TWI331248B - Method and apparatus for controlling electrochromic device - Google Patents

Description

1941 5pif.doc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於-種控制一電變色元件（咖咖ch_ic device，bCD)的裝置，且更特定古 , rrn ^ 。之，本發明是關於用於 降低由LCD蝻耗之功率的方法及其裝置。 【先前技術】 般而言，在一車輛之 罵駛室的前部附加車輛的一 2内鏡，以便使司機在無f觀之情況下 的情況。然而’藉由室内鏡反射來自後方車輛的強^燈^方 會導致駕駛者感到目眩’因此將干擾安全操作且亦會加重 駕驶者的視疲勞程度。 因此，研究了藉由使室内鏡及側鏡能夠更改其顏色以 阻斷來自後方之眩光的各種技術。 主要將ECD用作無眩光鏡，其揭露於美國專利第 4,902,108 ^ 4,204,778 > 4,278,693 ^ 5,282,077 ^ 5,336 448 ^ 5,448,397、5,45丨，822以及6,512,624號中。咖是丄種顯 不元件，其包括當將電壓施加其上時能夠根據氧化及還原 反應更改顏色的材料。FXD適用於智慧型窗戶、 器、車鏡、光閘等以控制光量。 一 圖丨為習知ECD的橫截面圖。參看圖丨，BCD包括： 相互平行並以一預定距離間隔加以排列的第一玻璃基板 102…及第二玻璃基板丨〇4、分別形成於第—玻璃基板丨〇2 及第二玻璃基板丨04上的透明電極丨06及丨〇8、分別形成 於透明電極丨06及108上並具有預定厚度之第一 EC層丨丨〇 19415pif.doc 及第二CC層丨丨2 '以及形成於第_ Ec層丨1〇與第二比 層1丨2之，之一電解質層丨14。第一「:c層丨丨〇由_層 形成’而第一 hC層112 & Ni〇薄膜形成。電解質層114 由-液體電解質層膠型電解質層或—固體電解質層形 成。 圖2說明了習知ECD控制器的組態。參看圖2，咖 控制器包括：一電阻器2〇2、串連於一電源電壓B+與一接 地電壓之間的一光導單元（例如硫化鉻(cadmium su|fide, CdS)^池）204、將施加至光導單元2〇4之電壓與預定來 考電壓Vref相比且輸出一邏輯訊號的一比較器2〇6、回應 於比較器206之邏輯訊號打開或關閉的開關2〇8、以及當 開關208關閉時由電源電壓！3+操作之21〇。 視光導單元204之光輸入量（例如，來自後方車輛之 頭燈的光）而改變其電阻，且因此改變施加至光導單元2〇4 之電壓Vsense。藉由比較器206將施加至光導單元204的 電壓與參考電壓Vref比較。當來自後方的光輸入量較大 時’將施加至光導單元204的電壓Vsense降低。當施加至 光導單元204之電壓Vsense變得低於參考電壓Vref時， 自比較器206輪出一負邏輯訊號。藉由負邏輯訊號關閉開 關 208。 當開關208關閉時，電源電壓[Γ施加至GCI) 2丨0，且 藉由電源電壓著色EC[) 2丨0。經著色的RCD 2丨0比未著 色的ECD反射較少之來自後方車輛頭燈的光，且因此司機 不會感到目眩。 I9415pif.doc ^來自後方車輛頭燈之光量降低時，施加至光導單元 204的電壓Vscnse增加。當施加至光導單元2〇4之電壓 Vscnsc變得高於參考電壓Vre「時，自比較器2〇6輸出一^ 邏輯訊號。藉由正邏輯訊號打開開關208。 當打開開關208時，電源電壓B+未施加至FXD 2丨〇， 且因此停止ECD 210的著色，繼而ECD 2丨〇根據其氧化/ 還原操作逐漸祕色。著色時，圖2中所說明之習知丨2d〕 控制器將一著色電壓（圖2的電源電壓B+)施加至ECd 2丨0 ;而當褪色時，所述之習知ECD控制器則阻斷著色電 壓。此外，12CD控制為可在祕色時施加一视色電壓，以便 加速彳遐色操作。 當前使用的E C D後視鏡具有相當緩慢的響應速率（範 圍在3至6秒内），以及相對較大之ECD的功率消耗，此 由於在完全著色及褪色ECD後，仍存留經施加至ECD的 著色及褪色電壓。 當標準化來自後方之光輸入量時（即，光量減少至司 機不會感到目眩的程度）’ECD後視鏡應盡可能快地褪 色。不然’可能發生司機暫時很難觀測車輛後方的情況。 因此’需要-種降低E⑶後視鏡之功率消耗且快速视色 白勺>、去：。 【發明内容】 本發明提供-種降低CCD之功率消耗的咖控制方 法。 本發明亦提供-_於執行ECD控制方法的裝置。 15pif.doc 根據本發明之—態樣，提供了一種分別使用一著色電 [及色见壓控制一 ECD之著色及提色的方法，方法包 、自士將著色壓及極色電壓施力口至％[〕之時間起經過一 預定％間之後，卩且斷著色電壓及電壓而不施加 HCD。 褪色ta壓可具有一與著色電壓之極性相反的極性，以 促進褪色操作。 、根據本發明之另一態樣，提供了 一種分別使用一著色 t壓及：，色電壓控制E⑶之著色及褪色的裝置，裝置包 括：比較器’其將-對應於輸人至E⑶之光量之光感應電 壓與用於著色ECD之參考電壓做比較；以及計時器開關， 其與-自比較H輸出之邏輯訊制步操作，計時器開關在 計時器開Μ始操作之後僅持續—預㈣間施加著色電壓 或褪色電壓至ECD。 裝置可進-步包含一回應於比較器之比較結果而選擇 性地將著色電壓或褪色電壓施加至E c D的電壓選擇器。 電壓選擇器回應於比較器的比較結果’選擇性地將著 色4壓或具有-與著色電壓的極性相反之極性的褪色電壓 施加至ECD。電壓選擇器回應於比較器的比較結果，選擇 性地施加著色電壓或藉由反相著色電壓而獲取之褪色電 壓。 【實施方式】 現將參看附圖更充分地描述本發明，其中展示了本發 明之例示性實施例。然巾，可以❹不_式體;^本發明' 19415pif.doc 且不應將本發明_為伽財文所述之實關；相反， 提供此等實施例，以使得本絲内容透徹且完整，且將本 發明的概念完整傳達至熟f此項技術者。在所有圖式中， 相同芩看數字表示相同元件。 本發明藉由利用-無機ECD之記憶效應（即，即使移 除f著色/褪色時施加i ECD之電壓，仍維持一著色/極色 狀u勺效應）’在自著色/趣色操作之開始經過一預定時間 後，阻斷一施加至電變色元件UCD)的電壓，藉此最小 化功率祕。此外，本發明在#色時將相反於著色電壓之 4壓施加至ECD，以便加速褪色速率。 化圖3 β兄明根據本發明之一實施例之^^⑶控制器的一組 ^。^看圖3 ’ ECD控制器包括：一比較器310，其將L :考Vief與光感應電壓Vscnse比較並輸出一邏輯訊 七」Γ、1!壓延擇器312 ’其回應於自比較器310輸出之邏 輯訊號，擇著色電㈣⑽與槐色電壓_v⑽中之一者；以及 ，。十開關314。在串聯於一駆動電壓賴與一接地電 ΐ之，之“第—光導單元302與-第-電阻器304的連接 即點Ί取參考電墨Vl.ef ;以及在$聯於驅動電壓Vdd 2接地甩接地黾壓間之一第二光導單元贏與一第二電阻 a 31=的連接即點處，獲取光感應電壓

