Электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции Российский патент 2023 года по МПК G02F1/1523 

Настоящее изобретение относится к оборудованию, защищающему от яркого света, конструктивно сопряженному с окнами и ветровыми стеклами, а именно к электрохромным светопрозрачным устройствам, обеспечивающим одновременное активное подавление бликов, наряду с контролем избыточной инсоляции.

Известны светопрозрачные электрохромные устройства, обладающие меняющейся величиной интенсивности пропускания электромагнитного излучения различного диапазона длин волн, включающего видимую часть спектра, в зависимости от величины и полярности прикладываемого к устройству напряжения. Такие электрохромные устройства могут быть использованы в широком спектре различных применений, в частности в качестве светофильтров, дисплеев, неслепящих зеркал заднего вида для транспорта и пр., и получают в настоящее время все большее пользовательское распространение.

Особый интерес представляет применение таких устройств в составе светопрозрачных конструкций транспортных средств, а также фасадного остекления зданий, для обеспечения одновременного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции внутренних пространств.

Т.н. «умные» окна с интегрированными в них электроактивными устройствами на основе электрохромных модулей могут быть настроены пользователем через юстировку величины и/или полярности прикладываемого напряжения на пропускание той части приходящего солнечного излучения, при которой будет достигаться оптимальный уровень комфорта использования помещения при сокращении избыточной экстерьерной инсоляции. Следует отметить, что специфика условий монтажа и эксплуатации накладывает на электрохромные модули, использующиеся в архитектурных и транспортных применениях, особые требования к стабильности проявляемых качеств хромирования в ходе многочисленных циклов переключения между крайними - т.н. контрастными - величинами достигаемого светопропускания в условно окрашенном и условно прозрачном состояниях. Современные электрохромные модули, используемые в составе светопрозрачных конструкция для строительных применений и в транспортных средствах, достаточно стабильны, чтобы выдерживать от нескольких тысяч до десятков тысяч переключений между крайними положениями контраста без потери величины контраста хромирования. Примеры подобных устройств описаны, например, в патентах США №5598293, №9759975, №5699192, №6277523, а также патентах РФ №2569913; №2224275.

Термин «электрохромный модуль» в последующем описании изобретения относятся к непосредственно законченному изделию, обладающему способностью проявлять электрохромизм через изменение интенсивности, цвета, фазы, поляризации, оптических функций и/или направления света, в ходе приложения в его элементам электрического напряжения. В свою очередь, термин «электрохромное устройство» в последующем описании и формуле изобретения относятся к составному устройству, включающему как сам электрохромный модуль - один или несколько - как элемент своей конструкции, проявляющий непосредственно электрохромные функции, так и все вспомогательные узлы, требующиеся для обеспечения функционирования устройства в рамках конкретного возможного применения - архитектурно-остеклительного, автомобильного, дисплейного и прочих возможных. К таковым относятся, например, токовводы для обеспечения приложения внешнего напряжения к электрохромным модулям устройства, конструкционные элементы, служащие для монтажа устройства, например, структурные рамы, рамная фурнитура, демпферы, направляющие и т.п.

Принципиально, электрохромные модули чаще всего представляют собой многослойную тонкопленочную структуру нескольких индивидуальных функциональных слоев различных материалов, нанесенную на светопрозрачную подложку, либо заключенную между двумя соприлегающими подложками из светопрозрачного материала. Принцип действия электрохромного устройства, изготовленного на базе такого многослойного электрохромного модуля, основан на обратимой электрохимической интеркаляции слоя, функционирующего в качестве электрода-акцептора при данной полярности приложения напряжения к электрохромному модулю от внешнего источника, ионами-радикалами из противолежащего электродного тонкопленочного слоя, выполняющего при данной полярности прикладываемого напряжения функцию контрэлектрода. Претерпевающий интеркаляцию слой модуля обладает существенно различными значениями коэффициентов преломления (n) и экстинкции (k) в интеркалированном и восстановленном состояниях. В результате, при протекании электрохимической реакции происходит т.н. процесс «окрашивания» электрохромного модуля - либо с уменьшением совокупной величины интенсивности светопропускания всей тонкопленочной структуры (если электрод-акцептор демонстрирует более высокое поглощение в интеркалированном состоянии, в этом случае можно говорить, что электрохромный модуль является «по умолчанию» - т.е. без приложения потенциала срабатывания - «прозрачным»), либо, напротив, с увеличением совокупной величины интенсивности светопропускания всей тонкопленочной структуры (если электрод-акцептор демонстрирует более высокое поглощение в восстановленном состоянии, в этом случае можно говорить, что электрохромный модуль является «по умолчанию» - т.е. без приложения потенциала срабатывания - «окрашенным»). Широкое распространение именно многослойных тонкопленочных электрохромных устройств, работающих по приведенному принципу, связано с преимуществами их производства - для использования в качестве составляющих функциональных слоев могут быть выбраны вещества из широкого спектра подходящих материалов, а их разнообразные комбинации позволяют реализовывать решения различного набора результирующих характеристик. Примерами решений, основанных на многослойных тонкопленочных электрохромных модулях, могут служить изобретения, описанные, например, в патентах США №9939662; №9921450; №7372610, патентах РФ №2528841; №2587079.

