CN108369361B - 用于电光元件的ir透射涂层 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种电致变色元件，所述电致变色元件包括第一衬底和第二衬底。所述第一衬底包括第一表面和第二表面。所述第二衬底包括第三表面和第四表面。所述第一衬底和所述第二衬底形成腔体，所述腔体中设置有电致变色介质。介电涂层设置在所述第四表面上，且被配置成提供所述电致变色元件在近红外(NIR)范围中的改进的透射率，其中所述近红外透射率超过可见光透射率。

Description

用于电光元件的IR透射涂层
技术领域
本发明大体上涉及一种镜总成，且更确切地说，涉及一种具有改进的近红外透射率的半透射半反射镜总成。
背景技术
现有技术存在已知的镜总成。然而，开发改进的镜总成一直是本领域的目标。
发明内容
根据本公开的一个方面，公开一种镜总成。所述镜总成包括电致变色元件，所述电致变色元件包括第一衬底和第二衬底。所述第一衬底包括第一表面和第二表面。所述第二衬底包括第三表面和第四表面。所述第一衬底和所述第二衬底形成腔体，所述腔体中设置有电致变色介质。介电涂层设置在所述第四表面上，且被配置成提供可见光半透射半反射特性和所述电致变色元件在近红外(NIR)范围中的改进的透射率，在所述近红外范围中，近红外透射率超过可见光透射率。
根据本公开的另一方面，公开一种电致变色镜系统。所述系统包括电致变色元件，所述电致变色元件包括包括第一表面和第二表面的第一衬底。所述电致变色元件进一步包括包括第三表面和第四表面的第二衬底，其中所述第一衬底和所述第二衬底在所述第二表面与所述第三表面之间形成腔体。电致变色介质含于所述腔体中。半透射半反射介电涂层设置在所述第四表面处。所述系统进一步包括指向所述电致变色元件的所述第四表面的图像传感器。所述图像传感器包括被配置成发射在NIR范围中的光的发射器。
根据本公开的又一方面，公开一种电致变色镜系统。所述系统包括电致变色元件，所述电致变色元件包括包括第一表面和第二表面的第一衬底。所述电致变色元件进一步包括包括第三表面和第四表面的第二衬底，其中所述第一衬底和所述第二衬底在所述第二表面与所述第三表面之间形成腔体。电致变色介质含于所述腔体中。半透射半反射介电涂层设置在所述第四表面处。所述半透射半反射介电涂层包括包括交替的高折射率(H)材料与低折射率(L)材料的多层堆叠。所述系统进一步包括指向所述第四表面的图像传感器。
通过参考以下说明书、下述第1-24项和附图，所属领域的技术人员将进一步理解和了解本发明的这些和其它特征、优点和目的。
总之，本发明在此公开了下述第1项、第8项和第22项的实施方案，其余各项为优选实施方案：
1.一种电致变色元件，包括：
第一衬底，其包括第一表面和第二表面；
第二衬底，其包括第三表面和第四表面，其中所述第一衬底和所述第二衬底在所述第二表面与所述第三表面之间形成腔体；
含于所述腔体中的电致变色介质；
设置在所述第四表面上的半透射半反射介电涂层，其中近红外透射率超过所述电致变色元件的可见光透射率，所述可见光透射率包括可见光颜色范围，所述可见光颜色范围包括从400nm到700nm的光波长，并且近红外(NIR)范围包括从800nm到940nm的光波长；以及
其中对于425nm到700nm的波长，所述可见光透射率大于20％。
2.根据上述1所述的电致变色元件，其中所述近红外透射率至少为所述可见光透射率的1.5倍。
3.根据上述1或2中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在NIR范围中的透射率大于30％。
4.根据上述1到3中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述NIR范围中的所述透射率大于50％。
5.根据上述1到4中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述NIR范围中的所述透射率大于70％。
6.根据上述1到5中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层以多层堆叠(HL堆叠)配置成交替的高折射率(H)材料与低折射率(L)材料的堆叠配置。
7.根据上述1到6中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层包括氧化铌与二氧化硅的交替层。
8.一种电致变色镜系统，包括：
电致变色元件，其包括：
第一衬底，其包括第一表面和第二表面；
第二衬底，其包括第三表面和第四表面，其中所述第一衬底和所述第二衬底在所述第二表面与所述第三表面之间形成腔体；
含于所述腔体中的电致变色介质；
设置在所述第四表面处的半透射半反射介电涂层；以及
位于所述电致变色元件后方的图像传感器，
