MXPA01012785A - Dispositivo electro-optico y articulo transparente variable con un dispositivo de este tipo. - Google Patents

Dispositivo electro-optico y articulo transparente variable con un dispositivo de este tipo.

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MXPA01012785A
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Charles B Greenberg
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    • G02F2202/14—Materials and properties photochromic

Abstract

Se proporciona un dispositivo electro optico con transmision variable con y sin energia electrica, mismo que constituye una celula electro optica que tiene un componente cromogenico ademas de la caracteristica conmutable electro opticamente. El componente cromogenico puede ser un material fotocromico, termocromico y/o dicroico, y mezclas de estos. El componente cromogenico es un revestimiento, pelicula o capa, puede ser uno o mas de los substratos transparentes de la celula electro optica o una parte del material electro conmutable en la celula. Uno de los dispositivos electro opticos puede ser una celula de cristal liquido con uno o mas tintes dicroicos presentes con el material de cristal liquido. En otro aspecto de la invencion, el componente cromogenico puede ser un material huesped cromogenico con o sin el dispositivo electro optico. El dispositivo electro optico con el material cromogenico es adecuado para su uso con transparencias automotrices tales como cristal de privacidad, bandas sombreadas y pantallas de division de pasajeros en vehiculos; uso en ventanas arquitectonicas, tales como tragaluces y otras ventanas; y gafas.

Description

DISPOSITIVO ELECTRO-ÓPTICO Y ARTICULO TRANSPARENTE VARIABLE CON UN DISPOSITIVO DE ESTE TIPO SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reivindica la ventaja de la fecha de presentación de la Solicitud Provisional N° de Serie 60/138.917, presentada el 11 de Junio de 1999, a nombre de Charles B. Greenberg.
ANTECEDENTES DE LA SOLICITUD La presente invención se refiere a dispositivos electroópticos tales como células de cristal líquido o electrocrómicas y a los artículos transparentes variables que tienen el dispositivo junto con los componentes de batería y elementos de circuito de control adecuados. Los sólidos, líquidos y gases conmutables ópticamente son conocidos en la técnica porque muestran coloración espectral reversible en la región visible por electrocromismo, termocromismo, piezocromismo, o fotocromismo. Una vista general del objeto que se relaciona con las películas se da en el artículo titulado "Optically Switchable Thin Films: A Review" (Películas Finas Conmutables Ópticamente: Una Visión General), por Charles B. Greenberg, Thin Solid Films (Películas Sólidas Finas), 251 (1994), páginas 81-83, Elservier Science S.A, que se incorpora aquí por referencia. El empleo de estos materiales en los productos conmutables ópticamente para la limitación de la transmitancia de luz es un intento desafiante. Las gafas conmutables ópticamente que emplean materiales fotocromáticos para substratos de cristal y de plástico están disponibles en el mercado. Además, los espejos que emplean materiales electrocrómicos están '*• •-- - - ffnifiíiiir' -Hf-fr- * - * - * - disponibles en el mercado. Además, numerosas patentes recientes indican actividad en el área de los materiales electrocrómicos para ventanas de automóviles y arquitectónicas y espejos y gafas. Un ejemplo de los 5 dispositivos electroópticos de transparencia variable para gafas que emplean tanto material electroóptico para formar una célula, que tiene también un material fotocrómico, como un elemento adicional para los cristales o como una de las placas transparentes de células se describe en la Patente 10 de los Estados Unidos N° 5.608.567 (Grupp) . Adicionalmente, los dispositivos electrocrómicos que emplean varios compuestos como compuestos electrocrómicos de múltiples capas monolíticos con capas intercaladas se describen en la publicación PCT WO 96/37809 y las gafas 15 electrocrómicas con células electrocrómicas adecuadas y suministro de potencia y circuitería se describen en las Patentes de los Estados Unidos N° 5.455.637 y 5.455.638. Además, la técnica ha descrito pantallas de cristal líquido que tienen pantallas de cristal líquido nemático quiral 20 para una alineación homeotrópica y anisotropía dieléctrica negativa, como se indica en la Patente de los Estados Unidos N° 5.477.358. Todos los documentos y patentes mencionados anteriormente se incorporan aquí en su totalidad por referencia. 25 La industria se esfuerza en desarrollar y extender estas tecnologías en productos útiles, por ejemplo gafas, y ventanas para aberturas y divisiones en automóviles, casas y/o edificios. Por ejemplo, con substratos fotocrómicos como gafas, estos productos requieren la radiación UV o 30 radiación actínica para iniciar y desarrollar la conmutación óptica. Por lo tanto, en entornos donde este tipo de radiación está en un mínimo, se deteriora la ?i*?iim?tm<é,-?fctí _. ji.jL* Í__-.„L „ ^^^Í Í^..—..^ ^„.„ „ „_ ..,„,., A,.»^,.. , ........*.*...,. *,, • ^, conmutabilidad. Por ejemplo, las gafas fotocrómicas utilizadas dentro de los vehículos de motor tales como automóviles no reciben suficiente radiación UV para la conmutabilidad. Aunque las gafas fotocrómicas son accionables dentro de automóviles, requieren una fuente de potencia portátil. Además, la conmutabilidad fotocrómica no es variable de forma controlada en la conmutabilidad para permitir la interrupción de la conmutación en varios puntos deseados . Un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo electroóptico para un artículo transparente variable que proporciona la capacidad para variar el porcentaje de transparencia en el artículo donde es conveniente, dados los requerimientos de potencia y circuitería, pero que puede tener también conmutabilidad óptica cuando tales componentes de potencia y circuitería no están disponibles o cuando está disponible otra fuente de potencia.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un aspecto de la presente invención es el dispositivo electroóptico que constituye una célula electroóptica que tiene un componente cromogénico además de la característica de ser conmutable electro-ópticamente. El componente cromogénico puede ser un material fotocrómico, termocrómico, y/o dicroico y mezclas de éstos. El componente cromogénico como un revestimiento, película o capa puede estar sobre uno más de los substratos transparentes de la célula electroóptica con una característica electrocrómica como la característica electro-conmutable . Además, el componente cromogénico como un revestimiento, película o capa puede estar sobre uno o lÁ-í l A l .Íl?íM.<rk. „ l,^H?*A^ ,1 »i . - J • . „ ... ..^.^ , ... .»._»...., ..... -.»-. *. A. . í A más de los substratos transparentes del dispositivo electroóptico, que es una célula de cristal líquido con uno o más tintes dicroicos presentes con el material de cristal líquido. En otro aspecto de la invención, el componente cromogénico puede ser un material huésped cromogénico con o sin el dispositivo electroóptico, tal como un material servidor de cristal líquido como la característica electro- conmutable (incluyendo magneto-conmutable) que está localizado intersticialmente entre dos o más electrodos en el dispositivo electroóptico. El servidor de cristal líquido se somete a reorientación molecular bajo la influencia de un campo eléctrico y/o magnético aplicado en el dispositivo electro-óptico. La reorientación es tal que el material huésped cromogénico proporciona conmutación o flexibilidad ópticas mejoradas a todo el efecto de conmutación. Un modo para que esto ocurra es a partir de la orientación forzada de la molécula huésped cromogénica con respecto a la luz entrante, o por cambios estructurales o de coordinación impuestos por las moléculas servidoras reorientadas. El componente cromogénico como un revestimiento, película o capa fotocrómicos o termocrómicos, sobre el substrato de la célula o dispositivo electro-óptico mejoraría también la conmutación o flexibilidad óptica del efecto general de conmutación. El método cromogénico de servidor y huésped puede realizarse con el uso de materiales poliméricos o híbridos de capa dura al menos para substratos de cristal o de plástico con características de transparencia por técnicas de deposición de película fina. Los procesos de aplicación, tal como éste, no requieren ningún material adhesivo similar a cola separado para el revestimiento del substrato, que puede tener revestimientos o capas funcionales adicionales. Por ejemplo, el material huésped podría ser un material dicroico, tal como complejo de cobalto (II) o un material fotocrómico o termocrómico. El campo magnético o eléctrico puede proporcionarse en el dispositivo electroóptico a partir de capas, películas y/o revestimientos electroconductores para efectuar un cambio en el material huésped que está contenido dentro del material servidor de cristal líquido junto con el cambio efectuado en el material parásito. Uno o más de los materiales de cristal líquido de una o más capas de cristal líquido esméctico, una o más capas de cristal líquido nemático, y/o una o más capas de cristal líquido liotrópico o combinaciones y mezclas de éstos como el material servidor podrían haber sido ya orientados. El material fotocrómico y/o termocrónico en el material conmutable de la célula electroóptica conmutaría a un estado más oscuro después de la exposición de la célula electroóptica a UV o a fuentes de luz actínica o a calor. El dispositivo electroóptico con el material cromogénico es adecuado para uso con transparencias en automóviles, tales como cristal de privacidad, bandas sombreadas, y pantallas de separación de los pasajeros en vehículos; uso de ventanas arquitectónicas tales como tragaluces y otras ventanas; y gafas. Para el dispositivo electro-óptico, los artículos transparentes o de transmisión variables para estos usos, se pueden adaptar para recibir la potencia adecuada desde un suministro de potencia y circuitería de control. Para lentes, el suministro de potencia podría ser a partir de baterías en uno o más elementos de la montura de la lente y la circuitería de control podría estar situada en cualquier parte, por ejemplo, en un vehículo de motor.
