CN105164581B - 具有多个独立可控区域和内部母线的电致变色器件 - Google Patents

Abstract

在本发明的一方面是一种基板，包括多个独立可控的电致变色区域，其中，每个电致变色区域共用共同的连续母线。在一个实施例中，电致变色区域相互之间不完全隔离。在另一实施例中，每个电致变色区域具有相同的表面面积。在另一实施例中，每个电致变色区域具有不同的表面面积。

Description

具有多个独立可控区域和内部母线的电致变色器件

相关申请交叉引用

本申请是2013年3月8日申请的美国专利申请号13/790,167的继续申请，该申请是2012年2月28日申请的美国专利申请号13/407,106的部分继续申请，这两个申请的内容通过引用被并入本文。

背景技术

电致变色器件包括已知的响应于施加电势而改变其光学性质(诸如着色)的电致变色材料，从而使器件或多或少是透明的或者或多或少是反射性的。典型的现有技术的电致变色器件包括反电极层、大致平行于反电极层沉积的电致变色材料层以及相应地将反电极层与电致变色层分开的离子导电层。此外，两个透明导电层分别与反电极层和电致变色层大致平行和接触。制造反电极层、电致变色材料层和离子导电层和导电层的材料是已知的，例如在美国专利申请号2008/0169185中描述，其通过引用被并入本文中，优选地是基本上透明的氧化物或氮化物。当电势施加到电致变色器件的分层结构中时(诸如通过将相应的导电层连接到低电压电源)，离子，诸如存储在反电极层中的Li+离子从反电极层通过离子导电层流动到电致变色层。此外，电子在包括低电压电源的外部电路周围从反电极层流动到电致变色层，以便维持反电极层和电致变色层中的电荷中性。离子和电子迁徙到电致变色层引发电致变色层的光学特征改变，可选地反电极层是互补EC器件，从而改变着色，因此改变电致变色器件的透明度。

图1A和1B分别图解说明典型的现有技术的电致变色器件20的平面和横截面图。器件20包括已经形成于基板34(诸如玻璃)上的隔离透明导电层区域26A和26B。此外，器件20包括反电极层28、离子导电层32、电致变色层30和透明导电层24，他们已经按顺序沉积在导电层区域26上。应当理解，器件20的电致变色层和反电极层的相对位置可以互换。而且，器件20包括母线40和母线42，母线40只与导电层区域26A接触，母线42可以形成于导电层区域26B上并且与导电层24接触。导电层区域26A物理上与导电层区域26B和母线42隔离，导电层24物理上与母线40隔离。尽管电致变色器件可以具有各种形状，诸如包括弧形边，示意性的示例器件20是矩形器件，母线40和42相互平行延伸，与器件20的相应的相对侧25、27相邻，相互之间间隔距离W。而且，母线40和42分别被到低电压电源22的正端子和负端子的电线连接(电线和电源22一起构成“外部电路”)。

参照图1A和1B，当电源22被操作以在母线40、42两端施加电势，电子因此还有电流从透明导电层24两端的母线42流入到电致变色层30。此外，如果离子导电层32是不完美的电子绝缘体，在许多薄膜EC器件中通常就是这样，则通常称作泄露电流的小电流从母线42通过导电层24和电致变色层30流入到离子导电层32。而且，离子从反电极层28通过离子导电层32流入到电致变色层30中，电荷平衡通过从反电极层28提取然后通过外部电路插入到电致变色层30中的电子维持。当电流从导电层24两端的母线42流出朝母线40流动时，电压由于导电层24的有限的表面电阻降低，其通常是大约10-20欧姆/平方。此外，在导电层24两端流动的电流逐步减小，原因是电流通过层30、32和28(“堆叠”)的组合被汲取，以产生器件20中的电致变色着色。

结果，人们认为如果考虑器件20由设置在母线40、42之间并在透明导电层24和导电层区域26B之间延伸的连续相邻分段形成，则在最靠近母线40的导电层24的分段处流过堆叠的电流量会接近零，原因是大多数电流会通过堆叠传递。假设透明导电层24的表面电阻在母线40和42之间基本上是一致的，则在母线40、42之间延伸的透明导电层24两端的电压降会与流过器件20的每个连续段的电流成比例。因此，在透明导电层中相对于与母线42的距离电压降的速率在最接近母线42处最大，接近母线40处实际上为零。电流流动的基本镜相图像关于电流从母线40在导电层区域26A两端朝母线42流动出现，原因是由于器件20的连续段的贡献，器件20两端的导电层区域26A中电流的流动从母线40增加到母线42。在母线40、42之间器件的整个宽度上，导电层24和导电层区域26A的电压分布之间的差是在母线40、42之间延伸的电致变色器件的整个宽度上导电层24和导电层区域26A两端的电势差。