其中近红外透射率超过所述电致变色元件的可见光透射率，并且对于波长范围从400nm到700nm的可见光颜色范围内的光通过所述电致变色元件的可见光透射率的平均数是至少20％，并且所述近红外透射率包括从800nm到940nm的光波长的近红外(NIR)范围。
9.根据上述8所述的系统，其中所述图像传感器指向所述电致变色元件的后表面。
10.根据上述8到9中任一项所述的系统，其中所述图像传感器包括被配置成发射所述NIR范围中的光的发射器。
11.根据上述8到10中任一项所述的系统，其中所述发射器被配置成经由所述电致变色元件发射在所述NIR范围中的所述光。
12.根据上述8到11中任一项所述的系统，其中所述半透射半反射介电涂层被配置成提供至少为30％的在所述NIR范围中的所述光的透射率。
13.根据上述8到12中任一项所述的系统，其中所述半透射半反射介电涂层以多层堆叠(HL堆叠)配置成交替的高折射率(H)材料与低折射率(L)材料的堆叠配置。
14.根据上述8到13中任一项所述的系统，其中所述半透射半反射介电涂层包括氧化铌与二氧化硅的交替层。
15.根据上述8到14中任一项所述的系统，其中所述高折射率(H)材料与所述低折射率(L)材料之间的折射率差大于0.4。
16.根据上述8到15中任一项所述的系统，其中所述多层堆叠包括至少三层所述高折射率(H)材料和所述低折射率(L)材料。
17.根据上述8到16中任一项所述的系统，其中所述介电涂层包括低损耗介电材料，所述低损耗介电材料包括氧化铌、氧化硅、氧化钽和氧化铝中的一个。
18.根据上述8到17中任一项所述的系统，其中所述近红外透射率为所述可见光透射率的1.5倍。
19.根据上述8到18中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述NIR范围中的所述透射率大于30％。
20.根据上述8到19中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述NIR范围中的所述透射率大于50％。
21.根据上述8到20中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述NIR范围中的所述透射率大于70％。
22.一种电致变色镜系统，包括：
电致变色元件，其包括：
第一衬底，其包括第一表面和第二表面；
第二衬底，其包括第三表面和第四表面，其中所述第一衬底和所述第二衬底在所述第二表面与所述第三表面之间形成腔体；
含于所述腔体中的电致变色介质；
设置在所述第四表面处的半透射半反射介电涂层，其中所述半透射半反射介电涂层包括多层堆叠，所述多层堆叠包括交替的高折射率(H)材料与低折射率(L)材料；
图像传感器，其位于所述电致变色元件后方且指向所述第四表面，其中所述电致变色元件的近红外透射率超过所述电致变色元件的可见光透射率，并且其中所述可见光透射率包括可见光颜色范围，所述可见光颜色范围包括从400nm到700nm的光波长，并且所述近红外透射率包括从800nm到940nm的光波长的近红外(NIR)范围；以及
其中通过所述电致变色元件的可见光透射率包括绿-红颜色坐标(a*)和蓝-黄颜色坐标(b*)小于5的偏移，其中所述绿-红颜色坐标(a*)和所述蓝-黄颜色坐标(b*)是由国际照明委员会(CIE)定义的CIELAB颜色空间中的颜色单位。
23.根据上述22所述的系统，其中所述电致变色元件的近红外透射率超过所述电致变色元件的可见光透射率。
24.根据上述22到23中任一项所述的系统，进一步包括与所述图像传感器通信的发射器，其中所述发射器被配置成发射波长大致从800nm到940nm的光。
附图说明
在图中：
图1为并入在内部后视镜总成中的电光总成的投影视图；
图2为半透射半反射镜总成的横截面图；
图3为说明常规电致变色(EC)镜的反射率和透射率光谱的曲线图；
图4为并入在半透射半反射镜总成上的介电涂层的横截面图；
图5A为说明包括多个介电涂层的镜总成的反射率的曲线图；
图5B为说明包括多个介电涂层的镜总成的透射率的曲线图；
图6A为说明具有5层涂层设计的镜总成的随观看角度而变的颜色表现的曲线图；以及
图6B为说明根据本公开的具有14层涂层设计的镜总成的随观看角度而变的颜色表现的曲线图。
具体实施方式
出于本文中描述的目的，术语“上部”、“下部”、“右”、“左”、“后”、“前”、“竖直”、“水平”和其派生词应与本发明在图1中的定向有关。除非另有说明，否则术语“前”应是指离镜元件预期观察者较近的元件表面，而术语“后”应是指离镜元件的预期观察者较远的元件表面。然而，应理解，除明确指定相反方向外，本发明可采用各种替代定向。还应理解，附图中说明且在下文说明书中所描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求书中定义的发明性概念的示范性实施例。因此，除非权利要求书另外明确陈述，否则与本文中公开的实施例有关的具体尺寸和其它物理特性不应被视为限制性的。
