ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Некоторые примеры осуществления настоящего изобретения относятся к затемняющим экранам, которые можно использовать со стеклопакетами, к стеклопакетам, содержащим такие затемняющие экраны, и/или к способам их изготовления. Более конкретно, некоторые примеры осуществления настоящего изобретения относятся к электрическим потенциалоуправляемым затемняющим экранам, которые можно использовать со стеклопакетами, к стеклопакетам, содержащим такие затемняющие экраны, и/или способам их изготовления.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Строительная отрасль известна своим высоким энергопотреблением, которое, как было показано, составляет 30-40% от первичного мирового энергопотребления. Большая часть данного энергопотребления связана с эксплуатационными расходами, например на отопление, кондиционирование, вентиляцию и освещение, особенно в старых сооружениях, построенных с использованием менее строгих стандартов энергоэффективности.
[0003] Например, окна обеспечивают естественное освещение, свежий воздух, доступ и связь с внешним миром. Однако они часто также представляют собой значительный источник потерь энергии. При наличии тенденции к росту использования окон в архитектуре все более важным становится уравновешивание конфликтующих друг с другом интересов энергетической эффективности и комфорта человека. Кроме того, свой вклад в потребность в новых системах энергоэффективного остекления вносят проблемы, связанные с глобальным потеплением и выбросами углекислого газа.
[0004] В связи с этим, поскольку окна обычно являются «слабым звеном» в изоляции здания, и, учитывая современные архитектурные решения, которые часто включают в себя целые фасады из стекла, становится очевидно, что окна с улучшенной изоляцией были бы полезны с точки зрения контроля и снижения энергозатрат. Таким образом, разработка окон с высокой степенью изоляции дает значительные преимущества как с экологической, так и с экономической точки зрения.
[0005] Были разработаны стеклопакеты, обеспечивающие улучшенную изоляцию зданий и других сооружений, и на Фиг. 1 представлен схематический вид в поперечном сечении примера стеклопакета. В показанном на Фиг. 1 примере стеклопакета первая и вторая подложки 102 и 104 по существу параллельны и расположены на расстоянии друг от друга. По периферии первой и второй подложек 102 и 104 предусмотрена разделительная система 106, которая помогает удерживать их по существу параллельно и на некотором расстоянии друг от друга и помогает определить зазор или пространство 108 между ними. В некоторых случаях зазор 108 может быть по меньшей мере частично заполнен инертным газом (таким как, например, Ar, Kr, Xe и/или т. п.) для улучшения изолирующих свойств всего стеклопакета. В некоторых случаях в дополнение к разделительной системе 106 могут быть предусмотрены необязательные внешние уплотнители.
[0006] Окна являются уникальными элементами в большинстве зданий в том смысле, что они способны «снабжать» энергией здание в виде теплопритока от солнечного излучения зимой и дневного света в течение всего года. Однако современные оконные технологии, как правило, ведут к чрезмерным затратам на отопление зимой, охлаждение летом и часто не способны использовать преимущества дневного света, который позволил бы приглушить или выключить осветители у большей части коммерческих потребителей в государстве.
[0007] Одним из многообещающих способов улучшения характеристик окон является тонкопленочная технология. Тонкие пленки можно, например, наносить непосредственно на стекло во время производства, на полимерное полотно, которым можно модернизировать уже существующее окно с соответственно меньшими затратами и т. д. И за последние два десятилетия был достигнут прогресс прежде всего за счет уменьшения коэффициента теплопередачи (U-значения) окон благодаря использованию статических или «пассивных» покрытий с низкой излучательной способностью (низкоэмиссионных покрытий), а также за счет снижения коэффициента теплопритока от солнечного излучения (SHGC) благодаря использованию спектрально избирательных низкоэмиссионных покрытий. Низкоэмиссионные покрытия, например, можно использовать в сочетании со стеклопакетами, такими как, например, показанные и описанные с отсылкой на Фиг. 1. Однако все еще возможны дополнительные усовершенствования.
[0008] Например, следует понимать, что было бы желательно обеспечить более динамический вариант стеклопакета, в котором будет учтено желание обеспечить улучшенную изоляцию зданий и т. п., использовано преимущество способности солнца «снабжать» энергией внутреннее пространство зданий, а также обеспечена конфиденциальность, более соответствующая принципу «по требованию». Следует понимать, что было бы также желательно, чтобы такие изделия имели приятный и эстетичный внешний вид.
[0009] Некоторые варианты осуществления направлены на решение этих и/или других проблем. Например, некоторые примеры осуществления настоящего изобретения относятся к электрическим потенциалоуправляемым затемняющим экранам, которые можно использовать со стеклопакетами, к стеклопакетам, содержащим такие затемняющие экраны, и/или способам их изготовления.
[0010] В некоторых примерах осуществления изобретения предложен стеклопакет. Каждая из первой и второй подложек имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности, и внутренняя основная поверхность первой подложки обращена к внутренней основной поверхности второй подложки. Разделительная система помогает удерживать первую и вторую подложки по существу параллельно и на некотором расстоянии друг от друга и образует между ними зазор. Между первой и второй подложками расположен динамически управляемый затемняющий экран, который включает в себя: первое проводящее покрытие, расположенное непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки; диэлектрическую или изолирующую пленку, расположенную непосредственно или опосредованно на первом проводящем покрытии; и шторку, включающую в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки и отведения для выполнения функции открытого положения шторки. Первое и второе проводящие покрытия выполнены с возможностью электрического соединения с источником питания, который выполнен с возможностью управления им с целью избирательной установки разности электрических потенциалов для соответствующего перевода полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки.
[0011] В некоторых примерах осуществления предложен способ изготовления стеклопакета. Способ включает: обеспечение первой и второй подложек, причем каждая имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности; получение первого проводящего покрытия непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки; обеспечение диэлектрической или изолирующей пленки непосредственно или опосредованно на первом проводящем покрытии; размещение смежно с диэлектрической или изолирующей пленкой шторки, включающей в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки и отведения для выполнения функции открытого положения шторки; электрическое соединение первого и второго проводящих покрытий с источником питания, причем первое проводящее покрытие, диэлектрическая или изолирующая пленка и шторка по меньшей мере частично образуют динамический затемняющий экран, выполненный с возможностью управления им с помощью источника питания для избирательной установки разности электрических потенциалов и, соответственно, перевода полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки; и соединение первой и второй подложек друг с другом по существу параллельно и на некотором расстоянии друг от друга при помощи разделительной системы таким образом, что внутренние поверхности первой и второй подложек обращены друг к другу при изготовлении стеклопакета, причем между ними образован зазор, при этом динамический затемняющий экран расположен между первой и второй подложками в зазоре.
[0012] В некоторых примерах осуществления предложен способ изготовления стеклопакета. Способ включает обеспечение первой и второй подложек, причем каждая имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности, причем внутренняя основная поверхность первой подложки обращена к внутренней основной поверхности второй подложки. Первое проводящее покрытие формируют непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки, а на первом проводящем покрытии размещают непосредственно или опосредованно диэлектрическую или изолирующую пленку. Шторка размещена смежно с диэлектрической или изолирующей пленкой шторки, включающей в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки, и отведения для выполнения функции открытого положения шторки. Первое и второе проводящие покрытия выполнены с возможностью электрического соединения с источником питания, причем первое проводящее покрытие, диэлектрическая или изолирующая пленка и шторка по меньшей мере частично образуют динамический затемняющий экран, выполненный с возможностью управления им с помощью источника питания для избирательной установки разности электрических потенциалов и, соответственно, перевода полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки. Способ дополнительно включает соединение первой и второй подложек друг с другом по существу параллельно и на некотором расстоянии друг от друга при помощи разделительной системы таким образом, что внутренние поверхности первой и второй подложек обращены друг к другу при изготовлении стеклопакета, причем между ними образован зазор, при этом динамический затемняющий экран расположен между первой и второй подложками в зазоре.
[0013] В некоторых примерах осуществления предложен способ эксплуатации динамического затемняющего экрана в стеклопакете. Способ включает обеспечение стеклопакета, изготовленного в соответствии с методиками, описанными в настоящем документе; и избирательную активацию источника питания для перемещения полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки.
[0014] Элементы, аспекты, преимущества и примеры осуществления, описанные в настоящем документе, можно комбинировать для реализации дополнительных вариантов осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0015] Эти и другие элементы и преимущества могут быть лучше и более полно понятыми со ссылкой на приведенное ниже подробное описание примеров иллюстративных вариантов осуществления в сочетании с графическими материалами, причем:
[0016] на ФИГ. 1 представлен схематический вид в поперечном сечении примера стеклопакета;
[0017] на ФИГ. 2 представлен схематический вид в поперечном сечении примера стеклопакета, включающего в себя электрические потенциалоуправляемые затемняющие экраны, которые можно использовать в сочетании с некоторыми примерами осуществления;
[0018] на ФИГ. 3 представлен вид в поперечном сечении, на котором показаны примеры компонентов «на стекле» из примера стеклопакета, показанного на Фиг. 2, предусматривающего шторочное действие в соответствии с некоторыми примерами осуществления;
[0019] на ФИГ. 4 представлен вид в поперечном сечении примера шторки из примера стеклопакета, показанного на Фиг. 2, в соответствии с некоторыми примерами осуществления;
[0020] на ФИГ. 5 представлен схематический вид в поперечном сечении примера стеклопакета, включающего в себя электрический потенциалоуправляемый затемняющий экран с перфорациями, который можно использовать в сочетании с некоторыми примерами осуществления;
[0021] на ФИГ. 6a-6b с отсылкой к примеру стеклопакета, показанного Фиг. 5, показано, как в некоторых случаях может избирательно отражаться солнечное излучение;
[0022] на ФИГ. 7 представлен вид в поперечном сечении, на котором показана альтернативная геометрическая форма перфораций, выполненных в примере затемняющего экрана, показанном на Фиг. 5, в соответствии с некоторыми примерами осуществления;
[0023] на ФИГ. 8a-8c представлены виды в поперечном сечении шторок, аналогичных примеру, показанному на Фиг. 3, за исключением того, что для улучшения эстетического внешнего вида всего затемняющего экрана использованы внешние покрытия в соответствии с некоторыми примерами осуществления;
[0024] на ФИГ. 9-11 представлены графики зависимости процентной доли отражения от длины волны для некоторых примеров материалов внешнего покрытия, которые можно использовать в сочетании со стопками слоев, показанными на Фиг. 8а-8b, в некоторых примерах осуществления;
[0025] на ФИГ. 12 представлен график, демонстрирующий влияние температуры на модуль Юнга;
[0026] на ФИГ. 13 представлены типичные кривые релаксации напряжений для пленки из полиэтилентерефталата (ПЭТ) при различных температурах;
[0027] на ФИГ. 14 приведена сводка по основным ограничениям функций затемняющего экрана, которые могут проявиться в некоторых примерах осуществления;
[0028] на ФИГ. 15 представлена таблица, включающая в себя характеристики прочности рулона для нескольких материалов, которые могут быть актуальны в некоторых примерах осуществления;
[0029] на ФИГ. 16 представлен схематический вид шторки, включающей солнечный элемент из селенида меди-индия-галлия (CIGS), которую можно использовать в сочетании с некоторыми примерами осуществления;
[0030] на ФИГ. 17-19 показано, как затемняющий экран можно соединять с остеклением и подводить питание в соответствии с некоторыми примерами осуществления;
[0031] на ФИГ. 20 представлена принципиальная схема, показывающая альтернативный подход к соединению затемняющего экрана с остеклением и к подаче питания в соответствии с некоторыми примерами осуществления; и
[0032] на ФИГ. 21 представлена принципиальная схема, показывающая еще один альтернативный подход к соединению затемняющего экрана с остеклением и к подаче питания в соответствии с некоторыми примерами осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0033] Некоторые примеры осуществления настоящего изобретения относятся к электрическим потенциалоуправляемым затемняющим экранам, которые можно использовать со стеклопакетами, к стеклопакетам, содержащим такие затемняющие экраны, и/или способам их изготовления. Если обратиться к прилагаемым чертежам, на ФИГ. 2 представлен схематический вид в поперечном сечении примера стеклопакета, включающего в себя электрические потенциалоуправляемые затемняющие экраны, которые можно использовать в сочетании с некоторыми примерами осуществления. Более конкретно, Фиг. 2 аналогична Фиг. 1 в том, что первая и вторая по существу параллельные и разнесенные друг от друга стеклянные подложки 102 и 104 отделены друг от друга при помощи разделительной системы 106, и между ними образован зазор 108. Первый и второй электрические потенциалоуправляемые затемняющие экраны 202a и 202b расположены в зазоре 108 вблизи внутренних основных поверхностей первой и второй подложек 102 и 104 соответственно. Как станет ясно из приведенного ниже описания, затемняющие экраны 202a и 202b управляются путем создания разности электрических потенциалов между затемняющими экранами 202a и 202b и проводящими покрытиями, сформированными на внутренних поверхностях подложек 102 и 104. Как также станет ясно из приведенного ниже описания, каждый из затемняющих экранов 202a и 202b может быть создан с использованием полимерной пленки, покрытой проводящим покрытием (например, покрытием, содержащим слой, включающий Al, Cr, оксид индия-олова (ITO) и/или т. п.). Затемняющий экран с алюминиевым покрытием может обеспечивать частичное или общее отражение от видимого света и до значительной части всей солнечной энергии.