Vscnse ° 巧一乐^導單元302偵測來自車輛前方的光輸人量，而 丰光.T-f-TL j〇6偵測來自車輛後方的光輸入量。即圖 控㈣’根據來自車輛前方之光輸人量與來自車輛 U之如入I之間的差異來控制£C[) 3丨6之著色及枘 ⑴ 1248 i9415piT.doc 色。

e電壓選擇器3丨2回應於自比較器3丨0輸出之邏輯訊號 選擇f色電壓vDD與褪色電壓_Vdd中之一者，且輸出所選 擇的¥壓。比較器31 〇將參考電壓vrc「與光感應電壓 :SCnSC比較，當參考電壓Vrcf高於光感應電壓Vscnsc時 伞’”出正邏輯成號，或當參考電壓Vre ί、低於光感廊電壓 時輸出—負邏輯訊號。換言之，當來自車輛^方之 光I大於來自車輛前方之光量時，比較器3丨〇輸出一負邏 >4』X (即’在—著色狀態中）；當來自車輛前方之光量 八來自車輛後方之光量時，比較器3⑺輸出一正邏輯訊 號（即，在—褪色狀態中）。 /叶"'益開關3丨4與比較器310之輸出訊號之上升或下 降緣同步操作。計時器開關314維持其開啟狀態僅持續開 台細作後的一預定時間且隨後關閉。 在著色狀態時，比較器3丨〇輸出負邏輯訊號。繼而，