术语“包含”、“包括(comprises、comprising)”或其任何其它变化意欲涵盖非排它的包含物，使得包括一系列元件的过程、方法、物件或设备并不仅包含那些元件，而是可包含并未明确地列出的或并非此类过程、方法、物件或设备固有的其它元件。前面是“包括……”的元件并不会以更多约束来排除包括所述元件的过程、方法、物件或设备中的额外相同元件的存在。
参考图1，本公开可提供可操作以执行识别功能的扫描设备10。在示范性实施例中，扫描设备10可并入于用于机动车的包括电光总成14的后视镜总成12中。电光总成14可含有各种形式的半透射半反射镜装置，且在一些实施例中，可包括电致变色(EC)镜。在此配置中，电光总成14可为电致变色镜元件，其可响应于来自控件的控制信号而改变反射性。控制信号可改变供应到电光总成14的电位以控制反射性。
扫描设备10可被配置成处理和/或控制识别功能。识别功能可包括眼睛扫描或视网膜识别功能。在此配置中，扫描设备10可提供被配置成基于眼睛扫描识别功能来识别车辆的操作者或乘客的内部后视镜总成12。识别功能可由控制器处理和/或从控制器传达到一个或多个车辆系统，以提供对车辆的操作者或乘客的识别。
眼睛扫描识别功能可利用对眼睛虹膜的红外照射来进行识别。可优化眼睛照射的条件，从而允许近红外(NIR)范围中的高光学透射率。因此，本公开提供电光总成的电致变色(EC)堆叠，其可在光谱中的约800nm到940nm范围的波长中具有高透光率。另外，在一些实施方案中，所述电光总成可包括被配置成照射车辆操作者的至少一个虹膜的多个光源。
为了提供眼睛扫描识别功能，例如虹膜或视网膜扫描，可在电光总成的后表面附近设置图像传感器16。图像传感器16可对应于例如数字电荷耦合装置(CCD)或互补型金属氧化物半导体(CMOS)有源像素传感器，但不限于这些示范性装置。图像传感器16可与至少一个光源18通信，所述光源可对应于一个或多个红外发射器，其被配置成输出NIR范围中的光发射20。在此配置中，图像传感器16可被配置成选择性地激活对应于至少一个光源18的一个或多个红外发射器以照射虹膜，使得可确定车辆操作者22的身份。
红外发射器或光源18可对应于多个红外发射器组。红外发射器组中的每一个可包括多个发光二极管，所述发光二极管可分组为矩阵或以其它方式分组且设置在电光装置的后表面后方。在示范性实施例中，多个光源18可对应于第一发射器组24和第二发射器组26。第一发射器组24可被配置成从电光总成14的前表面30的第一侧部分28输出NIR范围中的发射。第二发射器组26可被配置成从电光总成14的前表面30的第二侧部分32输出NIR范围中的发射，所述第二侧部分可包括镜总成12的镜元件34。在此配置中，扫描设备10可被配置成照射操作者22的眼睛，使得图像传感器16可俘获眼睛虹膜的图像。
在示范性实施例中，第一发射器组24和/或第二发射器组26中的每一个可对应于更多或更少的LED或LED组。在包括具有NIR范围中的高水平透射率的电光总成的一些实施例中，扫描设备10可利用更少或更低密集度的LED。具有NIR范围中的高水平透射率的电光总成可对应于包括设置在电光总成的第四表面上的半透射半反射介电涂层的总成。
在包括具有NIR范围中的较低水平的透射率的电光总成的一些实施例中，扫描设备10可利用更大数目或更高密集度的LED。具有NIR范围中的较低水平的透射率的电光总成可对应于包括设置在电光总成的第三表面上的金属基半透射半反射涂层的总成。参考图2和4论述电光总成的其它细节。
图像传感器16可设置在电路36上，所述电路例如与控制器通信的印刷电路板。所述控制器可进一步与各种装置通信，所述各种装置可通过通信总线或任何其它合适的通信接口并入于车辆中。所述控制器可对应于更多个处理器或电路中的一个，其可被配置成处理从图像传感器16接收的图像数据。在此配置中，图像数据可从图像传感器16传达到控制器。控制器可利用被配置成确定车辆操作者身份的一个或多个算法来处理图像数据。
控制器可进一步与显示器38通信。显示器38可设置在镜总成12中后表面后方。控制器可操作以显示从图像传感器16接收的图像数据，使得操作者可看到所述图像数据。在此配置中，操作者22可调整显示器38上所示的眼睛位置以定位眼睛，使得图像数据可包含识别操作者所需的必要特征。在示范性实施例中，识别车辆操作者所需的特征可对应于操作者22眼睛的特征(例如虹膜)。