Adicionalmente, el suministro de potencia desde o sobre el vehículo propiamente dicho puede utilizarse donde la circuitería de control estuviera situada en o dentro o desde el vehículo. Por ejemplo, la circuitería de control 5 y/o la potencia podrían encaminarse a las gafas a través de una conexión en la montura de las gafas desde el cinturón del asiento del vehículo. Este tipo de característica electroóptica de las gafas podría utilizarse al mismo tiempo en el vehículo donde una respuesta fotocrómica es 10 limitada. Las gafas podrían ser desconectadas del suministro de potencia y de la circuitería de control y utilizarse fuera del vehículo a través del material fotocrómico o termocrómico. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 15 La figura 1 es una vista en alzado lateral de las gafas que tienen la sección despiezada, ordenada, de las gafas transparentes variables, retiradas de la montura y la montura está dividida para mostrar los alambres de conducción y un orificio o una batería en el pie. 20 La figura 2 es una vista superior de la sección transversal de la lente de transparencia de la figura 1 a lo largo de la línea A-A' , cuya línea está perpendicular a la superficie principal de la transparencia de las figuras 2. 25 La figura 3 es una vista superior alternativa de la figura 2.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la descripción y en las reivindicaciones de esta 30 solicitud, la enumeración de nuevo de los intervalos numéricos incluye la palabra "aproximadamente", tanto en los extremos inferior como superior del intervalo, a menos que se indique expresamente lo contrario. Además, las referencias específicas a patentes y publicaciones para descripciones y enseñanzas específicas incorporan estas descripciones y enseñanzas por referencia en esta solicitud de patente. En la figura 1, la montura de las gafas 11 puede ser cualquier construcción típica de la montura de las gafas que tiene la sección de soporte 13 de la lente acoplada por una articulación o similar a los elementos laterales 15 y 17. El elemento lateral 15 está acoplado de forma articulada a través de la articulación 19, mientras que el elemento lateral 17 es acoplado de forma articulada a través de la articulación 21, respectivamente, a la sección de soporte 13 de lente. Por ejemplo, el acoplamiento articulado de los elementos laterales puede ser a través de una lámina de resorte que desvía los primeros en una o dos orientaciones relativas a la sección de soporte de la lente. La sección en corte del elemento lateral 15 muestra la conexión eléctrica 23 que está conectada al puerto 25 y a la sección de soporte de la lente para suministrar la corriente eléctrica desde el puerto 25 hasta las lentes 27 y 29. El elemento lateral 17 muestra un vista en corte de la conexión eléctrica 31 que está conectada eléctricamente a la batería 33 dentro del elemento 17. Cuando la batería 33 está presente en las gafas de la figura 1, el puerto 25 puede ser una conexión para circuitería eléctrica para controlar el suministro de potencia eléctrica (corriente y/o tensión) a las lentes 27 y 29. En este caso, una conexión eléctrica entre el puerto 25 a través de la conexión eléctrica 23 en o alrededor de las lentes 27 y 29 estaría presente también, pero no se muestra en la figura 1. En el caso donde la batería 33 no esté presente en las aa-^^M&"' V.-..J» .iti-KÜ. gafas, entonces el puerto 25 es utilizado tanto para suministro de potencia como también para la circuitería de control eléctrico para que proporcione el suministro de potencia y la electrónica de conmutación adecuadas para las lentes 27 y 29. En la figura 1, la lente 27 se muestra con una sección en corte de un revestimiento 35 sobre la superficie principal exterior de la transparencia. Un revestimiento de este tipo podría estar presente también en la lente 29 y el revestimiento sería un revestimiento fotocrómico que tiene un material fotocrómico. Un ejemplo no exclusivo sería una composición de revestimiento de poliuretano fotocrómico que, cuando se expone a la activación de la luz, la radiación muestra propiedades de actuación fotocrómica. Es decir, el compuesto fotocrómico muestra un cambio de color reversible cuando se expone a la radiación de luz que implica rayos ultravioleta, tal como la radiación ultravioleta en la luz solar o en la luz de un mercurio de una lámpara de tipo halógeno. Otros materiales poliméricos pueden utilizarse en el revestimiento, tales como acrílicos, poliésteres, poliamidas y similares. Los materiales fotocrómicos que son útiles para el revestimiento, son aquéllos que son bien conocidos en la técnica y han sido sintetizados y sugeridos para uso en aplicaciones en las que es deseado un cambio de color reversible inducido por la luz solar o el oscurecimiento. Las clases más ampliamente descritas de los compuestos fotocrómicos son oxacinas, piranos y fúlgidos, cualquiera de los cuales puede utilizarse. El mecanismo general responsable del cambio de calor reversible, es decir, de un cambio en el espectro de absorción en el intervalo de luz visible (400 a aproximadamente 700 nanómetros) mostrado por _¿_? t ? A ¿..¿.fcjfaj t _ l M^. ... .J.A. -I. - AAJ-..AA^A..,»... . i^A,i.l diferentes tipos de compuestos fotocrómicos se ha descrito y clasificado en el artículo titulado "Chromogenic Materials (Photochromic) " (Materiales Cromogénicos (Fotocrómicos) ) en Kirk-Othemer Encyclopedia of Chemical Technology, 4a Edición, 1993, páginas 321-332 por John C. Crano. Otras clases de compuestos fotocrómicos incluyen indolino, espirofranos e indolino espirooxacinas . Estos tipos de materiales después de la activación por radiación UV se transforman de un compuesto de anillo cerrado sin color en especies de anillo abierto coloreado. Para el compuesto fotocrómico de fúlgidos, un mecanismo electrocíclico puede implicar la transformación de una forma de anillo abierto sin color en una forma de anillo cerrado coloreado. Estos tipos de compuestos pueden utilizarse en el revestimiento aplicado a la lente 27 ó 29 de la figura 1 por cualquier técnica de aplicación conocida por los técnicos en la materia, incluyendo las técnicas de deposición de película fina. Otros compuestos fotocrómicos que pueden utilizarse con la composición de revestimiento de la presente invención son los compuestos fotocrómicos orgánicos que tiene generalmente al menos un máximo de absorción activada dentro del intervalo de entre 400 a aproximadamente 770 nanómetros que pueden ser incorporados, disueltos o dispersados, en la composición de revestimiento. Se puede utilizar cualquiera de los compuestos fotocrómicos mencionados anteriormente, incluyendo ejemplos tales como espiro (indolina) naftoxacinas y similares, como se describen en la patente de los Estados Unidos N° 3.562.172; 3.578.602; 4.215.010 y 5.405.958. Además, pueden utilizarse espiro (indolina) piridobenzoxacinas y espiro (benindolina) naftoxacinas como se describen en la Patente de los Estados ?k .?~j ?.,A¿»k?eukt ?t - tk?í? ¡.i t „ .. „i_ , _ *.. . . . ... .j, j ? .-» , , . « - -j .^ A .. -!<< Unidos N° 4.931.219. También pueden utilizarse otros compuestos fotocrómicos como se describen en las siguientes patentes de los Estados Unidos: 4.816.584; 4.880.667; 4.818.096 y puede utilizarse el artículo titulado "Spiro 5 (Indoline) Pyrans Techniques in Chemistry" (Técnicas de Espiro (Indolina) Piranos en Química" Vol. III, "Fhotochromism" Capítulo 3, por Glen H. Brown, editor, John Wiley and Sons, Nueva York 1971. Otras substancias fotocrómicas orgánicas que pueden 10 utilizarse son aquéllas que tienen al menos un máximo de absorción y preferentemente dos máximos de absorción, dentro del intervalo visible entre 400 y menos de 525 nanómetros. Muchas de tales crominas se describen en las siguientes patentes de los Estados Unidos: 3.567.605; 15 4.826.977; 5.066.818; 5.238.931; 5.272.132; 5.384.077; 5.466.398; 5.552.090; 5.565.146; 5.573.712 y 5.578.252. Otro grupo de sustancias fotocrómicas contempladas para uso en el revestimiento de la presente invención pueden ser aquéllas que tienen un máximo de absorción 20 dentro del intervalo visible o entre 400 y 50 nanómetros y otro máximo de absorción dentro del intervalo visible de entre 500 y 700 nanómetros. Un ejemplo de estas sustancias incluye ciertos compuestos benzopirano que tienen sustituyentes en las dos posiciones del anillo pirano, que 25 incluyen un compuesto heterocíclico de cinco elementos fundido con dibenzo y un anillo heterocíclico sustituido o no sustituido, tal como un anillo benzotieno o benzofurano fundido en la porción benceno del benzopirano. Los materiales de este tipo se describen en las Patentes de los 30 Estados Unidos N° 5.429.774; 5.514.817; 5.552.091 y WO 96/14596. Otros compuestos y sustancias fotocrómicos que pueden utilizarse en el revestimiento incluyen ditizonatos ^.M^M^^^j^^^^^^ t de mercurio como en la Patente de los Estados Unidos N° 3.361.706. Los fúlgidos y fulgimidas como se describe en la Patente de los Estados Unidos N° 4.931.220 en la columna 20, línea 5, a la columna 21, línea 38. Además de o en lugar del material fotocrómico, pueden utilizarse los materiales termocrómicos . Estos materiales pueden ser aquéllos que muestran cambios en las propiedades físicas, tales como índice de absorción, reflectancia y refracción como resultado de los cambios de estado termodinámico tales como entre el estado del semiconductor y el estado del metal. Estos tipos de materiales termocrómicos incluyen ciertos óxidos de vanadio y óxidos de titanio, que tienen capacidad de absorción relativamente baja en el estado de semiconductor y alta capacidad de absorción y alta reflectancia en el estado de metal . Las transiciones termodinámicas entre los estados de semiconductor y de metal son reversibles y tienen lugar de forma absolutamente rápida, de forma que las películas finas de tales materiales son útiles. Otros materiales termocrómicos adecuados para la invención son aquéllos que contienen un tinte termocrómico conocido, tal como el cristal líquido termocrómico, un sistema de tres componentes que consta de un compuesto orgánico que desarrolla color, donando electrones, por lo tanto un revelador de color, y un compuesto que induce la reacción de desarrollo del color entre los dos, o un material termocrómico que contiene los componentes mencionados anteriormente en solución sólida resinosa, como se describe en las Patentes de los Estados Unidos N° 4.028.118, y 4.732.810. Los materiales mencionados anteriormente muestran en el intervalo de temperatura normal, solamente uno de los estados antes y después de dicha variación del color, mientras que el otro estado está presente solamente durante la aplicación de calor o de frío, siendo restablecido el estado del intervalo de temperatura normal cuando se termina la aplicación de tal calor o frío. Los compuestos fotocrómicos en los revestimientos tales como revestimientos de poliuretano se han descrito en el documento de patente de la Patente de la República Democrática Alemana N° 116.520 y en la Solicitud de Patente Europea N° 0 146 136 y en la Patente de los Estados Unidos N° 4.889.413 y en la Solicitud de patente Japonesa N° 3-269507 y 5-28753. Otros poliuretanos adecuados que pueden utilizarse en el revestimiento, son aquéllos producidos por la reacción de un componente poliol orgánico con un componente isocianato o poliisocianato que puede proporcionar un componente poliuretano que tiene un a microdureza Fischer en el intervalo de aproximadamente 50 a 150 neutones por mm2. Tales reactivos de