING THE COATINGS”（以William L.Tonar为第一发明人）的美国专利申请公开No.2007/0201122中描述的电介质/金属/电介质堆制成，通过引用将其全部公开内容结合在此。在优选实施例中，每个导电层36和38具有小于大约4Ω/平方，更优选地小于大约3.0Ω/平方，更优选地小于大约2.6Ω/平方，并且最优选地小于大约2.0Ω/平方的薄层电阻。第一衬底44和第二衬底34安装成使得它们的表面彼此平行，并使得沉积在第一衬底44上的透明导电层38面对沉积在第二衬底34的内表面上的透明导电层36。

如图所示，以与层36和38电接触的电致变色介质49填充第一衬底44和第二衬底34之间的间隔。在本实施例中，当涂覆的衬底与电致变色介质49相邻时，电致变色元件47优选地在清透状态具有60％以上的透射率。为了实现这一点，依据使用的电致变色介质，每个由透明导电层38和36涂覆的衬底44和34应当具有至少大约65％，更优选地近似78.6%的透射率。电致变色介质49具有比空气高的折射率，这抑制了透明导电层36和38的反射，并且相应地增加了电致变色元件47的透射率。当导电层38和36挨着空气时，涂覆的衬底具有近似73.1%的透射率。应当注意，当衬底44和34的涂覆表面都与电致变色介质49接触时，如果两个涂覆衬底都具有相同的透射率级别，则电致变色元件47的挨着空气的透射率大于73%。可能存在每个涂覆的衬底的透射率彼此不同的情况。在这种情况下，可以减小一个涂覆的衬底的透射率，同时增加另一个的透射率。选择每个涂覆的衬底的透射率，从而使得电致变色元件47的透射率满足透射率设计标准。

如图所示，电致变色介质通过第一衬底44和第二衬底34之一内的填充孔（未示出）沉积在第一衬底44和第二衬底34之间。在第一衬底44和第二衬底34之间已经沉积了电致变色介质49之后，可将阳离子型环氧材料制成的塞子放置在填充孔内来密封填充孔。通过第一密封56和第二密封58将电致变色介质49保持在第一衬底44和第二衬底34的内表面之间。第一密封56和第二密封58还用来保持第一衬底44和第二衬底34的表面间的间隔。第一密封56或第二密封58可以包括大体上拥有其大小和形状的材料。在该情况下，可以使用第一或第二密封材料来建立衬底之间的间隔。

可替换地，密封56和58两者或之一可以包含确定该间隔的隔离物（未示出）。隔离物可以是珠（bead）、纤维、衬垫或任意已知形状，只要其大小被控制并且其压缩性可预测即可。隔离物可被附加地或可选地分散在电致变色介质占据的区域内。在于2006年5月3日提交的题目为“CONTROLLABLY DISSOLVING SPACINGMEMBER AND ASSOCIATED ELECTROCHROMIC DEVICEAND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME”的美国专利申请No.11/416,557中公开了隔离物的例子，通过引用将其全部公开内容结合在此。隔离物可以包括玻璃、盐、聚合物或类似的材料。如果密封材料两者或之一需要被固化，则重要的是在固化处理过程中保持衬底被间隔开，并且在密封区域大体上平行，直到密封材料可以固化为止。在大部分情况下，玻璃上的涂覆物将使得玻璃扭曲，使得更难以在固化过程中保持衬底大体平行。可以通过在两个衬底之间使用隔离物而将衬底保持为大体平行的关系。典型地，隔离物的大小类似于单元间隔，并且接触或近乎接触两个衬底，以便保持单元间隔。可以通过重力、夹具固定物或通过在隔离物上施加压力的任意方法将衬底靠着隔离物保持在一起，从而单元间隔不会显著地大于隔离物。可替换地，可以在固化处理过程中使用夹具、吸盘、真空压盘或其它装置来机械地将衬底保持为平行。在可替换的实施例中，使用不包含任何隔离物材料的环氧树脂，将衬底保持为间隔开的关系。如上所述，其它实施例使用隔离物，诸如珠、纤维、衬垫或类似的隔离物，以在固化密封时将衬底保持为间隔开的关系。然而，当由于密封收缩而固化密封时，隔离物会产生集中应力的区域。收缩通常涉及环氧树脂和隔离物之间的热膨胀系数的不同。可以通过消除密封中的隔离物来消除这种类型的应力。一种在密封固化处理过程中保持单元间隔而不使用隔离物的方法是使用真空压盘，以便保持衬底平行以及固定的间距。可以使用压盘之间固定的间隔，或通过使用机器控制而将压盘本身保持分开一个已知的距离。可以组合上述期望的一个或多个方法，以便保持正确的密封厚度，同时保持衬底大体平行。