显示器38可对应于被配置成通过镜总成12的至少一部分显示图像数据的部分显示镜或整个显示镜。显示器38可利用各种技术进行建构，例如LCD、LED、OLED、等离子体、DLP或其它显示技术。可结合本公开利用的显示总成的实例可包含美国专利第6,572,233号“后视显示镜(Rearview display mirror)”、标题为“包含用于液晶显示器(LCD)的集成式背光的车辆后视镜总成12(Vehicular rearview mirror assembly 12 including integratedbacklighting for a liquid crystal display(LCD))”的第8,237,909号美国专利、标题为“多显示镜系统和用于扩大车辆周围视角的方法(Multi-display mirror system andmethod for expanded view around a vehicle)”的第8,411,245号美国专利以及标题为“包含高强度显示器的车辆后视镜总成(Vehicle rearview mirror assembly includinga high intensity display)”的第8,339,526号美国专利，其均以全文引用的方式并入本文中。
扫描设备10可进一步包括镜总成12中的指示器40。指示器40可与控制器通信，且被配置成输出信号以识别扫描设备10和/或后视相机的状态，如参考图4所论述。指示器可对应于可操作以闪烁和/或改变颜色以传达扫描设备10的状态的光源。指示器40可对应于发光二极管(LED)，且在示范性实施例中，指示器40可对应于红、绿和蓝(RGB)LED，其可操作以通过输出一种或多种有色光发射来识别扫描设备10的状态。
参考图2，示出镜总成12的横截面图。电光总成14可具部分反射性和部分透射性，且包括镜元件34。镜元件34可包含具有第一表面42a和第二表面42b的第一衬底42。镜元件34可进一步包括具有第三表面44a和第四表面44b的第二衬底44。第一衬底42与第二衬底44可界定腔体46，且可大体上平行。第一表面42a和第三表面44a可朝向镜总成12的前表面30定向。第二表面42b和第第四表面44b可朝向镜总成12的后表面定向。
腔体46可含有电光介质48，例如但不限于电致变色介质。腔体46可完全或部分地以介质48填充。镜总成12可通过电触点与调光控制器通信，且可包括各种密封件以将介质48保持在腔体46中。在此配置中，镜总成12可被配置成响应于经由电触点从调光控制器接收的控制信号而改变反射率。
表面42a、42b、44a和44b中的每一个对应于镜总成12的接口。第一表面42a对应于第一接口1。第二表面42b对应于第二接口2。第三表面44a对应于第三接口3，且第四表面44b对应于第四接口4。在常规电光总成中，半透射半反射涂层50通常可设置在第三接口3上。半透射半反射涂层通常可包括含有银的层以及额外层，例如位于含银层上方或下方或这两者的金属、介电和/或透明导电氧化物。如表1中所示，具有半透射半反射涂层50的电致变色元件在可见光范围中可大体上具有65％的标称反射率和22％的标称透射率。可见光反射率和透射率可取决于设计考虑因素和设计目标而变化。然而，在NIR范围中，透射率将通常小于在可见光谱中的透射率，且可小于20％，如图3中所说明。在NIR范围中的相对较低透射率可由包括金属基半透射半反射涂层的材料的厚度和光学常数造成。
表1.具有金属基半透射半反射涂层29的半透射半反射镜的可见光学特性。
反射率 透射率
Y 65.00 21.86
L* 84.48 53.88
a* -4.35 -0.31
b* 3.65 0.82
金属基半透射半反射涂层50可抑制光源18，且如果光源在电致变色元件后方配置在镜总成12中且透过电致变色元件，减小到达对象的光源18的能量的强度。此外，如果图像传感器16也配置在半透射半反射电致变色元件的后方，则金属基半透射半反射涂层50可抑制所述图像传感器的接收器对返回信号的俘获。在图像传感器16的反射和透射光谱中维持中性颜色需要对接口1到4中的每一个的涂层材料和厚度进行精确的工程设计。此类精确性防止所述镜和例如图像传感器16等配置在电致变色元件后方的装置的颜色偏差。
现参考图4，在一些实施例中，半透射半反射涂层可实施为可涂覆到第四接口4的半透射半反射介电涂层54。如在图2中所展示，半透射半反射介电涂层54将用来替换金属基半透射半反射涂层50。半透射半反射介电涂层54被设计成解决与镜总成12的NIR范围中的有限透射相关的问题，且提供大于约20％的NIR透射率。介电涂层54被设计成获得与行业标准相当的反射率水平，即，约40％到85％，或约50％到75％，或约55％到70％。另外，介电涂层可被设计成获得法线入射观看角度直到宽广观看角度的可见光颜色范围中的中性颜色外观。以此方式，本公开在维持可见光颜色表现和镜功能的同时提供NIR范围中改进的透射率。