Вместе с тем, транспортные средства и здания могут иметь конструкции, такие как окна и зеркала, которые потенциально могут позволить бликам от внешних объектов попадать в глаза лицам, находящимся внутри. Это особенно опасно в случае попадания таких бликов в глаза людям, управляющим транспортными средствами, так как последние могут временно ослепить их непосредственно в ходе движения транспортного средства, что приведет к возникновению потенциально опасной ситуации как для водителя и пассажиров самого транспортного средства, так и для находящихся поблизости других людей. Солнцезащитные навесы и тонировка окон могут использоваться для некоторого уменьшения бликов, но могут быть громоздкими и неэффективными. Особенно критично то, что последние не являются активными средствами подавления бликов, т.е. обеспечивающими их подавление в соответствии с актуальным уровнем внешней инсоляции всей поверхности светопрозрачной конструкции с тем, чтобы обеспечивать максимальную комфортную для находящегося в интерьере наблюдателя величину интегрального светопропускания конструкции в видимом диапазоне длин волн электромагнитного спектра.

В результате, в настоящее время имеется также потребность в технических решениях, защищающих от яркого света и конструктивно сопряженных с окнами и ветровыми стеклами, которые обеспечивали бы одновременное активное подавление бликов, наряду с одновременным контролем избыточной инсоляции интерьеров по всей светопрозрачной поверхности остекления. Примерами таких решений служат патенты США №6811201; №11130391; №6309004; №5305012; №5541762; №20060175859; №20120019891; №20140362428.

Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности признаков является патент США №11130391, в котором описывается подавляющая блики система, связанная с внешними источниками света, падающим на транспортное средство, и содержащая: датчик, который собирает информацию о местоположении глаз находящихся в интерьере людей; первый источник света; второй источник света; и модулятор света, включающий фотохромный слой, причем фотохромный слой содержит материал, который выборочно темнеет при воздействии света от первого источника света и избирательно обесцвечивается при воздействии света от второго источника света, и модулятор света выполнен с возможностью выборочного экспонирования области фотохромного слоя светом от первого и второго источников света, при этом экспонируемая область по меньшей мере частично основана на информации о местоположении глаз находящихся в интерьере людей.

Данное техническое решение, однако, имеет ряд существенных недостатков, приводящих к тому, что оно не позволяет добиться одновременного активного подавления поступления экстерьерных бликов, наряду с комфортным контролем избыточной инсоляции через всю совокупною поверхность остекления т.е. таким, при котором возможна юстировка на пропускание большей частью от всей светопрозрачной остекленной поверхности той части приходящего солнечного излучения, при которой будет достигаться оптимальный уровень комфорта использования помещения при данном уровне экстерьерной инсоляции в каждый момент времени, в т.ч. наряду с сохранением потребляемой на интерьерное освещение электроэнергии и оптимально продолжительное использование длины светового дня, а также сохранением максимальной комфортной прозрачности той области поверхности светопрозрачной конструкции, через которую осуществляется наблюдение в телесном угле обзора человека, управляющего транспортным средством, в случае транспортного применения решения -, а именно: применение, согласно перечню независимых пунктов формулы указанного патента, фотохромных решений в составе модулятора света, т.е. среды, изменяющей величину интенсивности пропускания электромагнитного излучения видимого диапазона длин волн, в зависимости от интенсивности и частоты инсоляции ее поверхности также электромагнитным излучением различного диапазона длин волн (преимущественно ультрафиолетового) от внешнего источника, связано с существенным сокращением контраста (т.е. модуля разницы величины максимально и минимально достижимого интегрального светопропускания в обесцвеченном и окрашенном состоянии среды соответственно) модулятора света, который, как отмечают сами авторы в описании рассматриваемого патента, принципиально не может превышать модуля разницы интегральных интенсивностей излучения от внешнего, порождающего блики, источника света, и интенсивности инсоляции поверхности фотохромного слоя активирующим его окрашивание источником.