为了降低处理复杂性，可以优选地将第一密封56和第二密封58组合成一个物体。如果两个密封都包含隔离物，则在高导电材料40的层之间，并且还在高导电材料40的层和导电结构41、41’、46和46’之间压缩隔离物可能是有帮助的。注意到由于这是截面图，因此未示出导电结构46和46’。隔离物可以溶解在电致变色介质中，从而它们保持间隔，一直直到电致变色介质能够保持衬底间隔时为止。可替换地，最初在密封固化处理过程中可以使用隔离物，并且在电致变色介质凝为胶体并因此可以保持单元间隔之前迅速地溶解在电致变色介质内。在该情况下，重要的是保持衬底水平或使用机械方法来保持单元间隔，直到电致变色介质充分交联，以便保持衬底间隔而不用辅助设备。

已被涂覆透明导电层36或38的第一衬底44和第二衬底34中的每一个的表面还包括沉积在每个第一衬底44和第二衬底34周边的重要部分周围的高导电材料40。在本实施例中，高导电材料40是包括银屑的银胶（silver epoxy）。第一衬底44和第二衬底34中的每一个还包括多个导电结构41、41’、46和46’，这些导电结构电耦接到沉积在这些结构周边的重要部分周围的高导电材料40。第一衬底44的导电结构46和46’分别通过导电材料电耦接到电致变色供电45和45’。第二衬底34的每个导电结构41和41’分别通过导电材料电耦接到电致变色供电43和43’。以这种方式，将由驱动器电路84提供的电能分别提供给第一衬底44和第二衬底34中的每一个的透明导电层38和36。如果使用了银胶，则导电结构41、41’、46和46’优选地为银凸起（tab），并且导电材料优选地包含银屑。

在优选实施例中，以至少大约2λ（即，双波层）的光学厚度沉积透明导电层36和38，其中λ是光的波长，该电致变色元件对于这种光是最佳的。一般地，λ被选择为大约是500nm。由使用的ITO涂层的一般属性来确定透明导电层36和38的厚度级别。一些较重要的设计特征包括涂层的透射率和薄层电阻。应当理解，可以调整ITO的厚度以便调节涂层的薄层电阻和透射率。除了厚度之外，可以调整涂层的其他属性，以便修改涂层的透射率和薄层电阻。例如，可以调整涂层的化学计量以便修改涂层的透射率。如果需要较低透射率，但是不能选择增加厚度，则可以减少涂层中的含氧量，导致涂层中更多的吸收，以及更低的透射率。相反地，如果需要较低的透射率，则可以增加涂层中的含氧量，因此减少涂层中的吸收。应当理解，当改变含氧量时，存在与其他涂层属性的协调。根据整个电致变色元件47的设计目标，可能需要属性的全局优化。

当在薄衬底诸如玻璃上沉积透明导电材料的多个和/或厚层时可能产生的一个问题是衬底的扭曲或变形。扭曲是由于给衬底带来张力的涂层材料中的应力，导致衬底的变形。变形的量与涂层中的应力和涂层的厚度成比例。对于涂层中相同的应力级别，较厚的层比较薄的层使衬底变形更大。类似地，如果使用的涂层中的应力级别增加，则同样厚度的层将使衬底变形更大。涂层中的应力类型可以确定涂覆的衬底是以凹入方式还是以凸出方式变形。涂层中的应力可以是拉伸的或收缩的。具有拉伸应力的涂层的衬底一般将凹入，而具有收缩应力的涂层的衬底一般将凸出。

