ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫЕ ЭЛЕКТРОХРОМНЫЕ УСТРОЙСТВА С РАВНОМЕРНЫМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ И ЗАТЕНЕНИЕМ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ЗОН Российский патент 2005 года по МПК G02F1/155 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к переключаемым электрохромным устройствам, которые выполнены с возможностью равномерного переключения по всей структуре и предпочтительного переключения в выбранных зонах. В частности, данное изобретение относится к переключаемым электрохромным устройствам, в частности, к большим прозрачным окнам и прозрачным окнам неравномерной формы, которые можно переключать из активированного в неактивированное состояние и которые могут одновременно содержать как активированную зону, так и не активированную зону.

Уровень техники

Коммерческие электрохромные устройства хорошо известны из уровня техники для использования в качестве зеркал в автомобилях. В патентной литературе также дискутируется использование плоских электрохромных устройств в автомобильных окнах, узлах самолетных иллюминаторов, панелях крыши кузова, фонарях верхнего света и в архитектурных окнах. Такие электрохромные устройства обычно содержат герметичную камеру, образованную двумя стеклами, которые разделены зазором или пространством, которое содержит электрохромную среду. Электрохромная среда обычно содержит анодные соединения и катодные соединения в одном растворе. Стеклянные подложки обычно содержат прозрачные проводящие слои, нанесенные на обращенные друг к другу поверхности и находящиеся в контакте с электрохромной средой. Проводящие слои на обеих стеклянных подложках соединены с электронными схемами. Когда в проводящие слои подается электрический ток, то приложенный потенциал вводится в камеру устройства, который электрически возбуждает электрохромную среду и приводит к изменению цвета среды. Например, при возбуждении электрохромной среды она может темнеть и начинает поглощать свет. В электрохромных узлах автомобильных зеркал заднего вида можно встраивать фотоэлемент в электрохромную ячейку для обнаружения изменения света, отражаемого зеркалом, и активирования электрического потенциала для затемнения зеркала.

В других предлагаемых применениях электрохромных устройств, различные проблемы становятся преобладающими по мере увеличения размера электрохромного устройства. Например, узлы для зеркал заднего вида содержат небольшие электрохромные узлы, обычно с размером около 2 дюймов на 10 дюймов (5,08-25,4 см).

В таких электрохромных устройствах анодная электрическая шина обычно расположена на верхней части узла зеркала, а катодная электрическая шина обычно расположена в нижней части узла зеркала.

Автомобильные окна, архитектурные окна и некоторые самолетные иллюминаторы, с другой стороны, являются намного большими по размеру. В результате, переключение между просветленным и затемненным состоянием в электрохромном узле зеркала заднего вида является обычно быстрым и равномерным, в то время как переключение между просветленным и затемненным состоянием в более крупном электрохромном устройстве может быть медленным и неравномерным. Постепенное, неравномерное окрашивание или переключение является общей проблемой, связанной с более крупными электрохромными оконными узлами, обычно называемой «эффектом радужной оболочки». Этот эффект обычно обуславливается падением потенциала по поверхности прозрачных проводящих покрытий, имеющихся на поверхностях подложек, что приводит к тому, что приложенный потенциал является максимальным вблизи электрических шин вдоль кромки поверхностного покрытия в центре ячейки при прохождении электрического тока через электрохромный раствор. В соответствии с этим, электрохромная среда обычно проявляет неравномерную окраску за счет первоначального окрашивания периметра ячейки, где расположены электрические шины, т.е. наиболее близко к точке, где приложенный потенциал приходит в контакт с электрохромной средой, и последующего окрашивания в направлении центра ячейки. Традиционно используются проводящие пленки, имеющие высокое поверхностное сопротивление. Однако такие пленки с высоким поверхностным сопротивлением требуют высоких напряжений и более продолжительных периодов времени для переключения. Кроме того, в обычных электрохромных устройствах весь узел затеняется после приложения электрического потенциала.

Предпринимались различные попытки для обеспечения более равномерного окрашивания электрохромных устройств для исключения этого эффекта радужной оболочки. Например, были химически изменены различные электрохромные химические устройства для повышения равномерности окрашивания.

Существует потребность в электрохромных устройствах, которые обеспечивают более равномерное переключение и окрашивание, которые просты в изготовлении и могут, не обязательно, содержать предпочтительные зоны затенения.

Раскрытие изобретения

Данное изобретение обеспечивает создание электрохромного оконного узла, содержащего: первую прозрачную подложку, содержащую первое проводящее покрытие на своей поверхности; вторую прозрачную подложку, содержащую второе проводящее покрытие на своей поверхности, при этом первая прозрачная подложка и вторая прозрачная подложка расположены на расстоянии друг от друга с образованием камеры между ними; электрохромную среду, содержащуюся в камере, при этом электрохромная среда имеет коэффициент пропускания света, который изменяется при приложении электрического потенциала к электрохромной среде; множество первых находящихся на расстоянии друг от друга средств, контактирующих первое проводящее покрытие и выполненных с возможностью подвода электрического тока к первому проводящему покрытию; и множество вторых находящихся на расстоянии друг от друга средств, контактирующих второе проводящее покрытие и выполненных с возможностью подвода электрического тока ко второму проводящему покрытию для создания электрического потенциала на электрохромной среде. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, множество первых находящихся на расстоянии друг от друга средств и множество вторых находящихся на расстоянии друг от друга средств являются электрическими шинами, расположенными по периметру оконного узла. Согласно другому, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, оконный узел дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электрического тока к выбранным средствам из множества первых находящихся на расстоянии друг от друга средств и к выбранным средствам из множества вторых находящихся на расстоянии друг от друга средств, так что коэффициент пропускания света через первую часть электрохромной среды отличается от коэффициента пропускания света через вторую часть электрохромной среды.

Данное изобретение также обеспечивает создание способа для обеспечения равномерного окрашивания электрохромного оконного узла, содержащего: создание электрохромного оконного узла, содержащего первую и вторую находящиеся на расстоянии друг от друга прозрачные подложки, образующие камеру между ними, при этом первая прозрачная подложка имеет первое проводящее покрытие, а вторая прозрачная подложка имеет второе проводящее покрытие, камера содержит электрохромную среду, выполненную с возможностью окрашивания при приложении к ней электрического потенциала с целью уменьшения коэффициента пропускания света; и пропускание электрического тока через противоположные концы первого проводящего покрытия и противоположные концы второго проводящего покрытия для создания электрического потенциала на электрохромной среде, при этом противоположные концы первого проводящего покрытия и второго проводящего покрытия расположены на расстоянии друг от друга, в котором окрашивание электрохромной среды является равномерным.

Данное изобретение дополнительно обеспечивает создание способа для обеспечения предпочтительного окрашивания части электрохромного оконного узла, содержащего: создание электрохромного оконного узла, содержащего первую и вторую находящиеся на расстоянии друг от друга прозрачные подложки, образующие камеру между ними, при этом первая прозрачная подложка имеет первое проводящее покрытие, а вторая прозрачная подложка имеет второе проводящее покрытие, камера содержит электрохромную среду, выполненную с возможностью окрашивания при приложении к ней электрического потенциала с целью уменьшения коэффициента пропускания света; электрическое соединение множества первых расположенных на расстоянии друг от друга средств с первым проводящим покрытием для приложения электрического потенциала к первому проводящему покрытию; электрическое соединение множества вторых расположенных на расстоянии друг от друга средств со вторым проводящим покрытием для приложения электрического потенциала ко второму проводящему покрытию; подачи электрического тока к выбранным средствам из множества первых находящихся на расстоянии друг от друга средств и к выбранным средствам из множества вторых находящихся на расстоянии друг от друга средств для создания электрического потенциала на выбранной части электрохромной среды, так что выбранная часть изменяет цвет и уменьшает свой коэффициент пропускания света.