电势差决定通过每个分段从反电极层28流到电致变色层30的电流的最大速率，引起器件20变换到有色状态，因此引起器件20的变色。只要有稳定的形式为锂离子和电子的电荷供应，电流就会以与器件的分段两端的电势差成比例的速率流动，以满足需求。最终结果是非一致的着色是一开始产生在最靠近母线的区域，其中，透明导体之间的电势差最大，比器件中间区域的变色更快。在不会有任何泄露电流的理想器件中，由于在反电极层中可用电荷的供应耗尽，这种非一致性会稳定，首先更靠近母线，然后在器件的中央，当电致变色器件达到完全变色状态时，从而在器件的整个区域上产生一致的着色。

在电压一开始施加到电致变色器件20的母线40、42上之后，流过器件20的电流会降低到零，因此，每个透明导电层两端的电压降也会接近零。不过，在母线40、42之间延伸的电致变色器件20的宽度上导电层24和导电层区域26A之间的电压是否在完全变色状态会等于或基本上等于恒定值，诸如大约为施加电压，从而最终产生电致变色器件20中的相对一致的着色，这部分取决于在电流流过的母线40、42之间延伸的电致变色器件20的导电层24和导电层区域26A的宽度以及通过器件的泄露电流的幅值。

在具有类似于器件20的构造的大尺寸电致变色器件中，电流在相对的母线之间电致变色器件的导电层两端流过相对大的距离，诸如超过大约40英寸，器件的非一致着色可能在全部着色时持续，原因是大的不一致的电压降出现在从相对母线延伸的导电层的宽度两端的堆叠中。由于堆叠的各层的薄膜构造，此非一致的电压降由通常存在于电致变色器件中的通过器件的泄露电流的效应引起。泄露电流流过堆叠，使得在母线之间延伸的电致变色器件的宽度上产生电势差变化。如果泄露电流显著大，电势差变化变得足够大，引起电致变色器件中可能对裸眼可见的非一致着色。电致变色器件中的非一致性着色通常导致接近相对的母线之间中间的区域(“中间区域”)比接近母线的电致变色器件的区域更浅。换言之，电致变色器件的中间区域不会经历相同的颜色变化或相同量的变暗或变暗一致性，原因是那些区域更靠近电致变色器件两侧的母线。

观察到，当类似于器件20构造的电致变色器件在额定操作电压下操作时，诸如在大约2.5V和4.0V之间，泄露电流量级为50-500mA/m²，使得当相对的母线之间的距离至少大约为30英寸时，电致变色器件两端的非均匀的着色可能对裸眼变得可见。对于通常的泄露电流水平，当电致变色器件处于完全的变色状态，母线间隔小于大约30英寸时，颜色一致性对裸眼不容易看到。

参照图1A，将母线40、42定位成非常靠近器件20的侧边25、27以最大化在母线40、42之间器件20的区域是非常可取的，因此，其中着色是可以被控制的。同样，通过将母线定位成接近器件20的侧边，通常具有不超过大约0.25英寸厚度的母线是不可见的或者最低限度地可见的，使得器件在安装于通常的窗口框时是在美学上令人愉悦的。通常在器件的相对侧的母线之间的距离超过大约40英寸的大尺寸的电致变色器件对于许多应用是期望的，诸如办公楼的窗口或汽车的玻璃挡板。因此，在操作这些大尺寸的电致变色器件时，如上文讨论的，由于泄露电流的影响，不均匀的着色可能出现，这是不期望的。