poliuretano y reacciones son bien conocidos por los técnicos en la materia. Por ejemplo, los métodos para las preparaciones de poliuretanos se describen en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Quinta Edición, 1992, Vol. A21, páginas 665-716. El poliuretano es aquel que tiene segmentos de bloques blancos y segmentos de bloques duros para producir el número de microdureza Fischer dentro del intervalo mencionado anteriormente. Las cantidades relativas de los ingredientes son expresadas típicamente como una relación del número disponible de grupos isocianato reactivos con respecto al número disponible de grupos hidroxilo reactivos, es decir, una relación de equivalentes de NCO: OH. Un ejemplo adecuado de una relación es NCO: OH de 1,0:1,0, pero puede oscilar de 0,3:1,0 a 3,0:1,0. Puesto que los grupos isocianato libres no son estables, debido a que reaccionan con agua o compuestos que contienen átomos de hidrógeno reactivos, es preferible que los grupos NCO estén bloqueados con ciertos compuestos orgánicos seleccionados que vuelven al grupo isocianato inerte para reaccionar con compuestos de hidrógeno a temperatura ambiente . Los compuestos de bloqueo adecuados incluyen alcoholes volátiles, compuestos epsilon-caprolactama o cetoxina y similares, conocidos por los técnicos en la materia. Los compuestos isocianato pueden ser isocianatos alifáticos, aromáticos o aralquilo. El poliol orgánico útil en la producción del poliuretano pueden ser polioles poliacrílicos, polioles poliésteres, y/o polioles poliéteres o polioles polioxialquileno o polioles orgánicos, tales como dioles alifáticos, trioles y alcoholes polihídricos. Son también adecuados polioles apoxi , alcoholes polivinil polihídricos, polioles de uretano, y mezclas de cualquiera de estos polioles. Adicionalmente, pueden utilizarse polioles que contienen amida . La cantidad de la substancia fotocrómica o termocrómica presente en la composición sola o en relación con una mezcla de compuestos fotocrómicos es tal que la composición de revestimiento a la que se aplica el compuesto o compuestos fotocrómicos o en la que se incorporan muestra un color resultante deseado. Por ejemplo, un color substancialmente neutro, tal como sombras de gris o marrón cuando se activa con luz solar no filtrada, es decir, lo más próximo posible a un color neutro, dados los colores de los compuestos fotocrómicos activados, y muestra la intensidad deseada medida por el cambio en la densidad óptica (delta OD) de un delta OD de 0,4 o más cuando se somete a ensayo a 95 °F después de 15 t*i, i A ? m*i*?A-iL minutos de activación utilizando el método de ensayo de respuesta fotocrómica estándar. Generalmente, la cantidad de substancia fotocrómica o termocrómica incorporada en la composición de revestimiento puede oscilar de 0,1 a 40 % en peso basada en el peso de la composición de revestimiento. Adicionalmente, otros aditivos tales como tintes o colorantes compatibles y materiales adyuvantes pueden incorporarse a la composición de revestimiento. Algunos de los últimos materiales pueden incluir agentes de control reológico, agentes de nivelación, agentes tensioactivos, iniciadores, agentes de inhibición del endurecimiento, secuestrantes de radicales libres y agentes de promoción de la adhesión. Otros adyuvantes incluyen absorbentes de UV y estabilizantes tales como estabilizadores de luz de amina impedida, diariloxalamida asimétrica y estabilizadores similares descritos en las Patentes de los Estados Unidos N° 4.720.356 y 5.391.327. El substrato transparente tal como las lentes 27 y 29 puede fabricarse de cristal o plástico similar transparente, tal como el producto de polimerización de monómero CR-39 disponible de PPG Industries, Inc. Generalmente, la transparencia, tal como las lentes transparentes 27 y 29, puede realizarse de cualquier cristal oftálmico y/o plástico, tal como de materiales poliméricos orgánicos termoestables y termoplástico como polímeros del tipo policarbonato termoplástico y copolímeros y homopolímeros o copolímeros de poliol (carbonato de alilo) . En algunas formas de realización, la célula electroóptica puede tener un substrato que tiene en la disposición de la cara frontal espaciada, preferentemente coincidente, un material de encapsulamiento en lugar de un segundo substrato. El material de encapsulamiento puede ser similar al substrato o un material más flexible que el del substrato, que encierra o envuelve simplemente el substrato y el material de conmutación en lugar de proporcionar soporte como un substrato. Ejemplos de materiales poliméricos orgánicos que pueden ser substratos para la composición de revestimiento de la presente invención son polímeros preparados a partir de monómeros individuales o mezclas de monómeros seleccionados de los siguientes grupos: (a) compuestos de diacrilato o dimetacrilato representados por la fórmula gráfica I : Ri R2 | | CH2== CCO — (A)n — OCC == CH2 II II 0 o donde Rx y R2 pueden ser iguales o diferentes y son hidrógeno o metilo, A es metileno (CH2) y n es un entero de 1 a 20; (b) compuestos diacrilato o dimetacrilato representados por la fórmula gráfica II: Ri R2 1 I CH2 == CC(0-D)p — OCC == CH2 II II 0 0 II donde D es CH2CR?R y p es un entero de 1 a 50; y (c) un compuesto acrilato o un compuesto metacrilato que tiene un grupo epoxi representado por la fórmula gráfica III: R o o III donde R3 es hidrógeno o metilo. En las fórmulas gráficas I, II y III, las letras iguales utilizadas con respecto a las definiciones de los diferentes sustituyentes tienen el mismo significado. Ejemplos de compuestos de diacrilato o dimetacrilato representados por las fórmulas gráficas I y II incluyen dietilenglicol dimetacrilato, trietilenglicol dimetacrilato, etc., butanodiol dimetacrilato, y poli (oxialquileno dimetacrilatos) , por ejemplo, polietilen glicol (600) dimetacrilato. Ejemplos de compuestos de acrilato o metacrilato representados por la fórmula gráfica III incluyen glicidil acrilato y glicidil metacrilato. Ejemplos adicionales de materiales poliméricos orgánicos que pueden revestirse con las composiciones de revestimiento fotocrómicas/termocrómicas descritas aquí incluyen: polímeros, es decir, homopolímeros y copolímeros, de los monómeros y mezclas de monómeros representados por las fórmulas gráficas I, II y III, monómeros bis (alil carbonato) , monómeros diisopropenil benceno, monómeros bisfenol A dimetacrilato etoxilados, monómeros etilenglicol bismetacrilato, monómeros poli (etilenglicol) bis metacrilato, monómeros fenol bis metacrilato etoxilados, monómeros de poliacrilato de alcohol polihídrico alcoxilados, tales como monómeros trimetilol propano triacrilato etoxilado, monómeros uretano acrilato, tales como los descritos en la Patente de los Estados Unidos 5.373.033, y monómeros vinilbenceno, tales como los descritos en la Patente de los Estados Unidos 5.475.074 y estireno; polímeros, es decir, homopolímeros y copolímeros, de monómeros de acrilato y/o metacrilato polifuncionales, por ejemplo, mono-, di-, o multi-funcionales, poli (alquilo de C1-C12 metacrilatos), tales como poli (metil metacrilato), poli (fenol metacrilatos alcoxilados), acetato de celulosa, triacetato de celulosa, acetato propionato de celulosa, acetato butirato de celulosa, acetato de poli (vinilo) , alcohol de poli (vinilo) , cloruro de poli (vinilo) , cloruro de poli (vinilideno) , poliuretanos, policarbonatos termoplásticos, poliésteres, tereftalato de poli (etileno) , poliestireno, poli (alfa metilestireno) , copoli (estireno- metil metacrilato) , copoli (estireno-acrilonitrilo) , polivinilbutiral y polímeros, es decir, homopolímeros y copolímeros, de dialilideno pentaeritritol, particularmente copolímeros con monómeros de poliol (carbonato de alilo) , por ejemplo, dietilen glicol bis (carbonato de alilo), y monómeros de acrilato, por ejemplo, etil acrilato, butil acrilato. Los copolímeros transparentes y mezclas de polímeros transparentes son adecuados también como substratos. Preferentemente, el material servidor es un material orgánico polimerizado ópticamente claro, preparado a partir de una resina de policarbonato termoplástico, tal como la resina unida al carbonato derivada de bisfenol A y fosgeno, que se vende bajo la marca, LEXAN; un poliéster tal como el material vendido bajo la marca, MYLAR, un poli (metil metacrilato) , tal como el material vendido bajo la marca PLEXIGLÁS; polimerizados de un monómero poliol (alil carbonato), especialmente dietilen glicol bis (alil carbonato) cuyo monómero es vendido bajo la marca CR-39, y polimerizados de copolímeros de un poliol (alil carbonato) , por ejemplo, dietilenglicol bis (alil carbonato), con otros materiales monoméricos polimerizables, tales como copolímeros con acetato de vinilo, por ejemplo, copolímeros de 80-90 por ciento de dietilenglicol bis (alil carbonato) y 10-20 por ciento de acetato de vinilo, particularmente 80-85 por ciento de bis (carbonato de alilo) y 15-20 por ciento de acetato de vinilo, y copolímeros con un poliuretano que tiene funcionalidad diacrilato terminal, como se describe en las patentes de los Estados Unidos 4.360.653 y 4.994.208; y copolímeros con uretanos alifáticos, cuya porción terminal contiene grupos funcionales alilo o acrililo, como se describe en la patente de los Estados Unidos 5.200.483; acetato de poli (vinilo) , polivinilbutiral, poliuretano, polímeros de elementos del grupo que consta de monómeros de dietilenglicol dimetacrilato, monómeros diisopropenil benceno, monómeros de bisfenol A dimetacrilato etoxilados, monómeros de etilenglicol bismetacrilato, monómeros de poli (etilenglicol) bismetacrilato, monómeros de fenol bismetacrilato etoxilados, y monómeros de trimetilol propano triacrilato etoxilados; acetato de celulosa, propionato de celulosa, butirato de celulosa, acetato butirato de celulosa, policarbonatos termoplásticos, ¡___¡ poliestireno y copolímeros de estireno con metil metacrilatos, acetato de vinilo y acrilonitrilo. Los revestimientos adecuados como la composición de revestimiento de poliuretano fotocrómica pueden combinarse con materiales poliméricos orgánicos tales como los polimerizados ópticamente claros, es decir, los materiales adecuados para las aplicaciones ópticas, tales como elementos ópticos, por ejemplo, lentes oftálmicas planas y de corrección de la visión, ventanas, películas poliméricas claras, transparencias para automóviles, por ejemplo, parabrisas, transparencias para aviones, laminado de plástico, etc. Tales polimerizados ópticamente claros pueden tener un índice de refracción que puede oscilar desde aproximadamente 1,48 hasta aproximadamente 1,75, por ejemplo, desde aproximadamente 1,495 hasta aproximadamente 1,66. Se contemplan específicamente los elementos ópticos fabricados de policarbonatos termoplásticos. La aplicación de la composición de revestimiento de poliuretano fotocrómico de la presente invención a una película polimérica en forma de un "aplique" puede realizarse utilizando los métodos descritos en la columna 17, línea 28, a la columna 28, línea 57, de la Patente de los Estados Unidos 5.198.267. Las lentes de substrato transparente 27 y 29 se ajustan a la montura de las gafas como lentes ajustadas generalmente en las monturas de las gafas como en las aperturas 37 y 39. En la adaptación a la montura de las gafas, las lentes pueden conectarse con la conexión eléctrica 23 y/o 31. Esta conexión está destinada para proporcionar el campo eléctrico o magnético para la característica electro-óptica de las lentes 27 y 29, como se describe más completamente en la figura 2.