[0034] Затемняющие экраны 202а и 202b в обычном положении отведены (например, свернуты в рулон), но они быстро выдвигаются (например, разворачиваются) при приложении соответствующего напряжения, чтобы покрывать по меньшей мере часть подложек 102 и 104 по аналогии с, например, «традиционными» оконными жалюзи. Свернутый в рулон затемняющий экран может иметь очень малый диаметр, как правило, намного меньше ширины зазора 108 между первой и второй подложками 102 и 104, так что он может функционировать между ними и по существу быть скрыт от взгляда в свернутом в рулон состоянии. Развернутые затемняющие экраны 202а и 202b прочно прикрепляются к смежным подложкам 102 и 104.
[0035] Затемняющие экраны 202a и 202b при переходе из отведенной конфигурации в выдвинутую конфигурацию проходят по всей вертикальной длине видимой или заключенной в раму области подложек 102 и 104 или по ее части. В отведенной конфигурации затемняющие экраны 202a и 202b имеют первую площадь поверхности, которая по существу обеспечивает прохождение излучения через заключенную в раму область. В выдвинутой конфигурации затемняющие экраны 202a и 202b имеют вторую площадь поверхности, которая по существу контролирует прохождение излучения через заключенную в раму область. В некоторых примерах осуществления затемняющие экраны 202a и 202b могут иметь ширину, которая проходит по всей горизонтальной ширине или части горизонтальной ширины заключенной в раму области подложек 102 и 104, к которым они прикреплены.
[0036] Каждый из затемняющих экранов 202a и 202b расположен между первой и второй подложками 102 и 104, и каждый предпочтительно прикреплен с одного конца к внутренней поверхности подложек (или к расположенному на них диэлектрическому или другому слою) вблизи их верхних частей. Для этого может быть использован слой адгезива. Затемняющие экраны 202 и 204 показаны на Фиг. 2 частично развернутыми (частично выдвинутыми). В некоторых примерах осуществления затемняющие экраны 202a и 202b и любой адгезивный слой или другая крепежная конструкция предпочтительно скрыты от взгляда, чтобы затемняющие 202a и 202b были видны только при по меньшей мере частичном разворачивании.
[0037] Диаметр полностью свернутого затемняющего экрана предпочтительно составляет около 1-5 мм, но в некоторых примерах осуществления может быть больше 5 мм. Предпочтительно диаметр свернутого затемняющего экрана не превышает ширину зазора 108, которая, как правило, составляет около 10-15 мм, что способствует быстрому и многократному выполнению операций разворачивания и сворачивания. Хотя в примере на Фиг. 2 показаны два затемняющих экрана 202a и 202b, следует понимать, что в некоторых примерах осуществления может быть предусмотрен только один затемняющий экран, а также следует понимать, что один затемняющий экран может быть предусмотрен на внутренней поверхности либо внутренней, либо наружной подложки 102 или 104. В примерах осуществления с двумя затемняющими экранами их суммарный диаметр предпочтительно не превышает ширину зазора 108, например, для облегчения операций разворачивания и сворачивания обоих затемняющих экранов.
[0038] Для помощи в управлении затемняющими экранами 202a и 202b может быть предусмотрен электронный контроллер. Электронный контроллер может быть электрически соединен с затемняющими экранами 202a и 202b, а также с подложками 102 и 104, например, посредством подходящих проводов или т. п. Провода могут быть скрыты от взгляда через собранный стеклопакет. Электронный контроллер выполнен с возможностью подачи выходного напряжения на затемняющие экраны 202a и 202b. В некоторых примерах осуществления для приведения в движение затемняющих экранов 202а и 202b может быть использовано выходное напряжение в диапазоне около 100-500 В постоянного тока. Для этого можно использовать внешний источник питания переменного или постоянного тока, батарею постоянного тока и/или т. п. Следует понимать, что может быть предусмотрено большее или меньшее выходное напряжение, например в зависимости от параметров изготовления и материалов, которые составляют затемняющие экраны 202a и 202b, слои на подложках 102 и 104 и т. д.
[0039] Контроллер может быть соединен с ручным переключателем, дистанционным (например, беспроводным) управлением или другим устройством ввода, например, чтобы указывать, нужно ли отводить или выдвигать затемняющие экраны 202a и 202b. В некоторых примерах осуществления электронный контроллер может включать в себя процессор, функционально связанный с запоминающим устройством, в котором хранятся команды для приема и декодирования управляющих сигналов, которые, в свою очередь, вызывают избирательное приложение напряжения для управления выдвиганием и/или отведением затемняющих экранов 202a и 202b. Могут быть предоставлены дополнительные команды для реализации других функциональных возможностей. Например, может быть установлен таймер, чтобы затемняющие экраны 202a и 202b можно было запрограммировать на выдвигание и отведение в заданные пользователем или в другие моменты времени, может быть предусмотрен датчик температуры, чтобы затемняющие экраны 202a и 202b можно было запрограммировать на выдвигание и отведение при достижении указанных пользователем температур внутри и/или вне помещения, могут быть предусмотрены светочувствительные датчики, чтобы затемняющие экраны 202a и 202b можно было запрограммировать на выдвигание и отведение в зависимости от освещенности за пределами сооружения и т. д.
[0040] Хотя на Фиг. 2 показаны два затемняющих экрана 202a и 202b, как отмечалось выше, некоторые примеры осуществления могут включать только один затемняющий экран. Кроме того, как указано выше, такие затемняющие экраны могут быть выполнены с возможностью выдвижения вертикально и горизонтально вдоль и по существу через весь стеклопакет, а в других примерах осуществления могут быть применены затемняющие экраны, которые покрывают только части стеклопакетов, в которых они расположены. В таких случаях может быть предусмотрено несколько затемняющих экранов для обеспечения более избирательного покрытия с учетом внутренних или внешних конструкций, таких как рейки переплета, или для имитации шторок из зеленых насаждений и т. д.
[0041] В некоторых примерах осуществления в нижней части стеклопакета может быть расположен блокирующий ограничитель, например вдоль его ширины, для предотвращения разворачивания затемняющих экранов на всю длину. Блокирующий ограничитель может быть изготовлен из проводящего материала, такого как металл или т. п. Блокирующий ограничитель также может быть покрыт полимером с низким коэффициентом рассеяния, таким как, например, полипропилен, фторированный этиленпропилен (ФЭП), политетрафторэтилен (ПТФЭ) и/или т. п.
[0042] Примеры подробностей работы затемняющих экранов 202a и 202b в отношении Фиг. 3-4 представлены не будут. Более конкретно, на Фиг. 3 представлен вид в поперечном сечении, на котором показаны примеры компонентов «на стекле» из примера стеклопакета, показанного на Фиг. 2, предусматривающего шторочное действие в соответствии с некоторыми примерами осуществления; и на Фиг. 4 представлен вид в поперечном сечении примера шторки из примера стеклопакета, показанного на Фиг. 2, в соответствии с некоторыми примерами осуществления. На Фиг. 3 показана стеклянная подложка 302, которую можно использовать в качестве одной или обеих подложек 102 и 104, показанных на Фиг. 2. На стеклянную подложку 302 нанесены наносимые на стекло компоненты 304, а также шторка 312. В некоторых примерах осуществления в развернутом состоянии проводник 404 может быть ближе к подложке 302, чем слой 406 краски. В других примерах осуществления конструкция может быть обратной, так что, например, в развернутом состоянии проводник 404 может находиться дальше от подложки 302, чем слой 406 краски.
[0043] К наносимым на стекло компонентам 304 относятся прозрачный проводник 306 вместе с диэлектрическим материалом 308, который может быть прикреплен к подложке 302 с помощью прозрачного адгезива 310 с низкой мутностью или т. п. Эти материалы предпочтительно являются по существу прозрачными. В некоторых примерах осуществления прозрачный проводник 306 электрически соединен клеммой с проводом, идущим к контроллеру. В некоторых примерах осуществления прозрачный проводник 306 служит фиксированным электродом конденсатора, а диэлектрический материал 308 служит диэлектриком этого конденсатора.
[0044] Прозрачный проводник 306 может быть образован из любого подходящего материала, такого как, например, ITO, оксид олова (например, SnO2 или с другим подходящим стехиометрическим составом) и т. д. В некоторых примерах осуществления прозрачный проводник 306 может иметь толщину 10-500 нм. В некоторых примерах осуществления диэлектрический материал 308 может представлять собой полимер с низким коэффициентом рассеяния. К подходящим материалам относятся, например, полипропилен, ФЭП, ПТФЭ, полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиимид (ПИ) и полиэтиленнафталат (ПЭН) и т. д. В некоторых примерах осуществления диэлектрический материал 308 может иметь толщину 4-25 мкм. Толщина диэлектрического материала 308 может быть выбрана таким образом, чтобы сбалансировать надежность затемняющего экрана и величину напряжения (например, из-за того, что более тонкие диэлектрические слои, как правило, снижают надежность, в то время как более толстые диэлектрические слои, как правило, требуют при эксплуатации прикладывать высокое напряжение).
[0045] Как известно, многие низкоэмиссионные покрытия являются проводящими. Таким образом, в некоторых примерах осуществления вместо прозрачного проводника 306 можно использовать низкоэмиссионное покрытие. Низкоэмиссионное покрытие может представлять собой низкоэмиссионное покрытие на основе серебра, например такое, в котором один, два, три или более слоев, содержащих Ag, могут быть расположены между диэлектрическими слоями. В таких случаях потребность в адгезиве 310 может быть снижена или полностью устранена.
[0046] Шторка 312 может включать в себя упругий слой 402. В некоторых примерах осуществления проводник 404 может находиться на одной стороне упругого слоя 402, а декоративная краска 406 может быть необязательно нанесена на другую сторону. В некоторых примерах осуществления проводник 404 может быть прозрачным, и, как показано, декоративная краска 406 является необязательной. В некоторых примерах осуществления проводник 404 и/или декоративная краска 406 могут быть полупрозрачными или иным образом придавать шторке 312 окраску или эстетические качества. В некоторых примерах осуществления упругий слой 402 может быть образован из термоусадочного полимера, такого как, например, ПЭН, ПЭТ, полифениленсульфид (ПФС), полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) и т. д. В некоторых примерах осуществления упругий слой 402 может иметь толщину
1-25 мкм. В других примерах осуществления проводник 404 может быть изготовлен из того же материала, что и проводник 306, или из иного материала. Можно использовать, например, материалы на основе металла или оксида металла. В некоторых примерах осуществления можно использовать материал толщиной 10-50 нм, включающий в себя слой, содержащий, например, ITO, Al, Ni, NiCr, оксид олова и/или т. п. В некоторых примерах осуществления сопротивление проводника 404 может находиться в диапазоне
40-200 Ом/квадрат.
[0047] Декоративная краска 406 может включать в себя пигменты, частицы и/или другие материалы, избирательно отражающие и/или поглощающие видимые цвета и/или инфракрасное излучение.
[0048] Как показано на Фиг. 2, затемняющие экраны 202a и 202b обычно скручены в виде спиральных рулонов, причем внешний конец спирали прикреплен с помощью адгезива к подложкам 102 и 104 (или, например, к диэлектрику на них). Проводник 404 может быть электрически соединен посредством клеммы с проводом или т. п., и может служить в качестве регулируемого электрода конденсатора, в котором проводник 306 служит фиксированным электродом, а диэлектрик 308 соответствующим диэлектриком.
[0049] Когда между регулируемым электродом и фиксированным электродом предусмотрен электропривод, например, когда между проводником 404 шторки 312 и проводником 306 на подложке 302 подают напряжение или ток, шторка 312 притягивается к подложке 302 за счет электростатической силы, создаваемой разницей потенциалов между двумя электродами. Притягивание регулируемого электрода приводит к раскручиванию скрученного затемняющего экрана. Электростатическая сила, действующая на регулируемый электрод, приводит к тому, что шторка 312 надежно удерживается на фиксированном электроде подложки 302. В результате покрывающий слой 406 краски на затемняющем экране избирательно отражает или поглощает определенные видимые цвета и/или инфракрасное излучение. Таким образом, развернутый затемняющий экран помогает управлять пропусканием излучения путем избирательного блокирования и/или отражения определенного света или другого излучения, не давая ему проходить через стеклопакет и, таким образом, изменяя общий режим функционирования стеклопакета с пропускающего на частично или избирательно пропускающий или даже в некоторых случаях на непрозрачный.
[0050] При снятии электропривода с регулируемого электрода и фиксированного электрода, аналогично пропадает электростатическая сила, действующая на регулируемый электрод. Модуль упругости, присутствующий в упругом слое 402 и проводнике 404, приводит к возврату затемняющего экрана в исходное, плотно намотанное положение. Поскольку движением затемняющего экрана управляет, главным образом, емкостная цепь, ток по существу течет только в то время, когда затемняющий экран либо разворачивается, либо сворачивается. В результате среднее потребление энергии затемняющим экраном является чрезвычайно низким. Таким образом, несколько стандартных батарей АА могут обеспечивать функционирование затемняющего экрана в течение нескольких лет по меньшей мере в некоторых случаях.