同样，观察到在类似于器件20的大尺寸电致变色器件中，与相对的母线相邻的器件的区域比在母线之间的中间区域更快地改变颜色或变暗。而且，观察到这些相同大尺寸的电致变色器件可以比相对的母线之间具有较小距离的电致变色器件更慢地改变发射状态(或颜色)。这种现象很大程度上是由于较大器件中的电流消耗更大，因此，导致透明导电层中的较大的电压降，从而相对于相对的母线之间具有较小宽度的电致变色器件降低施加到堆叠上的净电势。同样，着色的较慢变化部分上基于低于最大电平(诸如3V)的电压施加到电致变色器件，以避免在接近母线的部分电致变色器件的过载，这可能引起堆叠的各层损坏。

例如，对于类似于相对母线间隔开大约6英寸的器件20的现有技术的电致变色器件，器件从完全的透射状态(完全清澈的)变成有色状态的典型时间大约是100秒，在有色状态中只有百分之五的光通过器件透射，而对于类似母线隔开大约30英寸的器件20的电致变色器件，获得相同着色改变的典型时间可以大约差不多400秒。

美国公开号2011/0260961公开了三母线电致变色器件，其中，形成的两个区域不是独立可控的。

美国公开号2009/0323160公开了一种分区电致变色器件，包括在两个相邻的动态电致变色区域之间的区域，其电隔离两个相邻的动态电致变色区域。换言之，此出版物公开了完全隔离的区域。

发明内容

本发明的一个方面是一种基板，包括多个独立可控的电致变色区域，其中，每个所述电致变色区域共用一个共同的连续母线。在一个实施例中，每个所述电致变色区域相互之间不完全隔离。在另一实施例中，每个所述电致变色区域具有相同的表面面积。在另一实施例中，每个所述电致变色区域具有不同的表面面积。在一些实施例中，基板是层压板。在一些实施例中，电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

在另一实施例中，基板包括三个母线。在另一实施例中，三个母线间隔开，使得内部母线夹在第一端母线和第二端母线之间。在另一实施例中，第一电致变色区域由内部母线和第一端母线之间的空间限定，第二电致变色区域由内部母线和第二端母线之间的空间限定。在另一实施例中，电致变色区域由基板上的单个电致变色涂层形成。在另一实施例中，三个母线基本上相互平行。在另一实施例中，三个母线基本上延伸基板的长度，三个母线中的每个大约是相同尺寸。在一些实施例中，基板是层压板。在一些实施例中，电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

在另一实施例中，电致变色区域由基板上的单个电致变色涂层形成，其中，所述单个电致变色涂层被切割形成各个电致变色区域。在另一实施例中，基板包括第一母线和第二母线，其中，所述第一母线在每个电致变色区域上连续延伸。在另一实施例中，第二母线由单个母线形成，并被切割形成各个母线分段，其中，每个母线分段对应于一个电致变色区域。

在又一实施例中，两个母线都被切割成多个分段，但在不同位置，以产生多个电致变色区域。这被认为在通过将每个母线切割成两个分段产生3区域器件是特别有用的。但这不仅限于3区域器件(例如可以应用于2区域器件或具有超过三个区域的器件)。在一些实施例中，电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨镍氧化物。在一些实施例中，电致变色区域沉积于为层压板的基板上。

在另一实施例中，基板是从由玻璃、塑料和两种相同或不同材料的层压板中选择。在另一实施例中，基板是窗玻璃(window pane)或窗口组件。在另一实施例中，基板是绝缘玻璃单元。

在另一实施例中，所述多个电致变色区域中的每一个包括：第一电极，所述第一电极包括电致变色层或反电极层之一；第二电极，所述第二电极包括所述电致变色层或反电极层中的另一个；离子导电层，所述离子导电层用于在第一电极和第二电极之间传导离子；第一导电层和第二导电层，所述第一电极和第二电极和所述离子导电层夹在所述第一导电层和所述第二导电层之间。

本发明的另一方面是一种形成具有多个电致变色区域的基板的方法，所述方法包括：(1)在基板上沉积电致变色涂层；以及(2)在所述电致变色涂层上沉积多个母线，以便由电致变色涂层形成多个电致变色区域，其中，形成的多个电致变色区域共用至少一个共同的连续母线。在一个实施例中，所述方法包括沉积至少三个母线，使得所述至少三个母线的间隔形成至少两个电致变色区域。在另一实施例中，所述电致变色涂层被切割形成两个电致变色区域。