En la figura 2, el dispositivo electro-óptico 29, que puede ser la lente transparente o variable transparente tiene los substratos conductores 37 y 39, cada uno con dos superficies principales. Los substratos 37 y 39 están en una disposición coincidente, como se muestra en la figura 2, para formar un espacio 41. Por ejemplo, el espacio 41 puede estar en el intervalo de distancia de 0,01 a 50 mm, más adecuadamente de 0,01 a 15 mm. El espacio 41 contiene un polímero-electrólito de material conmutable electro-ópticamente variable 43 para la célula electro-óptica electrocrómica útil con el material fotocrómico y/o termocrómico descrito anteriormente. Para el substrato 37, que puede ser cualquiera de los substratos mencionados anteriormente, la superficie principal dirigida hacia el otro substrato conductor 39 puede tener al menos una capa electrocrómica 45. Varios materiales electrocrómicos conocidos para la capa 45 incluyen aquéllos tales como los óxidos de molibdeno (Mo03) , tungsteno (W03) , vanadio (V205) , niobio (Nb205) , titanio (Ti02) , cromo (Cr203) , praseodimio (PR02) , y rutenio (Ru02) , óxido de tungsteno, y compuestos de tungsteno, donde el óxido de tungsteno es preferido. Adicionalmente, pueden utilizarse los óxidos de metales ternarios y los bronces de tungsteno, tales como M??-yWy03, HxW03, HxMo03, KxW03, y NaxW03, donde x e y son menores de 1. La superficie principal del substrato conductor 39, que está dirigida hacia el substrato conductor 37, tiene una capa de contra-electrodos 47 tal como cualquiera de las conocidos por la técnica, tal como por ejemplo el óxido de iridio o azul Prusiano. El espacio 41 que contiene un material conmutable o electrólito de polímero 43 puede sellarse entre los dos substratos conductores 37 y 39 por laminación o por uniones selladas o sellante 49 A&B .
Además, la célula electrocrómica tiene barras colectoras 51 y 53 para proporcionar corriente eléctrica a las capas electrocrómicas y de contra-electrodos, respectivamente. Cuando se prepara un dispositivo electrocrómico, el substrato es revestido preferentemente en primer lugar con una película electroconductora, como parte de la capa 47 sobre la que se deposita la película electrocrómica. Las películas electroconductoras y electrocrómicas pueden estar presentes en o sobre una porción substancial de las superficies del substrato y del material de encapsulamiento. Una porción substancial de este tipo es esa porción del substrato y del material de encapsulamiento que permite que la característica de transmisión variable electroóptica sea útil como un producto. Por ejemplo, las porciones del substrato y el material de encapsulamiento que están en una montura no necesitan tener tales películas, y tales porciones no revestidas pueden enmascararse para evitar el revestimiento o tienen la película suprimida. Preferentemente, las películas están presentes en toda la superficie principal de los substratos y/o el material encapsulante en la disposición frontal coincidente en la célula electroóptica de la presente invención. La película electroconductora puede ser cualquiera de las conocidas en la técnica que son utilizadas como películas electroconductoras en dispositivos electrocrómicos. Tales películas pueden ser películas finas transparentes de metal u óxido de metal, por ejemplo, óxido de estaño bonificado con flúor, u óxido de indio bonificado con estaño, referidos comúnmente como ITO (óxido de indio/estaño) , comprendiendo preferentemente ITO, por ejemplo, una relación en peso de aproximadamente 90:10 de indio con respecto a estaño. Otros materiales tales como óxido de estaño bonificado con antimonio, y óxido de cinc bonificado con aluminio pueden utilizarse también como la película electroconductora. Una resistencia de lámina adecuada para una película de este tipo puede estar en el intervalo de 10 a 30 ohmios por pulgada cuadrada. Un espesor adecuado para la película electroconductora puede estar en el intervalo de aproximadamente 1300 a aproximadamente 4000, por ejemplo, de 2000 a 4000 Angstroms. La película electroconductora puede depositarse por una variedad de métodos conocidos en la técnica siempre que el substrato no sea afectado de forma perjudicial por un método de este tipo. Se pueden utilizar métodos pirolíticos de alta temperatura para depositar películas electroconductoras sobre cristal, pero tales métodos en general no son adecuados para substratos poliméricos de bajo punto de fusión. Un método adecuado para depositar una película electroconductora, tal como ITO, sobre substratos poliméricos es la pulverización catódica de corriente continua (DC) , por ejemplo, pulverización catódica reactiva con magnetrones de DC (MSVD) , tal como el sistema de pulverización catódica MetaMode®, que es un proceso de baja temperatura, de alta velocidad de deposición, que se describe en las patentes de los Estados Unidos N° 4.851.095 y 5.225.057, y en el documento de patente WO 96/06203 (documento de patente europea 776383) . El revestimiento con red a vacío con un tambor refrigerado es otro método de revestimiento ITO sobre substratos de plástico. Utilizando tales técnicas, se pueden preparar películas ITO que tienen una transmitancia visible mayor de 80 % y una resistencia de la lámina de 18-20 ohmios/pulgada cuadrada a aproximadamente 20 °C. tJ Íií>íLA, Ljk- Adicionalmente, se puede disponer una capa de imprimación polimérica que mejora la adhesión en la interfaz del substrato y la película electroconductora: para mejorar la adhesión de la película electroconductora a la superficie del substrato de plástico para mejorar la durabilidad frente al medio ambiente y el ciclo a largo plazo (ciclo de coloración/blanqueamiento) para ayudar a prevenir la microfisuración de la superficie y/o la formación de grietas del substrato y de la película electroconductora. Se puede utilizar una capa de imprimación de copolímero de acrilato de ácido acrílico y un acrilato sustituido, tal como cianoetilacrilato, hidroxietilacrilato, metilmetacrilato y mezclas de tales acrilatos sustituidos. La aplicación y endurecimiento de la capa de imprimación se pueden realizar como se describe en la patente de los Estados Unidos U.S. 5.618.390. Los substratos transparentes revestidos con capa de imprimación y con la película electroconductora son apareados para preparar un dispositivo electrocrómico transparente. Preferentemente, la película electrocrómica es depositada sobre la película electroconductora de un substrato plástico y se deposita una película electrocrómica complementaria o de contreelectrodo sobre la película electroconductora del otro substrato. Se puede depositar óxido de tungsteno sobre un substrato por evaporación térmica de óxido de tungsteno, pero se deposita con preferencia por pulverización catódica con magnetrones con corriente continua (DC) de tungsteno en una atmósfera de gas raro / oxígeno a altas presiones totales del gas (que exceden de 20 miliTorr) . También el substrato de la cara opuesta tiene, además de una capa de imprimación, un contraelectrodo o revestimiento de capa electrocrómica fc L kk _M£. ás t_.t fe . ^Á~ *, ^^.a. A .. . A.. A .to A ? ^ ?, A. & i Íf*J sobre la película electroconductora. Esta película adicional puede ser una película de óxido de iridio que contiene nitrógeno, como se describe en la patente de los Estados Unidos U.S. 5.618.390. En una forma de realización, la configuración de la célula electrocrómica 29 tiene tres electrodos; a saber, un electrodo de trabajo (WE) , un electrodo de referencia (RE) , y un contraelectrodo (CE) . El electrodo de trabajo puede ser la película de óxido de iridio que contiene nitrógeno; el electrodo de referencia puede ser un electrodo de calomel estándar (SCE) ; y el contra-electrodo puede ser una lámina de platino que tiene un área de 25 centímetros cuadrados. Utilizando condiciones potencioestáticas con una tensión aplicada en el intervalo de -0,5 a -0,1 voltios frente a un electrodo de calomel estándar, la cantidad de carga insertada y eliminada es aproximadamente 13-40 mC/cm2. Además la reducción electroquímica se puede realizar en condiciones galvanoestáticas, incluyendo una corriente aplicada de aproximadamente 1,5X10~3 amperios y un límite de la tensión ajustado a 1,5 voltios. La cantidad de la carga insertada y eliminada en estas condiciones es aproximadamente 23 milicolombios por centímetro cuadrado (mC/cm2) . Se puede utilizar un colorímetro cableado en serie con el WE para medir la carga. La carga acumulada puede estar en el intervalo de aproximadamente 1 a 49, preferentemente de 15 a 29, más preferentemente de 20 a 29, milicolombios por centímetro cuadrado. Después de que se ha aplicado la capa de imprimación sobre los dos substratos, si es necesario, y se han revestido con la película electroconductora u electrocrómica o de contraelectrodo, la pareja de substratos son montados para formar una célula con las películas electrocrómicas en una relación de cara a cara. La célula 29 puede ser producida disponiendo una lámina preformada de un polímero conductor de iones entre las dos semicélulas y laminando el conjunto resultante en un autoclave. La capa de material conductor de iones, preferentemente un polímero conductor de iones, se une con las dos superficies revestidas para formar un artículo laminado. También es útil en la célula un electrólito de polímero conductor de iones, que es un polímero conductor de protones. Se pueden utilizar homopolímeros de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS® de Lubrizol) y copolímeros de material AMPS con varios monómeros en forma de láminas preformadas, que se pueden laminar entre los substratos, o en forma de una mezcla de reacción líquida de monómeros, que se funden y se endurecen en el lugar. Un electrólito de polímero conductor de protones adecuado de acuerdo con la presente invención es un copolímero de material AMPS y N,N-dimetilacrilamida (DMA) , preferentemente fundido y endurecido en el lugar. Un ejemplo adecuado de copolímeros de AMPS y DMA se prepara a partir de material AMPS y de monómeros DMA en un intervalo de relaciones molares de aproximadamente 1:3 a 1:2. El espesor del electrólito de polímero