[0051] В одном примере подложка 302 может представлять собой прозрачное стекло толщиной 3 мм, доступное для приобретения у патентообладателя. В качестве адгезивного слоя 310 можно использовать акриловый адгезив с низкой мутностью. В качестве проводника 306 можно использовать напыленный ITO с сопротивлением 100-300 Ом/квадрат. Полимерная пленка может представлять собой материал ПЭТ с низкой мутностью (например, мутность < 1%) толщиной 12 мкм. В качестве декоративной краски 406 можно использовать краску на основе ПВХ производства компании Sun Chemical Inc., нанесенную слоем 3-8 мкм. В качестве упругого слоя 402 можно использовать материал ПЭН производства компании DuPont толщиной 6, 12 или 25 мкм. В качестве непрозрачного проводника 406 можно использовать испаренный Al с номинальной толщиной 375 нм. Для прозрачного варианта можно использовать напыленный ITO. В обоих случаях сопротивление может составлять 100-400 Ом/квадрат. В некоторых примерах осуществления ITO или другой (-ие) проводящий (-ие) материал (-ы) можно напылять или иным образом наносить на соответствующие полимерные несущие слои. Конечно, эти примеры материалов, значения толщины, электрические свойства и их различные комбинации и подкомбинации и т. д. не должны рассматриваться как ограничивающие, если иное специально не оговорено.
[0052] Могут быть реализованы дополнительные детали и альтернативные варианты производства, эксплуатации и/или др. См., например, патенты США № 8,982,441; 8,736,938; 8,134,112; 8,035,075; 7,705,826; и 7,645,977; содержание которых полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
[0053] Некоторые примеры осуществления могут включать микроскопические перфорации или сквозные отверстия, которые позволяют свету проходить через затемняющий экран и обеспечивают пропорциональное пропускание солнечного света в зависимости от угла, под которым находится солнце. Эти перфорации или отверстия могут способствовать пропорциональному затемнению прямого солнечного света. Затемняющие эффекты микроскопических отверстий можно сравнить с эффектами наружных штор, за исключением того, что отверстия остаются невидимыми, поскольку в некоторых примерах осуществления они слишком малы для того, чтобы человеческий глаз мог их видеть. Размер, распределение и угол этих отверстий могут быть выполнены с возможностью контроля количества солнечной энергии, поступающей в здание в разное время года. Например, летом, когда солнце высоко в небе, размер, распределение и угол отверстий могут помочь обеспечить снижение пропускания солнечного света, при этом пропуская некоторую часть света в здание. Напротив, отверстия могут быть выполнены таким образом, чтобы затемняющий экран обеспечивал пропускание солнечного света зимой, снижая потребность в отоплении в холодное время года. Например, благодаря конструкции сквозных отверстий можно уменьшать количество поступающей энергии солнечного света, проходящей через стеклопакет, на величину до 90% летом (а иногда даже больше), одновременно обеспечивая пропускание около 35% солнечного света зимой (а иногда даже больше). Таким образом, перфорации можно использовать для обеспечения пассивного подхода к контролю солнечного света в сочетании с более активным и динамическим применением затемняющего экрана с электростатическим управлением. В некоторых примерах осуществления конструкция отверстий может обеспечивать уменьшение количества энергии солнечного света, проходящей через стеклопакет, на по меньшей мере 50% летом, более предпочтительно на по меньшей мере 60%, еще более предпочтительно на по меньшей мере 75%, а иногда на 80-90% или более. В некоторых примерах осуществления конструкция отверстий может дополнительно или альтернативно обеспечивать долю пропускаемой энергии солнечного света, проходящего через стеклопакет, равную по меньшей мере 20%, более предпочтительно по меньшей мере 25%, а иногда 30-35% или более. В некоторых примерах осуществления конструкция с одиночными отверстиями может обеспечивать разницу в пропускании энергии солнечного света, проходящего через стеклопакет, между летним и зимним периодами, составляющую по меньшей мере около 30%, более предпочтительно по меньшей мере около 40%, и еще более предпочтительно по меньшей мере около 50-55%, а иногда даже больше.
[0054] Следует понимать, что размер, форма и/или расположение отверстий могут зависеть от, например, приблизительной широты места установки стеклопакета, ориентации стеклопакета в данном месте (например, находится ли стеклопакет в вертикальном положении, например в двери или окне, перпендикулярно или под углом, как в случае светового люка и т. п.) и т. д. С этими или другими целями можно, например, настраивать различные углы отверстий, например, для обеспечения улучшенных коэффициентов затемнения, значений теплопритока от солнечного излучения и т. д.
[0055] Более того, что касается размера отверстия, диаметра, угла и т. д., следует понимать, что толщина (T) динамического затемняющего экрана в некоторых примерах осуществления может составлять 10-32 мкм. В некоторых случаях величина диаметра или наибольшего размера отверстия (D) может зависеть от этой толщины. Например, диаметр или наибольший размер в некоторых примерах осуществления может составлять от 0,5 Т до 5 Т. Следует понимать, что 0,5 Т приравнивается к прямому солнечному свету, не проходящего через пленку под углом более 26,5 градусов к горизонтали. Это предполагает, что угол отверстия перпендикулярен наружной поверхности динамического затемняющего экрана. Количество света зависит от диаметра отверстия, толщины динамического затемняющего экрана, угла отверстий и количества отверстий. Расположение отверстия под углом вниз обеспечивает аналогичные возможности блокирования света, но в этом случае отверстие может быть большего размера, что позволяет лучше пропускать непрямой свет. Отверстия можно располагать под углом таким образом, чтобы прямой свет не проходил через затемняющий экран. В случае, когда D=T, отверстия должны иметь смещение 45 градусов (вверх или вниз) от перпендикуляра. Этот угол увеличивается, если D > T.
[0056] На Фиг. 5 представлен схематический вид в поперечном сечении примера стеклопакета, включающего в себя электрический потенциалоуправляемый затемняющий экран, включающий в себя перфорации 502, который можно использовать в сочетании с некоторыми примерами осуществления. Как показано на Фиг. 5, отверстия образованы в части шторки 312 затемняющего экрана. Таким образом, отверстия 502 проходят через декоративную краску 406, упругий полимер 402 и прозрачный проводник 404 на нем. Однако в некоторых примерах осуществления отверстия 502 не должны проходить через нижнюю наносимую на стекло часть 304 затемняющего экрана. Это может быть преимуществом с точки зрения производства, поскольку наносимую на стекло часть 304 можно формировать отдельно от части шторки 312 затемняющего экрана. Более того, в некоторых примерах осуществления для наносимой на стекло части 304 могут быть использованы способы сплошного нанесения покрытия, такие как распыление или т. п., тогда как изготовление части шторки 312 может включать дополнительные этапы, реализованные после покрытия упругого полимера 402 прозрачным проводником 404 и/или краской 406.
[0057] В некоторых примерах осуществления отверстия 502 в части шторки 312 могут быть образованы с помощью любой подходящей методики. Например, микроотверстия могут быть образованы с помощью лазерной резки, штамповки, вырубной резки, фотолитографического способа, сверления (такого как, например, физическое сверление, электронно-лучевое сверление и т. д.) и/или т. п. Отверстия могут быть выполнены так, чтобы поперечное сечение было по существу круглым, прямоугольным и т. д. В некоторых примерах осуществления диаметр или наибольший размер будет приблизительно равен общей толщине затемняющего экрана и, таким образом, будет составлять приблизительно 10-30 мкм. В некоторых примерах осуществления в результате формирования отверстий могут быть удалены 30-70% части шторки 312, более предпочтительно 40-60% части шторки 312, а в некоторых случаях в результате формирования отверстий могут быть удалены приблизительно 50% части шторки 312. В некоторых примерах осуществления в результате формирования отверстий удаляют не более 50% части шторки 312. В некоторых примерах осуществления отверстия изменяют значение индекса цветопередачи (CRI) всего затемняющего экрана предпочтительно не более чем на 10, более предпочтительно не более чем на 5, еще более предпочтительно не более чем на 2-3, а иногда не более чем на 1 (например, не более чем на 0,5).
[0058] Хотя некоторые примеры осуществления были описаны как включающие в себя сквозные отверстия, различные варианты осуществления могут включать отверстия, проходящие через шторку 312 лишь частично. В некоторых примерах осуществления отверстия могут быть образованы путем обеспечения множества пластин, уложенных одна поверх другой. В таких случаях отверстия в смежных слоях пластин могут частично или полностью перекрываться или не перекрываться друг с другом. Например, в одном примере множество слоев пластин могут полностью перекрываться друг с другом с образованием по существу сквозного отверстия, в то время как другой пример может включать в себя смежные слои пластин, которые могут лишь частично перекрываться друг с другом с образованием расположенного под углом сквозного отверстия. В другом примере множество слоев пластин могут не перекрываться друг с другом. В некоторых примерах осуществления множество пластин могут быть наложены друг на друга с образованием шторки 312 (или по существу заменяя собой отдельную шторку).
[0059] На Фиг. 6a-6b с отсылкой к примеру стеклопакета, показанному на Фиг. 5, показано, как в некоторых случаях может избирательно отражаться солнечное излучение. Как показано на Фиг. 6a, например, если солнце 600 находится высоко (например, в летние месяцы) солнечное излучение 602а с большей вероятностью попадет на неудаленную часть шторки 312 выдвинутого затемняющего экрана, чем на выполненные в ней отверстия 502. Таким образом, значительная часть солнечного излучения будет отражена 602b (и/или поглощена, в зависимости от примера осуществления). Напротив, как показано на Фиг. 6b, когда солнце 600 находится в небе ниже (например, в зимние месяцы), солнечное излучение 602 с большей вероятностью будет проходить через отверстия 502, выполненные в шторке 312 затемняющего экрана.
[0060] На Фиг. 7 представлен вид в поперечном сечении, на котором показана альтернативная геометрическая форма перфораций, выполненных в примере затемняющего экрана, показанном на Фиг. 5, в соответствии с некоторыми примерами осуществления. В некоторых примерах осуществления отверстия, выполненные в части шторки 312 затемняющего экрана, могут быть расположены под углом. Например, на Фиг. 7 показаны отверстия 502’ в шторке 312, выполненные под углом. В некоторых примерах осуществления это может способствовать избирательному пропусканию через затемняющий экран.
[0061] Как будет понятно из приведенного выше описания, в механизме динамического затемняющего экрана используется скрученный в рулон полимер с проводящим слоем. В некоторых примерах осуществления проводник 402 может быть выполнен заодно с полимером 402 или может представлять собой внешнее покрытие, нанесенное, напыленное или иным образом сформированное на полимере 402. Как также указано выше, декоративную краску 406 можно использовать в комбинации с прозрачным проводящим материалом (например, на основе ITO) и/или лишь частично прозрачным или непрозрачным проводящим слоем. В некоторых примерах осуществления непрозрачный или лишь частично прозрачный проводящий слой может устранить необходимость в применении краски. В связи с этим в некоторых примерах осуществления можно использовать металл или по существу металлический материал. Алюминий представляет собой один пример материала, который можно использовать вместе с декоративной краской или без нее.
[0062] Использование алюминия в некоторых случаях может дать преимущество, поскольку он обеспечивает превосходную проводимость (низкое сопротивление) и высокие уровни отражающей способности в отношении падающего солнечного света как в видимом, так и в инфракрасном спектрах. Еще одной проблемой при использовании металлического или по существу металлического слоя (например, слоя, содержащего алюминий или состоящего по существу из алюминия) является то, что внутреннее отражение (и, в частности, зеркальное отражение) от него может быть эстетически непривлекательным. Кроме того, даже если отражение не является проблемой, использование такого слоя может привести к неприятному окрашиванию для наблюдателя, находящегося с внутренней стороны от стеклопакета.
[0063] Для некоторых изделий с покрытием известны и применяются противоотражающие (AR) технологии. Как правило, на поверхность, отражение от которой необходимо уменьшить, может быть нанесен слой или ряд слоев. В таких методиках часто применяют модель оптических помех, например в которой на поверхность, отражение от которой необходимо уменьшить, наносят материалы с высоким и низким показателем преломления, как правило, чередуя их. Однако, к сожалению, снижение отражения от «очень блестящего» металла, такого как нанесенный на поверхность алюминий, хром, молибден или др., создает большие технические проблемы. Снижение отражения поверхности стекла без покрытия, например на от около 10% до около 1%, может быть сложным, но тем не менее может быть достигнуто с помощью описанной выше методики оптических помех. Однако задача снижения отражения поверхности с алюминиевым покрытием, которая может иметь отражение около 90%, до как можно меньших значений еще более сложна, а стандартные методики (включая стандартные материалы) могут не работать как было задумано и как ожидалось на основании типичного опыта работы с изделиями с покрытием. При работе с материалом с высокой отражающей способностью, таким как алюминий, и при попытке снизить отражение от такого материала также может быть очень сложно сохранить единообразие цвета и/или единообразие изменений цвета на длинах волн видимого спектра. И действительно, алюминий не зря часто используют в зеркальных покрытиях.