发明人认识到可变透射窗制造中的衬底变形会使得难以制造具有不变形或扭曲的衬底的可变透射窗。衬底涂层中的应力是作为沉积处理的一部分形成的其固有应力和由于衬底和施加在衬底上的涂层之间的热膨胀系数的差异而加入的应力的组合。在涂层是ITO的情况下，当作为涂层处理的一部分对衬底加热时，由于热膨胀系数的差异而加入的应力可能是重要因素。可以在可变透射窗的制造过程中采取若干措施来减小衬底的扭曲和变形。在一个实施例中，基于其热膨胀系数来选择衬底，从而制造处理的热引发的应力补偿或抵消沉积处理本身的固有应力。当将ITO用作涂层材料并且衬底是由浮法玻璃制成时，即使在沉积处理中加热玻璃，在成品中也几乎没有热引发的应力，这是由于ITO和浮法玻璃具有相同的热膨胀系数。因此得到的衬底中的任何扭曲主要是由于沉积处理本身过程中引入的固有应力。如果固有应力是收缩的，则应当理解可以通过选择这样的衬底材料来抵消这种应力，该衬底材料的热膨胀系数低于将沉积在衬底上的ITO涂层的热膨胀系数。相反，如果ITO涂层或其他涂层中的应力是拉伸的，则应当理解可以通过选择这样的衬底材料来抵消这种应力，该衬底材料的热膨胀系数大于作为涂层沉积的材料的热膨胀系数。应当理解，衬底材料选择的热膨胀系数的确切值取决于涂层材料中的应力大小和应力类型以及涂层材料的沉积温度。

在可替换的实施例中，改变用于在沉积处理中沉积透明涂层的磁控管溅射器中的压力，以便减小衬底中的变形或扭曲。更具体地，在一个可替换的实施例中，以大于2.5微米汞柱的压力沉积ITO。由于ITO通常具有收缩应力，所以较高的沉积应力有助于减轻涂层自身中的应力。应当理解，沉积处理过程中在磁控管溅射器中使用的压力会影响衬底中的应力级别以及在某些情况下的应力类型（收缩的或拉伸的）两者。应当理解，制造处理中所需的压力将根据使用的沉积处理和硬件的特定细节而改变。典型地，压力应当高于大约2.5微米汞柱，优选地高于大约4.0微米汞柱，并且最优选地高于大约6.5微米汞柱。

在另一个实施例中，采用替代的溅射气体，诸如，氖、氪或包括氩的混合物，以便减少衬底的扭曲和变形。这是由于使用的溅射气体会显著地影响施加的涂层中的应力。目标原子和溅射气体质量的比例影响涂层中的相对应力级别。值越大，收缩越多。如果涂层是收缩的，并且氩被用作溅射气体，则将溅射气体转换为氪将使涂层中的应力在更加拉伸的方向上移动。类似地，如果涂层中的应力是拉伸的，并且氩被用作溅射气体，则转换为氖将使涂层中的应力在更加收缩的方向上移动。应当理解，可以随同压力变化一起使用纯气体的混合物，以便在施加的涂层中获得所需的应力级别。

在本发明的另一个实施例中，在施加了ITO层的衬底的相对侧上提供诸如例如二氧化硅的材料的应力涂层。由于衬底上的总张力归因于施加到衬底上的每个层的各个应力的总和，所以这有助于减少衬底的扭曲和变形。通过在衬底的不同位置处明智地放置具有适合的应力的层，从而得到的衬底上的净应力为0，这种关系可被用于减少衬底上的总张力。例如，如果透明涂层有收缩应力，则可以通过在与透明涂层相同侧上施加具有拉伸应力的涂层来抵消该应力。一种可替换的方法是在与透明涂层相反的玻璃的一侧上施加收缩涂层。在另一方面，如果透明涂层中的应力是拉伸的，则在衬底的另一侧上施加附加的涂层，从而衬底上的净应力为0。

应当理解，可以选择附加的涂层，以便最小化这些附加层的光学影响。例如，应当避免极大地影响最终的电致变色元件47的光学系统的不透明的高吸收或高折射率涂层。优选的应力收缩涂层具有类似于衬底的低的折射率。具有较高折射率的层可被用于某些应用中。

在本发明的另一个实施例中，给衬底预先施加应力或预先弯曲衬底，以便补偿由施加到衬底上的涂层引起的预期的扭曲。应当理解，在可再现的良好控制的处理中，可以容易地确定涂层中的应力和多个涂层的合应力。因此，可以使用热或化学回火装置，通过预先弯曲或预先施加应力来抵消衬底内的预期扭曲。一旦预先弯曲了衬底或预先给衬底施加了应力，则涂层的应用将引起与预先施加了应力或预先弯曲的衬底相互作用的应变，以便提供基本上平坦并且没有扭曲的衬底。应当理解，导致无扭曲的涂覆后的衬底所需的初始预弯曲或预施加应力的量取决于引起的应力类型、总应力量以及涂层厚度。