puede estar en el intervalo de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,025 pulgadas (0,0254 a 0,625 milímetros "mm"), más convenientemente de 0,005 a 0,015 pulgadas (0,127 a 0,381 mm) , o como se describe en la patente de los Estados Unidos U.S. 5.327.281. El electrólito conductor de protones de copolímero AMPS/DMA se funde preferentemente en el lugar como una solución de monómeros en l-metil-2-pirrolidinona (NMP) y agua. La solución de monómeros comprende un fotoiniciador para polimerizar los monómeros después de la exposición a radiación actínica, preferentemente luz ultravioleta (UV) . Los iniciadores UV preferidos incluyen benzoína, éter metílico y dietoxiacetofenona. La solución de monómeros se puede verter entre dos substratos separados revestidos electroconductores y electrocrómicos junto con un espaciador de TEFLON® de 0,005 a 0,025 pulgadas (0,381 a 0,508 mm) 49 A y 49 B retenidos en posición con un sellante disponible en el comercio, por ejemplo Torr Seal® de Varian Vacuum Products. Las lentes curvadas tienen típicamente aproximadamente 70 mm de diámetro y de 1 a 2 mm de espesor. Para una pareja de substratos de lentes curvadas, la solución de monómero se puede verter sobre la superficie cóncava de un substrato de lente y la superficie convexa del otro substrato de lente se coloca en contacto con la solución de monómero, formando de esta manera la solución de monómero en una película fina entre los substratos de la lente. La exposición a luz UV suficiente para endurecer el electrólito de polímero dura aproximadamente 30 minutos para una lámpara de mercurio y aproximadamente de uno a 3 minutos para una lámpara de xenón. Además de los electrólitos de polímero conductores de iones descritos anteriormente, pueden emplearse también otros materiales, como por ejemplo materiales que comprenden uranilfosfato de hidrógeno u óxido de polietileno/LiC104. Además, las películas inorgánicas tales como LiNb03, LiB03, LiTa03, LiF, Ta205, Na2AlF6, Sb205 nH20+Sb203, Na20 punto de multiplicación 11 Al203, MgF2, Zr02, Nb205 y Al203 se contemplan para uso como el material de electrólito. La lente electrocrómica resultante está generalmente libre de grietas con turbiedad insignificante (0,3 a 0,4 %) . Las conexiones eléctricas al dispositivo electrocrómico están hechas preferiblemente con barras colectoras eléctricamente conductoras. La transmitancia óptica de la lente a 550 nanómetros "nm" puede ser típicamente aproximadamente 75 por ciento o más alta en el estado blanqueado y tiene un mínimo de 5 aproximadamente 10 por ciento en el estado oscurecido, en el intervalo de la tensión desde aproximadamente +1,5 hasta -1,5 voltios para una carga en el intervalo de aproximadamente 23 a 29 milicolombios por centímetro cuadrado (mC/cm2) . La capacidad de la carga de las 10 películas de este tipo puede oscilar desde menos de 3 hasta más de 30 milicolombios por centímetro cuadrado. Para artículos electrocrómicos distintos de gafas, la transmitancia en el estado blanqueado puede ser más baja y en el estado oscurecido puede ser más alta o más baja. 15 Las barras colectoras 51 y 53 pueden accionarse por la fuente de potencia 33 que es la batería de la montura de gafas o desde la fuente de potencia en o sobre el vehículo a motor junto con el ajuste apropiado de la tensión y del amperaje de la fuente de potencia. La fuente de potencia 20 desde el coche puede ser la batería del coche con ajuste apropiado de la corriente y de la tensión y/o una o más células de potencia solar localizadas en el automóvil, por ejemplo en el parabrisas. La potencia eléctrica es controlada por circuito electrónico 55 para operación 25 electrocrómica o como se describe más adelante, para operación de cristal líquido. El circuito 55 puede controlarse funcionalmente a través de su conexión en el puerto 25, como se muestra en la figura 1 junto con la conexión eléctrica 31 y 23. La fuente de potencia y la 30 circuitería electrónica para controlar la célula electrocrómica pueden estar presentes ambas en los elementos laterales 15 ó 17 de las gafas de la figura 1.
Una célula electrocrómica de este tipo puede producirse por un método de laminación por suspensión, como se describe en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos admitida N° de Serie 08/970.031 presentada el 13 de Noviembre de 1997, para "Supensión Lamination Method and Device" y también el objeto de la solicitud de patente PCT publicada, N° de Publicación WO 97/43089. La célula electrocrómica mostrada como la versión en estado sólido en la Figura 2 es un laminado de dos substratos que lleva intercalado un polímero-electrólito en el espacio 41. La figura 3 muestra otra versión en estado sólido de la célula electrocrómica con películas finas complementarias que utilizan un apilamiento de películas finas en un substrato. En cualquiera de las figuras 2 ó 3, uno u otro electrodo puede ser pre-cargado, para ciclado, con el ion J+ de inserción-extracción de la ecuación 1: MnOm-y H20 + Xe_ + X+ <==> JxMnOm- H20 Ecuación 1 donde el lado derecho de la ecuación indica el estado oscurecido, mientras que el lado izquierdo indica el estado claro. Esta ecuación es para las películas de óxido inorgánico que muestran coloración catódica por la inserción doble reversible de electrones y de iones de compensación de carga movalentes . En la ecuación 1, M es un catión multivalente de la película con valencia 2m dividida por n. Tanto m como n son enteros nominalmente. El ion que es insertado mientras se forma el centro del color es J+ . Típicamente X es mayor de cero y menor de 0,5 y a medida que X se aproxima a 0,5, la película cambia reversiblemente desde un estado de transmisión claro en iluminación normal a sombra cada vez más oscura del mismo tono. En la figura 3, el substrato conductor 39 puede tener un revestimiento de óxido de tungsteno 45 que está conectado eléctricamente a una barra colectora 53. La película de óxido de tungsteno está en contacto con la película de electrólito 57. En contacto con la película 57 está la película de contraelectrodo 47 y en contacto eléctrico con la película de contraelectrodo está un revestimiento de óxido de estaño de indio 59. El revestimiento 59 es un revestimiento de película fina que puede depositarse por cualquier técnica de película fina conocida por los técnicos en la materia, como son los otros revestimientos en la célula electrocrómica. El revestimiento 59 tiene una barra colectora 51 para llevar la potencia eléctrica a la película de electrodo. Un ejemplo adecuado de los componentes de potencia y de control son los de la micro-electrónica útiles con gafas electrocrómicas (EC) accionadas con batería, de peso ligero. Tales componentes pueden incluir una célula primaria del tipo de litio y una célula secundaria del tipo de ácido de plomo sellado en una configuración que comparte potencia, híbrida, capaz de suministrar los requerimientos de drenaje (impulso) de alta corriente, de baja energía, de la microelectrónica, por ejemplo una lente electrocrómica ("EC") conmutable. Un controlador de suministro de potencia de modo de conmutación gestiona la carga que comparte potencia en el sistema de batería híbrido, de manera que la célula secundaria es cargada por la célula primaria. El sistema es capaz de cumplir requerimientos de drenaje de impulso de corta duración de lentes EC de conmutación desde claro hasta completamente oscurecido a una velocidad aceptablemente rápida y con requerimientos de duración de funcionamiento de larga duración de aproximadamente 1500 ciclos. Una batería del tipo de ácido de plomo adecuada puede ser alargada, de sección transversal rectangular recta, uniforme y proporcionar una capacidad de más de 20 mA-horas. Una batería del tipo de litio adecuada puede ser también alargada, de sección transversal rectangular recta, uniforme y proporcionar una capacidad de más de 180 mA- horas, todo en un volumen minúsculo compatible con uno o más espacios de volumen limitado, como los elementos laterales 15 y 17. Las baterías del tipo de litio y del tipo de ácido de plomo pueden ser de factor de forma y volumen aproximadamente iguales, para la colocación simétrica de las mismas en un hueco dentro de cualquier elemento lateral. Las configuraciones de las baterías similares a una célula doble pueden utilizarse en combinación con un circuito flexible que define uno o más conmutadores de transmisión montados en la montura. La electrónica del controlador puede ser un microcontrolador que se ajusta dentro de un hueco minúsculo formado en el soporte de la lente en el puente. Finalmente, una caja externa de cargador de batería accionado con batería y un circuito pueden utilizarse también con gafas EC accionadas por baterías dobles. Tales suministros de potencia y controladores son aquéllos que se describen en las Patentes de los Estados Unidos 5.455.637 y 5.455.638. Las células electro-ópticas de las figuras 2 y 3 como se describen anteriormente para células electrocrómicas con el revestimiento fotocrómico pueden modificarse como otra forma de dispositivo electro- óptico. Una forma modificada de esta manera es un dispositivo electro-óptico con una célula de cristal líquido, donde el material de cristal líquido tiene un material fotocrómico, termocrómico y/o dicroico. En este aspecto de la invención, una célula similar a una de las de las figuras 2 y 3 tiene un material de cristal líquido, compuesto o polímero con el material fotocrómico, termocrómico y/o dicroico dispersado. El último puede formarse dispersando un cristal líquido esméctico, nemático y/o liotrófico o similar en una matriz de polímero o utilizando polímeros de cristal líquido. Estos materiales que contienen cristal líquido serían el material conmutable 43 en el espacio 41 además del electrólito de polímero descrito anteriormente. Además del material de cristal líquido, el material 43 del espacio 41 podría tener uno o más tintes dicroicos, y/o materiales termocrómicos en una relación huésped-servidor con el cristal líquido. Alternativamente, el material 43 podría tener uno o más materiales fotocrómicos. Esto es facilitado por el cambio ordenado en la orientación de las moléculas de cristal líquido que cambian entre un estado de orientación homeotrópica o un estado de orientación homogénea y un estado de orientación aleatorio por calentamiento, campo eléctrico y/o campo magnético. Para el dispositivo electro-óptico de las figuras 2 y 3 no sería necesario un revestimiento, película o capa de óxido de tungsteno o de contraelectrodo. El substrato o substratos deberían ser conductores por composición y/o por la presencia de uno o más revestimientos, capas o películas conductores sobre el substrato. Además, el revestimiento de contraelectrodo o capa de figuras 2 y 3 para cristal líquido podría ser al menos un revestimiento, capa o película de poliimida, para orientar el cristal líquido o uno o más de otros revestimientos de orientación. Ejemplos adecuados de los materiales fotocrómicos y termocrómicos son aquellos que se han descrito anteriormente para la célula electrocrómica. Ejemplos l ni.