Краткое описание чертежей

Предшествующая вводная часть, а также последующее подробное описание вариантов выполнения изобретения становятся более понятными при прочтении вместе с прилагаемыми чертежами, на которых изображено:

фиг.1 - вариант выполнения электрохромного оконного узла, согласно данному изобретению, с удаленными для ясности частями, в изометрической проекции;

фиг.2 - электрохромный оконный узел, показанный на фиг.1, на виде спереди;

фиг.3 - разрез электрохромного оконного узла по линии 3-3 на фиг.2;

фиг.4 - альтернативный вариант выполнения электрохромного оконного узла, согласно данному изобретению, имеющего овальную форму, например, для использования в качестве иллюминатора салона самолета, в изометрической проекции;

фиг.5 - электрохромный оконный узел, показанный на фиг.4, на виде спереди;

фиг.6 - электрохромный оконный узел, согласно данному изобретению, для использования, например, в качестве автомобильного лобового стекла, панели крыши автомобиля или архитектурных стекол, в изометрической проекции;

фиг.7 - электрохромный оконный узел, показанный на фиг.6, на виде спереди;

фиг.8 - альтернативный вариант выполнения электрохромного оконного узла, согласно данному изобретению, имеющего не симметричную форму, например, для использования в качестве бокового окна автомобиля или окна кабины экипажа самолета, в изометрической проекции;

фиг.9 - электрохромный оконный узел, показанный на фиг.8, на виде спереди;

фиг.10 - вариант выполнения электрической схемы, используемой в данном изобретении;

фиг.11 - электрохромный оконный узел, аналогичный узлу, показанному на фиг.8, использованный для испытаний, на виде спереди.

Осуществление изобретения

Данное изобретение относится к электрохромным оконным узлам из одного отделения, имеющим равномерное переключение или окраску, и которые выполнены с возможностью постепенного затенения (например, градиентного затенения) или окрашивания предпочтительных зон. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрохромный оконный узел содержит первую прозрачную подложку, покрытую первым электрически проводящим покрытием, и вторую прозрачную подложку, покрытую вторым электрически проводящим покрытием. Первая и вторая прозрачные подложки расположены на расстоянии друг от друга с образованием камеры между ними, при этом первое и второе проводящие покрытия обращены друг к другу. Электрохромная среда, способная уменьшать коэффициент пропускания света при приложении к среде электрического потенциала, содержится внутри камеры. Дополнительно предусмотрено множество первых расположенных на расстоянии друг от друга средств, находящихся в контакте с первым проводящим покрытием, например, вдоль противоположных концов первой подложки, для подвода электрического тока к нему, и множество вторых расположенных на расстоянии друг от друга средств, находящихся в контакте со вторым проводящим покрытием, например, вдоль противоположных концов второй подложки, для подвода электрического тока к нему. Когда ток из источника постоянного тока подводится к первому множеству и второму множеству средств, то между покрытиями и на электрохромной среде создается электрический потенциал, так что электрохромная среда быстро и равномерно окрашивается в желаемый цвет за счет расположения средств. Кроме того, ток можно подводить к выбранным средствам из первого и второго множества средств и закорачивать к другим выбранным средствам из первого и второго множества средств, создавая тем самым оконный узел, содержащий затененную зону в выбранной части узла.

В данном описании, если не указано по-другому, все числа, выражающие количества, такие как размеры, напряжения, коэффициент пропускания света, измеряемые параметры и т.д., используемые в описании и в формуле изобретения, следует понимать как модифицированные во всех случаях с помощью понятия «около». В соответствии с этим, если не указано противоположное, приведенные в последующем описании и в прилагаемой формуле изобретения числовые параметры являются приблизительными и могут изменяться в зависимости от желаемых свойств, обеспечиваемых с помощью данного изобретения. Наконец, и не в качестве попытки ограничения применения доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый числовой параметр необходимо толковать, по меньшей мере, в свете количества приведенных десятичных знаков и применения обычных правил округления.

Несмотря на то, что числовые диапазоны и параметры, определяющие широкий объем изобретения, являются приблизительными, числовые величины, приведенные в специальных примерах, являются возможно точными. Однако, любая числовая величина неизбежно содержит определенные погрешности, результирующиеся из отклонений от стандарта в ходе соответствующих испытательных измерений.

В последующем описании аналогичные элементы обозначены одинаковыми позициями. На фиг.1-3 показан узел 10 электрохромного оконного узла. Хотя это не является необходимым, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрохромный оконный узел 10 имеет в целом симметричную форму. Например, электрохромный оконный узел 10 может быть квадратным или прямоугольным оконным узлом. Такие оконные узлы симметричной формы можно использовать, в частности, в качестве архитектурного остекления, такого как окна зданий. Размер и форму электрохромного оконного узла можно выбирать в соответствии с частным желаемым использованием узла.

Электрохромный оконный узел 10 содержит первую прозрачную подложку 20 и вторую прозрачную подложку 30. Такие подложки могут быть выполнены из любого материала, известного из уровня техники для использования в электрохромных устройствах, таких как, но не ограничиваясь этим, полимерные материалы, стекло, металл и т.п. и комбинации этих материалов. Согласно не ограничивающим изобретения вариантам выполнения, по меньшей мере, одна или обе подложки 20 и 30 выполнены из стекла, например, флоат-стекла. Кроме того, первая подложка 20 и вторая подложка 30 являются обе прозрачными. Дополнительно к этому, но не обязательно, одна или обе подложки 20 и 30 могут быть окрашенными или тонированными. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, каждая из прозрачных подложек и покрытий, содержащихся в самолетном оконном узле 10, имеет коэффициент пропускания света, по меньшей мере, 70%. В данном случае понятие «коэффициент пропускания света» или «пропускание света» означает меру полного количества видимого света, пропускаемого через прозрачное окно. Данные коэффициента пропускания света, приводимые в данном описании, измеряются для источника А стандарта CIE и обозначается как LTA.

Первая подложка 20 и вторая подложка 30 расположены на расстоянии друг от друга по существу параллельно друг другу с образованием камеры 41 между ними. Распорные элементы 45 могут быть расположены любым образом, обеспечивающим сохранение желаемого расстояния между первой подложкой 20 и второй подложкой 30. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, распорный элемент 45 проходит с герметизацией по периметру электрохромного оконного узла 10 вблизи наружных кромок первой подложки 20 и второй подложки 30, как известно из уровня техники. Такое расположение обеспечивает легкое нависание первой и второй подложек, оставляя отрытой часть первого и второго покрытий 29 и 39, которые будут описаны ниже, для улучшения электрического контакта. Распорный элемент 45 может быть выполнен из любого непроводящего материала. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, элемент 45 является полимерным материалом, например, отверждаемым органическим полимерным материалом, таким как, но не ограничиваясь этим, термопластичный материал, термореактивный материал, отверждаемый ультрафиолетовым излучением полимерный материал и их комбинациями. В качестве уплотнительного элемента 45 можно использовать органические уплотнительные материалы на эпоксидной основе.

Периметр первой подложки 20 задает противоположные концы 20а и 20с, которые расположены напротив друг друга, а также противоположные концы 20b и 20d, которые расположены напротив друг друга. Аналогичным образом, вторая подложка 30 содержит противоположные концы 30а и 30с, а также противоположные концы 30b и 30d.