在本发明的另一个实施例中，通过以多个步骤沉积涂层来减小衬底的扭曲和变形。几种因素导致这样的现象，即，如果以多个步骤沉积涂层，通常会减小由涂层引起的应力。例如，通过沉积交替的应力类型的多个层，可以减小衬底中总的合应力。可替换地，交替具有互补应力类型（拉伸、收缩）的层可以有助于减小得到的衬底中的总应力。

在本发明的另一个实施例中，使用退火处理来减小最终的衬底结构中的合成应力。高应力的一种潜在机制是由高能中性或负氧离子引起的涂层晶格中的破坏。这些高能种类起源于离子和涂覆机的阴极电势之间的相互作用。通过使部件高速经过阴极，最小化该破坏，并且可以在后续的重新加热步骤中退火。净结果是最终的涂层具有较低的总应力。

在本发明的另一个实施例中，在涂层沉积之后对涂覆的衬底进行退火，以便最小化衬底内的合成应力。在该情况下，对衬底涂层进行再次加热和冷却处理。对涂层的再次加热可以允许涂层以降低涂层材料中的应力的网状而再结晶。减小应力所需的温度、时间和退火气体将随着涂层的原始属性而改变。通常，在热退火步骤中还会改变涂层的其他属性，从而必须小心以便确保处理后的涂层仍然满足所有的设计要求。

在本发明的另一个实施例中，改变涂层的氧化状态，从而使其成为是缺氧的。应当理解，衬底涂层的氧化状态，尤其是如果衬底涂层是ITO，对合成涂层的应力具有强的影响。具有较高含氧量的ITO涂层通常具有较高的应力值。因此，采用具有较低含氧量的ITO可以有助于最小化涂层中的应力，并且减小扭曲和变形。

在本发明的另一个实施例中，给予生长中的涂层附加的电能，以便减小涂层的固有应力。用于授予附加电能的装置包括离子束、等离子源、亚稳态氦、添加RF的DC或用于将附加电能给予生长中的涂层的其他方式。通过采用以离子束、等离子或其他方式将电能引入处理的方法，可以显著地影响涂层的属性，包括其固有应力。

应当理解，可以单独和/或组合采用上述措施，以便帮助减小在可变透射率窗户的生产过程中施加了透明导体的衬底的扭曲和变形。在2007年2月7日提交的题目为“ELECTRO-OPTIC ELEMENTWITH IMPROVED TRANSPARENT CONDUCTOR”的临时美国专利申请No.60/888,686中公开了沉积ITO层的优选方法的细节，通过引用将其全部公开内容结合在此。

图10提供了电致变色元件47的第二涂覆衬底48和第一涂覆衬底42的一部分的详细视图。如图所示，已经在衬底44的一个表面上沉积了透明导电层38。可以在透明导电层38的表面上绕着衬底44的周边沉积高导电材料40。导电结构46和46’被固定在绕着衬底44的周边的高导电材料40上。如图所示，导电结构46和46’被间隔开，使得它们位于衬底44的近似相对侧处。导电结构46和46’被示出为分别通过导线耦接到电致变色供电45和45’。以这种方式，由电致变色供电45和45’提供的电能通过导电结构46和46’提供给高导电材料40和透明导电层38。衬底34具有沉积在其至少一个表面上的透明导电层36。在透明导电层36的表面上绕着衬底34的周边沉积高导电材料40（未示出）。导电结构41和41’被固定到绕着衬底34的周边的高导电材料40。如图所示，导电结构41和41’被间隔开，使得它们位于衬底34的近似相对侧。导电结构41和41’被示出为分别耦接到电致变色供电43和43’。以这种方式，由电致变色供电43和43’提供的电能通过导电结构41和41’提供给高导电材料40和透明导电层36。高导电材料40被示出为绕着衬底34和44两者的整个周边提供，以便改进导电层36和38整体上的电连续性。高导电材料优选地包括银、金或铝。优选地，高导电材料包括银。最优选地，高导电材料包括银屑或银毫微粒。可以通过喷墨打印或其他已知的处理分配、施加高导电材料。高导电材料可以包括2006年3月3日提交的题目为“IMPROVED COATINGS AND REARVIEW MIRROR ELEMENTSINCORPORATING THE COATINGS”的以William L.Tonar为第一发明人的临时美国专利申请No.60/779,369，通过引用将其全部公开内容结合在此。