& -. * tk?.. L ' -"• '-I'»-' adecuados de materiales dicroicos son tintes dicroicos útiles solos o en una mezcla entre sí o en una mezcla con materiales fotocrómicos y/o termocrómicos como materiales cromogénicos . Estos materiales tienen la capacidad de 5 absorber luz de una polarización particular cuando son alineados molecularmente dentro de un material de cristal líquido. Cuando se utiliza en una película u otro material que dispersa solamente una polarización de luz, el tinte dicroico provoca que el material absorba una polarización 10 de luz más que otra. Los tintes dicroicos adecuados incluyen Congo Red (sodio difenil-bis-alfa-naftilamina sulfonato) , azul de metileno, tinte de estilbeno, Color Index (Cl) = 620), y cloruro de 1, 1' -dietil-2 , 2 ' -cianina (Cl = 374 (naranja) o CI=518 (azul)). Las propiedades de 15 estos tintes, y métodos de realizarlos, se describen en E. H. Land, Colloid Chemistry (1946) . Estos tintes tienen dicroísmo notable en alcohol de polivinilo y un dicroísmo menor en celulosa. Otros tintes adecuados incluyen los indicados con sus propiedades y los métodos de realizarlos, 20 descritos en la Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 8, páginas 652-661 (4a Ed. 1993), y en las referencias citadas allí. Uno o más componentes cromogénicos con o sin el tinte dicroico pueden utilizarse en el material de cristal 25 líquido en una cantidad normalmente desde 0,05 hasta 15 % en peso, preferiblemente desde 0,5 hasta 5 % en peso, basado en la cantidad de un material de cristal líquido. Otros compuestos huésped útiles incluyen compuestos aromáticos, tales como derivado de benceno mon-sustituido, 30 derivado de benceno di-sustituido, derivado de benceno tri- sustituido, derivado de benceno tetra-sustituido, derivado de bifenil mono-sustituido, derivado de difenilo di- sustituido, derivado de bifenilo tri-sustituido, derivado de bifenilo tetra-sustituido, derivado de naftaleno mono- sustituido, derivado de naftaleno di-sustituido, derivado de naftaleno tri-sustituido, derivado de naftaleno tetra- sustituido, derivado de piridina mono-sustituido, derivado de piridina di-sustituido, derivado de piridina tri- sustituido, derivado de piridina tetra-sustituido, derivado de piracina mono-sustituido, derivado de piracina disustituido, derivado de piracina tri-sustituido, derivado de piracina tetra-sustituido, derivado de pirimidina mono- sustituido, derivado de pirimidina di-sustituido, derivado de pirimidina tri-sustituido, derivado de pirimidina tetra- sustituido, derivado de azuleno mono-sustituido, derivado de azuleno di-sustituido, derivado de azuleno tri- sustituido, derivado de azuleno tetra-sustituido, derivado de pirrol mono-sustituido, derivado de pirrol disustituido, derivado de pirrol tri-sustituido, derivado de pirrol tetra-sustituido, derivado de tiofeno mono- sustituido, derivado de tiofeno di-sustituido, derivado de tiofeno tri-sustituido, derivado de tiofeno tetra- sustituido, derivado de furano mono-sustituido, derivado de furano di-sustituido, derivado de furano tri-sustituido, derivado de furano tetra-sustituido, derivado de sal de pirilio mono-sustituido, derivado de sal de pirilio di- sustituido, derivado de sal de pirilio tri-sustituido, derivado de sal de pirilio tetra-sustituido, derivado de quinolina mono-sustituido, derivado de quinolina disustituido, derivado de quinolina tri-sustituido, derivado de quinolina tetra-sustituido, derivado de piridacina mono- sustituido, derivado de piridacina di-sustituido, derivado de piridacina tri-sustituido, derivado de piridacina tetra- sustituido, derivado de triacina mono-sustituido, derivado de triacina di-sustituido, derivado de triacina tri- sustituido, derivado de tetracina mono-sustituido, derivado de tetracina di-sustituido, derivado de antraceno mono- sustituido, derivado de antraceno di-sustituido, derivado de antraceno tri-sustituido, derivado de antraceno tetra- sustituido. Ejemplos del grupo de donadores de electrones fijados al compuesto huésped como se describen anteriormente pueden incluir: grupo amino, grupo alquilo (metilo, etilo, isopropilo, n-propilo, n-butilo, t-butilo, sec-butilo, n-octilo, t-octilo, n-hexilo, ciciohexilo, etc.), grupo alcoxi (metoxi, etoxi, propoxi, butoxi, etc.), grupo alquilamino (N-metilamino, N-etilamino, N- propilamino, N-butilamino, etc.), grupo hidroxialquilamino (N-hidroximetilamino, N- (2 -hidroxietil) amino, N-(2- hidroxipropil) amino, N- (3 -hidroxipropil) amino, N- (4- hidroxibutil) amino, etc.), grupo dialquilamino (N,N- dimetilamino, N,N-dietilamino, N,N-dipropilamino, N,N- dibutilamino, N-metil-N-etilamino, N-metil -N-propilamino, etc.), grupo hidroxialquil -alquilamino (N-hidroximetil-N- metilamino, N-hidroximetil-N-etilamino, N-hidroximetil-N- etilamino, N- (2-hidroxietil) -N-metilamino, N- (2- hidroxietil) -N-etilamino, N- (3 -hidroxipropil) -N-metilamino, N- (2 -hidroxipropil) -N-etilamino, N- (4-hidroxibutil) -N- butilamino, etc.), grupo dihidroxialquilamino (N,N- dihidroximetilamino, N,N-di- (2-hidroxietil) amino, N,N-di- (2-hidroxipropil) amino, N,N-di- (3 -hidroxipropil) amino, N- hidroximetil-N- (2 -hidroxietil) amino, etc.), grupo mercapto y grupo hidroxi. Por otro lado, ejemplos del grupo atractivo de electrones pueden incluir: grupo nitro, grupo ciano, átomo de halógeno (flúor, cloro, bromo) , grupo trifluorometilo, grupo carboxilo, grupo éster carboxi, grupo carbonilo y grupo sulfonilo. Ejemplos específicos del compuesto huésped que puede utilizarse pueden incluir los siguientes: 3-nitro-4-hidroxi-3-sodiocarboxi-azobenceno, 4-cloro-2 -fenil quinazolina, ácido aminoadípico, aminoantraceno, aminobisfenilo, ácido 2-amino-5-bromobenzoico, ácido l-amino- 5 -bromobenzoico, l-amino-4-bromonaftaleno, 2-amino-5-bromopiridina, ácido amino-clorobecenosulfónico, ácido 2 -amino-4 -clorobenzoico, ácido 2-amino-5-clorobenzoico, ácido 3-amino-4-clorobenzoico, ácido 4-amino-2-clorobenzoico, ácido 5-amino-2-clorobenzoico, 2-amino-5-clorobenzonitrilo, 2-amino-5-clorobenzofenona, amino-clorobenzotrifluoruro, 3-amino-6-clorometil -2 -piracina carbonitrilo-4 -óxido, 2-amino-4-cloro-6-metilpiridina, l-amino-4-cloronaftaleno, 2-amino-3-cloro-1, 4-naftoquinona, 2-amino-4-cloro-5-nitrofenol , 2-amino-4-cloro-5-nitro tolueno, 2-amino-4-cloro-4-fenol, 2-amino-5-cloropurina, 2-amino-5-cloropiridina, 3-amino-2-cloropiridina, 5-amino-2-cloropiridina, aminocriseno, 2-amino-p-cresol , 3-amino-p-cresol , 4-amino-p-cresol , 4-amino-m-cresol , 6-amino-m-cresol, 3-aminocrotononitrilo, 6-amino-3-ciano-2 , 4-dimetilpiridina, 5-amino-6-ciano-2-piracinil acetato, ácido 4- [N- (2-metil-3-ciano-5-piracinilmetil) amino] - benzoico, 3 , 5-dinitroanilina, 4- (2 , 4-dinitroanilino) fenol, 2 , 4-dinitroanisol, 2,4-dinitrobenzaldehído, 2 , 6-dinitrobenzaldehído, 3,5-dinitrobenzamida, 1,2 -dinitro benceno, 1, 3-dinitrobenceno, ácido 3 , 4-dinitrobenzoico, ácido 3 , 5-dinitrobenzoico, 3,5-dinitrobenzonitrilo, 2 , 6-dinitro-p-cresol , 4 , 6-dinitro-o-cresol 2, 4 -dinitro difenilamina, dinitrodureno, 2,4-dinitro-N-etilanilina, 2 , 7-dinitrofluoreno, 2,4-dinitrofluorobenceno, 1, 3 -dinitronaftaleno, 1,5-dinitronaftaleno, 1,8-dinitro naftaleno, 2 , 4-dinitrofenol , 2, 5 -dinitrofenol, 2 , 4 -dinitrofenilhidracina, ácido 3,5-dinitrosalicílico, 2 , 3-dinitrotolueno, 2 , 4-dinitrotolueno, 2, 6-dinitrotolueno, 3 , 4-dinitrotolueno, 9-nitroantraceno, ácido 4-nitro antranilícico, 2-amino-5-trifluorometil-1, 3,4-triazol, 7-amino-4- (trifluorometil) -coumarina, 9-cianoantraceno, 3-ciano-4 , 6-dimetil-2-hidroxipiridina, 5-cianoindol, 2-ciano-6-metoxibenzotiazol , 9-cianofenantreno, cloruro cianúrico, 1, 2-diaminoantraquinona, ácido 3,4-diaminobenzoico, ácido 3 , 5-diaminobenzoico, 3, 4 -diamino benzofenona, 2 , 4 -diamino- 6- (hidroximetil) pteridina, 2,6-diamino-4-nitrotolueno, 2 , 3-dicianohidroquinona, 2,6-dinitroanilina, ácido 2-amino-5-yodobenzoico, ácido aminometoxibenzoico 2-amino-4-metoxibenzotiazol , 2-amino-6-metoxibenzotiazol , 5-amino-2-metoxifenol , 5-amino-2-metoxipiridina, ácido 2-amino-3-metilbenzoico, ácido 2-amino-5-metilbenzoico, ácido 2-amino-6-metilbenzoico, ácido 3-amino-4-metilbenzoico, ácido 4-amino-3-metilbenzoico, 2-amino-4 -metilbenzofenona, 7-amino-4-metilcoumarina, (100) 3-amino-5-metilisoxazol , (101) 7-amino-4-metil-l, 8-naftiliden-2-ol . Compuestos huésped adecuados incluyen: 4-aminoacetofenona, ácido 4 -aminobenzoico, 4-amino-alfa, alfa, alfa-trifluoro tolueno, 4-amino-benzonitrilo, ácido 4-aminocinámico, 4 -aminofenol , 4-bromotolueno, 4-bromoanilina, 4-bromoanisol , 4-bromobenzaldehído, 4-bromobenzonitrilo, 4-clorotolueno, 4-cloroanilina, 4-cloroanisol, 4-cloro benzaldehído, 4-clorobenzonitrilo, 4-chanobenzaldehido, ácido alfa-ciano-4-hidroxicinámico, 4-cianofenol, 4-cianopiridina-N-óxido, 4-fluorotolueno, 4-fluoroanilina, 4-fluoroanisol , 4-fluorobenzaldehido, 4-fluorobenzo nitrilo, 4-nitroanilina, 4-nitrobenzamida, ácido 4-nitrobenzoico, alcohol 4-nitrobencílico, 4-nitrocinnamaldehído, ácido 4-nitrocinámico, 4 -nitrofenol , 4-nitrofenetol , 4-nitrofenil acetato, 4-nitrofenil hidracina, 4-nitrofenil isocianato 4-nitrotolueno 4-nitro-alfa, alfa, alfa-trifluorotolueno . Ejemplos del compuesto de cristal líquido para uso en la presente invención incluyen los compuestos mostrados en la Tabla 1.