本发明的另一方面是一种控制多区域电致变色器件的方法。

本发明的另一方面是一种在车辆或建筑物中安装多区域电致变色器件或包括多区域电致变色器件的IGU的方法。

本发明的另一方面是一种基板，包括多个独立可控的电致变色区域和至少两个母线，其中，每个母线被分段，并且其中，至少两个相邻的电致变色区域共用至少一个母线的连续部分。在一些实施例中，所述基板是层压板。在一些实施例中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

本发明的另一方面是一种基板，包括至少三个独立可控的电致变色区域，所述电致变色区域被顺序排列，并且其中，不超过任何两个相邻的电致变色区域共用至少一个母线的连续部分。在一些实施例中，所述基板包括三个独立可控的电致变色区域。在一些实施例中，相邻的第一和第二区域共用第一分段母线的共同部分，并且其中，相邻的第二和第三区域共用第二分段母线的共同部分。在一些实施例中，每个所述电致变色区域具有不同的表面面积。在一些实施例中，每个所述电致变色区域相互之间不完全隔离。在一些实施例中，所述电致变色区域由基板上的单个电致变色涂层形成。在一些实施例中，第一和第二分段母线基本上相互平行。在一些实施例中，第一分段母线的集合部分和第二分段母线的集合部分基本上延伸基板的长度。在一些实施例中，所述基板是层压板。在一些实施例中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

在一些实施例中，所述基板包括四个独立可控的电致变色区域。在一些实施例中，相邻的第一和第二区域共用第一分段母线的共同部分，相邻的第三和第四区域共用第二分段母线的共同部分。在一些实施例中，所述基板是层压板。在一些实施例中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

本发明的另一方面是一种形成具有至少两个独立可控的电致变色区域的基板的方法，包括：

(1)在基板上沉积电致变色涂层；以及

(2)在所述电致变色涂层上沉积两个母线，其中，至少一个母线是不连续的，每个母线具有至少两个部分。在一些实施例中，所述基板是层压板。在一些实施例中，所述基板包括三个电致变色区域。在一些实施例中，第一区域和第二区域共用第一分段母线的共同部分，并且其中，相邻的第二和第三区域共用第二分段母线的共同部分。在一些实施例中，每个所述电致变色区域具有不同的表面面积。在一些实施例中，每个所述电致变色区域相互之间不完全隔离。在一些实施例中，所述电致变色区域由基板上的单个电致变色涂层形成。在一些实施例中，所述基板包括四个电致变色区域。在一些实施例中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

本发明的另一方面是一种包括基板的电致变色器件，其中，所述基板包括多个独立可控的电致变色区域和至少两个母线，其中，每个母线是分段的，并且其中，至少两个相邻的电致变色区域共用至少一个母线的连续部分。在一些实施例中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

本发明的另一方面是一种包括基板的电致变色器件，其中，所述基板包括至少三个独立可控的电致变色区域，所述电致变色区域是顺序排列的，并且其中，不超过任何两个相邻的电致变色区域共用至少一个母线的连续部分。在一些实施例中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

本发明的另一方面是一种包括电致变色器件的绝缘玻璃窗单元(insulatedglazing unit)，其中，所述电致变色器件包括基板，其中，所述基板包括多个独立可控的电致变色区域和至少两个母线，其中，每个母线是分段的，并且其中，至少两个相邻的电致变色区域共用至少一个母线的连续部分。在一些实施例中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

本发明的另一方面是一种包括电致变色器件的绝缘玻璃窗单元，其中，所述电致变色器件包括基板，其中，所述基板包括至少三个独立可控的电致变色区域，所述电致变色区域是顺序排列的，并且其中，不超过任何两个相邻的电致变色区域共用至少一个母线的连续部分。在一些实施例中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