Кроме того, что наиболее критично, данное техническое решение, согласно приведенным в указанном патенте графическим материалам, принципиально не позволяет также обеспечить в ходе работы поддержание максимально достижимой величины светопропускания в пиковой, по мощности, области видимой части спектра излучения солнечного света светопропускающей конструкции по большей части площади ее совокупной светопрозрачной поверхности, что ограничивает область комфортного, с точки зрения поступления в интерьер избыточной инсоляции от внешних источников, обзора при использовании предлагаемого решения, а неравномерное распределения по видимому диапазону спектра электромагнитного излучения контраста принципиально достижимой с использованием предлагаемого авторами технического решения величины сопряжено с искажением оттенка пропускания и внутреннего отражения светопрозрачной конструкции в окрашенном состоянии хромируемой компоненты и максимизирует эффект фильтра по отношению к проходящему излучению, что крайне нежелательно с точки зрения оптимизации средств эстетической выразительности при использовании светопрозрачных конструкций при контроле избыточной инсоляции сквозь них в разработке дизайна архитектурных проектов и транспортных средств. Кроме того, последнее нивелирует комфортность использования экстерьерных светопрозрачных конструкций с предлагаемыми оптохромными конструкционными решениями при обеспечении интерьеров только внешним солнечным светом в течение светового дня т.е. когда использование оптохромный технологических решений в ходе приведения их в окрашенное состояние наиболее эффективно.

Таким образом, в настоящее время особенно актуально удовлетворение потребности в технических решениях, обеспечивающих, одновременно, как активное подавление бликов, так и контроль избыточной инсоляции интерьеров через светопропускающие конструкционные элементы построек и транспортных средств таким образом, чтобы направленная на такое одновременное активное подавление бликов с контролем избыточной инсоляции модуляция светопропускания характеризовалась так же одновременно достаточно высоким уровнем диапазона контраста не менее 40% и равномерным уровнем распределения по видимому диапазону спектра электромагнитного излучения при сохранении возможности поддержания максимально достижимой величины светопропускания в пиковой, по мощности, области видимой части спектра излучения солнечного света светопропускающей конструкции по большей части площади ее совокупной светопрозрачной поверхности.

Технический результат настоящего изобретения направлен на обеспечение равномерно распределенной по спектру электромагнитного излучения модуляции величины интегрального светопропускания в диапазоне длин волн от 400 до 720 нм с уровнем равномерности не ниже 28% по модулю величины для светопропускающих конструкционных элементов построек и транспортных средств, таких как окна и ветровые стекла, таким образом, чтобы обеспечивать одновременное активное подавление экстерьерных бликов наряду с контролем избыточной инсоляции в диапазоне контраста не менее 40% при сохранении максимально достижимой величины светопропускания на длине волны 530 нм для не менее чем 50% совокупной площади прозрачной поверхности светопропускающего конструкционного элемента.

Достижение технического результата согласно настоящему изобретению обеспечивается тем, что предлагается электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции, содержащее модулятор света, включающий материал, который изменяет величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, выбранный из группы оксидов и гидроксидов переходных металлов VI-VIII групп периодической таблицы, а также оксидов и гидроксидов их сплавов, оксидов, нитридов и гидридов элементов четных рядов 4-6 периодов IV и V групп периодической таблицы, а также солей перхлоратов, тетрафторборатов, гексафторфосфатовитрифенилцианборатов щелочных и щелочноземельных металлов III-VIII групп периодической таблицы, при этом длина оптического пути излучения с длиной волны 530 нм в среде материала модулятора света, изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, составляет не более 28 см, причем электрохромное светопрозрачное устройство также содержит не менее четырех электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, состоящих из оксидов би-металлических сплавов элементов, выбранных из группы, состоящей из In, Sn, F, Zn, Al, Ga, Ti, причем электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды попарно соприлегают с двух противоположных сторон непосредственно с частью поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства таким образом, что геометрическое место всех точек наложения электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов на поверхность модулятора света делит всю площадь поверхности электрохромного светопрозрачного устройства на не менее чем две части, причем электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды имеют толщину от 40 до 780 нм и выполнены с возможностью подключения к ним внешнего источника питания таким образом, что на каждый из них может независимо подаваться напряжение электрического тока индивидуального номинала, не превышающего величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом; при этом электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции накладывается непосредственно на окна и ветровые стекла таким образом, чтобы входящий в его состав модулятор света со всеми соприлегающими с частями его поверхности электрически-изолированными друг от друга планарными токопроводящими электродами были обращены внутрь интерьера.