半透射半反射介电涂层54可包括以交替的高低折射率多层堆叠配置的低损耗介电材料。低损耗介电材料的实例包含但不限于氧化铌、氧化硅、氧化钽、氧化铝等。另外，在一些实施例中，利用交替的高折射率(H)材料和低折射率(L)材料多层(HL堆叠)构造中的调谐灵活性，NIR范围中的介电涂层54的透射率可高于30％。在一些实施例中，介电涂层54的NIR透射率可大于50％。在示范性实施例中，介电涂层54的NIR透射率可大于70％。在其它实施例中，对于约800nm与940nm之间的至少一些波长，NIR透射率大于可见光透射率，比可见光透射率的1.5倍大，且比可见光透射率的2倍大。
图4中示出在NIR范围中展现大于70％的透射率的介电涂层40的实例。由于介电涂层40中所用的介电材料的低导电性，介电涂层40并不适合用作表面3上的半透射半反射电极，但可用在第四接口4上。介电涂层40可设置在第四接口4上。在表面3上，ITO等替代透明电极可用于维持表面3电极必要的高导电性。在第三接口处需要高电导率来将电流供应到电光介质26，以便发生化学状态改变。
表2提供镜总成12的第四接口4处的介电半透射半反射涂层的堆叠设计的详细代表性实例，其提供合适的可见光半透射半反射性质和增强的NIR透射率。在这些实例中，高折射率(H)材料是氧化铌且低折射率(L)材料是二氧化硅。应理解，这两个实例并不意味着限制。替代的介电涂层可具有介于3与14层之间或多于14层的一定数量的层。实现设计目标所需的层的数目将随着高低折射率材料的选择而变化。随着两种材料之间的折射率差增大，可能需要更少的层。相反，如果折射率差较小，可能需要更多层。折射率差可大于约0.4、大于约0.6或大于约0.8。可添加具有不同高低折射率材料的折射率的额外材料。
表2.镜总成的第四接口处的介电半透射半反射涂层设计。
Figure GDA0002840432650000101
表3中给出具有这些实例介电半透射半反射涂层40的镜总成12在可见光范围中的理论表现。建模的镜总成包括在表面2上具有约145nm厚的ITO层的第一片1.6mm玻璃、在表面3上具有约145nm厚的ITO层的第二片1.6mm玻璃、约140微米的单元间隔(表面2与3之间的距离)、用以在所述两片玻璃之间产生腔室的环氧树脂周边密封件，且所述腔室填充有本文中进一步论述的基于凝胶的电致变色介质。介电多层涂层在表面4上。可见光反射率维持在50-60％，且可见光透射率为30-40％。对于5层和14层设计的透射和反射光谱这两者，CIELAB颜色坐标a*和b*维持为小的值(-5与5之间)，这指示良好的中性颜色外观。在改变观看角度时，光谱通常朝向可见光谱的短波长区偏移，且不同偏振状态(在正交方向上振荡的电磁波)通常以不同方式作出反应。因此，两者皆促成光谱的颜色偏差，从而随着观看角度的改变而在镜的外观上引起颜色改变。
本公开提供在可见光范围中具有平坦光谱的介电涂层40，如图5A及5B中分别针对反射率和透射率所示，其有效地遏制颜色偏差，从而导致中性反射和透射颜色。如图6A中所示，演示具有5层设计的镜总成的颜色表现。所述镜总成对于透射颜色在高达45度观看角度下可能能够实现中性颜色(|a*|,|b*|<5)。反射b*颜色随角度变化相当稳定，而a*随角度变化经历稍大的改变。如图6B中所示，演示具有14层设计的镜总成的颜色表现。所述镜总成可被调谐以由于延伸的平坦光谱而在高达55度的观看角度下平衡透射颜色。对透射光谱的此类颜色抑制对于嵌入式显示器可能至关重要。对于两个实例，在反射光谱的a*上的轻微绿色偏移通常不明显。在一些涂层变体中，随着观看角度增大，a*值与b*值可能以不同速率改变。可接受的颜色偏移可表达为C*，其等于Sqrt(a*2+b*2)。随着颜色随角度变化而偏移，C*值可小于约10、小于约7.5，或小于约5.0。这将确保镜的颜色为可接受的。a*和b*值可随着角度变化而偏移，且δa*和δb*值的绝对值，例如│a*initial-a*final│可小于约10、小于约7.5，且小于约5.0。满足这些条件的角度应大于约35度，或大于约45度或大于约55度。
表3.在法线入射处具有所提出的涂层设计的镜的可见光学特性：
Figure GDA0002840432650000111
本公开提供涂覆到镜总成12的第四接口4以提供NIR范围中的改进的透射率的具有可接受可见光特性的介电涂层54。镜总成12可用于可能在NIR范围中需要高透射率的各种实施例中。在示范性实施例中，本公开可提供可与被配置成安全地识别个人的眼睛扫描识别系统一起利用的镜总成12。眼睛扫描识别系统可得益于照射眼睛以进行识别所可能需要的在近NIR范围中的改进的透射率。