附图说明

图1A是现有技术的电致变色器件的顶部平面图。

图1B是图1A的电致变色器件在横截面线1B-1B的视图。

图2是多区域电致变色器件的横截面视图。

图3A是多区域电致变色器件的顶部平面视图。

图3B是多区域电致变色器件的横截面视图。

图4A描绘具有两区域和三线的电致变色器件。

图4B描绘具有三区域和四线的电致变色器件。

图5描绘三区域电致变色器件和关联的布线，其中，区域之一具有非矩形形状。

图6描绘两区域电致变色器件和关联的布线，其中，电致变色器件包括分段母线。

图7描绘2-窗格、3母线电致变色器件，示出具有施加电压和电流的三个电连接。

图8描绘3-窗格、4母线电致变色器件，示出具有施加电压和电流的四个电连接。

图9描绘2-窗格、隔离分区电致变色器件，示出具有施加电压和电流的三个电连接。

图10描绘3-窗格、隔离分区电致变色器件，示出具有施加电压和电流的四个电连接。

图11提供3-窗格、隔离分区器件的更加详细的图示，示出母线分段和激光隔离过程。

具体实施方式

在本发明的一方面，是一种基板，包括多个独立的可控电致变色区域，其中，每个电致变色区域共用共同的连续母线。在一个实施例中，每个电致变色区域相互之间不完全隔离。在一些实施例中，每个电致变色区域具有相同或不同的尺寸和/或表面面积。在其它实施例中，每个电致变色区域可以具有相同或不同的形状(包括弯曲或弓形形状)。

通常，本发明的多区域EC器件分成两类：(1)在EC器件的相对侧或边缘包括两个母线，位于相对侧或边缘母线之间隔开的内部中的另外母线；以及(2)电致变色区域由基板上的单个电致变色涂层形成，其中，单个电致变色涂层被切割形成各个电致变色区域。这些类型的多区域EC器件中的每一种类型和其相应的制造过程将在本文讨论。

认为根据本发明的多区域电致变色器件提供相比传统的动态IGU的许多优点，诸如允许通过一个或多个动态区域优化获得自然光，同时能够最大化在窗口的其它动态区域中的太阳能控制优势。不同的动态区域可以在距离窗口边缘的任何距离创建，以便满足多样化设计目标和需求。

在本发明的一方面是一种多区域电致变色器件，除了设置于EC器件的相对侧上的母线之外，附加母线位于在相对侧母线之间的内部空间中。在一个实施例中，内部母线位于第一端相对母线和第二端相对母线之间。当然，本发明不局限于多区域EC器件包括三母线因此具有两区域的实施例。包括四个或更多个母线(相应地具有三个或更多个区域)多区域EC器件同样被考虑。

例如，参照图2，多区域电致变色器件200包括两个独立操作和可控区域，即200A和200B(或电致变色器件区域)。示例性的多区域EC器件200可以包括中央母线242和在相应区域的相对侧或边缘的母线240A和240B(“外部母线”或“第一和第二相对端母线”)。内部母线242为多区域EC器件200的两个区域200A和200B共有。因此，第一电致变色区域200A由内部母线242和第一端母线240A之间的空间限定，第二电致变色区域200B由内部母线242和第二端母线240B之间的空间限定。

在图2的这个具体的实施例中，内部母线位于相对第一和第二端相对母线的中央位置。然而，内部母线可以存在于位于第一和第二端相对母线之间的任何位置。母线242和240A和240B可以被相同或不同的距离隔开。在一些实施例中，母线242在器件的中央区域中，位于与每个母线240A和240B的等距离处。在其它实施例中，母线242位于母线240A和240B之间，但242和240A之间的距离与242和240B之间的距离不同。

在超过两个区域的实施例中，附加内部母线可以位于在第一和第二端相对母线之间的任何位置。例如，包括超过两个区域的附加内部母线可以在第一和第二端相对母线之间设置成等间隔。认为这可能产生具有多个区域的器件，其中，每个区域有大约相同的表面面积。替代性地，包括具有超过两个区域的器件的附加内部母线可以设置在第一和第二相对端母线之间的不同距离处，产生具有不同表面面积的区域。

多区域器件是在单个基板(例如玻璃或塑料)上制造的。在一些实施例中，多区域电致变色器件是由单个连续EC器件(即沉积在玻璃基板上的单个连续的薄膜堆叠)生产的。在其它实施例中，两个EC器件被独立地沉积在玻璃基板上，每个单独沉积的EC器件在一侧或边缘上具有单个母线，从而内部母线被沉积并在两个器件之间共用。例如，第一器件20沉积为邻近第二器件20并与第二器件20成镜像，使得相应的第一和第二器件20的母线42相互接触。包括EC器件的组合层和其形成或沉积方法在美国专利号8,004,744，7,830,585，7,593,154，7,372,610中公开，每个专利的公开内容通过引用被全部并入本文中。例如，以众所周知的方式形成电致变色区域或电致变色器件的各层的技术通常包括物理汽相沉积、溅射、热分解涂布技术、湿化学法技术(诸如溶胶凝胶过程)、旋转涂布技术和真空涂布技术。