X-A-R-B-Y Fórmula IV donde A y B pueden ser anillos de seis elementos de hidrocarburo aromático y/o alifático, o anillos de seis elementos sustituidos, o anillos de seis elementos que contienen nitrógeno u oxígeno, donde tanto el oxígeno como el nitrógeno están en el anillo junto con el carbono, y mezclas de cualquiera de éstos; y R es un enlace individual entre los dos anillos A y B, o (-C=C-) que indica carbonos de enlace triple, CH2CH2 o COO. En la fórmula IV, X e Y representan cada uno de ellos un grupo alquilo, un grupo alcoxi, un grupo alcoxialquilo, un grupo alquilfenilo, un grupo alcoxialquilfenilo, un grupo alcoxifenilo, un grupo alquilciclohexilo, un grupo alcoxialquilciclohexilo, un grupo alquilciclohexilfenilo, un grupo cianofenilo, un grupo ciano, un átomo de halógeno, un grupo fluorometilo, un grupo fluorometoxi, un grupo alquilfenilalquilo, un grupo alcoxifenilalquilo, un grupo alquilciclohexilalquilo, un grupo alcoxialcoxi ciclohexilalquilo, un grupo alcoxifenilalquilo, o un grupo alquilciclohexilfenilalquilo, donde las cadenas alquilo y las cadenas alcoxi pueden tener cada una de ellas un sitio activo ópticamente dentro; y los sustituyentes para los anillos pueden ser, además de átomos de hidrógeno, un átomo de halógeno, o un grupo ciano. El grupo fenilo o fenoxi, que puede estar contenido en X e Y, puede estar sustituido rLggbk^-con al menos un sustituyente seleccionado de un grupo ciano y átomos halógeno, por ejemplo, flúor y cloro. Cada uno de los grupos fenilo contenidos en la Fórmula IV pueden estar sustituidos con hasta cuatro sustituyentes seleccionados de átomos de halógeno, por ejemplo, flúor y cloro, y un grupo ciano) . Adicionalmente, los compuestos de cristal líquido fluorado que tienen uno o más átomos de flúor o grupos fluorados, por ejemplo, --F, --CF sub 3, y -OCF sub 3, pueden utilizarse en lugar de compuestos de cristal líquido que contiene ciano convencional. La composición de cristal líquido de acuerdo con ello puede tener también varios aditivos que incluyen absorbentes ultravioletas y antioxidantes. Además, es útil como la composición huésped-servidor para el espacio 41 en la figura 2 ó 3 una solución sólida de un compuesto huésped orgánico que tiene un grupo donador de electrones o un grupo atractivo de electrones. El compuesto huésped orgánico puede estar contenido en el material óptico no lineal como una forma orientada a través de la orientación bajo fundición por la aplicación de un campo eléctrico DC o un campo magnético. Un ejemplo de un compuesto huésped de este tipo es un derivado de benceno para-di-sustituido, donde un sustituyente es un grupo donador de electrones y el otro sustituyente localizado en posición para con respecto al primer sustituyente es un grupo de extracción de electrones. Otros ejemplos adecuados de la bibliografía incluyen el uso de un cristal líquido de polímero como un servidor y moléculas polares como un huésped y utilizan la orientación bajo campo eléctrico del cristal líquido de polímero para alinear las moléculas polares, como se indica en (Meredity, G.R., y col., Macromolecules, 15, 1385 (1982)). Adicionalmente, como un ejemplo de alineación de moléculas polares en un polímero amorfo, se formó una resina de polimetil metacrilato con un colorante azo disuelto allí dentro de la película, se calentó a una temperatura por encima del punto de transición vitrea y se alimentó con una tensión para alinear las moléculas de colorante azo, seguido adicionalmente por refrigeración para fijar la estructura resultante. (Singer, K. D. , Sohn, J. E. y Lalama, S.J.; Appl. Phys. Lett. 49 páginas 248 (1986)) . Además, puede ser útil una mezcla de un compuesto orgánico sensible al óptico no lineal en un polímero para obtener un material óptico no lineal de polímero (Patente de los Estados Unidos N° 4.428.873; JP-A (Kokai) 57-45519). Un material óptico no lineal que comprende una resina de acrilamida como un polímero servidor y un compuesto orgánico sensible al óptico no lineal como un huésped es útil a partir de (JP-A (Kokai) 62-84139) . Es útil también obtener crecimiento cristalino de un compuesto que tiene un centro asimétrico en una matriz de polioxialquileno como se describe en (JP-A-62-246962) . Además, puede utilizarse una matriz de polioxialquileno compuesta del polioxialquileno solo o en una mezcla con otro polímero como poli (metil metacrilato), acetato de poli (vinilo) , poliestireno, fluoruro de poli (vinilideno) , cianuro-acetato de vinilo de poli (vinilideno) , fluoruro-tetrafluoretileno de poli (vinilideno) , cianuro-propionato de vinilo de poli (vinilideno) , cianuro-benzoato de vinilo de poli (vinilideno), alcohol poli (vinílico) , poliimida, etc., cristales líquidos de polímero, cristales líquidos, y polvos de compuestos inorgánicos. Cuando la composición de cristal líquido con el agente ?? k .i .....t ,.!.... cromogénico es el material conmutable 43 colocado en el espacio 41 de las figuras 2 y 3, se constituye el artículo electro-óptico . Un electrodo transparente como revestimiento, capa o películas 45 y 47 de la figura 2 ó 3 puede producirse formando una capa de electrodo transparente sobre el substrato que es o bien una placa de vidrio o una placa de cualquiera de las varias resinas sintéticas incluyendo resinas acrílicas, resinas de policarbonato, y resinas epoxi, como se ha mencionado anteriormente. La capa de electrodo transparente puede hacerse de un óxido de metal tal como, por ejemplo, óxido de indio, óxido de indio-estaño (ITO) , u óxido de estaño. La superficie de la capa de electrodo transparente que debe estar en contacto con un cristal líquido puede someterse a un tratamiento de alineación, si se desea. Para el dispositivo de célula de las figuras 2 y 3 existe una diferencia, que se produce como resultado del uso del método de cristal líquido en lugar del método electrocrómico. Esto es debido a que las capas de electrodo, que son preferiblemente transparentes, están localizadas en ambos substratos o el substrato y la capa de encapsulamiento tienen superficies de electrodos que se han sometido a un tratamiento de alineación antes de la adición del cristal líquido al espacio 41. El tratamiento de alineación se puede realizar, por ejemplo, aplicando cloruro de octadecildimetil [3-(trimetoxisilil) -propil] amonio, bromuro de hexadecil trimetilamonio, o similares para la alineación vertical, aplicando una poliimida para alineación paralela, friccionando la superficie con una tela de algodón, algodón absorbente o similar para la alineación paralela, o ^^^^^^U^^-^ depositando con vapor un SiOx con un ángulo de inclinación pequeño para alineación paralela. Estas técnicas de alineación se pueden utilizar de una manera adecuada. Otro método para la alineación se descubre y describe en la solicitud de patente copendiente presentada el mismo día que está solicitud por Patricia Ruzakowski y titulada "Electrodes for Liquid Crystal Cells". Se pueden utilizar otros métodos para alineación, tales como la alineación de un compuesto cristalino líquido que contiene un grupo funcional polimerizable o una composición de cristal líquido polimerizable, que contiene un compuesto de este tipo en estado cristalino líquido, y luego irradiando el material con rayos de energía tales como rayo ultravioleta, manteniendo al mismo tiempo el estado cristalino líquido. Como otro método para la fijación semipermanente de la orientación uniforme del núcleo mesogénico de cristal líquido, ya se ha conocido un método que comprende el uso de un compuesto de polímero cristalino líquido. Con cierto detalle, el método comprende aplicar una solución de polímero cristalino líquido que muestra una cristalinidad líquida termotrópica a un substrato que es tratado para alinear el polímero cristalino líquido, y luego someter el material a calor a una temperatura a la que el compuesto polímero cristalino líquido muestra una fase cristalina líquida para obtener una orientación deseada del núcleo mesogénico del polímero cristalino líquido. El compuesto cristalino orientado de esta manera se mantiene en el estado de vidrio de manera que se fija allí la orientación deseada .