在一些实施例中，镜元件34可为电致变色元件或例如棱镜等元件。电致变色元件的一个非限制性实例是电致变色介质，其包含至少一种溶剂、至少一种阳极材料和至少一种阴极材料。通常，阳极材料和阴极材料两者均为电活性材料，且其中至少一种为电致变色材料。应理解，不论其通常含义如何，本文中将把术语“电活性”定义为在暴露于特定电位差时，其氧化状态会发生改变的材料。另外，应理解，不论其通常含义如何，本文中将把术语“电致变色”定义为在暴露于特定的电位差时其在一个或多个波长下的消光系数会发生改变的材料。如本文中所描述，电致变色部件包含颜色或不透明度会受到电流影响的材料，使得当将电流施加到材料时，其颜色或不透明度会从第一相变成第二相。电致变色部件可以是单层单相部件、多层部件或多相部件，如下列各项所述：标题为“电致变色层和包括电致变色层的装置(Electrochromic Layer And Devices Comprising Same)”的第5,928,572号美国专利、标题为“电致变色化合物(Electrochromic Compounds)”的第5,998,617号美国专利、标题为“能够产生预选色彩的电致变色介质(Electrochromic Medium Capable OfProducing A Pre-selected Color)”的第6,020,987号美国专利、标题为“电致变色化合物(Electrochromic Compounds)”的第6,037,471号美国专利、标题为“用于产生预选色彩的电致变色介质(Electrochromic Media For Producing A Pre-selected Color)”的第6,141,137号美国专利、标题为“电致变色系统(Electrochromic System)”的第6,241,916号美国专利、标题为“近红外吸收电致变色化合物和包括它们的装置(Near Infrared-Absorbing Electrochromic Compounds And Devices Comprising Same)”的第6,193,912号美国专利、标题为“具有光稳定的双阳离子氧化态的耦合的电致变色化合物(CoupledElectrochromic Compounds With Photostable Dication Oxidation States)”的第6,249,369号美国专利和标题为“具有浓度提高的稳定性的电致变色介质、其制备过程和在电致变色装置中的使用(Electrochromic Media With Concentration EnhancedStability,Process For The Preparation Thereof and Use In ElectrochromicDevices)”的第6,137,620号美国专利；标题为“电致变色装置(Electrochromic Device)”的第6,519,072号美国专利；和标题为“电致变色聚合物固体膜、使用此类固体膜制造电致变色装置以及制备此类固体膜和装置的过程(Electrochromic Polymeric Solid Films,Manufacturing Electrochromic Devices Using Such Solid Films,And Processes ForMaking Such Solid Films And Devices)”的第PCT/US98/05570号国际专利申请、标题为“电致变色聚合物系统(Electrochromic Polymer System)”的第PCT/EP98/03862号国际专利申请以及标题为“电致变色聚合物固体膜、使用此类固体膜制造电致变色装置以及制备此类固体膜和装置的过程(Electrochromic Polymeric Solid Films,ManufacturingElectrochromic Devices Using Such Solid Films,And Processes For Making SuchSolid Films And Devices)”的第PCT/US98/05570号国际专利申请，上述申请案以全文引用的方式并入本文中。为了向电光总成14提供电流，在元件的相对侧上提供电元件，以在其间产生电位。J形夹54与每个电元件电接合，且元件电线从J形夹54延伸到主PCB 28。
本发明可与例如以下专利中所描述的安装系统一起使用：第8,814,373号、第8,201,800号和第8,210,695号美国专利；第2014/0063630号、第2013/0062497号和第2012/0327234号美国专利申请公开；以及第61/709,716号、第61/707,676号和第61/704,869号美国临时专利申请，这些专利以全文引用的方式并入本文中。此外，本公开可与例如以下专利中所描述的后视封装总成一起使用：美国专利案第8,814,373号、第8,646,924号、第8,643,931号和第8,264,761号；美国专利申请第2013/0194650号；以及美国临时专利申请第61/707,625号和第61/590,259号，这些专利案特此以全文引用的方式并入本文中。另外，预期本公开可包含例如美国专利案第8,827,517号、第8,210,695号和第8,201,800号中描述的边框，这些专利案特此以全文引用的方式并入本文中。