在一些实施例中，玻璃基板用底部透明导体涂布。然后用P1过程切割此导体，隔离涂层的不同区域，如图3A和3B所示的。接着，电致变色膜涂布在顶部上，之后是上部透明的导电膜。本领域技术人员会认识到附加光涂层或功能涂层，诸如抗反射涂层和用于颜色匹配的反射或有色涂层或屏蔽涂层(诸如防止环境水分或玻璃的钠离子移动)可以另外包括于顶部或底部透明导体上面或下面。

在此过程结束时，最后的激光过程进行描绘的P3切割(通过顶部导体但不通过底部导体)和所描述的P4切割(通过两个导体)，完成将膜隔离成期望区域。母线施加到玻璃上，之后是任何所需的附加过程(例如加热步骤，点燃母线或膜)。适合产生切割或消融线的激光包括固态激光，诸如波长为1064nm的Nd：YAG，和准分子激光，诸如分别以248nm和193nm发射的ArF和KrF准分子激光。其它固态和准分子激光也是适合的。

一旦包括EC堆叠/EC器件的膜沉积，并且一旦母线沉积在堆叠上，单窗格玻璃被制造成层压板或绝缘玻璃单元。创建包括EC器件的层压板的方法在美国专利公开号20110267672中公开，其公开内容通过引用被全部并入本文中。作为此制造过程的一部分，线会附着到每个母线的焊片部分(例如参见共同待决的申请美国序号61/490,291，其公开内容通过引用被并入本文中)。

因为两个(或更多个)电致变色区域不是完全独立的，而是共用共同的母线，所以不可以只是简单地将标准电致变色控制系统的两个通道连接到玻璃。典型的电致变色控制系统具有桥型输出，其中，只使用正电压，通过改变哪个连接处于地电势，输出电压在+5V和-5V之间变化。例如，施加地(0V)到负电线，施加3V到正电线产生到电致变色窗格的正3V，而将两者颠倒即施加3V到负电线，施加地(0V)到正电线产生到窗格的-3V。

对于具有三个区域的多区域EC器件的解决方案是将每个窗格所需的电压相加，确定施加到每个电线的恰当电势(例如参见图4A)。如果本领域技术人员将4V施加到第一电线，将2V施加到第二电线，0V施加到第三电线，则结果是第一窗格+2V，第二窗格-2V。这样，两个窗格可以被完全独立地控制。然而，通常，控制系统必须能够施加两倍的单区域控制器所需的电压。类似的逻辑施加到具有超过两个区域的其它多区域EC器件，诸如四母线、三区域器件。

另一示例是3区域(4母线)器件，其中，期望在+3V将前两个窗格着色，在-2V将第三个窗格变亮。如果序列中母线的极性是+/-/+/-，则可以相对地施加3V，0V，3V和5V。前两个之间的差是3-0＝3；第二个和第三个之间是3-0-3；第三个和第四个之间是3-5＝-2。注意，为了驱动电致变色器件的目的，与相邻母线上的电势之间的差相比，相对地的绝对电势较不重要。同样地，分别应该施加4V，1V，4V和6V以获得相同结果。

监视每个子窗格中的电流也认为在标准的单区域EC器件中更加复杂。在2区域、3母线情况下，两个外部线可以被监视以确定每个子窗格中的电流，而中间电线携带两个电流的和。然而，3区域、4母线情况更加复杂。这里，第一电线携带第一区域的电流，第四电线携带第三区域的电流(例如参见4B)。但为了确定在第二(中间)区域中流动的电流，需要计算第一电线或第二电线之间或第三电线和第四电线之间的电流的差。

参照图7，对于这种2窗格、3母线IGU，窗格1具有由(V1-V2)给出的施加电压和电流I1，而窗格2具有V3-V2的施加电压和电流I3。

参照图8，对于这种3窗格、4母线IGU，窗格1仍具有由(V1-V2)给出的施加电压和电流I1。窗格2仍可以以(V3-V2)测量施加电压，而电流由(I2-I1)或(I4-I3)给出。窗格3电压是(V3-V4)，电流是(-I4)。