Первая подложка 20 и вторая подложка 30 снабжены каждая слоем прозрачного электрически проводящего материала в виде первого проводящего покрытия 29 и второго проводящего покрытия 39, соответственно, на обращенных друг к другу основных поверхностях 21 и 31, соответственно, подложек. Первое и второе проводящие покрытия 29 и 39 могут быть выполнены из любого материала, который по существу прозрачен для видимого света, хорошо соединяется с поверхностями подложки, является устойчивым к коррозии любым материалом внутри электрохромного устройства, а также атмосферы и имеет хорошую электропроводность. Хотя это не является необходимым, покрытия 29 и 39 обычно содержат одно или более металлических или металлооксидных покрытий, таких как, но не ограничиваясь этим, серебро, золото, оксид олова, оксид индия-олова (ITO), легированный фтором оксид олова (FTO), легированный сурьмой оксид олова, ITO/металл/ITO (IMI) и их комбинации, а также любые другие материалы, известные из уровня техники. Проводящие покрытия 29 и 39 можно наносить с помощью любого из хорошо известных способов, включая пиролиз, химическое нанесение из паровой фазы и магнетронное распыление. Первое и второе проводящие покрытия 29 и 39 могут быть выполнены из одного и того же или различных материалов. Не ограничивая данного изобретения, покрытия, используемые в данном изобретении, включают электрически проводящее стекло, покрытое легированным фтором оксидом олова, предлагаемое фирмой PPG Industries, Inc., Питсбург, Пенсильвания под названием "NESA^®", и электрически проводящее стекло, покрытое оксидом индия-олова, предлагаемое фирмой PPG Industries, Inc. под названием "NESATRON^®".

Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, проводящие покрытия 29 и 39 имеют поверхностное сопротивление в диапазоне от 1 до 10 Ом на квадрат, например, в диапазоне от 2 до 5 Ом на квадрат. Кроме того, толщина проводящих покрытий 29 и 39 может быть одинаковой или отличающейся друг от друга, и толщина покрытия может быть равномерной, т.е. в основном одинаковой толщиной по всей поверхности, или неравномерной, т.е. толщина покрытия изменяется. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, покрытия 29 и 39 имеют одинаковую в основном равномерную толщину в диапазоне от 5000 до 50000 , например, от 13000 до 26000 .

Электрохромная среда 40 находится внутри камеры 41, образованной между первой подложкой 20 и второй подложкой 30. Электрохромная среда 40 может быть любым типом материала, известного из уровня техники, и может находиться в любом известном виде, таком как, но не ограничиваясь этим, электрохромные растворы, гели, полутвердые материалы и т.п. Электрохромная среда 40 включает, по меньшей мере, одно электрохромное соединение или краситель, который определяет цвет. Такие материалы хорошо известны из уровня техники для окрашивания в последовательно более темные цвета или тона по мере приложения все большего электрического потенциала к электрохромной среде. Когда потенциал отключается или меняется на противоположный, то окраска удаляется или бледнеет, обеспечивая полное пропускание света через электрохромную среду 40.

Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрохромная среда 40 является электрохромной средой в фазе раствора, в которой материал, содержащийся в растворе в электролите с ионной проводимостью, остается в растворе в электролите при электрохимическом восстановлении или окислении (включая гель). Согласно другому не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрохромная среда 40 является заключенной в поверхности электрохромной средой, в которой материал, который прикреплен непосредственно к электронно-проводящему электроду или заключен вблизи него, остается прикрепленным или заключенным при электрохимическом восстановлении или окислении. Согласно еще одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрохромная среда 40 является электрохромной средой электроосажденного типа, в которой материал, содержащийся в растворе в электролите с ионной проводимостью, образует слой на электронно-проводящем электроде при электрохимическом восстановлении или окислении.

Хотя это не является необходимым, согласно одному варианту выполнения, электрохромная среда 40 содержит, по меньшей мере, одно анодное электрохромное соединение и, по меньшей мере, одно катодное электрохромное соединение, при этом анодное соединение представляет окисляемый материал, а катодное соединение представляет восстанавливаемый материал. При приложении электрического потенциала к электрохромной среде, анодное электрохромное соединение окисляется, а катодное электрохромное соединение одновременно восстанавливается. Это окисление и восстановление приводит к изменению коэффициента поглощения, по меньшей мере, одной длины волны в видимом спектре. Комбинация таких анодного и катодного электрохромных соединений в электрохромной среде 40 задает цвет, связанный с ней, при приложении электрического потенциала. Такие катодные электрохромные соединения обычно называются фиологенными красителями, а такие анодные электрохромные соединения обычно называются феназинными красителями.

Электрохромная среда 40 может включать также другие материалы, такие как растворители, поглотители света, стабилизаторы света, тепловые стабилизаторы, антиоксиданты, загустители, модификаторы вязкости и подобные материалы.

Хотя это не является необходимым, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, по меньшей мере, одна кромка покрытия 29 и/или 39 проходят, по меньшей мере, вблизи одной кромки подложки 20 и 30, соответственно, т.е. кромки 11 периметра узла 10, например, ближе 2 дюймов или 1 дюйма или 0,5 дюйма (5,08 см или 2,54 см или 1,27 см) к кромке 11 периметра. Согласно частному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, показанному на фиг.1-3, все кромки покрытий 29 и 39 проходят, по меньшей мере, вблизи кромки 11 периметра узла 20, и, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, все кромки покрытий 29 и 39 проходят до кромки своей соответствующей подложки и тем самым до кромки 11 периметра узла 10. Множество первых расположенных на расстоянии друг от друга средств контактируют первое проводящее покрытие 29, и множество вторых расположенных на расстоянии друг от друга средств контактируют второе проводящее покрытие 39. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, множество расположенных на расстоянии друг от друга первых средств содержит множество электрических шин 60, а множество расположенных на расстоянии друг от друга вторых средств содержат множество электрических шин 80. Не ограничивая данного изобретения, согласно частному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрические шины 60 являются анодными электрическими шинами, в то время как электрические шины 80 являются катодными электрическими шинами. Такие электрические шины 60 и 80 обеспечивают электрическое соединение между источником постоянного тока (не изображен на фиг.1-3) и первым и вторым проводящими покрытиями 29 и 39, соответственно. Такое электрическое соединение может быть реализовано любым известным способом. Например, каждая из анодных электрических шин 60 может быть соединена с анодным подводящим проводом 65 с помощью паяного соединения 64, в то время как каждая из катодных электрических шин 80 может быть соединена с катодным подводящим проводом 85 с помощью паяного соединения 84, как показано на фиг.3. Таким образом, положительное напряжение прикладывается к анодным электрическим шинам 60, а отрицательное напряжение прикладывается к катодным электрическим шинам 80, создавая электрический потенциал между ними внутри электрохромной ячейки. Кроме того, вокруг периферийной кромки 11 электрохромного оконного узла 10 может быть предусмотрено наружная оболочка или изоляция (не изображена) для защиты распорного элемента 45, проводов 65 и 85 и/или соединений 64 и 84.

Согласно частному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, показанному на фиг.1-3, кромки покрытия 29 проходят до периферийной кромки 11 узла 10, и анодные электрические шины 60, которые находятся в контакте с первым проводящим покрытием 29, предусмотрены вдоль противоположных концов 20а и 20с первой подложки 20. Таким образом, электрический ток из источника энергии подводится к противоположным кромкам первого проводящего покрытия 29 вдоль противоположных концов 20а и 20с первой подложки 20. Аналогичным образом, кромки покрытия 39 проходят до периферийной кромки 11 узла 10, и катодные электрические шины 80, которые находятся в контакте со вторым проводящим покрытием 39, предусмотрены вдоль противоположных концов 30b и 30d второй подложки 30. Таким образом, электрический ток от источника энергии подводится к противоположным кромкам второго проводящего покрытия 39 вдоль противоположных концов 30b и 30d второй подложки 30. Кроме того, эти противоположные концы первого и второго проводящих покрытий 29 и 39, в которые подается электрический ток, расположены на расстоянии друг от друга. Без желания быть связанным какой-либо частной теорией, предполагается, что посредством подачи тока к противоположным концам покрытий и расположении на расстоянии друг от друга концов первого покрытия, к которым прилагается положительное напряжение, и концов второго покрытия, к которым прикладывается отрицательное напряжение, приводит к равномерному приложению электрического потенциала ко всей электрохромной ячейке, что приводит к равномерному окрашиванию электрохромной среды и уменьшению эффекта радужной оболочки. В данном случае «равномерное окрашивание» означает, что те части электрохромной среды, которые изменяют цвет вследствие приложения электрического потенциала, изменяют его все в основном одинаковым образом, т.е. в основном в одно и то же время и/или в основном с одной и той же скоростью.