^選：？3丨2選擇且輸出著色電壓v〇[)。當著色狀態滿 1開關314在時間10開始操作，僅維持其開啟 預定時間τ且隨後關閉。因此，當著色EcD3j6 於其記憶效應 ㈣W EC：D 316歸因 擇:===:: _啟δ十&開關3,4持續自時間^ i㈤始的一預定時^丁 19415pif.doc 且隨後關閉。因此’當褪色CCD 316之褪色狀態滿足時， 在時間t丨將祕色壓-λ/叫施加至Hi) 3 16。在预定時間.丨， 之後阻斷褪色電壓-VDD。丨.xd 3丨6歸因於其記憶效應維 其褪色狀態。 ^ ' 圖4說明圖3之計時器開關3丨4的一組態。參看圖4, 計時器開關314包括：在自比較器3丨〇輪出之邏輯訊號之 負邊緣處操作的一第一脈衝產生器4〇2、在自比較器1丨〇 輸出之迦輯訊號之正邊緣處操作的一第二脈衝產生界 4〇4、對第一脈衝產生器402及第二脈衝產生器4〇4之輸^ 訊號執行邏輯或（OR)操作的或（〇R)閘4〇6、以及藉由 OR閘406控制的一開關408。 3 當比較器310輸出負邏輯訊號時，㈣第一脈衝產生 器402以產生維持一正態持續預定時間丫的一第一脈衝訊 ，。當比較器310輸出正邏輯訊號時，操作第二脈衝產生 办404，以產生維持正態持續預定時間τ白勺一第二脈衝訊 :。因=自藉由第一脈衝產生器4〇2及第二脈衝產生器 沒著色或#色狀態時之時㈣，計時器開關 ；；”由電壓選擇器312持續時間Τ輸出之著色電壓 i)i)或祕色黾壓-乂⑽至ECO 3 16。 圖=明根據本發明之另—實施例之一㈣控制器的 圖5,丨⑽控制器包括：-比較器5丨〇,其將 =考W vre「與光感應電壓Vsense比較；一反相哭川， 亡==器5丨0之-輸出訊號執行-反相操作。;-第 U4,其與比較器510之輪出訊號之-負邊緣同 I94l5pif.doc Γ桑t 第二計時器5丨6，其與比較器5丨〇之輸出訊號 二；，緣同步操作；以及四個開關5丨8、52〇、522以及 T由卜計時器514與第二計時器516打開及關閉。 料聯於-驅動電塵Vdd與接地電壓一接地電愿之間 之一弟一光導單元502盥一第一啦阳叫+ 上 莽取夂者雨厭V.「 ” 屯阻裔504的連接節點處 人〆 a〗Cf’且在串聯於驅動電壓Vdd盥接地電壓 第二光導單元5G6與一第二電㈣5丨y 點處獲取光感應電壓Vsense。 …：光寺早兀502偵測來自車輛前方之光輸入量，而 乐二光导單元506偵測來自車輛後方之光輸入量。 於接Γ個開關5丨8、520、522以及524將具有ecd 526的 心接路形成為-共用路徑。將四個開關518、別、奶 二對成開關5丨8與524的第一開關對，及開關520 节' 三弟—開關對’兩個開關對分別判定橋接電路在對 :刀換；5?,:個不同路徑。回應於比較器5丨〇之比較結果 卜H與524的第一開關對以及開關520與522的 朱-開關對’以形成兩個不同路徑中之一者。 由回應於自比較器510輸出的一邏輯訊號經 Gism 端子丨)丨及第：輸出端子I)2輸出—接地電壓 ^ 電壓Vdd。具體言之，當比較器5丨〇輪出— 色= 反相器512經由第一輸出端子P1輸出著 相Γ Γ a m)，且經由第二輸出端子P 2輸出接地電麗G N [)。 由f ^較^ 510輸出—正邏輯訊就時，反相器512姑 弟—“端丨)丨子輸出接地電壓GND，且經由第二輪； 12 1^415pif.doc 子P2輪出著色電壓VDD。 一=操作四個開關5丨8、52G、522以及524。即，第 一 ^丨^ 5丨4控制具有第一開關5 1 8與第四開關524的第 1=:而!二計時器516控制具有第二開關520與第 T ^ ”的弟一開關對。當操作第一計時器514時，分 另：=色见壓v丨)丨)及接地電壓gnd施加至已。[)d的頂 作第二計時器516時，分別將接地電壓gnd 及者色％壓vDD施加至ECD 526的頂端及底端。 