由于多区域电致变色器件完全独立地控制每个区域，所以区域可以在尺寸或形状上不同。例如，参照图2，尽管区域200A和200B都描绘为具有大致矩形的形状，但本文中公开的主题提供可以使用每个区域具有选择形状的多个区域。还有，尽管多窗格IGU 200描绘为具有大致矩形的形状，但本文中公开的主题提供可以使用任何选择尺寸和形状的多窗格IGU。

作为又一非限制性示例，图5示出4母线、3区域器件，其中，区域为不同尺寸(不同的表面面积)，而三个区域之一形状不是矩形。对于这类器件，需要确定适当的电压和电流协议来管理每个个别的子窗格，然后根据上文描述的电压可以被控制，电流被监视，以便完全自治地管理每个子窗格。

因为认为(若干)中央母线携带两倍边缘母线电流，可以降低边缘母线的厚度或宽度，以获得中央母线一半的导电性。替代性地，所有母线可以被制成一样大，以足以携带全部电流。

在本发明的另一方面，电致变色区域由基板上的单个电致变色涂层形成，其中，单个电致变色涂层被切割，形成各个电致变色区域。在一些实施例中，基板包括第一母线和第二母线，其中，第一母线在每个电致变色区域上连续延伸。第二母线被分段，其中，每个母线分段对应于一个电致变色区域。每个区域可以是不同尺寸或形状，只要可以以单个母线在一侧跨越所有区域的方式设计每个区域。

分段第二母线可以由单个母线形成(象第一母线被施加的那样施加)，并被切割形成各个母线分段。在替代性实施例中，分段的第二总线以分段施加，或以具有一个或多个间隙的单个母线施加。

大多数处理(例如激光处理/切割)与标准2母线器件相同。参照图6，然而，有额外的P4切割，用作完全在两个操作区之间的膜，防止任何电流在其之间流动。此外，母线之一被分段。从电学讲，此单元象之前讨论的3母线2区域器件一样工作，一个母线连接到两个区域的底部导体，两个单独的母线连接到每个区域的顶部导体。控制硬件和逻辑与3母线情况相同。当然，相同的逻辑适用于具有超过两个区域的器件。在一些实施例中，基板是层压板。在一些实施例中，电致变色区域包括至少一个薄膜，该至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

参照图9，对于具有分段母线的这种2窗格器件，窗格1具有由(V1-V2)给出的施加电压和电流I1，而窗格2具有V3-V2的施加电压和电流I3。

在另一实施例中，上文描述的P4激光过程用来将膜切割成三个区域，母线分段沿着桥接相邻几对区域的边缘。认为此实施例有允许所有连接制造在拐角附近而不是边缘周围的优点，这可以允许有至少更多的空间来制造连接。此外，电学上与3区域电学串联连接的4母线、3区域器件相当。在一些实施例中，这允许有比一个母线跨越所有区域三个单独的分段在相对侧上更少的不同控制/布线配置。

在一些实施例中，光致变色或热致变色材料可以代替本文中公开的电致变色材料使用，或者除本文中公开电致变色材料之外，可以使用光致变色或热致变色材料。例如，一些区域可以包括电致变色材料，而其它区域可以包括电致变色、光致变色或热致变色材料中的至少一个。适当的光致变色材料包括但不限于三芳基甲烷、均二苯代乙烯、氮杂茋、硝酮、俘精酸酐、螺吡喃(spriropyrans)，萘并吡喃(naphthopyrans)，螺恶嗪(sprio-oxazines)和醌。适当的热致变色材料包括但不限于液晶和无色染料。光致变色和热致变色材料可以以众所周知的方式形成于基板上。对于光致变色或热致变色动态区域不需要母线，原因是光和热分别调制材料的性质。使用光致变色和/或热致变色动态区域的一个示例性实施例可以是具有至少一个电致变色动态区域、至少一个光致变色动态区域的窗口和安置于器件的另一区域中的至少第二电致变色区域，至少一个电致变色动态区域朝向窗口的顶部，积极地控制日光，至少一个光致变色动态区域朝向窗口的底部，在被光直射时自变暗。