[0064] Некоторые примеры осуществления помогают решить эти проблемы путем нанесения одного или более внешних слоев на проводник, чтобы снизить отражение видимого света и/или изменить цвет затемняющего экрана, чтобы получить более эстетически привлекательный продукт, и/или путем «разделения» проводника таким образом, чтобы между ними находился слой, обеспечивающий сдвиг фазы. В связи с этим на Фиг. 8a-8c представлены виды в поперечном сечении шторок, аналогичных примеру, показанному на Фиг. 3, за исключением того, что для улучшения эстетического внешнего вида всего затемняющего экрана использованы внешние покрытия в соответствии с некоторыми примерами осуществления. Шторка 312’ на Фиг. 8a включает в себя снижающее отражение внешнее покрытие 802, тогда как шторка 312” на Фиг. 8b включает в себя внешнее зеркальное диэлектрическое покрытие 804. Как показано на Фиг. 8a-8b, снижающее отражение внешнее покрытие 802 и внешнее зеркальное диэлектрическое покрытие 804 нанесены на проводник 404 и на основную поверхность полимера 402 затемняющего экрана, содержащего (например) ПЭН, расположенного с другой стороны от декоративной краски 406. Однако следует понимать, что краска 406 не обязательно должна быть предусмотрена, например, если проводник 404 не является прозрачным. Зеркальные покрытия, такие как, например, Al, могут устранять необходимость в декоративной краске 406. Следует также понимать, что в определенных примерах осуществления снижающее отражение внешнее покрытие 802 и внешнее зеркальное диэлектрическое покрытие 804 могут быть выполнены на основных поверхностях полимера 402 затемняющего экрана, содержащего (например) ПЭН, расположенного с другой стороны от проводника 404.
[0065] Для снижающего отражение внешнего покрытия 802 и внешнего зеркального диэлектрического покрытия 804 можно использовать различные материалы. Отдельные слои, которые можно использовать для снижающего отражение внешнего покрытия 802, могут включать в себя, например, слои, содержащие или по существу состоящие из Ni, Cr, NiCr, NiCrOx, инконеля (Inconel), аморфного кремния (a-Si), дугового угля, тетраэдрического аморфного углерода (Ta-C), Sb, Ti, NiTi, NiTiOx и/или т. п. Как правило, такие слои могут быть выполнены с толщиной 5-100 нм, более предпочтительно 5-60 нм, еще более предпочтительно 10-60 нм, а иногда 20-50 нм или 30-50 нм. Более конкретные примеры будут приведены ниже.
[0066] Такие же или аналогичные материалы можно использовать в сочетании с внешним зеркальным диэлектрическим покрытием 804. Например, в некоторых примерах осуществления можно использовать стопку слоев, содержащую слой Al, заключенный между слоями, содержащими оксид Ni, Ti и/или Cr (например, слоями, содержащими NiCrOx).
[0067] На Фиг. 8c показана шторка, аналогичная показанной на Фиг. 3, за исключением того, что сдвигающий фазу слой 806 в соответствии с некоторыми примерами осуществления по существу «разделяет» проводящий слой. Другими словами, как можно видеть на Фиг. 8c, сдвигающий фазу слой 806 при формировании шторки 312’’’ заключен между первым и вторым проводящими слоями 404a и 404b. Такие же или подобные материалы и/или значения толщины, что и упомянутые выше со ссылкой на Фиг. 8а-8b, могут быть использованы применительно к примеру, показанному на Фиг. 8c. Например, первый и второй проводящие слои 404a и 404b могут содержать или состоять по существу из металла, такого как Al или Ni, NiCr, оксида олова, ITO и/или т. п. Сдвигающий фазу слой 806 может содержать или состоять по существу из Ni, Cr и/или Ti или их оксида. Также в сдвигающем фазу слое 806 можно использовать нитрид титана и оксинитрид титана. Сдвигающий фазу слой 806 функционирует в сочетании с первым и вторым проводящими слоями 404a и 404b и может рассматриваться как слой, снижающий отражение. Более конкретно, наличие сдвигающего фазу слоя между одним полностью отражающим и одним частично отражающим слоем создает две идентичные интенсивности света и просто сдвигает их фазу для получения по меньшей мере частичного эффекта подавления, что дает преимущество. Следует понимать, что нижний проводящий слой 404a может быть проводящим в некоторых примерах осуществления. В некоторых примерах осуществления стопка, включающая в себя сдвигающий фазу слой 806 и проводящие слои 404a и 404b, может быть проводящей. Как указано выше, для первого и второго проводящих слоев 404a и 404b могут быть предусмотрены различные уровни отражающей способности, хотя это и необязательно во всех примерах осуществления. В некоторых примерах осуществления уровень отражающей способности можно настраивать по толщине покрытий (например, более толстые покрытия, как правило, являются более отражающими). В некоторых примерах осуществления первый проводящий слой 404a может быть тоньше и/или менее отражающим, чем второй проводящий слой 404b, например, чтобы декоративная краска 406 могла поглощать свет. В некоторых примерах осуществления расположение может быть обратным.
[0068] В целом, спектральное отражение также можно регулировать путем снижения полного отражения и/или перевода слоя с зеркально отражающего материала на диффузно отражающий материал. В связи с этим можно использовать описанные ниже методики, и их можно применять в любой подходящей комбинации, подкомбинации или комбинации подкомбинаций друг с другом и с подходами, показанными на Фиг. 8a-8c. Первый способ включает придание шероховатости верхней поверхности проводящего (часто металлического) слоя при помощи пескоструйной, дробеструйной, гранулоструйной или другой обдувной обработки, лазерной абляции, тиснения с помощью штампа или т. п. Это может помочь повысить шероховатость поверхности проводящего слоя и обеспечить желаемый эффект диффузного отражения. В некоторых примерах осуществления шероховатость поверхности (Ra) составляет менее 3,2 мкм.
[0069] Другой подход, который можно применять, включает химическое (например, кислотное) травление проводящего материала, создающее неровности и таким образом повышающее шероховатость поверхности. Еще один подход включает тиснение полимерного субстрата с использованием различных узоров перед нанесением на материал проводящего покрытия. Это может способствовать повышению шероховатости поверхности полимерного субстрата, и в ходе формирования по существу конформной тонкой пленки, например путем распыления и т. п., текстура полимерного субстрата по существу может быть перенесена на проводящее покрытие. Это может быть достигнуто в ходе, например, процесса каландрирования, при котором ролики, через которые проходит полимерная пленка, имеют узор, который переносится на полимерный субстрат. При использовании подхода с физическим нанесением текстуры, подобного указанному, на первую и/или вторую основные поверхности полимерного субстрата может быть нанесена текстура в виде предварительно заданного узора, например узора, определенного по меньшей мере частично рельефными элементами, которые необходимо выполнить на полимерном материале. В этом смысле глубина элементов может быть предварительно заданной. Кроме того, в некоторых примерах осуществления предварительно заданный узор может быть определен по меньшей мере частично относительно области, проходящей по полимерной подложке. В некоторых примерах осуществления можно использовать фрактальный рисунок. Следует понимать, что в дополнение к каландрированию или вместо него можно использовать штамповку, выдавливание и/или т. п.
[0070] Если используют слой металла, такого как алюминий, он может быть анодированным. Анодирование металлического слоя может способствовать приданию поверхности шероховатости, а также приданию цвета, что может быть преимуществом в некоторых примерах осуществления.
[0071] Еще один подход включает непосредственное или опосредованное нанесение краски на поверхность проводящего слоя. Краска может быть нанесена непрерывно или прерывисто. В настоящее время на полимерную подложку со стороны, противоположной проводящему слою, наносят краску на основе ПВХ. Однако нанесение краски на проводящий слой поможет уменьшить отражение и обеспечит еще одно средство добавления на шторку различных цветов, изображений и/или т. п. Краску в данном случае можно использовать вместо краски на противоположной стороне полимерной подложки или вместе с ней.
[0072] По существу в качестве дополнения или вместо применения методик оптических помех для уменьшения отражения, можно также добавлять на основной полимер рельефную поверхность, химически или физически модифицировать проводящий слой и/или добавлять слой краски, например, для достижения тех же или сходных целей и добиться дополнительного уменьшения нежелательного отражения и т. д.
[0073] На Фиг. 9-11 представлены графики зависимости процентной доли отражения от длины волны для некоторых примеров материалов внешнего покрытия, которые могут быть использованы в сочетании со стопками слоев, показанными на Фиг. 8а-8b, в некоторых примерах осуществления. Данные, показанные на этих графиках, являются моделированными. На каждой из Фиг. 9-11 показано отражение для непокрытого алюминия, нанесенного на лист ПЭТ толщиной 12 мкм, в зависимости от длины волны. Алюминий можно наносить путем выпаривания, электрохимического осаждения и/или т. п. На этих графиках также показано отражение для стопки слоев, включающей в себя такой же слой алюминия, но покрытый однослойным покрытием из различных материалов (кроме стопки слоев NiCrOx/Al/NiCrOx).
[0074] Толщина этих слоев была выбрана таким образом, чтобы достичь как можно более низкого отражения, и в то же время свести к минимуму изменение цвета при отражении. Как можно понять из этих графиков, сложно одновременно добиться низкой отражающей способности и панхроматичности. Наилучшая кривая достигается при использовании дугового углерода - материала, который не напыляется, но может быть образован путем генерации дуги с помощью пропускания больших токов через стержень из чистого углерода, прижимаемый к углеродной пластине. Хотя данный материал является желательным с точки зрения отражения и цветовых свойств, его производство в больших масштабах может быть невозможным. Однако характеристики Ta-C приближаются к характеристикам дугового углерода, и Ta-C можно напылять, например, с использованием графитовой мишени. Таким образом, в некоторых примерах осуществления может быть желательным слой, содержащий Ta-C. Дополнительные результаты, касающиеся материалов внешнего покрытия, представлены ниже.
[0075] Внешний слой покрытия, содержащий NiCrOx, формировали на слое, содержащем Al, снижая отражение, как показано на Фиг. 9 и 11. Значения толщины внешнего слоя, содержащего NiCrOx, по существу находились в диапазоне 20-60 нм, а конкретные примеры включают в себя 20 нм, 30 нм, 40 нм, 45 нм, 47 нм, 49 нм, 50 нм и 57 нм. В некоторых примерах осуществления можно использовать мишень 80Ni - 20Cr, и эту мишень предполагалось использовать для целей моделирования, показанных на Фиг. 9 и 11. Содержание кислорода может быть изменено для получения набора различных цветов, причем с сохранением электропроводности. Образец пленки толщиной
50-60 нм формировали поверх слоя, содержащего Al, и цвет пленки был сине-фиолетовым, что хорошо согласуется с моделями. В этом случае используют. Альтернативное стехиометрическое отношение NiCr может давать иные результаты в различных примерах осуществления.
[0076] Для дополнительного уменьшения отражения видимого света от затемняющего экрана на затемняющий экран могут быть нанесены дополнительные слои NiCrOx и Al. Таким образом, слой, содержащий Al, заключали между слоями, содержащими NiCrOx, и эту трехслойную стопку наносили поверх проводящего слоя, содержащего Al. Выполняли моделирование для оптимизации слоев, чтобы получить поверхность верхнего покрытия с низкой отражающей способностью. Результаты моделирования можно видеть на Фиг. 9. Общее отражение составляло менее 15%. В этом случае использовали 80Ni - 20Cr, хотя альтернативные стехиометрические отношения NiCr могут давать иные результаты. Как указано выше, содержание кислорода может быть изменено для получения набора различных цветов, причем с сохранением электропроводности. В некоторых примерах осуществления стопка слоев, содержащая NiCrOx/Al/NiCrOx, может иметь общую толщину 3-60 нм, более предпочтительно 3-30 нм и еще более предпочтительно 3-15 нм. В некоторых примерах осуществления монослои, содержащие NiCrOx, Al или т. п., могут иметь толщину 3-15 нм.
[0077] Другой способ значительного снижения общего отражения видимого света у алюминиевого слоя включает добавление углеродного внешнего покрытия. Нанесение углерода с помощью осаждения из катодной дуги было смоделировано для определения снижения отражения видимого света, и его можно видеть на Фиг. 9 и 11. Оптимизированная модель прогнозирует общую отражательную способность менее 10%. Примеры значений толщины находятся в диапазоне 30-60 нм, при этом конкретными примерами значений являются 45 нм и 50 нм.
[0078] Слой, содержащий металлический NiCr, также можно нанести поверх проводящего слоя, содержащего Al, чтобы снизить общее отражение видимого света. На Фиг. 10 показаны смоделированные характеристики слоев толщиной 10 нм, толщиной 20 нм, толщиной 30 нм и толщиной 40 нм. На Фиг. 11 показано, что примеры толщиной 43 нм, а также 45 нм и 47 нм также отдельно предусмотрены.