Ί解釋圖5之ECD控制器之咖著色控制操作 自車輛後方之光輸人量大於來自車輛前方之光 =二即’當滿足著色狀態時），比較器5丨〇輸出— 負避軏“。因此，分別經由第一輸出端子pi及 2代’反相器5丨2分別輸出著色電壓％及接地電壓 寺器514輸出一與比較器510之輸出訊號之負 达...彖同V的維持-正態持續—預定相T1的第—脈衝訊 於第—脈衝訊號’將藉由第—計時器別控制的 弟-開fj 5丨8及第四開關524接通持續時間τ】。因此，分 別將者色電壓vm)及接地電壓GND施加至咖526的頂 端及底端。因此，ECD 526經著色持續預定時間T卜且接 著藉由其記憶效應維持其著色狀態。 文 圖7為解釋圖5之ECD㈣器之咖趨色控制摔 自車輛前方之光輸入量大於來自車輛後方之光 偏入η (即’當滿足㈣狀態時），比較器別輸出— l(^415pir.d〇c l(^415pir.d〇c 及第二輪 及著色電 正邏輯訊號。因此，分別經由第—輸出端子… 二：子丨>2’反相器512分別輸出接地電壓咖 Μ V丨)丨）。 ‘計時器5 1 6輸出 興比較器5丨〇之蛤屮1 邊緣同步的雜-正態持續—料時間τ2正 號。回應於第二脈衝訊號，將藉由第二計時4: !:訊 第二開關520及第三開關522接通持續時間：；；二則 別將接地電壓GND及著色電壓^施加至咖526匕的= 端及底端。因此，ecd 526 _色持續預定時間，= 著藉由其記憶效應維持其邮狀態。在圖7 n = 地電壓GND及著色電壓Vdd施加至咖汹的頂端3 端；而在圖6中’分別將著色電壓v⑽及接地電壓gn〇 施加至bCD 526的頂端及底端。 -圖3及圖5中之ECD控制器藉由將施加至ECD 326 及〕26以著色UCD 326及526之電壓反相而獲取的電壓施 加至ECD 316及526 ’以極色ECD 326及526，藉此加速 踏色操作的速率。此可藉由利用丨2CD 526之氧化/還原操 作達成。 自開始著色及褪色操作時經過一預定時間之後，圖3 及圖5中之ECD控制益阻斷施加至已cd 及526的著 色電壓及褪色電壓。儘管阻斷了著色電壓及褪色電壓，但 是h(:[) 326及：)26藉由其記憶效應維持著色及褪色狀態。 因此’ l’.CD 326及526秦要較小的功率消耗，此由於其執 行著色及褪色操作僅持續一預定時間。 19415pif.doc ^ )巾^ E C D控制器進行著色及褪色操作僅持 ::，1:、疋了間’且接著藉由其記憶效應，維持著色及褪色狀 悲，以延長其使用期限。 .曰决速切換著色及褪色操作時，圖5之EC[)控制哭更 =:ι戈是由於可在任何時間進行著色及褪色操作了而 : 26的狀％ ’因為經由不同路徑將著色及褪色電 壓分別施加至丨尤丨）526。 已 乂乂上所述’自開始著色及视色 據本發明UCD㈣純由阻斷施加⑽。 壓來降低E⑶之功料耗。此外，根據本發 J控制器藉由將反相著色電壓而獲取的電壓施加 至丨來加速一褪色操作的速率。 阳定發Γ已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 明丄任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 、靶，r ，s可作些許之更動與 士 f當視後社中料娜_料者鱗 ^ 【圖式簡單說明】 圖1是習知電變色元件（RCD)的橫截面圖。 圖2 έ兄明習知丨，:CD控制器的組態。 態。圖3說明根據本發明之—實施狀⑽控制器的組 圖4說明圖3之計時器開關的組態。 1S] 5 ό兒明根據本私明 態。 I不&明之另一赏施例之[CD控制器的組 ⑧ 15 1331248 I9415pil.doc SI 0為解釋圖5 的圆 之tCD控制器之丨2CD著色控制操作 圖7為解釋圆 的圆。 之已CD控制器之丨ZCD褪色控制操作