Согласно другому, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрические шины 60 расположены вдоль противоположных кромок 20а и 20с, а также вдоль противоположных кромок 20b и 20d, а электрические шины 80 расположены вдоль противоположных кромок 30b и 30d, а также вдоль противоположных кромок 30а и 30с. Таким образом, анодные электрические шины 60 предусмотрены по периметру всей первой подложки 20, а катодные электрические шины 80 предусмотрены по периметру всей второй подложки 30, т.е. электрические шины 60 и 80 расположены по всей периферийной кромке 11 узла 10. Согласно частному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, показанному на фиг.1-3, электрические шины 60 и электрические шины 80 расположены чередующимся образом, т.е. каждая электрическая шина 60 расположена между каждой электрической шиной 80 по периферийной кромке 11 оконного узла 10. Такое расположение обеспечивает равномерное приложение электрического потенциала ко всему электрохромному оконному узлу 10. Хотя это не является необходимым, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, каждая анодная электрическая шина 60 расположена на расстоянии от каждой катодной электрической шины вдоль периферийной кромки 11 оконного узла 10, равном, по меньшей мере, 0,5 дюйма (1,27 см). Такое расстояние обеспечивает отсутствие короткого замыкания и создание равномерного электрического потенциала по всему электрохромному устройству. Дополнительно к этому, такая конфигурация электрических шин обеспечивает, что даже при длительном приложении электрического потенциала разделение красителя является минимальным. Разделение красителя является тенденцией красителя к миграции в направлении части узла, где электрическая мощность является максимальной, обычно вдоль электрических шин, и концентрации там.

Электрические шины 60 и 80 могут быть выполнены из любого хорошо проводящего материала, обычно используемого для электрических шин и хорошо известного из уровня техники. Не ограничивающие изобретения примеры типичных материалов для электрических шин включают металлическую фольгу, например медную фольгу, металлическое покрытие, например золотые покрытия, и проводящие, содержащие металл керамические краски, например серебряную керамическую краску.

Размер и форма электрических шин 60 и 80 могут изменяться в зависимости от частной формы электрохромного оконного узла. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, каждая из электрических шин 60 и 80 имеют длину, по меньшей мере, 0,5 дюйма (1,27 см).

Как указывалось выше, электрохромная среда способна изменять свой цвет и тем самым свой коэффициент пропускания света, когда к среде прикладывается электрический потенциал. Приложение электрического потенциала может быть избирательным, т.е. электрохромный оконный узел является переключаемым между одним уровнем пропускания, когда электрический потенциал не приложен, и вторым уровнем пропускания, когда приложен электрический потенциал с целью изменения цвета красителей и уменьшения коэффициента пропускания света электрохромной среды 40. Этот признак проще всего реализовать путем предусмотрения переключателя для избирательной подачи электрического тока в оконный узел.

Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, окрашивание электрохромной среды между возбужденным и невозбужденным электрическими состояниями является самостирающимся, т.е. окраска электрохромной среды в электрохимически активированном состоянии при приложении электрического потенциала автоматически возвращается в первоначальное состояния, например в бесцветное состояние, или стирается, когда электрический потенциал удаляется. Понятно, что первоначальное состояние может быть бесцветным состоянием или же может иметь цвет или оттенок.

Согласно другому, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрохромный оконный узел является переключаемым и не самостирающимся, т.е. приложение электрического потенциала вызывает окрашивание электрохромной среды, и электрохромная среда остается в окрашенном состоянии, пока электрический потенциал не будет изменен на противоположный или закорочен.

Кроме того, цвет красителя может быть постоянно темным или затененным при приложении электрического потенциала, или же он может иметь изменяемую степень темноты или затенения в зависимости от величины электрического потенциала, приложенного к электрохромной среде. Например, и без ограничения данного изобретения, специфическую окраску или тонирование окраски можно изменять в диапазоне напряжений и плотности энергии. При приложении энергии низкой плотности к электрохромной среде, краситель начинает окрашиваться. Повышение напряжения приводит к увеличению электрического потенциала, приложенного к электрохромной среде, что приводит к потемнению цвета красителя до более глубокой затененности или интенсивности. Таким образом, оконный узел может иметь изменяемый коэффициент пропускания света при изменении электрического потенциала. Поэтому оконный узел можно регулировать на желаемый уровень затемненности или затененности на основе величины электрического потенциала, приложенного к нему. Это можно легко реализовать, например, путем включения переключателя или какого-либо другого контроллера между источником энергии и оконным узлом, как будет более подробно описано ниже. Хотя это не является необходимым, в одном частном варианте выполнения коэффициент пропускания света электрохромного оконного узла изменяется от минимального коэффициента пропускания света в диапазоне от1% до 20% до максимального коэффициента пропускания света в диапазоне от 60% до 80%. Таким образом, узел электрохромного окна может при желании эффективно выполнять функцию непрозрачного экрана для окна.

Альтернативный, не ограничивающий изобретения вариант выполнения показан на фиг.4 и 5. В этом частном варианте выполнения электрохромный оконный узел 110 выполнен в виде окна в основном овальной формы, которое можно использовать, например, в качестве иллюминатора в салоне самолета. Хотя это не является необходимым, согласно этому частному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, овальный иллюминатор имеет симметричную геометрическую форму, также как в описанном выше варианте выполнения. Аналогичным образом, электрохромный оконный узел 110 содержит расположенные на расстоянии друг от друга первую подложку 120 и вторую подложку 130, а также первое проводящее покрытие 129, второе проводящее покрытие 139 и электрохромную среду 140 между ними. Покрытия 129 и 139 нанесены на противоположные друг другу поверхности подложек 120 и 130, соответственно, а электрохромная среда 140 расположена между покрытиями. Подложки 120 и 130 разделены распоркой 145.

Электрическая шина 160а соединена с кромкой первого проводящего покрытия 129 вдоль первого конца 120а первой подложки 120, а электрическая шина 160с соединена с противоположной кромкой первого проводящего покрытия 129 вдоль противоположного второго конца 120с первой подложки 120. Кроме того, электрическая шина 180b соединена с кромкой второго проводящего покрытия 139 вдоль первого конца 130b второй подложки 130, а электрическая шина 180d соединена с противоположной кромкой второго проводящего покрытия 139 вдоль противоположного второго конца 130d второй подложки 130. Хотя это не является необходимым, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрические шины 160а и 160с являются анодными электрическими шинами, в то время как электрические шины 180b и 180d являются катодными электрическими шинами. Подвод электрического тока к противоположным концам покрытия 129 через электрические шины 160а и 160с и к противоположным концам покрытия 139 через электрические шины 180b и 180d, и расположение находящихся под напряжением противоположных концов покрытия 129 на расстоянии от находящихся под напряжением противоположных концов покрытия 139, приводит к созданию электрического потенциала на электрохромной среде 140 и вызывает равномерное изменение цвета электрохромной среды 140.

В показанном на фиг.4 и 5 варианте выполнения, размер и форма электрических шин 160 и 180 по длине больше по сравнению с системой шин, показанной на фиг.1. Хотя это не является необходимым, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, каждая из электрических шин 160 и 180 имеет одинаковую длину, и электрические шины 160 и 180 находятся на расстоянии друг от друга по периферийной кромке узла 110, по меньшей мере, 0,5 дюйма (1,27 см).

На фиг.6 и 7 показан не ограничивающий изобретения электрохромный оконный узел 210, имеющий в основном симметричную прямоугольную форму. Такой узел можно использовать, например, в качестве лобового стекла автомобиля, заднего стекла или панели на крыше, или же в качестве архитектурных стекол. Также как в предыдущих вариантах выполнения, электрохромный оконный узел 210 содержит расположенные на расстоянии друг от друга первую подложку 220 и вторую подложку 230, а также первое проводящее покрытие 229, второе проводящее покрытие 239 и электрохромную среду 240. Покрытия 229 и 239 нанесены на обращенные друг к другу поверхности подложек 220 и 230, соответственно, а электрохромная среда 240 расположена между покрытиями. Подложки 220 и 230 разделены распоркой 245.