[0079] Как отмечалось выше, к другим материалам, которые можно использовать в однослойном или других внешних покрытиях, относятся: a-Si (например, толщиной 20-30 нм и, например, толщиной 21 нм, толщиной 23 нм, как показано на Фиг. 11, и толщиной 25 нм); инконель, например Inconel 600 (например, толщиной 40-60 нм и, например, толщиной 47 нм, толщиной 50 нм, как показано на Фиг. 11, и толщиной 53 нм); и Ta-C (например, толщиной
20-60 нм, причем конкретные примеры имеют толщину 39 нм, толщину 41 нм, толщину 43 нм, толщину 45 нм, как показано на Фиг. 11, толщину 47 нм и толщину 49 нм). Слои, содержащие Sb и/или Ti, также можно применять при общей толщине, описанной выше, и они могут подходить для обеспечения низкого отражения и хорошей окраски. Как известно, инконель представляет собой семейство аустенитных суперсплавов на основе никеля и хрома, которые являются материалами, устойчивыми к окислительной коррозии. Inconel 600 включает в себя (по массе) 72,0% Ni, 14,0-17,0% Cr, 6,0-10,0% Fe, 1,0% Mn, 0,5% Cu, 0,5% Si, 0,15% C и 0,015% S.
[0080] В некоторых примерах осуществления, благодаря использованию внешних покрытий описанного в настоящем документе типа и/или других внешних покрытий внутреннее отражение предпочтительно снижается до менее 60% для всего или по существу всего диапазона длин волн 400-700 нм, более предпочтительно до менее 50% для всего или по существу всего диапазона длин волн 400-700 нм, и еще более предпочтительно до менее 30-40% для всего или по существу всего диапазона длин волн 400-700 нм. Иногда внутреннее отражение уменьшается до менее 20% для всего или по существу всего диапазона длин волн 400-700 нм (например, как в случае с внешним покрытием на основе углерода). Предпочтительно величина отражения различается не более чем на 30% во всем или по существу во всем диапазоне длин волн 400-700 нм, более предпочтительно не более чем на 20% во всем или по существу во всем диапазоне длин волн 400-700 нм, а иногда не более чем на 10-15% во всем или по существу во всем диапазоне длин волн 400-700 нм.
[0081] В некоторых примерах осуществления к полимеру 402, например, перед формированием проводящего слоя 404 может быть применена кислородная плазма и/или другой процесс очистки.
[0082] Учитывая, что тонкопленочные и/или другие материалы, составляющие шторку, должны выдерживать повторяющиеся операции скручивания и раскручивания в соответствии с функциями всего затемняющего экрана, следует понимать, что материалы могут быть выбраны и вся стопка слоев может быть сформирована так, чтобы механические и/или другие свойства способствовали этому. Например, избыток напряжения в стопке тонкопленочных слоев, как правило, считается неблагоприятным. Однако в некоторых примерах осуществления избыточное напряжение может привести к растрескиванию, «расслаиванию»/отделению и/или иному повреждению проводника 404 и/или образованного на нем слоя или слоев внешнего покрытия. Таким образом, в определенных примерах осуществления низкое напряжение (и, в частности, низкое напряжение растяжения) может быть особенно желательным применительно к слою (-ям), сформированному (-ым) на полимерной основе шторки.
[0083] В этом отношении адгезия напыленных тонких пленок зависит, помимо прочего, от напряжения в наносимой пленке. Одним из способов коррекции напряжения является давление при осаждении. Зависимость напряжения от давления распыления не является монотонной кривой, а имеет перегиб при давлении перехода, которое по существу является уникальным для каждого материала и зависит от отношения температуры плавления материала к температуре подложки. Работу с напряжением можно вести путем оптимизации давления газа с учетом данных ориентиров.
[0084] К другим физическим и механическим свойствам затемняющего экрана, которые стоит учитывать, относятся модуль упругости полимера и образованных на нем слоев, отношение плотности слоев (которое может влиять на напряжение/деформацию) и т. д. Эти свойства можно балансировать с их влиянием на внутреннее отражение, проводимость и/или т. п.
[0085] Как известно, температуры внутри стеклопакета могут довольно сильно повышаться. Например, было отмечено, что стеклопакет в соответствии с примером на Фиг. 2, содержащий черный пигмент, может достигать температуры 87 °C, например, если черная часть затемняющего экрана обращена к солнцу при повышенной температуре и в климате с высоким солнечным излучением (например, в областях юго-западной части США, например в Аризоне). Применение материала ПЭН для скручиваемого/раскручиваемого полимера может давать преимущество, поскольку ПЭН имеет более высокую температуру стеклования (~ 120 °C) по сравнению с другими распространенными полимерами, такими как ПЭТ (Tg=67-81 °C), полипропилен (ПП) (Tg=32 °C). Однако если ПЭН подвергается воздействию температур, приближающихся к температуре стеклования, характеристики материала, в иных случаях благоприятные по механическим свойствам (включая модуль упругости, предел текучести, прочность на растяжение, модуль упругости при релаксации и т. д.), могут со временем ухудшаться, особенно при воздействии повышенных температур. Если эти механические свойства значительно ухудшатся, затемняющий экран больше не сможет функционировать (например, затемняющий экран не будет отводиться).
[0086] Фиг. 12-13 демонстрирует данные проблемы. Более конкретно, на Фиг. 12 показано влияние температуры на модуль Юнга, поскольку она представляет собой график зависимости модуля Юнга от температуры для различных полимерных материалов, а на Фиг. 13 показаны типичные кривые релаксации напряжений для пленки ПЭТ при различных температурах. На Фиг. 12 пленка A представляет собой ПЭН, пленка B представляет собой ПЭТ, а пленка C представляет собой ПИ. Как правило, полимерные материалы с более высокими температурами стеклования обладают лучшими механическими свойствами при повышенных температурах.
[0087] Для того чтобы затемняющий экран лучше выдерживал условия повышенной температуры, замена ПЭН на полимеры с лучшей устойчивостью к повышенной температуре может дать преимущество. Двумя возможными полимерами являются полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) и полиимид (ПИ или каптон). ПЭЭК имеет Tg ~ 142 °C, а Kapton HN имеет Tg ~ 380 °C. Оба этих материала обладают лучшими механическими свойствами в условиях повышенной температуры по сравнению с ПЭН. Особенно это относится к температуре выше 100 °C. Это видно в следующей таблице, где показаны механические свойства ПЭН (Teonex), ПЭЭК и ПИ (Kapton HN). UTS обозначает предельную прочность на растяжение.
[0088] Следует понимать, что замена материала-основы затемняющего экрана с текущего материала (ПЭН) на альтернативный полимер (например, ПЭЭК или ПИ/каптон), который имеет улучшенные механические свойства при повышенной температуре, в некоторых примерах осуществления может давать преимущество в том смысле, что затемняющий экран сможет лучше выдерживать температуры внутри стеклопакета, особенно если затемняющий экран установлен в климатических условиях с повышенной температурой. Следует понимать, что в некоторых примерах осуществления в шторке и/или в наносимом на стекло слое можно использовать альтернативный полимер.
[0089] В качестве дополнения или альтернативы в некоторых примерах осуществления можно использовать окрашенный полимерный материал. Например, окрашенный ПЭН, ПЭЭК, ПИ/каптон или другой полимер можно использовать для создания шторок, имеющих различные цвета и/или эстетические качества. Например, окрашенные полимеры могут давать преимущество для прозрачных/полупрозрачных вариантов осуществления, например, в которых проводящий слой затемняющего экрана представляет собой прозрачное проводящее покрытие и т. п.
[0090] Хотя ПИ/каптон представляет собой известный полимер, который используют в самых разных областях применения, его иногда считают неприемлемым в областях, где важны оптические и эстетические качества. Сюда относятся многие варианты окон. Одна из причин ограниченного применения ПИ/каптона связана с общепринятым мнением, что он имеет по существу желто-оранжевую окраску. Такая окраска обычно считается эстетически непривлекательной. Учитывая множество доступных альтернативных полимеров, можно легко избежать применения ПИ/каптона. Тем не менее в некоторых примерах осуществления было бы желательно использовать ПИ/каптон (и/или ПЭН) в затемняющем экране, поскольку он может выдерживать высокие температуры и обладает хорошими механическими свойствами даже при высоких температурах, как подчеркивалось выше. ПИ/каптон (и/или ПЭН) также обладает хорошими характеристиками усадки (например, контролируемыми и высокими скоростями усадки, способностью к формированию прочных рулонов и т. д.), тем самым образуя хорошую пружину для шторки. Однако учитывая типичные оптические ограничения и предпочтения специалистов в данной области, использование ПИ/каптона для шторки будет нелогичным. Однако авторы изобретения признали, что в примерах осуществления, в которых шторка является непрозрачной или по существу непрозрачной, цвет ПИ/каптона становится практически неважным. Таким образом, когда ПИ/каптон используют в сочетании с непрозрачной или лишь частично прозрачной шторкой, его желто-оранжевый цвет сложно увидеть невооруженным глазом. Таким образом, благоприятные свойства ПИ/каптона, относящиеся к переносимости высоких температур, пружинному действию и т. д., могут быть реализованы даже в оконных областях применения, в которых в ином случае использование этого материала не было бы самоочевидным. В некоторых примерах осуществления ПИ/каптон можно наносить в виде жидкости (например, поверх ITO или другого проводящего покрытия) и отверждать, таким образом обеспечивая быстрое, недорогое и крупносерийное производство на потенциально больших площадях, подходящих для окон. Как правило, ПИ/каптон имеет лучший модуль упругости при высокой температуре и предел текучести при высокой температуре, лучшую устойчивость к релаксации напряжений при повышенной температуре, более высокую температуру стеклования и т. д. по сравнению с альтернативными материалами шторки. Теперь ПИ/каптон также могут поставлять в разных цветовых вариантах (например, связанных с окрашиванием), например в черном цвете.
[0091] В связи с этим следует понимать, что для некоторых областей применения могут быть желательны прозрачные или полупрозрачные затемняющие экраны. Затемняющие экраны таких типов можно получать при помощи полимера-основы (например, ПЭН) вместе с проводящим слоем из прозрачного проводящего покрытия, такого как ITO, или низкоэмиссионного покрытия, которое вызывает цветовое смещение. Для получения полупрозрачного или прозрачного затемняющего экрана различных цветов в некоторых примерах осуществления можно использовать окрашенный полимер-основу (например, ПЭН, ПЭЭК, ПИ/каптон) и/или другой материал. Окрашивание можно осуществлять путем пропитки матрицы пленочного субстрата красителями, УФ-поглотителями и/или т. п. За счет этого можно получать пленки с такими свойствами, как, например, пропускание света от 1% до 85% от VLT5 (5-процентное пропускание видимого света), и оно может быть ниже при некоторых длинах волн; оптическая плотность от 0,10 до 1,3; защита от УФ-излучения, обеспечивающая поглощение до 97%; любой (-ые) цвет (-а); и т. д.
[0092] На основании приведенного выше описания следует понимать, что проводник на шторке служит нескольким целям, включая, например, прием напряжения для сворачивания или разворачивания затемняющего экрана. В некоторых примерах осуществления проводник на шторке может иметь высокую отражательную способность в ИК-спектре и/или УФ-спектре. Прозрачный проводник также увеличивает пружинную силу рулона затемняющего экрана, например, в результате его механических свойств (включая модуль упругости и предел текучести). Пружинная сила также возрастает из-за прозрачного проводника в результате несоответствия теплового расширения между материалом проводника и полимерной подложкой в процессе термообработки, применяемой для производства рулона. Полимерная подложка (например, ПИ, ПЭН или т. п.) при нагревании выше ее температуры стеклования (Tg) необратимо сжимается. Когда оба материала нагревают до температуры выше Tg, а затем охлаждают обратно до комнатной температуры, необратимая усадка полимера приводит к несоответствию остаточных напряжений между полимерной подложкой и проводящим слоем, что создает спиральную пружину. В целом, разница коэффициентов теплового расширения (CTE) благоприятна для пружинной силы, но неблагоприятна с точки зрения раскалывания/растрескивания/расслаивания и т. д. Это является одной из причин, по которой металлический проводящий слой или проводящее покрытие, содержащее металлический проводящий слой, как описано в настоящем документе, может иметь лучшие характеристики, чем слой ITO. Другими словами, ITO является хрупким и сильно растрескивается при высоких напряжениях, что приводит к потере способности выдерживать напряжение, необходимое для развития пружинной силы.
[0093] Таким образом, следует понимать, что прочность спиральной пружины зависит от материала, который используют в качестве проводящего слоя, а также от толщины проводящего слоя. Как указано выше, проводящий слой, находящийся на полимере, может содержать Al, комбинацию Al и Cr, ITO и/или т. п. Проводящие слои, содержащие алюминий, могут быть полезны для непрозрачных вариантов применения, тогда как проводящие слои, содержащие ITO, лучше подходят для прозрачных/полупрозрачных вариантов применения. Например, при толщине Al приблизительно ~ 375 нм и при низком модуле упругости Al рулон с данным составом может быть ограничен по диапазону своего функционирования (например, высота стеклопакета или длина затемняющего экрана могут быть ограничены).