EJEMPLOS ai, i í I Se construyeron varias células de cristal líquido de acuerdo con el procedimiento siguiente para los materiales indicados en la tabla 1. Las células fueron configuradas en aparatos de transparencia variable y fueron sometidas a ensayo como se indica en la tabla 1. 1. Se cortó cristal Sungate® 500 en piezas de 2" x 2". Se utilizó una pareja de piezas para construir una célula de cristal líquido. El cristal Sungate® 500 funcionó como electrodos para el dispositivo, y proporcionó también una capa de alineación para la mezcla de cristal líquido -tinte. 2. Se limpió el cristal Sungate® 500: Se pulverizó el cristal Sungate® 500 con 50/50 v/v de 2 -propanol / agua desionizada y se restregó en seco con limpiador de poliéster / celulosa Terchnicloth® (TEXWIPE) . 3. Se friccionó la superficie conductora del cristal Sungate® 500: se realizó una fricción unidireccional sobre el lado conductor de una de las dos piezas de cristal Sungate® 500 diez veces con un tampón de algodón (VWR Scientific) humedecido con 2 -propanol y arrollado en una barra de aluminio . 3. Se aplicó por rotación una capa de material espaciador sobre el lado conductor del cristal Sungate® 500: Se preparó una mezcla diluida de material espaciador de fibra de vidrio de 8 mieras (EM Industries, Inc.) en 2 -propanol (Grado Fisher Óptima) . Esta mezcla debe aparecer turbia cuando se agita. Antes de la aplicación de la capa por rotación, se eliminó por soplado el polvo de la superficie conductora de Sungate® con nitrógeno comprimido. Se montó la muestra de cristal sobre un soporte a vacío del dispositivo de aplicación por rotación (Headway Research, Inc.) y luego se aplicaron 5 gotas de mezcla de espaciador de fibra de vidrio / 2 -propanol / (pulgada)2 de área de cristal sobre el lado conductor del cristal. Se hizo girar el dispositivo de aplicación por rotación a 1090 rpm durante 21 segundos. Se retiró la pieza de Sungate® 500 fuera del dispositivo de aplicación por rotación. 5. Se montó la célula de cristal líquido / sellante inicial: se colocaron dos piezas de cristal Sungate® 500 (una con espaciador de fibra de vidrio; la otra sin espaciador) juntas, de manera que los lados conductores estaban enfrentados y las direcciones de fricción estaban opuestas 180°. Se dejó un hueco de ~ W en la pareja de bordes opuestos para la conexión eléctrica y para el relleno; la otra pareja de bordes opuestos debía estar alineada uniformemente. Se retuvo la célula junta con dos sujetadores de unión. Se aplicó un adhesivo epoxi endurecible con UV (Loctite® 349) a los dos bordes alineados a nivel para realizar un sellado inicial. Se dejó endurecer el adhesivo epoxi UV pasando la célula a través de un reactor de UV de alta intensidad (RPC Industries) . Cuando el adhesivo epoxi estuvo endurecido, se retiraron los sujetadores de unión. Esto creó una célula con un volumen rellenable de ~l-3/4" x 2" x 8 mieras. 6. Preparación de las mezclas de cristal líquido/tinte dicroico/tinte fotocrómico; se mezcló cristal líquido E7 (EM Industries, Inc.) con tinte dicroico azul G-472 (Nipón, Kankoh, Shikiso, Kentyusho) y tinte fotocrómico azul 7-129 -<-.*.*.*..-J»-. . - --* - .-**-: . ?MLJk?Bl^,...
(PPG Industries, Inc.) en viales de cristal con los siguientes porcentajes en peso: cristal líquido E7, 95 % en peso; tinte dicroico azul G-472, 1 % en peso; tinte fotocrómico 7-120, 4,0 % en peso. Se calentó la mezcla en una placa caliente ajustada a una temperatura por encima del estado isotrópico del cristal líquido E7 - es decir, 90 °C- y se agitó ocasionalmente mediante agitación hasta que se disolvieron todas las partículas de tinte. 7. Llenado de la célula de cristal líquido: Se colocó una célula vacía sobre una placa caliente (Thermolyne Mirak®) ajustada a 90 °C. La célula se colocó sobre la placa caliente para permitir el llenado por goteo a lo largo de uno de los bordes no sellado. Se vertió la mezcla de cristal líquido caliente / tinte dicroico / tinte fotocrómico en una pipeta, y se comenzó por una esquina a lo largo del borde de llenado y se terminó en la esquina opuesta, depositando una línea continua de la mezcla a lo largo del borde abierto para comenzar el llenado capilar. El dispositivo estaba lleno cuando el frente de la mezcla de cristal líquido / tinte había atravesado el borde no sellado opuesto de la célula. 8. Refrigeración de la célula llena de cristal líquido: se retiró la célula de la placa caliente y se dejó que se enfriase a temperatura ambiente. A medida que la mezcla se refrigeró, el cristal líquido E7 pasó de un estado isotrópico al estado nemático. 9. Sellado final del dispositivo de cristal líquido: se aplicó epoxi durante 5 minutos (Loctite® 100CL) a los dos bordes no sellados y se dejó que se endureciera. Esto i .k??.lt && ¡^ completó la fabricación del dispositivo de cristal líquido huésped-servidor, que incorpora un tinte fotocrómico. 10. Conmutación eléctrica del dispositivo de cristal líquido: el dispositivo de cristal líquido se fabricó como se ha indicado anteriormente en el estado oscurecido [muestra baja transmisión de luz visible (~ 41 % Lta) de un color azul cuando se ve bajo iluminación fluorescente] cuando no se aplica ningún campo eléctrico al dispositivo. Cuando se aplica un campo eléctrico a este dispositivo de cristal líquido, se blanquea [muestra transmisión de luz visible más alta (~ 63 % Lta) de un color azul claro cuando se ve bajo iluminación fluorescente] . Se utilizó inicialmente 0 - 6VDC para conmutar estos dispositivos, pero se prefiere 0-6VAC para conmutar todos los dispositivos de cristal líquido don el fin de evitar cualquier degradación de la célula que puede resultar del uso de tensión DC. 11. Efecto fotocrómico: El tinte fotocrómico en el dispositivo de cristal líquido descrito anteriormente no es activado por un campo eléctrico, sino que requiere exposición a luz UV para producir una respuesta fotocrómica. La luz UV es absorbida por la molécula de tinte fotocrómico que se somete entonces a un cambio de la estructura química desde casi incoloro a azul oscuro (cuando se ve bajo iluminación fluorescente) . Cuando el dispositivo de cristal líquido descrito anteriormente en el estado oscurecido es expuesto a luz UV de onda larga durante menos de un minuto, el dispositivo se oscurece todavía más hasta un valor de transmisión visible inferior (no medido) de un color azul intenso (bajo iluminación fea* .¿tíl.ü. kdk *ia * .... tt.jk j i ? fluorescente) . Cuando se retira la fuente de luz UV de onda larga, el dispositivo se blanquea de nuevo al valor de transmisión de la célula en el estado oscuro en menos de un minuto. Este efecto fotocrómico ha sido reproducido varias veces con el mismo dispositivo. 12. Los resultados de varias células de cristal líquido se representan en la Tabla 1 A, B, C.
La Tabla 1 muestra dispositivos de cristal líquido que incorporan componente fotocrómico, donde SG500: es Sungate® 500 disponible de PPH Industries, Inc., e IPA es alcohol isopropílico o 2 -propanol.
TABLA 1 A TABLA 1 A TABLA 1 B 10 TABLA 1 B 10 Tabla 1 C 10 Tabla 1 C

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo electro-óptico con material Ópticamente activo para un artículo transparente variable, que comprende : una célula electro-óptica que tiene: al menos un substrato transparente que tiene al menos una superficie principal, al menos un material de encapsulamiento adaptado para cubrir una porción substancial del substrato de una manera espaciada para formar un espacio entre el substrato y el material de encapsulamiento; al menos un componente intersticial que tiene un material conmutable electro-ópticamente que ocupa el espacio para cubrir substancialmente la superficie principal del substrato que está enfrentada al material de encapsulamiento para adherir al menos un substrato y el agente de encapsulamiento para formar el espacio ocupado por el componente intersticial, y al menos una capa electroconductora sobre al menos una porción substancial de la superficie principal que está enfrentada efectivamente al componente intersticial para al menos un substrato y el agente de encapsulamiento, y componente activo cromogénico seleccionado del grupo de al menos un revestimiento sobre una de las superficies principales de al menos un substrato o en el material conmutable electro-ópticamente presente como un componente intersticial o como un material huésped dentro del material servidor del componente intersticial.
2. El dispositivo electro-óptico de la reivindicación 1, donde el componente intersticial es una composición de cristal líquido como un material servidor, siendo el componente activo cromogénico el material huésped y las superficies principales tanto del substrato como del agente de encapsulamiento que se enfrentan al componente intersticial son conductoras.
3. Sistema electro óptico de transparencia variable, que comprende : a) una montura ; b) al menos una célula electro-óptica soportada por dicha montura, que tiene: al menos un substrato transparente que tiene al menos una superficie principal, al menos un material de encapsulamiento adaptado para cubrir una porción substancial del substrato de una manera espaciada para formar un espacio entre el substrato y el material de encapsulamiento; al menos un componente intersticial que tiene un material huésped conmutable que ocupa el espacio para cubrir substancialmente la superficie principal del substrato que se enfrenta al agente de encapsulamiento; sellante para unir al menos un substrato y el agente de encapsulamiento para formar el espacio ocupado por el componente intersticial, y al menos una capa electroconductora sobre al menos una porción substancial de la superficie principal que se enfrenta efectivamente al componente intersticial para al menos un substrato y el agente de encapsulamiento, y componente activo cromogénico seleccionado del grupo de al menos un revestimiento sobre una de las superficies principales de al menos un substrato y un material huésped dentro del material servidor del componente intersticial; donde dicha célula es capaz de conmutar su capacidad de transmisión de luz visible; c) uno o más conmutadores montados en dicha montura, estanco conectado al menos uno de dichos conmutadores operativamente con dicha célula; y d) alimentación de potencia para dicho conmutador y dicha célula, donde dicha alimentación de potencia incluye un controlador y al menos una batería para alimentar corriente a dicho controlador y para alimentar corriente de conmutación a través de dicho conmutador conectado a dicha célula.
4. El sistema de la reivindicación 3, donde dicha transparencia es una lente para gafas.
5. El sistema de la reivindicación 3, donde dicha transparencia es una ventana.
6. El sistema de la reivindicación 3, donde dicha transparencia es una banda de sombra sobre una ventana de automóvil .
7. El sistema de la reivindicación 3, donde dicha transparencia es una separación entre el lado delantero y el lado trasero de un vehículo a motor.
8. El sistema de la reivindicación 3, donde dicho material activo ópticamente está seleccionado de materiales fotocrómicos y dicroicos.
9. El sistema de la reivindicación 3, donde el agente de encapsulamiento es el mismo que el substrato, de manera que la célula tiene dos substratos que coinciden entre sí para formar el espacio, donde el substrato está seleccionado del grupo de cristal y plástico claro y plástico translúcido.
10. El sistema de la reivindicación 3, donde el componente intersticial con el material huésped conmutable es al menos un material de cristal líquido o mezclas del mismo con material activo ópticamente seleccionado de materiales fotocrómicos, termocrómicos, dicroicos y cualquiera de las mezclas de dos más de cualquiera de ellos.
11. El sistema de la reivindicación 3, donde la alimentación de potencia, incluyendo el controlador para dicho conmutador y la célula, están soportados por la montura .
12. El sistema de la reivindicación 3, donde la alimentación de potencia sin el controlador está soportada por la montura y el circuito controlador está conectado a la montura .
13. El sistema de la reivindicación 3, donde la alimentación de potencia y el controlador están conectados eléctricamente a la montura.
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