通过绕着电致变色元件47间隔开多个电子触点或导电结构41、41’、46和46’，可以在电致变色元件的不同区域上施加不同的电压。如上所述，还可以给不同的触点施加不同的电压序列。这种排序对于快速清透和减少偏析有效。

以上述构造，电致变色元件47可以实现高透射率状态中的至少大约60％的透射率、最低透射率状态中的小于大约0.1%的范围，以及高和低透射率状态之间的连续透射率值。这种大的透射率范围相对于现有的电致变色设备，尤其是对于具有至少0.1m²面积的电致变色设备是新颖的。使用该发明性系统获得的另一个性能参数是透射率可以在少于大约2分钟内从大于大约60％的透射率快速改变为小于0.2%。相反，透射率可以在少于大约5分钟内从小于大约0.2%的透射率改变为大于大约60％。可以通过在电致变色设备上提供反相偏压，而不是仅通过将导电层36和38两者接地将其短路，来提高清透速度。优选地，在使用如上所述施加到H桥上的信号ECBR0－ECBR7清透的过程中，可以施加一个或多个反相偏压脉冲。在图11中可见采用以被称为“转换电压定序”的短路停顿中断的多个反相偏压脉冲的效果。在这个例子中，在足够达到近似0.1%T的时间内给大小和形状适合用作可变暗的飞机坐舱窗户的电致变色设备提供1.2V的电能。使用两个不同的电压序列来清透窗户；在清透时间期间监视透射率。被标记为多反相脉冲的曲线由施加到窗户上的下列电压序列组成：12秒反相（-1.2V）、1秒短路、10秒反相、1秒短路、8秒反相、1秒短路、4秒反相，然后窗户被短路足够的时间以便完全清透。被标记为单反相脉冲的曲线由34秒反相脉冲组成，之后短路该窗户直到其完全清透为止。

如从图12中可见，转换定序的概念可以提高电致变色设备从较高透射率状态到中间状态的变色。在以“无转换电压定序”标记的曲线中，在足够的时间内施加0.5V的电势，以便达到近似20％的透射率级别。在以“具有转换电压定序”标记的曲线中，将1.2V的电压施加8秒的时间段，之后是0.5V的电压，以便将窗户保持为略低于20％的透射率级别。可以清楚地看到，转换电压定序极大地有助于设备达到中间稳态。

总之，所有这些元件包括电致变色元件47。可以使用共同转让的美国专利No.6,407,847公开的处理来制造和填充电致变色元件47，通过引用将其全部公开内容结合在此。具体地，可以在衬底34和44之一内提供填充孔，以便以电致变色介质填充设备内部。优选地填充孔定位在衬底边缘附近，但是恰好在密封区域内部，从而它被围绕电致变色元件的窗框覆盖。就此而言，可能期望制造非对称形状的元件（即，使得在填充孔所处位置，它具有较不圆的拐角）。以这种方式，可以更容易将填充孔隐藏在窗框之后。可以用载玻片等覆盖填充孔。

参考图9，电致变色元件47被示出为使其周边由弹性玻璃框（elastomeric bezel）32围绕。由中窗框24和外窗框28将弹性玻璃框32和围绕的电致变色元件47固定在适当位置。在可替换的实施例中，由类似于中窗框24和外窗框28的结构，诸如例如框架或玻璃框，将弹性玻璃框32和围绕的电致变色元件47固定在适当位置。中窗框24和外窗框28以及被它们固定的元件被结合到内窗框22和外部安装结构30，并且被内窗框22和外部安装结构30固定在适当的位置。内窗框22和中窗框24还被示出为将用于保护电致变色元件47的防尘罩26固定在适当位置。如图所示，防尘罩26是透明衬底。弹性玻璃框32由一种材料构成，该材料足够强以便将电致变色元件47保持在适当位置，同时将电致变色元件47与由中窗框24、内窗框22、外窗框28和外部安装结构30施加到弹性玻璃框32上的结构应力和力隔离开。