[0094] При прочих равных условиях, более длинный рулон будет иметь большую массу, и если пружинная сила не превышает массу рулона в выдвинутом состоянии, затемняющий экран не будет отводиться (скручиваться). Для получения рабочего затемняющего экрана существует диапазон пружинной силы, которую должен иметь рулон. Например, если пружинная сила рулона меньше массы рулона, то рулон не отводится (и затемняющий экран всегда будет находиться в нижнем положении). Аналогично, если пружинная сила рулона больше суммы массы рулона и максимальной электростатической силы, которую можно прилагать (причем электростатическая сила зависит от приложенного напряжения, толщины диэлектрического слоя и его диэлектрической постоянной), рулон не будет выдвигаться (раскручиваться). На Фиг. 14 приведена сводка по основным ограничениям функций затемняющего экрана, которые могут проявиться в некоторых примерах осуществления.
[0095] Некоторые примеры осуществления относятся к альтернативным проводящим материалам, которые благоприятно изменяют пружинную силу скрученного затемняющего экрана, чтобы его можно было использовать при различных длинах. В этом отношении авторы изобретения обнаружили, что к свойствам проводящего слоя, повышающим прочность рулона, относятся: увеличение модуля упругости, увеличение разности коэффициентов теплового расширения (CTE) между полимерной подложкой и проводящим слоем и увеличение отношения модуля упругости к плотности. К некоторым чистым металлам, которые можно использовать для повышения прочности рулона по сравнению с Al или Cr, относятся Ni, W, Mo, Ti и Ta. Модуль упругости исследованных металлических слоев находился в диапазоне от 70 ГПа для Al до 330 ГПа для Mo. Значение CTE для исследованных металлических слоев находилось в диапазоне от 23,5 × 10-6/K для Al до 4,8 × 10-6/K для Mo. В целом, чем выше модуль упругости, выше несоответствие CTE между ПЭН или другим полимером и металлом, ниже плотность и т. д., тем лучшим является вариант материала с точки зрения формирования рулона. Было обнаружено, что включение проводящих слоев на основе Mo и Ti в затемняющие экраны приводит к тому, что пружинная сила рулона значительно превышает ту, которую можно получить при использовании Al. Таблица на Фиг. 15 включает в себя характеристики прочности рулона для нескольких материалов, которые могут быть актуальны в некоторых примерах осуществления. Некоторые примеры осуществления включают в себя полимерный материал-подложку на основе ПЭН, ПЭЭК, ПИ или т. п., удерживающий на себе (в порядке от подложки) слой, содержащий Al, а затем слой, содержащий Mo, что дает преимущество. Некоторые примеры осуществления включают в себя тонкопленочный (-ые) слой (-и) в проводящем покрытии и/или само проводящее покрытие с более высоким модулем упругости и более низким значением CTE, чем у Al, что дает преимущество.
[0096] Некоторые из материалов, указанных в настоящем документе, могут не иметь желательной устойчивости к коррозии. Таким образом, некоторые примеры осуществления могут включать тонкий внешний слой, содержащий Al, Ti, нержавеющую сталь или т. п., например, для повышения стойкости к коррозии. Образование защитного оксида (например, оксида алюминия, оксида титана или оксида хрома для нерж. стали) по существу способствует устойчивости к коррозии. Толщина слоя оксида по существу будет составлять около 2-7 нм. Для обеспечения некоторой защиты необходимо по меньшей мере 5 нм основного металла, и некоторые примеры осуществления могут включать около 50 нм или более материала-основы, поскольку дополнительная толщина способствует повышению прочности рулона. Следует также отметить, что, хотя пружинная сила и плотность рулона могут быть улучшены по сравнению с проводящим слоем на основе алюминия, несоответствие напряжений между полимерным слоем и данными альтернативными проводящими материалами может вызывать проблемы. Например, в случае использования Mo и Ti в проводящих слоях на основе этих материалов наблюдалось раскалывание, растрескивание, расслаивание и/или другие проблемы. Считается, что эти проблемы связаны с остаточным напряжением в проводящих слоях. Однако введение тонкого слоя, содержащего Al, между полимерной подложкой и проводящим слоем может уменьшить некоторые из этих проблем, например облегчая создание режима напряжения, ведущего к меньшей хрупкости и/или склонности к образованию складок, расслаиванию и т. д. Например, в определенных примерах осуществления тонкий слой, содержащий Al, можно использовать для смены режима напряжения в стопке слоев, поддерживаемых полимерной подложкой, с чистого растягивающегося режима напряжения на чистый сжимающийся режим напряжения. Однако следует отметить, что существует баланс в плане перехода от режима, который может быть склонен к растрескиванию, к режиму, при чрезмерной выраженности способному привести к появлению складок. Таким образом, следует понимать, что некоторые примеры осуществления могут улучшать характеристики пружины за счет применения альтернативных материалов с подстилающими слоями, снижающими напряжение, или без них. Толщина слоя, снижающего напряжение, может различаться в зависимости величины снижаемого механического напряжения, и в других примерах осуществления можно использовать другие материалы. Кроме того, поскольку в качестве подстилающего слоя, снижающего напряжение, или внешнего слоя, снижающего коррозию, используют тонкий слой, содержащий Al, отражающая способность может быть не столь высокой, как в иных случаях, и/или цвет может не смещаться слишком сильно в неблагоприятный диапазон даже при использовании в прозрачных вариантах применения. В некоторых примерах осуществления толщина подстилающего слоя и/или снижающего коррозию внешнего слоя, по отдельности или в совокупности, может составлять менее 375 нм. Следует понимать, что тонкопленочный (-ые) слой (-и) во втором проводящем покрытии может быть выбран и сформирован таким образом, чтобы шторка перемещалась между открытым и закрытым положениями с большей пружинной силой, чем шторка со вторым проводящим покрытием, включающим в себя только слой, содержащий Al.
[0097] Таким образом, в некоторых примерах осуществления подложка из ПЭН, ПИ или другого полимера, использованная в качестве шторки, может удерживать на себе тонкий слой, содержащий Al, в качестве средства контроля механических напряжений, и проводящий слой, содержащий Mo, Ti или т. п., нанесенные на нее непосредственно или опосредованно. Проводящий слой может служить подложкой для устойчивого к коррозии слоя, содержащего Al, Ti, нержавеющую сталь или т. п. На сторону подложки, противоположную этим слоям, необязательно может быть нанесена декоративная краска или т. п.
[0098] Технология фотоэлектрических систем, интегрированных в структуру коммунального обслуживания зданий (BIPV) в различных жилых и коммерческих условиях продолжает развиваться. В некоторых примерах осуществления в конфигурацию стеклопакета могут быть встроены солнечные элементы, и, таким образом, они относятся к технологии BIPV. Например, в некоторых примерах осуществления солнечные элементы встроены в шторку. Таким образом, солнечная энергия не «тратится напрасно». Доступно множество различных технологий солнечных элементов. Однако в некоторых примерах осуществления используют преимущества солнечных элементов на основе селенида галлия, индия и меди (CIGS), поскольку они, как правило, являются наиболее гибким типом из доступных солнечных элементов. Солнечный элемент CIGS - это тонкопленочный солнечный элемент, используемый для преобразования солнечного света в электрическую энергию. Солнечный элемент CIGS может быть изготовлен путем нанесения тонкого слоя меди, индия, галлия и селенида на стеклянную или пластиковую подложку вместе с электродами спереди и сзади для отведения тока. Поскольку материал имеет высокий коэффициент поглощения и сильно поглощает солнечный свет, требуется гораздо более тонкая пленка, чем в случае других полупроводниковых материалов. Это, в свою очередь, обуславливает возможность высокой гибкости, указанную выше. В некоторых примерах осуществления в качестве основного проводящего слоя модуля CIGS используют проводящий (например, металлический) слой. Поверх поглотителя наносят тонкий буферный слой n-типа. Буферный слой на проводящем слое обычно представляет собой сульфид кадмия (CdS), нанесенный с помощью осаждения в химической ванне или т. п. На буфер наносят тонкий слой оксида цинка, имеющего собственную электропроводность (i-ZnO), который покрыт более толстым слоем легированного алюминием оксида цинка (ZnO : Al или AZO). Слой i-ZnO используют для защиты CdS и слоя поглотителя от повреждения при нанесении распылением слоя ZnO : Al, поскольку последний обычно наносят распылением при постоянном токе, что, как известно, может повреждать чувствительные материалы. Известно, что в процессе санитарной обработки также применяют высокие температуры. Таким образом, ПИ, ПЭН и т. п. являются хорошими вариантами для использования в шторке, например, из-за того, что они способны выдерживать более высокие температуры, как описано выше. Слой AZO служит прозрачным проводящим оксидом для сбора и отведения электронов из элемента, также поглощающим минимальное количество света. Дополнительную информацию, касающуюся технологии CIGS, включая методики создания солнечных элементов CIGS, материалы, значения толщины материалов, которые могут быть использованы, и т. д., можно найти в патентах США № 9,691,917; 9,419,151; 9,312,417; 9,246,025; 8,809,674; и 8,415,194, содержание каждого из которых полностью включено в настоящий документ путем ссылки.
[0099] Как будет понятно из приведенного выше описания, для перемещения затемняющего экрана вверх и вниз к проводящему слою прикладывают напряжение. Когда напряжение не приложено к проводящему слою, и в случае, когда шторка находится в выдвинутом положении, затемняющий экран может выполнять функцию фотоэлектрического модуля CIGS. Энергию, генерируемая затемняющим экранов с CIGS-элементом, можно использовать для питания аккумуляторных батарей, которые используют для работы затемняющего экрана, или ее можно подавать в дом/офис. Это может иметь особое преимущество для модернизируемых вариантов применения, например в случаях, когда затемняющий экран может быть сложно или невозможно подключить к внешнему источнику питания. Независимо от того, используют ли стеклопакет в модернизируемом или устанавливаемом заново варианте применения, стеклопакет в соответствии с некоторыми примерами осуществления может быть автономным с точки зрения питания, благодаря включению в него солнечного элемента CIGS.
[0100] На Фиг. 16 представлен схематический вид шторки, включающей солнечный элемент CIGS, которую можно использовать в сочетании с некоторыми примерами осуществления. Как показано на Фиг. 16, на одну основную поверхность полимерной подложки 406 затемняющего экрана нанесен проводящий слой 404, а необязательная декоративная краска нанесена на противоположную основную поверхность. Другие слои, участвующие в работе солнечного элемента CIGS, формируют на проводящем слое 404, и они включают в себя, например, поглощающий слой 404 CIGS, другой проводящий слой 1604 (например, состоящий из ZnO или включающий его в себя). На верхнем проводящем слое 1604 сформировано необязательное противоотражающее покрытие 1606. Такое противоотражающее покрытие 1606 в некоторых примерах осуществления может способствовать увеличению количества видимого света, попадающего на поглощающий слой 404 CIGS. В некоторых примерах осуществления противоотражающее покрытие 1606 может представлять собой один широкополосный противоотражающий слой. В других примерах осуществления противоотражающее покрытие 1606 может включать в себя множество слоев, работающих на вышеупомянутом принципе оптических помех, и, таким образом, может включать в себя чередующиеся слои материала-диэлектрика с высоким и низким показателем преломления. Противоотражающее покрытие 1606 также может способствовать окрашиванию шторки, как описано выше. Также предусмотрен контакт 1608 к передней поверхности. Проводящий слой 404 в некоторых примерах осуществления может представлять собой многослойное покрытие. В таких случаях проводящее покрытие может включать в себя слой или слои, содержащие Mo, Al, Cr, Ni, Y и/или т. п. Например, в некоторых примерах осуществления на тонкий слой, содержащий Al, может быть нанесен слой, содержащий Mo. Такая конструкция может давать преимущество в том смысле, что использованный содержащий Mo слой может послужить эффективным контактом к задней поверхности для поглощающего слоя 1602 CIGS, в то же время улучшая работу пружины, связанной с шторкой, а включение слоя, содержащего алюминий, может помочь сохранить проводимость контакта к задней поверхности из Mo и в то же время благоприятно повлиять на режим напряжения в вышележащих слоях CIGS (включая слой, содержащий Mo). Таким образом, в некоторых примерах осуществления уже обладающие гибкостью материалы CIGS могут быть изготовлены таким образом, чтобы они в большей степени подходили для сфер применения, связанных с шторками. Ниже приведены примеры значений толщины, которые можно использовать в связи с некоторыми примерами осуществления: слой, содержащий Mo, толщиной 0,5-5 мкм, слой, содержащий CIGS, толщиной 1-7 мкм, слой, содержащий CdS, толщиной 0,01-0,1 мкм, слой, содержащий ZnO, толщиной 0,1-1 мкм и противоотражающее покрытие толщиной 0,05-0,15 мкм.
[0101] Солнечный элемент CIGS или другой механизм автономного электропитания не обязательно должен быть предусмотрен во всех вариантах осуществления. Таким образом, могут быть предусмотрены альтернативные методики электрического соединения затемняющего экрана с внешним источником питания и/или контроллером. В связи с этим на Фиг. 17-19 показано, как затемняющий экран можно соединять с остеклением и подводить питание в соответствии с некоторыми примерами осуществления. Как показано на этих рисунках, компоненты затемняющего экрана 1702, наносимые на стекло, прикреплены к полому анкерному стопору 1704 или шине и к подложке 1706 с помощью серебряной пасты 1708 и эпоксидной смолы 1710 или т. п. Провода припаивают к анкерному стопору 1704, а затем пропускают по периметру к нижней части стеклопакета, где размещен нижний анкерный стопор (блокирующий ограничитель).