应了解，本文中所描述的发明实施例可包括一个或多个常规处理器和存储的特有程序指令，所述程序指令控制一个或多个处理器以结合某些非处理器电路实施镜总成12的一些、多数或所有功能，如本文中所描述。所述非处理器电路可包含但不限于信号驱动器、时钟电路、电源电路和/或用户输入装置。因而，这些功能可解释为用于使用或构造分类系统的方法的步骤。或者，一些或所有功能可通过不具有存储的程序指令的状态机实施，或在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实施，其中每一功能或某些功能的一些组合实施为定制逻辑。当然，可使用两个方法的组合。因此，本文已描述用于这些功能的方法和构件。另外，预期当由本文中所公开的概念和原理指导时，一般技术人员不管可能付出巨大努力以及通过例如可用时间、当前技术和经济考虑激起的多种设计选择如何，都将容易地能够通过最少实验产生此类软件指令和程序以及IC。
所属领域的一般技术人员应理解，所描述发明和其它部件的构造并不限于任何具体材料。除非在本文中另有描述，否则本文中所公开的本发明的其它示范性实施例可由广泛多种材料形成。
出于本公开的目的，术语“耦合(coupled)”(以其所有形式：couple、coupling、coupled等)通常意味着两个(电的或机械的)部件彼此直接或间接的接合。此类接合在本质上可为静止的或在本质上可移动。此类接合可通过所述两个部件(电的或机械的)以及彼此或与所述两个部件一体地形成为单一主体的任何额外中间组件来实现。除非另有说明，否则此类接合本质上可为永久性的，或本质上可移除或可释放。
还值得注意的是，如在示范性实施例中所示的本发明的元件的构造和布置仅仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细地描述了本创新的少数实施例，但审阅本公开的所属领域的技术人员应容易了解，在不实质上脱离所陈述主题的新颖教示和优势的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、色彩、定向等的变体)。举例来说，示出为一体地形成的元件可由多个部分构成，或示出为多个部分的元件可一体地形成，可颠倒或以其它方式改变接口的操作，可改变系统的结构和/或组件或连接器或其它元件的长度或宽度，可改变在元件之间提供的调整位置的性质或数目。应注意，系统的元件和/或总成可由提供足够强度或耐久性的广泛多种材料中的任何一种建构而成，且可呈广泛多种颜色、纹理和组合中的任何一种。因此，所有此类修改意欲包含在本创新的范围内。可在不脱离本创新的精神的情况下在所要和其它示范性实施例的设计、操作条件和布置方面进行其它替代、修改、改变和省略。
应理解，任何所描述的过程或在所描述过程内的步骤可与其它所公开的过程或步骤组合以形成在本发明的范围内的结构。本文所公开的示范性结构和过程用于说明性目的，而不应理解为具有限制性。
还应理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可对上述结构和方法做出变化和修改，且进一步应理解，此类概念旨在由所附权利要求涵盖，除非这些权利要求的措辞明确说明并非如此。

Claims (24)

1.一种电致变色元件，包括：
第一衬底，其包括第一表面和第二表面；
第二衬底，其包括第三表面和第四表面，其中所述第一衬底和所述第二衬底在所述第二表面与所述第三表面之间形成腔体；
含于所述腔体中的电致变色介质；
设置在所述第四表面上的半透射半反射介电涂层，其中所述电致变色元件的近红外透射率超过所述电致变色元件的可见光透射率，所述可见光透射率包括可见光颜色范围，所述可见光颜色范围包括从400nm到700nm的光波长，并且近红外范围包括从800nm到940nm的光波长；以及
其中对于425nm到700nm的波长，所述可见光透射率大于20％。
2.根据权利要求1所述的电致变色元件，其中所述近红外透射率至少为所述可见光透射率的1.5倍。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述近红外范围中的透射率大于30％。
4.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述近红外范围中的所述透射率大于50％。
5.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述近红外范围中的所述透射率大于70％。
6.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层以多层堆叠(HL堆叠)配置成交替的高折射率(H)材料与低折射率(L)材料的堆叠配置。
7.根据权利要求1或2所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层包括氧化铌与二氧化硅的交替层。