Узел 210 дополнительно содержит электрические шины 260 и 280. Хотя это не является необходимым, согласно этому частному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрические шины 260 являются анодными электрическими шинами, а электрические шины 280 являются катодными электрическими шинами. Анодные электрические шины 260а и 260b соединены с первой кромкой первого проводящего покрытия 229 вдоль первого конца 220а первой подложки 220, а электрические шины 260с и 260d соединены с противоположной кромкой первого проводящего покрытия 229 вдоль противоположного второго конца 220с первой подложки 220. Кроме того, катодная электрическая шина 280а соединена с первой кромкой второго проводящего покрытия 239 вдоль первого конца 230а второй подложки 230 в положении, расположенном на расстоянии между анодными электрическими шинами 260а и 260b, а катодная электрическая шина 280b соединена со второй противоположной кромкой второго проводящего покрытия 239 вдоль противоположного второго конца 230с второй подложки 230 в положении, находящемся на расстоянии между анодными электрическими шинами 260с и 260d. Кроме того, электрические шины 280с и 280d соединены с третьей кромкой второго проводящего покрытия 239 на третьем конце 230b второго проводящего покрытия 230, а электрические шины 280е и 280f соединены с четвертой противоположной кромкой второго проводящего покрытия 239 на противоположном четвертом конце 230d второй подложки 230. Подвод электрического тока к противоположным концам покрытия 229 через электрические шины 260а, 260b, 260с и 260d и по периферии покрытия 239 через электрические шины 280а, 280b, 280с, 260d, 280е и 280f обеспечивает создание электрического потенциала на электрохромной среде 240 и приводит к равномерному изменению цвета электрохромной среды 240.

Хотя это не является необходимым, согласно частному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, показанному на фиг.6 и 7, электрические шины 260 и 280 являются равными по длине, и электрические шины 260 и 280 расположены на расстоянии друг от друга вдоль периферийной кромки узла 210, по меньшей мере, 0,5 дюйма (1,27 см).

Другой, не ограничивающий изобретения вариант выполнения данного изобретения показан на фиг.8 и 9, в котором электрохромный оконный узел 310 имеет несимметричную геометрическую форму. Хотя такой несимметричный электрохромный оконный узел может быть создан для любого применения, показанный, не ограничивающий изобретения вариант выполнения выполнен в виде бокового стекла автомобиля, обычно называемого боковым стеклом. Электрохромный оконный узел 310 содержит первую часть 301 и вторую часть 302. При использовании в качестве бокового стекла автомобиля, первая часть 301 представляет часть оконного узла, которая находится над дверной панелью автомобиля, когда стекло закрыто, в то время как вторая часть 302 представляет часть оконного узла, которая остается ниже дверной панели все время, включая время, когда окно закрыто, и поэтому является невидимой. Также как в предыдущих вариантах выполнения, электрохромный оконный узел 310 содержит расположенные на расстоянии друг от друга первую подложку 320 и вторую подложку 330, а также первое проводящее покрытие 329, второе проводящее покрытие 339 и электрохромную среду 340. Покрытия 329 и 339 нанесены на обращенные друг к другу поверхности подложек 320 и 330, соответственно, а электрохромная среда 340 расположена между покрытиями. Подложки 320 и 330 разделены распоркой 345.

Электрохромный узел 310 содержит электрическую шину 360а, соединенную с кромкой первого проводящего покрытия 329 вдоль первого конца 320а первой подложки 320, и электрическую шину 360b, соединенную с первым проводящим покрытием 329 вдоль нижней части первой подложки 320 вблизи противоположного второго конца 320с. Хотя электрическая шина 360b может быть расположена вдоль кромки 320с подложки 320, в частном варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.8 и 9, электрическая шина 360b не расположена вдоль кромки 320с по причинам, которые будут более подробно указаны ниже. Электрохромный узел 310 дополнительно содержит электрические шины 380а и 380b, соединенные с первой кромкой второго проводящего покрытия 339 вдоль первого конца 330b второй подложки 330, и электрические шины 380с, 380d и 380е, соединенные со второй противоположной кромкой второго проводящего покрытия 339 вдоль противоположного второго конца 330d второй подложки 330. Хотя это не является необходимым, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрические шины 360а и 360b являются анодными электрическими шинами, в то время как электрические шины 380а, 380b, 380с, 380d и 380е являются катодными электрическими шинами. Подвод электрического тока к покрытиям 329 и 339 через электрические шины 360а, 360b, 380а, 380b, 280с, 360d и 380е обеспечивает создание электрического потенциала на электрохромной среде 340 и приводит к равномерному изменению цвета электрохромной среды 340.

Как указывалось выше, электрохромный оконный узел 310 имеет несимметричную геометрическую форму. В частности, сторона оконного узла 310, образованная первыми концами 320b и 330b подложек 320 и 330, соответственно, по длине короче, чем противоположная сторона оконного узла 310, образованная вторыми концами 320d и 330d. Таким образом, в этом частном, не ограничивающем изобретения варианте выполнения, расположение электрических шин согласовано с такой несимметричной формой. Например, что касается расположения катодных электрических шин, то предусмотрены две электрические шины 380а и 380b в контакте со вторым проводящим покрытием 339 вдоль конца 330b, в то время как три электрические шины 380с, 380d и 380е предусмотрены в контакте со вторым проводящим покрытием 339 вдоль противоположного конца 330d. Кроме того, длина этих трех электрических шин может быть согласована с соответствующей геометрической формой, а также с соответствующим уровнем тока. Такая система с разным количеством и с разными длинами электрических шин компенсирует изменения тока через электрохромную ячейку, вызываемые не симметричной формой электрохромного оконного узла 310.

Дополнительно к этому, ток, подводимый к электрическим шинам, можно регулировать для компенсации несимметричной формы. Например, и без ограничения данного изобретения, в линию тока к электрическим шинам 380а и 380b можно включить сопротивления (не изображены) для уменьшения величины тока, проходящего к этим электрическим шинам. Таким образом, обеспечивается компенсация приложенного к непосредственно симметричному узлу потенциала. В качестве альтернативного решения можно использовать контроллер для управления током, подаваемым в каждую электрическую шину, как будет более подробно описано ниже.

Как показано на фиг.8 и 9, в то время как верхняя кромка оконного узла 310, образованная первыми концами 320а и 330а, является равномерной и лишь слегка изогнутой, противоположная кромка оконного узла 310, образованная вторыми концами 320с и 330с, является полностью неравномерной, имеет изогнутые части и прямую часть, что приводит к созданию несимметричного по форме оконного узла, имеющего различные расстояния между противоположными кромками в разных частях. Таким образом, расположение электрических шин в этой части оконного узла является сложным. Для компенсирования такой несимметричной геометрической формы, в частном варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.8 и 9, предусмотрена единственная электрическая шина 360b в электрическом контакте с первым проводящим покрытием 329. Такая внутренняя электрическая шина 360b может быть создана, например, посредством клеевого прикрепления электрической шины 360b к первому проводящему покрытию 329 с помощью проводящего клея вдоль подложки 320. Электрически непроводящий слой (не изображен), такой как, но не ограничиваясь этим, клейкая лента, может быть расположена поверх электрической шины 360b для выполнения функции изолятора, исключающего электрический контакт электрической шины 360b со вторым проводящим покрытием 339. Такая клейкая лента может дополнительно выполнять функцию распорки для сохранения соответствующего расстояния между первой подложкой 320 и второй подложкой 330. Внутренняя электрическая шина 360b может быть выполнена из тех же материалов, что были указаны выше для других электрических шин.