[0102] Формируют электрическое соединение между ITO или другим проводящим покрытием 306 на подложке 302 и проводящими лентами 1802 и 1804 (такими как, например, медная лента) с помощью проводящей эпоксидной смолы, анизотропной проводящей пленки 1806 (ACF) или т. п. Провода припаивают к проводящей ленте 1802 и 1804 и пропускают по периметру стеклопакета к нижнему углу, где два провода (провод подложки из ITO и провод от анкерного стопора) проходят через разделитель стеклопакета наружу из стеклопакета, например, для электрического соединения с внешним источником питания или т. п. В некоторых примерах осуществления по существу присутствует соединение, проходящее от ITO к проводящей эпоксидной смоле, к медной ленте или серебряному припою на стекле.
[0103] На Фиг. 20 представлена принципиальная схема, показывающая альтернативный подход к соединению затемняющего экрана с остеклением и к подаче питания в соответствии с некоторыми примерами осуществления. Данный пример альтернативной конструкции включает в себя печатный или иной способ нанесения серебряного припоя 2002а-2002b на стеклянную подложку 2000, например по ее периферийным краям. Компоненты 304, наносимые на стекло (например, включая полимерную пленку 308 из ПЭТ или иного полимера и тонкослойное проводящее покрытие (TCC) 306, содержащее ITO или т. п.), наносят поверх серебряного припоя 2002a-2002b. Первую часть серебряного припоя 2002a на стекле 2002 связывают или иным образом электрически соединяют с TCC 306, содержащим ITO или т. п., посредством проводящей эпоксидной смолы, ACF или т. п., таким образом формируя соединение 2012 серебряного припоя и слоя ITO. Затемняющий экран (показанный для целей разъяснения на Фиг. 20 в частично развернутой 2016 конфигурации), верхняя шина 2004 и нижняя шина 2006 закреплены поверх наносимых на стекло компонентов 304 с помощью эпоксидной смолы или т. п. Провода 2008а и 2008b припаяны от верхней и нижней шин 2004 и 2006 ко второй части серебряного припоя 2002b, как показано на Фиг. 20, и от нижней шины 2006 и первой части серебряного припоя 2002a. Провода 2014а и 2014b из первой части серебряного припоя 2002a и нижней шины 2006 проходят через разделитель стеклопакета наружу от стеклопакета. Эти выступающие провода могут быть соединены с источником энергии и/или контроллером. Могут быть предусмотрены один или более уплотнителей, чтобы обеспечить ограничение выхода газа из полости стеклопакета, попадания влаги в полость стеклопакета и т. д.
[0104] На Фиг. 21 представлена принципиальная схема, показывающая альтернативный подход к соединению затемняющего экрана с остеклением и к подаче питания в соответствии с некоторыми примерами осуществления. Этот пример альтернативной конфигурации включает использование серебряного припоя, но без проводов, по меньшей мере внутренних относительно разделителя. Как и в примере, показанном на Фиг. 20, наносимые на стекло компоненты 304 наслаивают поверх серебряного припоя 2002a-2002b. Кроме того, как указано выше, первую часть припоя 2002а связывают или иным образом электрически соединяют с TCC 306, содержащим ITO или т. п., с помощью проводящей эпоксидной смолы, ACF или т. п. Затемняющий экран, верхнюю шину 2004 и нижнюю шину 2006 прикрепляют поверх стекла 2000’ с помощью эпоксидной смолы или т. п. и к серебряному припою посредством сварки, пайки, и/или т. п. Таким образом, эта конфигурация аналогична конфигурации, показанной на Фиг. 20. Однако для формирования соединений 2100a-2100b шины с серебряным припоем, показанных на Фиг. 21, используют сварку, пайку, проводящую эпоксидную смолу, ACF и/или т. п. Такие соединения 2100a-2100b шины с серебряным припоем предусмотрены по отношению ко второму участку серебряного припоя 2002b и используются вместо проводов 2008a-2008b. Электрические соединения с краем стекла выполняют с помощью серебряного припоя 2102, проходящего под разделителем. Этот серебряный припой 2102 проходит от нижней шины 2006 и конца первой части серебряного припоя 2002a, ближнего к нижней шине 2006, таким образом, занимая место проводов 2014а-2014b в варианте осуществления, показанном на Фиг. 20, и потенциально устраняя необходимость в отверстии или отверстиях в разделителе. Аналогично вышеуказанному для формирования этих электрических соединений можно использовать сварку, пайку, проводящую эпоксидную смолу, ACF и/или т. п. Соединители для электрических проводов могут быть припаяны к серебряному припою на наружной стороне стеклопакета или по меньшей мере снаружи от разделителя.
[0105] Следует понимать, что в некоторых примерах осуществления наличие Ag на стекле 2000’ и прохождение под разделителем (вместо образования отверстия в разделителе) может иметь преимущество. Например, отсутствие отверстия может снизить вероятность или замедлить утечки газа, проникновение влаги в полость стеклопакета и т. д. Эти проблемы в ином случае могут сократить срок службы стеклопакета, например за счет вероятности появления внутренней влаги. Появление внутренней влаги может привести к нежелательному помутнению, и даже при относительной влажности 5-8% может привести к помехам в зарядке и преждевременному выходу затемняющего экрана из строя.
[0106] Хотя в настоящем документе упоминается серебряный припой, следует понимать, что в различных примерах осуществления можно использовать и другие виды припоя. Следует также понимать, что низкоэмиссионное покрытие, ITO или другой проводящий материал, находящийся непосредственно на стекле (например, без связующего слоя), можно использовать для выполнения той же или аналогичной цели, что и серебряный припой.
[0107] Таким образом, обращаясь к Фиг. 20-21, следует понимать, что первая и вторая электропроводящие шины могут быть расположены на первом и втором противоположных краях первой подложки, причем каждая из шин имеет первый и второй концы, и при этом первая и вторая шины непосредственно или опосредованно расположены на диэлектрической или изолирующей пленке. Первый и второй узоры проводящего припоя могут быть нанесены непосредственно или опосредованно на первую подложку, причем припой расположен между первой подложкой и первым проводящим покрытием, причем первый узор припоя электрически соединен с первым проводящим покрытием, причем первый и второй узоры проходят вдоль третьего и четвертого противоположных краев первой подложки, причем края с первого по четвертый отличаются друг от друга, и при этом первый узор проходит в направлении от первого конца первой шины к первому концу второй шины, второй узор проходит в направлении от второго конца первой шины ко второму концу второй шины. Проводящая эпоксидная смола, анизотропная проводящая пленка (ACF) или т. п. могут электрически соединять первый узор припоя с первым проводящим покрытием.
[0108] В некоторых примерах осуществления первый набор проводов может электрически соединять первую и вторую шины со вторым узором припоя вблизи их вторых концов; и второй набор проводов может электрически соединяться с первым концом второй шины и концом первого узора припоя вблизи первого конца второй шины. В таких случаях второй набор проводов может проходить через отверстие в системе разделителя для электрического соединения с источником питания.
[0109] В некоторых примерах осуществления третий и четвертый узоры проводящего припоя могут электрически соединять первую и вторую шины со вторым узором припоя вблизи вторых концов первой и второй шин; а пятый и шестой узоры проводящего припоя могут электрически соединяться с первым концом второй шины и концом первого узора припоя вблизи первого конца второй шины. В таких случаях пятый и шестой узоры припоя могут проходить к внешним краям первой подложки под разделительной системой для электрического соединения с источником питания, например, таким образом, что между системой разделителя и первой подложкой выполнены пятый и шестой узоры припоя. В некоторых примерах осуществления электрические соединения между источником питания и первым и вторым проводящими покрытиями могут не включать проводов, находящихся внутри разделительной системы.
[0110] Описанные в настоящем документе стеклопакеты могут включать в себя низкоэмиссионные покрытия на любой одной или более поверхностях 1, 2, 3 и 4. Как отмечалось выше, такие низкоэмиссионные покрытия могут служить, например, проводящими слоями для затемняющих экранов. В других примерах осуществления в дополнение или помимо функционирования в качестве проводящих слоев для затемняющих экранов низкоэмиссионное покрытие может быть нанесено на другую внутреннюю поверхность. Например, низкоэмиссионное покрытие может быть нанесено на поверхность 2, а затемняющий экран может быть предусмотрен относительно поверхности 3. В другом примере местоположение затемняющего экрана и низкоэмиссионного покрытия может быть обратным. В любом случае, отдельное низкоэмиссионное покрытие можно использовать или не использовать для помощи в эксплуатации затемняющего экрана, предусмотренного относительно третьей поверхности. В некоторых примерах осуществления низкоэмиссионные покрытия, нанесенные на поверхности 2 и 3, могут представлять собой низкоэмиссионные покрытия на основе серебра. Примеры низкоэмиссионных покрытий описаны в патентах США № 9,802,860; 8,557,391; 7,998,320; 7,771,830; 7,198,851; 7,189,458; 7,056,588; и 6,887,575; содержание которых полностью включено в настоящий документ путем ссылки. Низкоэмиссионные покрытия на основе ITO и/или т. п. можно использовать для внутренних поверхностей и/или внешних поверхностей. См., например, патенты США № 9,695,085 и 9,670,092; содержание которых полностью включено в настоящий документ путем ссылки. Эти низкоэмиссионные покрытия можно использовать в сочетании с некоторыми примерами осуществления.
[0111] На основные поверхности стеклопакета также могут быть нанесены противоотражающие покрытия. В некоторых примерах осуществления противоотражающее покрытие может быть нанесено на каждую основную поверхность, на которой не предусмотрено низкоэмиссионное покрытие и затемняющий экран. Примеры противоотражающих покрытий описаны, например, в патентах США № 9,796,619 и 8,668,990, а также в патентной публикации США № 2014/0272314; содержание которых полностью включено в настоящий документ путем ссылки. См. также документ № 9,556,066, содержание которого полностью включено в настоящий документ путем ссылки. Эти противоотражающие покрытия можно использовать в сочетании с некоторыми примерами осуществления.
[0112] Примеры осуществления, описанные в настоящем документе, могут быть использованы в самых разных областях применения, включая, например, внутренние и внешние окна для коммерческих и/или жилых помещений, световые люки, двери, витрины, такие как холодильники/морозильники (например, в их дверях и/или «стенах»), транспортные средства и т. д.
[0113] Хотя некоторые примеры осуществления были описаны применительно к стеклопакетам, включающим две подложки, следует понимать, что методики, описанные в настоящем документе, могут быть применены в отношении так называемых тройных стеклопакетов. В таких стеклопакетах первая, вторая и третья по существу параллельные и разнесенные друг от друга подложки разделены первой и второй разделительными системами, и затемняющие экраны могут быть предусмотрены рядом с любой одной или более внутренними поверхностями самой внутренней и самой внешней подложек и/или с одной или обеими поверхностями средней подложки.
[0114] Хотя некоторые примеры осуществления были описаны как включающие стеклянные подложки (например, для применения в качестве внутренней и внешней панели стеклопакетов, описанных в настоящем документе), следует понимать, что другие примеры осуществления могут включать нестеклянную подложку для одной или обеих таких панелей. Например, можно использовать пластмассы, композитные материалы и/или т. п. При использовании стеклянных подложек такие подложки можно подвергать термообработке (например, термическому упрочнению и/или термической закалке), химической закалке, оставлять в отожженном состоянии и т. д. В некоторых примерах осуществления внутреннюю или наружную подложку можно наслаивать на другую подложку из того же или другого материала.
[0115] Используемые в настоящем документе термины «на», «нанесенный на» и т. п. не следует воспринимать как означающие, что два элемента расположены непосредственно смежно друг с другом, если это не указано явным образом. Иными словами, можно сказать, что первый слой находится «на» или «нанесен на» второй слой, даже если между ними находится один или более слоев.
[0116] В некоторых примерах осуществления изобретения предложен стеклопакет. Каждая из первой и второй подложек имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности, и внутренняя основная поверхность первой подложки обращена к внутренней основной поверхности второй подложки. Разделительная система помогает удерживать первую и вторую подложки по существу параллельно и на некотором расстоянии друг от друга и образует между ними зазор. Между первой и второй подложками расположен динамически управляемый затемняющий экран, который включает в себя: первое проводящее покрытие, расположенное непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки; диэлектрическую или изолирующую пленку, расположенную непосредственно или опосредованно на первом проводящем покрытии; и шторку, включающую в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки и отведения для выполнения функции открытого положения шторки. Первое и второе проводящие покрытия выполнены с возможностью электрического соединения с источником питания, который выполнен с возможностью управления им с целью избирательной установки разности электрических потенциалов для соответствующего перевода полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки.
[0117] В дополнение к элементам предыдущего абзаца в некоторых примерах осуществления полимерная подложка может содержать полиимид и/или полиэтиленнафталат.
[0118] В дополнение к элементам любого из двух предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления второе проводящее покрытие может включать в себя слой, содержащий Mo.