8.一种电致变色镜系统，包括：
电致变色元件，其包括：
第一衬底，其包括第一表面和第二表面；
第二衬底，其包括第三表面和第四表面，其中所述第一衬底和所述第二衬底在所述第二表面与所述第三表面之间形成腔体；
含于所述腔体中的电致变色介质；
设置在所述第四表面处的半透射半反射介电涂层；以及
位于所述电致变色元件后方的图像传感器，
其中所述电致变色元件的近红外透射率超过所述电致变色元件的可见光透射率，并且对于波长范围从400nm到700nm的可见光颜色范围内的光通过所述电致变色元件的可见光透射率的平均数是至少20％，并且所述近红外透射率包括从800nm到940nm的光波长的近红外范围。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述图像传感器指向所述电致变色元件的后表面。
10.根据权利要求8到9中任一项所述的系统，其中所述图像传感器包括被配置成发射所述近红外范围中的光的发射器。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述发射器被配置成经由所述电致变色元件发射在所述近红外范围中的所述光。
12.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述半透射半反射介电涂层被配置成提供至少为30％的在所述近红外范围中的所述光的透射率。
13.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述半透射半反射介电涂层以多层堆叠(HL堆叠)配置成交替的高折射率(H)材料与低折射率(L)材料的堆叠配置。
14.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述半透射半反射介电涂层包括氧化铌与二氧化硅的交替层。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述高折射率(H)材料与所述低折射率(L)材料之间的折射率差大于0.4。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述多层堆叠包括至少三层所述高折射率(H)材料和所述低折射率(L)材料。
17.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述半透射半反射介电涂层包括低损耗介电材料，所述低损耗介电材料包括氧化铌、氧化硅、氧化钽和氧化铝中的一个。
18.根据权利要求8或9所述的系统，其中所述近红外透射率为所述可见光透射率的1.5倍。
19.根据权利要求8或9所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述近红外范围中的所述透射率大于30％。
20.根据权利要求8或9所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述近红外范围中的所述透射率大于50％。
21.根据权利要求8或9所述的电致变色元件，其中所述半透射半反射介电涂层在所述近红外范围中的所述透射率大于70％。
22.一种电致变色镜系统，包括：
电致变色元件，其包括：
第一衬底，其包括第一表面和第二表面；
第二衬底，其包括第三表面和第四表面，其中所述第一衬底和所述第二衬底在所述第二表面与所述第三表面之间形成腔体；
含于所述腔体中的电致变色介质；
设置在所述第四表面处的半透射半反射介电涂层，其中所述半透射半反射介电涂层包括多层堆叠，所述多层堆叠包括交替的高折射率(H)材料与低折射率(L)材料；
图像传感器，其位于所述电致变色元件后方且指向所述第四表面，其中所述电致变色元件的近红外透射率超过所述电致变色元件的可见光透射率，并且其中所述可见光透射率包括可见光颜色范围，所述可见光颜色范围包括从400nm到700nm的光波长，并且所述近红外透射率包括从800nm到940nm的光波长的近红外范围；以及
其中通过所述电致变色元件的可见光透射率包括绿-红颜色坐标(a*)和蓝-黄颜色坐标(b*)小于5的偏移，其中所述绿-红颜色坐标(a*)和所述蓝-黄颜色坐标(b*)是由国际照明委员会(CIE)定义的CIELAB颜色空间中的颜色单位。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述电致变色元件的近红外透射率超过所述电致变色元件的可见光透射率。
24.根据权利要求22到23中任一项所述的系统，进一步包括与所述图像传感器通信的发射器，其中所述发射器被配置成发射波长大致从800nm到940nm的光。
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