外窗框28和中窗框24优选地由导热塑料制成。导热塑料配置为足够强，以便为电致变色元件47和弹性玻璃框32提供结构支撑，同时将多余的热能从电致变色元件47转移，并且转移到内窗框22和外部安装结构30内。当电致变色设备处于变暗状态时，它可以吸收光，该光转而产生热。通过利用导热塑料，由电致变色设备产生的多余的热可通过窗框散去。

通过利用弹性玻璃框32减小电致变色元件47受到的力，并且通过提供由导热材料制成的中窗框24和外窗框28，以便减小电致变色元件47受到的热应力，可以增强电致变色元件47整体可靠性，以及因此增强可变透射率窗户10的可靠性。

虽然对优选实施例的上述描述主要针对飞机的窗户控制系统，但应当理解，这些优选实施例，包括利用主和从属控制器电路和算法的那些实施例，可用于控制建筑和被设计用来承载乘客的其它交通工具，诸如例如船、公共汽车和汽车内的窗户的透射率。

上述描述被认为仅是对优选实施例的描述。本领域的技术人员和做出或使用本发明的人将会想到对本发明的修改。因此，应当理解，附图中所示并且在上面所述的实施例仅是用于说明目的，并且旨在被包括在本发明的范围内，而不旨在限制本发明的范围，如根据专利法的原则所解释的，由下面的权利要求书定义本发明的范围，包括等同物的教旨。

Claims

1.一种用于控制可变透射率窗户的电控制系统，包括：

耦接到可变透射率窗户的从属窗户控制电路；和

耦接到所述从属窗户控制电路的用户输入机构，其中所述用户输入机构被配置为给所述从属窗户控制电路提供表示可变透射率窗户的所期望的透射率级别的控制信号，所述从属窗户控制电路响应从所述用户输入机构接收的控制信号来控制可变透射率窗户的透射率，所述用户输入机构包括耦接到所述从属窗户控制电路的灯，所述灯给系统用户提供信息，所述信息包括以下至少一个：可变透射率窗户的当前透射率状态、可变透射率窗户的选择的透射率状态、可变透射率窗户当前是否正在改变透射率状态、所述用户输入机构是否正被超控以及系统是否正确操作。

2.如权利要求1所述的电控制系统，其中所述用户输入机构的外表面被密封，并且包含不透潮气的材料。

3.如权利要求1-2中任一项所述的电控制系统，其中所述用户输入机构包括用于使得可变透射率窗户变暗的第一开关，以及用于使得可变透射率窗户变亮的第二开关。

4.如权利要求3所述的电控制系统，其中所述灯包括用于所述第一开关和所述第二开关的背光。

5.如权利要求4所述的电控制系统，其中当所述用户输入机构正被超控时，所述背光熄灭。

6.如权利要求1-2中任一项所述的电控制系统，其中所述从属窗户控制电路包括用于给所述可变透射率窗户和所述用户输入机构提供信号和电能，从所述可变透射率窗户和所述用户输入机构接收信号，以及监视由所述可变透射率窗户和所述用户输入机构汲取的电能的元件。

7.如权利要求6所述的电控制系统，其中所述从属窗户控制电路监视提供给所述可变透射率窗户的电流的变化率，并且当电流的变化率达到0时，所述从属窗户控制电路使得所述灯指示所述可变透射率窗户的透射率状态不改变。

8.如权利要求1-2中任一项所述的电控制系统，其中所述灯包括用于指示可变透射率窗户的当前透射率状态和用于指示可变透射率窗户的选择的透射率状态的至少三个指示灯，其中所述三个指示灯改变外观，以便区分可变透射率窗户的当前的透射率状态和选择的透射率状态。

9.如权利要求8所述的电控制系统，其中所述指示灯改变外观，以便指示当前透射率状态何时达到选择的透射率状态。

10.如权利要求8所述的电控制系统，其中所述至少三个指示灯由用于指示可变透射率窗户的当前透射率状态和用于指示可变透射率窗户的选择的透射率状态的5个指示灯组成。

11.如权利要求8所述的电控制系统，其中所述从属窗户控制电路监视所述灯中的电压降，以便确定所述灯之一是否出现故障。

12.如权利要求1所述的电控制系统，其中所述用户输入机构控制多于一个的可变透射率窗户的透射率。