В результате, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрохромный оконный узел содержит, по меньшей мере, одну электрическую шину, проходящую на расстоянии от кромки узла и расположенную внутри узла.

Хотя это не является необходимым, в частном варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.8 и 9, часть 361b внутренней электрической шины 360b проходит в направлении кромки конца 310, например, перпендикулярно к кромке 320с, как показано на фиг.8 и 9, для обеспечения внешнего контакта с подводящим проводом для электрического соединения электрической шины 360b с источником питания. Поскольку эта система внутренней электрической шины содержится внутри части 302 оконного узла 310, то не один из компонентов не виден, поскольку часть 302 удерживается внутри дверной панели автомобиля. В качестве альтернативного решения, по меньшей мере, часть электрической шины 360b может быть расположена внутри части 301 узла 310.

Относительно автомобильного бокового стекла, показанного на фиг.8 и 9, следует отметить, что в альтернативном варианте выполнения контакты электрических шин могут быть предусмотрены на наружной вершине и боковых кромках оконного узла, при этом отдельные точки контакта предусмотрены внутри рамы автомобиля для создания контакта с источником питания. Эта система обеспечивает подходящий узел для окон автомобиля, которые не заключены в раму дверей, поскольку отсутствует наружное покрытие в такой системе для сокрытия контактов. Такая система не будет отрицательно влиять на затемнение оконного узла, поскольку закрывание окна будет обеспечивать контакт с источником питания, и поскольку нет необходимости в затенении окна, когда окно открыто.

Величину тока, подводимого к электрохромному оконному узлу можно выбирать на основе конкретного узла и конкретной используемой электрохромной среды. Согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, величина подводимого напряжения находится в диапазоне от 0,4 В до 1,2 В, например от 0,5 В до 1,0 В.

Ниже приводится описание использования электрохромного оконного узла со ссылками на фиг.8 и 9, как на пример выполнения изобретения. Электрохромный оконный узел, созданный указанным выше образом, является в целом прозрачным узлом, когда к нему не приложен электрический потенциал. Таким образом, электрохромный оконный узел 310 находится в просветленном состоянии и обеспечивает полное пропускание света. Когда желательно затемнить оконный узел, то электрохромный оконный узел активируют, например, с помощью переключателя, приводимого в действие пользователем. Приведение в действие переключателя приводит к подаче источником питания в электрические шины 360 и 380 тока любым обычным способом, например, через присоединенные к ним подводящие провода, и к первому и второму проводящим покрытиям 329 и 339. Такой ток вызывает приложение электрического потенциала к электрохромной среде, что в свою очередь вызывает окисление, по меньшей мере, одного анодного электрохромного соединения и восстановление, по меньшей мере, одного катодного электрохромного соединения. Эта реакция приводит к изменению цвета электрохромной среды, так что электрохромная среда начинает поглощать свет и темнеет. Поскольку электрический потенциал между покрытиями 329 и 339 прикладывается через систему электрических шин, указанную выше, то окрашивание электрохромной среды происходит быстро и равномерно по всему электрохромному оконному узлу без какого-либо эффекта радужной оболочки или постепенного изменения цвета.

Деактивация узла 310 приводит к прерыванию подачи энергии к электрическим шинам 360 и 380. Таким образом, потенциал, приложенный к электрохромному оконному узлу 310, снимается. Такую деактивацию можно осуществлять с использованием той же переключающей системы, что и для активации узла 310. Как указывалось выше, в случае самостирающейся электрохромной среды оконный узел 310 возвращается в первоначальное состояние. В случае несамостирающейся электрохромной среды, окраска остается, пока электрический потенциал на электрохромной среде не будет изменен на противоположный.

В другом варианте выполнения данного изобретения, лишь часть электрохромного оконного узла может окрашиваться для создания частично затененного окна. Такое частичное затенение можно обеспечить посредством избирательной подачи тока в выбранное число анодных электрических шин и катодных электрических шин с приложением электрического потенциала лишь к части электрохромного оконного узла. Например, когда оконный узел 310 выполнен в виде автомобильного бокового стекла, то может быть желательным создание затемненной или затененной верхней зоны бокового стекла с целью уменьшения уровня пропускания солнечного света при сохранении просветленного состояния в средней и нижней зонах бокового окна с целью сохранения высокого уровня пропускания света через них, например, для более простого наблюдения за зеркалами заднего вида. В частном варианте выполнения изобретения, показанном на фиг.8 и 9, такую зону предпочтительного затенения можно реализовать, например, посредством подачи тока лишь в анодную электрическую шину 360а и катодные электрические шины 380а и 380с, как будет описано более подробно ниже. Такая избирательная подача тока создает электрический потенциал лишь на выбранной части электрохромного оконного узла 310, и в данном частном варианте выполнения, вдоль части верхней зоны узла 310. Таким образом, лишь часть электрохромной среды между этими зонами подачи тока изменит цвет, что приводит к частичному затенению узла, т.е. коэффициент пропускания света через часть электрохромной среды между питаемыми частями покрытий (за счет избирательного питания электрических шин) изменяется по сравнению с теми частями электрохромной среды, которые не находятся между питаемыми частями покрытий.

Следует отметить, что длительное подведение тока к выбранному числу средств, может приводить к «расплыванию» электрохромной среды, т.е. электрохромная среда в зонах электрохромного оконного узла, к которым не подведен электрический ток, постепенно начинают окрашиваться в затемненное состояние. Считается, что это вызвано тем, что ток проходит через весь проводящий слой, даже если электрический ток подводится к части проводящего слоя, что увеличивает зону электрохромной среды, к которой прикладывается электрический потенциал. Величина расплывания зависит от удельного поверхностного сопротивления проводящих покрытий. Например, использование проводящих покрытий, имеющих более высокое поверхностное сопротивление несколько уменьшает этот эффект расплывания. Однако, увеличенное поверхностное сопротивление приводит к большему потреблению энергии для переключения цвета устройства, и требует более длительного периода времени для обеспечения полной окраски и переключения устройства.

Для исключения эффекта расплывания, в частности, при проводящих покрытиях с низким поверхностным сопротивлением, можно заземлять или закорачивать подачу тока к средствам, которые не выбраны для подвода электрического тока с целью создания затененной зоны. Например, и как указывалось выше, в варианте выполнения, показанном на фиг.8 и 9, частично затененный оконный узел можно обеспечить посредством избирательного подвода тока к анодной электрической шине 360а и катодным электрическим шинам 380а и 380с. За счет заземления или закорачивания тока в остальных электрических шинах, а именно анодной электрической шине 360с и катодных электрических шинах 380b, 380d и 380е, электрический потенциал не прикладывается к нижней зоне электрохромного оконного узла 310. Таким образом, цвет электрохромной среды 340 в нижней части узла 310 в основном сохраняется в просветленном состоянии, и уменьшается эффект расплывания окраски из верхней части, которая окрашена вследствие приложения электрического потенциала.

Электрохромный оконный узел может дополнительно включать градиентное затенение его поверхности, так что электрохромный оконный узел постепенно изменяется из просветленного состояния через последовательно более затененные стадии в затемненное состояние. Это можно осуществлять аналогично способу, описанному выше применительно к зоне предпочтительного затенения, посредством приложения изменяющихся напряжений к разным средствам с целью обеспечения изменяющейся степени затемнения электрохромной среды. Например, и как показано на фиг.8 и 9, для обеспечения эффекта постепенного затенения, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, напряжение в 0,7 В можно прикладывать к электрическим шинам 360а, 380а и 380с и уменьшенное напряжение в 0,4 В можно прикладывать к электрическим шинам 380b и 380d. Хотя это не является необходимым, электрический ток можно заземлять или закорачивать на электрических шинах 360b и 380е. Таким образом, электрохромный оконный узел 310 можно постепенно затенять из затемненного состояния в верхней части через слегка затемненное состояние в средней части в просветленное состояние в нижней части.