[0119] В дополнение к элементам предыдущего абзаца в некоторых примерах осуществления второе проводящее покрытие может дополнительно включать в себя слой, содержащий Al, расположенный между слоем, содержащим Mo, и полимерной подложкой.
[0120] В дополнение к элементам из любого из четырех предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления третье проводящее покрытие может включать в себя слой, содержащий оксид цинка (например, легированный алюминием оксид цинка).
[0121] В дополнение к элементам из любого из пяти предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления декоративная краска может быть нанесена на полимерную подложку на ее основную поверхность, противоположную поглотителю CIGS.
[0122] В некоторых примерах осуществления предложен способ изготовления стеклопакета. Способ включает: обеспечение первой и второй подложек, причем каждая имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности; получение первого проводящего покрытия непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки; обеспечение диэлектрической или изолирующей пленки непосредственно или опосредованно на первом проводящем покрытии; размещение смежно с диэлектрической или изолирующей пленкой шторки, включающей в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки и отведения для выполнения функции открытого положения шторки; электрическое соединение первого и второго проводящих покрытий с источником питания, причем первое проводящее покрытие, диэлектрическая или изолирующая пленка и шторка по меньшей мере частично образуют динамический затемняющий экран, выполненный с возможностью управления им с помощью источника питания для избирательной установки разности электрических потенциалов и, соответственно, перевода полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки; и соединение первой и второй подложек друг с другом по существу параллельно и на некотором расстоянии друг от друга при помощи разделительной системы таким образом, что внутренние поверхности первой и второй подложек обращены друг к другу при изготовлении стеклопакета, причем между ними образован зазор, при этом динамический затемняющий экран расположен между первой и второй подложками в зазоре.
[0123] В дополнение к элементам предыдущего абзаца в некоторых примерах осуществления полимерная подложка может содержать полиимид и/или полиэтиленнафталат.
[0124] В дополнение к элементам любого из двух предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления второе проводящее покрытие может включать в себя слой, содержащий Mo.
[0125] В дополнение к элементам предыдущего абзаца в некоторых примерах осуществления второе проводящее покрытие может дополнительно включать в себя слой, содержащий Al, расположенный между слоем, содержащим Mo, и полимерной подложкой.
[0126] В дополнение к элементам из любого из четырех предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления третье проводящее покрытие может включать в себя слой, содержащий оксид цинка (например, легированный алюминием оксид цинка).
[0127] В дополнение к элементам из любого из пяти предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления декоративная краска может быть нанесена на полимерную подложку на ее основную поверхность, противоположную поглотителю CIGS.
[0128] В некоторых примерах осуществления предложен способ изготовления стеклопакета. Способ включает обеспечение первой и второй подложек, причем каждая имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности, причем внутренняя основная поверхность первой подложки обращена к внутренней основной поверхности второй подложки. Первое проводящее покрытие формируют непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки, а на первом проводящем покрытии размещают непосредственно или опосредованно диэлектрическую или изолирующую пленку. Шторка размещена смежно с диэлектрической или изолирующей пленкой шторки, включающей в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки, и отведения для выполнения функции открытого положения шторки. Первое и второе проводящие покрытия выполнены с возможностью электрического соединения с источником питания, причем первое проводящее покрытие, диэлектрическая или изолирующая пленка и шторка по меньшей мере частично образуют динамический затемняющий экран, выполненный с возможностью управления им с помощью источника питания для избирательной установки разности электрических потенциалов и, соответственно, перевода полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки. Способ дополнительно включает соединение первой и второй подложек друг с другом по существу параллельно и на некотором расстоянии друг от друга при помощи разделительной системы таким образом, что внутренние поверхности первой и второй подложек обращены друг к другу при изготовлении стеклопакета, причем между ними образован зазор, при этом динамический затемняющий экран расположен между первой и второй подложками в зазоре.
[0129] В дополнение к элементам предыдущего абзаца в некоторых примерах осуществления полимерная подложка может содержать полиимид и/или полиэтиленнафталат.
[0130] В дополнение к элементам любого из двух предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления второе проводящее покрытие может включать в себя слой, содержащий Mo.
[0131] В дополнение к элементам предыдущего абзаца в некоторых примерах осуществления второе проводящее покрытие может дополнительно включать в себя слой, содержащий Al, расположенный между слоем, содержащим Mo, и полимерной подложкой.
[0132] В дополнение к элементам из любого из четырех предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления третье проводящее покрытие может включать в себя слой, содержащий оксид цинка (например, легированный алюминием оксид цинка).
[0133] В дополнение к элементам из любого из пяти предыдущих абзацев в некоторых примерах осуществления декоративная краска может быть нанесена на полимерную подложку на ее основную поверхность, противоположную поглотителю CIGS.
[0134] В некоторых примерах осуществления предложен способ эксплуатации динамического затемняющего экрана в стеклопакете. Способ включает в себя обеспечение стеклопакета, изготовленного в соответствии с методиками, описанными в настоящем документе (например, в соответствии с любым из 18 предыдущих абзацев); и избирательную активацию источника питания для перемещения полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки.
[0135] Хотя изобретение описано применительно к тому, что в настоящее время считается наиболее практичным и предпочтительным вариантом осуществления, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться описанным вариантом осуществления и/или методиками нанесения, а напротив, считается, что оно включает в себя различные модификации и эквивалентные конструкции, охватываемые сущностью и объемом прилагаемой формулы изобретения.
Стеклопакет с электрическим потенциалоуправляемым затемняющим экраном (202a, 202b) и связанные с ним способы. В таком стеклопакете между двумя подложками (102, 104), образующими стеклопакет, размещен динамически управляемый затемняющий экран (202a, 202b), выполненный с возможностью перемещения между отведенным и выдвинутым положениями. Динамический затемняющий экран (202a, 202b) включает в себя слои (304), наносимые на стекло, включающие прозрачный проводник (306) и изолирующую (308) или диэлектрическую пленку, а также шторку (312). Шторка включает в себя упругий полимер (402), проводник (404) и необязательную краску (406). В полимере могут быть выполнены отверстия (502), невидимые невооруженным глазом. Если проводник является отражающим, для уменьшения внутреннего отражения могут быть предусмотрены внешние слои. Полимер может выдерживать высокотемпературные условия и в некоторых случаях может быть окрашен. Затемняющий экран включает в себя коллектор солнечного света (GIGS) и проводящие покрытия. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 24 ил.
1. Стеклопакет, содержащий:
первую и вторую подложки, каждая из которых имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности, причем внутренняя основная поверхность первой подложки обращена к внутренней основной поверхности второй подложки;
разделительную систему, которая помогает удерживать первую и вторую подложки параллельно и на расстоянии друг от друга и образует между ними зазор; и
динамически управляемый затемняющий экран, расположенный между первой и второй подложками, причем затемняющий экран включает в себя:
первое проводящее покрытие, расположенное непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки;
диэлектрическую или изолирующую пленку, расположенную непосредственно или опосредованно на первом проводящем покрытии; и
шторку, включающую в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки и отведения для выполнения функции открытого положения шторки; и
при этом первое и второе проводящие покрытия выполнены с возможностью электрического соединения с источником питания, выполненным с возможностью управления им для избирательной установки разности электрических потенциалов для соответствующего перемещения полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки.
2. Стеклопакет по п. 1, в котором полимерная подложка содержит полиимид и/или полиэтиленнафталат.
3. Стеклопакет по любому предшествующему пункту, в котором второе проводящее покрытие включает в себя слой, содержащий Mo.
4. Стеклопакет по п. 3, в котором второе проводящее покрытие дополнительно включает в себя слой, содержащий Al, расположенный между слоем, содержащим Mo, и полимерной подложкой.
5. Стеклопакет по любому предшествующему пункту, в котором третье проводящее покрытие включает в себя слой, содержащий оксид цинка.
6. Стеклопакет по любому предшествующему пункту, в котором третье проводящее покрытие включает в себя слой, содержащий легированный алюминием оксид цинка.
7. Стеклопакет по любому предшествующему пункту, дополнительно содержащий декоративную краску, нанесенную на полимерную подложку на ее основную поверхность, противоположную поглотителю CIGS.
8. Способ получения стеклопакета, включающий:
обеспечение первой и второй подложек, причем каждая имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности;
получение первого проводящего покрытия непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки;
обеспечение диэлектрической или изолирующей пленки непосредственно или опосредованно на первом проводящем покрытии;
размещение смежно с диэлектрической или изолирующей пленкой шторки, включающей в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки и отведения для выполнения функции открытого положения шторки;
электрическое соединение первого и второго проводящих покрытий с источником питания, причем первое проводящее покрытие, диэлектрическая или изолирующая пленка и шторка по меньшей мере частично образуют динамический затемняющий экран, выполненный с возможностью управления им с помощью источника питания для избирательной установки разности электрических потенциалов и, соответственно, перевода полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки; и
соединение первой и второй подложек друг с другом параллельно и на расстоянии друг от друга при помощи разделительной системы таким образом, что внутренние поверхности первой и второй подложек обращены друг к другу при изготовлении стеклопакета, причем между ними образован зазор, при этом динамический затемняющий экран расположен между первой и второй подложками в зазоре.
9. Способ по п. 8, в котором полимерная подложка содержит полиимид и/или полиэтиленнафталат.
10. Способ по любому из пп. 8, 9, в котором второе проводящее покрытие включает в себя слой, содержащий Mo.
11. Способ по п. 10, в котором второе проводящее покрытие дополнительно включает в себя слой, содержащий Al, расположенный между слоем, содержащим Mo, и полимерной подложкой.
12. Способ по любому из пп. 8-11, в котором третье проводящее покрытие включает в себя слой, содержащий оксид цинка.
13. Способ по любому из пп. 8-12, в котором третье проводящее покрытие включает в себя слой, содержащий легированный алюминием оксид цинка.
14. Способ по любому из пп. 8-13, дополнительно содержащий декоративную краску, нанесенную на полимерную подложку на ее основную поверхность, противоположную поглотителю CIGS.
15. Способ получения стеклопакета, включающий:
получение первой и второй подложек, каждая из которых имеет внутреннюю и внешнюю основные поверхности, причем внутренняя основная поверхность первой подложки обращена к внутренней основной поверхности второй подложки,
причем первое проводящее покрытие формируют непосредственно или опосредованно на внутренней основной поверхности первой подложки, а на первом проводящем покрытии размещают непосредственно или опосредованно диэлектрическую или изолирующую пленку;
причем шторка размещена смежно с диэлектрической или изолирующей пленкой и включает в себя полимерную подложку, на которую в направлении от полимерной подложки нанесены второе проводящее покрытие, поглотитель CIGS, третье проводящее покрытие и верхний контактный слой, причем полимерная подложка выполнена с возможностью выдвигания для выполнения функции закрытого положения шторки и отведения для выполнения функции открытого положения шторки;
причем первое и второе проводящие покрытия выполнены с возможностью электрического соединения с источником питания, причем первое проводящее покрытие, диэлектрическая или изолирующая пленка и шторка по меньшей мере частично образуют динамический затемняющий экран, выполненный с возможностью управления им с помощью источника питания для избирательной установки разности электрических потенциалов и, соответственно, перевода полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки; и
соединение первой и второй подложек друг с другом параллельно и на расстоянии друг от друга при помощи разделительной системы таким образом, что внутренние поверхности первой и второй подложек обращены друг к другу при изготовлении стеклопакета, причем между ними образован зазор, при этом динамический затемняющий экран расположен между первой и второй подложками в зазоре.
16. Способ по п. 15, в котором полимерная подложка содержит полиимид и/или полиэтиленнафталат.
17. Способ по любому из пп. 15, 16, в котором второе проводящее покрытие включает в себя слой, содержащий Mo.
18. Способ по п. 17, в котором второе проводящее покрытие дополнительно включает в себя слой, содержащий Al, расположенный между слоем, содержащим Mo, и полимерной подложкой.
19. Способ по любому из пп. 15-18, в котором третье проводящее покрытие включает в себя слой, содержащий легированный алюминием оксид цинка.
20. Способ по любому из пп. 15-19, дополнительно содержащий декоративную краску, нанесенную на полимерную подложку на ее основную поверхность, противоположную поглотителю CIGS.
21. Способ эксплуатации динамического затемняющего экрана в стеклопакете, включающий:
обеспечение стеклопакета в соответствии со способом по любому из пп. 15-20; и
избирательную активацию источника питания для перемещения полимерной подложки между открытым и закрытым положениями шторки.
| Электровибрационное устройство | 1958 |
|
SU122426A1 |
| ЭЛЕКТРОХРОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ) И ЭЛЕКТРОХРОМАТИЧЕСКАЯ КОМБИНАЦИЯ (ВАРИАНТЫ) | 1993 |
|
RU2117972C1 |
| US 8557391 B2, 15.10.2013 | |||
| US 6972888 B2, 06.12.2005 | |||
| US 6317108 B1, 13.11.2001 | |||
| US 8736938 B1, 27.05.2014 | |||
| US 7085609 B2, 01.08.2006 | |||
| US 7189458 B2, 13.03.2007. | |||