【主要元件符號說明】 102 第一玻璃基板 104 第-玻璃基板 106 透明電極 108 透明電極 110 第一 EC層 1 12 第二EC層 1 14 電解質層 202 電阻器 204 光導單元 206 比較器 208 開關 210 ECI) 302 第一光導單元 304 第一電阻器 306 第二光導單元 310 比較器 312 電壓選擇器 314 計時器開關 316 •電變色元件/12CD

16 1331248 19415pir.doc

3 1 8 :第二t阻器 402 :第一脈衝產生器 404 :第二脈衝產生器 406 :或閘 408 :開關 502 :第一光導單元 504 :第一電阻器 506 :第二光導單元 510 :比較器 512 :反相器 5 14 :第一計時器 516 :第二計時器 5 18 :開關 520 :開關 522 :開關 524 :開關 526 ： ECD B+ :電源電壓 丨丄CD :電變色元件 GNI):接地電壓 :第一輸出端子 1}2 :第二輪出端子 T :預定時間 t0 :時間 ⑧ 17 1331248 I9415pif.doc ΊΊ :預定時間 tl :時間 T2 :預定時間 Vdd :驅動電壓 VDD :著色電壓 -VI)[):極色電壓 Vrcf :參考電壓 Vscnse :感應電壓

Claims (1)

1331248 19415pifi 心： 爲95106744號中文專利範圍無劃線嫿十、申請專利範圍：

g Μ £4

1. 一種控制電變色元件(BCD)的裝置，分別使用著色電 壓及褪色電壓控制ECD之著色及褪色，包括： 比較器，其將對應於輸入至所述ECD之光量的光感應 電壓與用於著色所述ECD之參考電壓做比較； 電壓選擇器，回應於比較器輸出之邏輯訊號而選擇著

色電壓或褪色電壓，並輸出所選擇的所述著色電壓或所述 褪色電壓；以及 。6十時器，其與自所述比較器輸出之所述邏輯訊號同步 =作，所述計時器在所述計時器開始操作後僅持續—預定 可間將所選擇的所述著色電壓或所述褪色電壓施加至所述 ECD’所述計時器包括： 、、f 一脈衝產生器，當所述比較器輸出負邏輯訊號時， 所述第一脈衝產生器產生維持正態持續預定時間的—第一 脈衝訊號； 所、+、第一脈衝產生器，當所述比較器輸出正邏輯訊號時.， =第二脈衝產生器產生維持正態持續預定時間的 脈衝訊號； 或閘，對所述第一脈衝產生器及所述第二脈衝產生哭 輪出=號執行邏輯或操作；以及 ，開關，連接至所述ECD與所述電壓選擇器，且由 所述或閘控制。 田 的穿^如申請專利範圍第1項所述之控制電變色元件(ECD) "，其中所述電壓選擇器回應於所述比較器之所述比 19 1331248 * 19415ρίβ • ♦爲95106744號中文專利範圍無晝[|線修正本 修正曰期:99年6月28日 較結果，選擇性地將所述著色電壓或具有與所述著色電壓 . 的極性相反之極性的所述褪色電壓施加至所述ECD。 3. 如申請專利範圍第1項所述之控制電變色元件(Ecd) 的裝置’其中所述電壓選擇器回應於所述比較器之所述比 較結果’選擇性地施加所述著色電壓或藉由反相所述著色 " 1壓而獲取之所述褪色電壓。 4. 如申請專利範圍第3項所述之控制電變色元件(ecd) _ 的裝置，更包括四個第二開關，其將具有所述ECD之橋接 電路建構為共用路徑’其中所述四個第二開關建構分別判 定所述橋接電路在對角方向上之兩個不同路徑的第一及第 二開關對’所述第一及第二開關對是回應於所述比較器之 戶斤述比較結果而切換以形成所述兩個不同路徑中之一者。

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