Согласно другому, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, можно обеспечивать градиентное затенение электрохромного оконного узла, так что часть электрохромного оконного узла полностью окрашивается, в то время как отдельная часть электрохромного оконного узла окрашивается лишь частично. Например, и без ограничения данного изобретения, напряжение в 0,7 В можно прикладывать к электрическим шинам 360а, 380а и 380с, в то время как напряжение в 0,4 В прикладывается к электрическим шинам 360b, 380b, 380d и 380е. Таким образом, электрохромный оконный узел 310 будет включать градиентное затенение от полностью затемненного состояния в верхней части через слегка затененное состояние в нижней части.

Следует отметить, что хотя такое предпочтительное затенение и/или постепенное градиентное затенение электрохромного оконного узла описывалось со ссылками на частную геометрическую форму, показанную на фиг.8 и 9, и применительно к автомобильному боковому стеклу, считается, что такое затенение или градиентное затенение можно осуществлять для любого электрохромного оконного узла, такого как, но не ограничиваясь этим, специальные узлы, показанные и описанные выше. Например, согласно одному, не ограничивающему изобретения варианту выполнения, электрохромный оконный узел является автомобильным лобовым стеклом, при этом часть узла, которая избирательно окрашивается, является частью верхнего края лобового стекла, которая обычно соответствует затененной полосе. Как показано на фиг.6 и 7, это можно осуществить, например, посредством подачи электрического тока в электрические шины 260а, 260b, 280а, 280с и 280е при одновременном закорачивании электрических шин 260с, 260d, 280b, 280d и 280f. Это приводит к затемнению верхней части электрохромного оконного узла 200, а нижняя часть остается в просветленном состоянии.

В другом варианте выполнения, электрохромный оконный узел может быть люком крыши автомобиля, при этом одну сторону узла можно избирательно окрашивать. Как показано на фиг.6 и 7, это можно осуществлять, например, посредством подачи электрического тока в электрические шины 260а, 260с, 280с и 280d при одновременном закорачивании электрических шин 260b, 260d, 280а, 280b, 280е и 280f, что приводит к затемнению одной боковой части электрохромного оконного узла 200 и к оставлению другой боковой части в просветленном состоянии.

Понятно, что за счет множества анодных и катодных электрических шин, расположенных вокруг периферийной кромки 11 оконного узла 10, как показано на фиг.1 и подробно описано выше, этот вариант выполнения можно использовать также так, чтобы затемнять одну или более выбранных частей узла 10 и/или создавать градиентное затенение в одной или нескольких выбранных частях узла 10.

Для управления узором затемнения электрохромных оконных узлов раскрытого здесь типа, можно использовать контроллер для управления распределения мощности в проводящих покрытиях. Например, и как показано на фиг.10, можно использовать контроллер 390 для управления электрической мощностью, подаваемой в каждую электрическую шину в узле 310 от источника 391 питания постоянного тока. В частности, контроллер 390 может управлять, осуществляется ли подача энергии в конкретную электрическую шину (т.е. к этой электрической шине подводится ток), не осуществляется или она закорачивается. Дополнительно к этому, контроллер 390 может управлять величиной тока, подводимого к конкретной электрической шине. За счет управления тем, где и сколько электрического тока подводится к покрытиям, контроллер 390 может создавать электрический потенциал только на выбранных частях электрохромной среды, так что ее коэффициент пропускания света через выбранную часть отличается от ее коэффициента пропускания света через другие ее части. В результате, контроллер 390 можно использовать для создания желаемого изменения коэффициента пропускания света узла так, но не ограничиваясь этим, чтобы затемнять выбранную часть узла или обеспечивать градиентное затенение, как указывалось выше. Кроме того, контроллер 390 может управлять током с учетом несимметричных признаков узла, например, формы, длины электрических шин, толщины покрытия и т.д.

Ниже приводится дополнительное описание и пояснение признаков и преимуществ данного изобретения на основе примеров выполнения, которые не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения.

Примеры

Электрохромный оконный узел 410 в виде автомобильного бокового окна или бокового стекла был выполнен следующим образом. Была создана первая стеклянная подложка 420, имеющая геометрические размеры, показанные на фиг.1, с общим размером около 23 дюймов (58,42 см) по ширине и 21 дюйм (53,34 см) по длине с толщиной примерно 80 тысячных дюйма (2,03 мм). Эту первую подложку 420 покрыли на одной поверхности покрытием 429 из ITO с использованием технологий осаждения из паровой фазы магнитным распылением (MSVD), которые хорошо известны из уровня техники, для создания проводящего покрытия. Сопротивление проводящего слоя 429 составило 2 Ом на квадрат, а толщина проводящего покрытия составила 25000 . Вторая стеклянная подложка 430, аналогичная первой стеклянной подложке 420, была снабжена аналогичным образом проводящим покрытием 439, при этом проводящее покрытие 439 было нанесено на поверхность второй подложки 430, обращенную к покрытой поверхности первой стеклянной подложки 420.

Анодные электрические шины были созданы на противоположных кромках первого проводящего покрытия 429. В частности, первая пара анодных электрических шин 460а и 460b была создана на верхней кромке первой подложки 430 с использованием полосок медной фольги с толщиной 3 тысячных дюйма (0,0762 мм), которые были прикреплены к первому проводящему покрытию 439 с помощью проводящего клея. Часть каждой полосы была ламинирована внутри узла 410, а остальная часть каждой полосы была отогнута вокруг кромки первой подложки 420. Электрические шины 460а и 460b имели длину 10,5 дюймов и 10,25 дюймов (26,67 см и 26,04 см), соответственно, и находились на расстоянии 0,5 дюйма (1,27 см) друг от друга. Третья электрическая шина 460с была создана с помощью отдельной медной полосы толщиной 3 тысячных дюйма, прикрепленной с помощью клея вдоль нижней части первой подложки 420 непосредственно к первому проводящему слою 429, при этом другая медная полоса 461с также прикреплена непосредственно к первому проводящему покрытию перпендикулярно и в контакте с электрической шиной 460с и проходит у кромки оконного узла 410. В качестве изоляции была применена клейкая лента на электрических шинах 460с и полосе 461с. Электрическая шина 460с имела длину 20,5 дюйма (52,05 см).

Четыре катодных электрических шины были предусмотрены на противоположных кромках второй подложки 430 в контакте со вторым проводящим покрытием 439. В частности, были созданы катодные электрические шины 480а и 480b в виде двух отдельных медных полосок, расположенных на расстоянии 0,5 дюйма (1,27 см) друг от друга и вдоль одной боковой кромки второй подложки 430 в контакте с первой кромкой второго проводящего покрытия, и катодные электрические шины 480с и 480d в виде двух дополнительных медных полос, расположенных на расстоянии 0,5 дюйма (1,27 см) друг от друга и вдоль противоположной боковой кромки второй подложки 430 в контакте с противоположной кромкой второго проводящего покрытия 439. Каждая из электрических шин была изготовлена из магнитной фольги толщиной 3/1000 дюйма и прикреплена к соответствующему проводящему покрытию с помощью проводящего клея. Часть каждой полосы была ламинирована внутри узла 410, а остальная часть каждой полосы была отогнута вокруг кромки второй подложки 430. Электрические шины 480а, 480b, 480с и 480d имели длину 4,25 дюйма, 7,25 дюйма, 4,25 дюйма и 11,75 дюйма (10,80 см, 18,42, 10,80 и 29,85 см) соответственно.

Две стеклянные подложки 420 и 430 были расположены на расстоянии около 24 тысячных дюйма (0,61 мм) друг от друга, при этом проводящие покрытия 429 и 430 обращены друг к другу. Между двумя подложками по периметру узла была нанесена полимерная смола в качестве распорного элемента. Электрохромная среда 440, включающая фиологенный краситель и феназиновый краситель, способная окрашиваться при приложении к ней электрического потенциала, была закачена между двумя подложками. Коэффициент пропускания света (КПС) через электрохромный оконный узел 410 в незаряженном состоянии, т.е. без подачи тока, составил около 54%.