而且，应当理解本文中公开主题的一个示例性实施例可以包括窗口，诸如具有单个窗格或轻便物的建筑窗，包括多个独立控制的动态区域。本文中公开主题的另一示例性实施例包括IGU，IGU包括在一个窗格上的电致变色窗口的多个区域和另一窗格上的透明玻璃。本文中公开主题的又一个示例性实施例包括IGU，IGU包括在一个窗格上的电致变色窗口的多个区域和在另一窗格上的低-E倾斜的或反光玻璃。本文中公开主题的再一个示例性实施例包括IGU，IGU包括在IGU的一个窗格上的电致变色窗口的多个区域，和在另一窗格上的图案化或特殊玻璃，其中，图案或特征可以匹配、互补和/或对照第一窗格上的动态区域的面积。应当理解，前述的示例性实施例可以被配置成使得包括多个动态区域的轻便物是透明轻便物(lite)、低-E轻便物、反射和/或部分反射轻便物。

本领域技术人员会认识到在共同待决的美国申请13/354,863中描述的控制、功率或布线系统(包括无线控制)中的任何一个可以适用于与本文中描述的多区域电致变色器件一起使用。

尽管前述公开的主题已经出于清楚理解的目的稍加详细地描述，但应认识到可以实践在所附权利要求范围内的某些变化和改进。因此，目前的实施例认为是示意性的不是限制性的，本文中公开的主题不局限于本文中给出的细节，而是在所附权利要求的范围和等同形式之内可以被修改。

Claims (20)

1.一种基板，所述基板具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧，且所述基板包括：

至少三个独立可控的电致变色区域，所述电致变色区域是顺序排列的，所述至少三个独立可控的电致变色区域的每一者具有与所述基板的所述第一侧相邻的第一侧和与所述基板的所述第二侧相邻的第二侧，

第一母线，所述第一母线为沿着第一电致变色区域和第二电致变色区域的所述第一侧电连接至所述第一电致变色区域和所述第二电致变色区域的第一共用母线，其中所述第一母线具有沿着所述基板的所述第一侧延伸的长度且不电连接至第三电致变色区域，和

第二母线，所述第二母线为沿着所述第二电致变色区域和所述第三电致变色区域的所述第二侧电连接至所述第二电致变色区域和所述第三电致变色区域的第二共用母线，其中所述第二母线具有沿着所述基板的所述第二侧延伸的长度且不电连接至所述第一电致变色区域。

2.根据权利要求1所述的基板，其中，所述基板包括三个独立可控的电致变色区域。

3.根据权利要求1所述的基板，其中，每个所述电致变色区域具有不同的表面面积。

4.根据权利要求1所述的基板，其中，所述电致变色区域由所述基板上的单个电致变色涂层形成。

5.根据权利要求1所述的基板，其中，第一和第二母线相互平行。

6.根据权利要求1所述的基板，其中，所述第一母线的集合部分和所述第二母线的集合部分延伸所述基板的长度。

7.根据权利要求1所述的基板，其中，所述基板包括四个独立可控的电致变色区域。

8.根据权利要求7所述的基板，其中，相邻的第一和第二区域共用第一母线的共同部分，相邻的第三和第四区域共用第二母线的共同部分。

9.一种形成具有至少两个独立可控的电致变色区域的基板的方法，包括：

(1)在基板上沉积电致变色涂层，所述基板是绝缘玻璃单元的一部分；以及

(2)在所述电致变色涂层上沉积两个母线，其中，至少一个所述母线是不连续的，每个母线具有至少两个部分，其中，所述基板包括三个电致变色区域，并且其中相邻的第一和第二区域共用第一分段母线的共同部分。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，相邻的第二和第三区域共用第二分段母线的共同部分。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，每个所述电致变色区域具有不同的表面面积。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，每个所述电致变色区域相互之间不完全隔离。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电致变色区域是由所述基板上的单个电致变色涂层形成的。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述基板包括四个电致变色区域。

15.一种电致变色器件，包括根据权利要求1所述的基板。

16.根据权利要求15所述的电致变色器件，其中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

17.一种电致变色器件，包括根据权利要求2所述的基板。

18.根据权利要求17所述的电致变色器件，其中，所述电致变色区域包括至少一个薄膜，所述至少一个薄膜包括混合的钨-镍氧化物。

19.一种绝缘玻璃窗单元，包括权利要求15所述的电致变色器件。

20.一种绝缘玻璃窗单元，包括权利要求17所述的电致变色器件。

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