Анодные и катодные электрические шины были соединены с источником энергии постоянного тока через подводящие провода. Различные уровни тока подавали в различные комплекты электрических шин, как указано ниже. Поскольку кромка узла 410 вдоль электрических шин 480а и 480b короче, чем противоположная кромка узла, то сопротивления в 0,5 Ом были включены последовательно с электрическими шинами 480а и 480b для изменения тока и обеспечения в основном равномерной плотности мощности.

ТаблицаПримерНапряж., ВТок, ААнодные электрические шиныКатодные электрические шиныКПС вверху, %КПС внизу, %460а460b460с480а480b480с480d10,700,092(+)(+)(+)(-)(-)(-)(-)<1220,700,065(+)(+)Отключ.(-)Отключ.(-)Отключ.<16-730,700,154(+)(+)Закороч.(-)Закороч.(-)Закороч.145440,700,187(+)(+)Закороч.(-)Закороч.(-)Закороч.354

В примере 1 ток подавали ко всем анодным и катодным электрическим шинам при напряжении 0,7 В, и поэтому во всем электрохромном оконном узле 410 электрический потенциал был распределен равномерно по всему узлу. После 5 минут электрохромный оконный узел достиг постоянного или установившегося состояния с током 0,092 А, в котором произошла вся реакция окисления/восстановления анодного и катодного красителя внутри электрохромной среды. Как следует из таблицы, во всем электрохромном оконном узле обеспечивается отличное окрашивание, при этом верхняя часть узла имеет коэффициент пропускания света менее 1%, а нижняя часть узла имеет коэффициент пропускания света около 2%. Таким образом, обеспечивается быстрое и равномерное окрашивание или затемнение оконного узла.

В примере 2 ток подавался лишь в анодные и катодные электрические шины, расположенные вверху оконного узла 410, а именно в анодные электрические шины 460а и 460b и катодные электрические шины 480а и 480с при напряжении 0,7 В. После 5 минут электрохромный оконный узел достиг постоянного или установившегося состояния с током 0,065 А, в котором произошла вся реакция окисления/восстановления анодного и катодного красителя внутри электрохромной среды. Как следует из таблицы, в верхней части электрохромного оконного узла обеспечивается отличное окрашивание при коэффициенте пропускания света менее 1%. Нижняя часть узла имеет коэффициент пропускания света около 6-7%. Таким образом, окрашивание или затемнение оконного узла не было равномерным и имеет градиент от верхней к нижней части.

В примере 3 ток подавался лишь в анодные и катодные электрические шины, расположенные вверху оконного узла 410, а именно в анодные электрические шины 460а и 460b и катодные электрические шины 480а и 480с при напряжении 0,7 В. Кроме того, ток к остальным анодным и катодным электрическим шинам был закорочен, а именно были закорочены анодная электрическая шина 460с и катодные электрические шины 480b и 480d, т.е. был удален любой ток, достигающий эти электрические шины из получающих ток электрических шин через проводящие покрытия. После 5 минут электрохромный оконный узел достиг постоянного или установившегося состояния с током 0,154 А, в котором произошла вся реакция окисления/восстановления анодного и катодного красителя внутри электрохромной среды. Как следует из таблицы 1, в верхней части электрохромного оконного узла обеспечивается частичное окрашивание, при коэффициенте пропускания света 14%. Нижняя часть узла имеет коэффициент пропускания света около 54%, что соответствует не изменению цвета и полному пропусканию света через нижнюю часть оконного узла. Таким образом, в верхней части оконного узла была создана полоса частичного затенения, при этом через полосу затенения пропускается лишь небольшое количество света.

В примере 4 ток подавался лишь в анодные и катодные электрические шины, расположенные вверху оконного узла 410, а именно в анодные электрические шины 460а и 460b и катодные электрические шины 480а и 480с, как в примере 3, но при напряжении 0,80 В. Кроме того, как и в примере 3, ток к остальным анодным и катодным электрическим шинам был закорочен, а именно были закорочены анодная электрическая шина 460с и катодные электрические шины 480b и 480d. После 5 минут электрохромный оконный узел достиг постоянного или установившегося состояния с током 0,187 А, в котором произошла вся реакция окисления/восстановления анодного и катодного красителя внутри электрохромной среды. Как следует из таблицы, в верхней части электрохромного оконного узла обеспечивается отличное окрашивание при коэффициенте пропускания света около 3%. Нижняя часть узла, с другой стороны, имеет коэффициент пропускания света около 54%, что соответствует отсутствию изменения цвета и полному пропусканию света через нижнюю часть оконного узла. Таким образом, в верхней части оконного узла была создана полоса полного затенения.

Выше было приведено описание примеров выполнения данного изобретения. Понятно, что эти примеры выполнения являются лишь иллюстрацией изобретения. Многие вариации и модификации, которые являются очевидными для специалистов в данной области техники, следуют включению в объем последующей формулы изобретения.

Электрохромный оконный узел содержит электрохромную среду, содержащуюся в камере. Предусмотрено множество первых расположенных на расстоянии друг от друга средств, контактирующих с первым проводящим покрытием и выполненных с возможностью подвода электрического тока к первому проводящему покрытию, и множество вторых расположенных на расстоянии друг от друга средств, контактирующих со вторым проводящим покрытием и выполненных с возможностью подвода электрического тока ко второму проводящему покрытию. Множество первых расположенных на расстоянии друг от друга средств и множество вторых расположенных на расстоянии друг от друга средств расположены по периметру оконного узла. Дополнительно к этому, оконный узел может содержать контроллер, выполненный с возможностью управления подачей электрического тока к выбранным средствам из множества первых расположенных на расстоянии друг от друга средств и к выбранным средствам из множества вторых расположенных на расстоянии друг от друга средств, так что коэффициент пропускания света через первую часть электрохромной среды отличается от коэффициента пропускания света через вторую часть электрохромной среды. Технический результат - повышение равномерности окрашивания и упрощение изготовления. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл.

1. Электрохромный оконный узел, содержащий

первую прозрачную подложку, содержащую первое проводящее покрытие на своей поверхности;

вторую прозрачную подложку, содержащую второе проводящее покрытие на своей поверхности, при этом указанная первая прозрачная подложка и указанная вторая прозрачная подложка расположены на расстоянии друг от друга с образованием камеры между ними;

электрохромную среду, содержащуюся в указанной камере, при этом указанная электрохромная среда имеет коэффициент пропускания света, который изменяется при приложении электрического потенциала к указанной электрохромной среде;

множество первых находящихся на расстоянии друг от друга средств, контактирующих с указанным первым проводящим покрытием и выполненных с возможностью подвода электрического тока к указанному первому проводящему покрытию;

множество вторых находящихся на расстоянии друг от друга средств, контактирующих с указанным вторым проводящим покрытием и выполненных с возможностью подвода электрического тока к указанному второму проводящему покрытию, для создания электрического потенциала на указанной электрохромной среде;

первое множество соединителей, при этом каждый из указанного первого множества соединителей индивидуально и по отдельности соединен, по меньшей мере, с одним соответствующим средством из множества первых расположенных на расстоянии друг от друга средств для подвода электрического тока, по меньшей мере, к одному соответствующему средству из множества первых расположенных на расстоянии друг от друга средств;

второе множество соединителей, при этом каждый из указанного второго множества соединителей индивидуально и по отдельности соединен, по меньшей мере, с одним соответствующим средством из множества вторых расположенных на расстоянии друг от друга средств для подвода электрического тока, по меньшей мере, к одному соответствующему средству из множества вторых расположенных на расстоянии друг от друга средств.

23. Оконный узел по п.1, в котором указанные первое и второе проводящие покрытия имеют толщину в диапазоне 5000-50000 .