Использование в настоящем изобретении в составе модулятора света электрохромного, меняющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока материала, выбранного конкретно из группы оксидов и гидроксидов переходных металлов VI-VIII групп периодической таблицы, а также оксидов и гидроксидов их сплавов, оксидов, нитридов и гидридов элементов четных рядов 4-6 периодов IV и V групп периодической таблицы, а также солей перхлоратов, тетрафторборатов, гексафторфосфатовитрифенилцианборатов щелочных и щелочноземельных металлов III-VIII групп периодической таблицы, обусловлено тем, что с целью протекания электрохимической реакции интеркаляции, обуславливающей окрашивание электрохромного материала, данный слой, прежде всего, должен представлять собой среду транспорта ионов в ходе электрохимической реакции отрабатывания модулятора. По этой причине, материал данного слоя прежде всего должен быть с одной стороны изолятором по отношению к электрическому току, а с другой - должен обладать качествами ионной проводимости. Помимо этого, материал данного слоя должен обладать значениями величин оптических функций, при которых, для толщин слоя, обеспечивающих длину оптического пути в нем для излучения с длиной волны 530 нм, лежащую в диапазоне допустимых значений, определенном и объясненном ниже, будет обеспечиваться протекание интерференционных процессов при прохождении сквозь среду модулятора электромагнитного излучения от внешних источников, способствующих возможности достижения заявленного в настоящем изобретении технического результата с точки зрения как максимизации величины светопропускания на данной длины волны электромагнитного излучения в крайнем обесцвеченном состоянии контраста электрохромного светопрозрачного устройства, так и, при одновременном удовлетворении также условиям на материал, количество и толщину электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов электрохромного светопрозрачного устройства, описываемых и объясняемых ниже, уровня равномерности распределения по спектру электромагнитного излучения медуляции величины интегрального светопропускания, так же согласно заявляемому техническому результату настоящего изобретения, составляющего не менее 28% величины интегрального светопропускания. Причем, как было эмпирически выявлено, последнее справедливо для диапазона длин волн от 320 нм до 810 нм: так как на указанный диапазон длин волн электромагнитного излучения приходится максимум поглощения описываемого электрохромного светопрозрачного устройства при переведении его приложением напряжения электрического тока в окрашенное состояние. Всем перечисленным перечнем качеств обладают материалы указанной группы подходящих изменяющих величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока материалов модулятора света описываемого электрохромного светопрозрачного устройства, где диэлектрики переходных металлов VI-VIII групп периодической таблицы, четных рядов 4-6 периодов IV и V групп периодической таблицы, а также щелочных и щелочноземельных металлов III-VIII групп периодической таблицы в форме конкретно солей перхлоратов, тетрафторборатов и гексафторфосфатовитрифенилцианборатов характеризуются ионной проводимостью в диапазоне от порядка 20 Ом^-1⋅м^-1 до порядка 70 Ом^-1⋅м^-1 в температурном диапазоне 20-250°С, а их отравление реакционной газовой компонентой (-О для оксидов, -N для нитридов, -ОН для гидроксидов, соответственно, и т.п.) в свою очередь обеспечивает достижение качеств электрического изолятора. Кроме того, обеспечение присутствия газовой компоненты материала через соответственно оксидирование, нитридирование или гидратирование металлической составляющей позволяет обеспечить достижение баланса величин коэффициента преломления и экстинкции материала слоя на уровне от примерно 1,84 единиц до примерно 2,67 единиц и от примерно 9⋅10^-5 единиц до примерно 7,12 единиц соответственно на искомой длине волны 530 нм. Именно это, в свою очередь, позволяет реализовать уширение полосы максимума спектрального поглощения описываемого электрохромного светопрозрачного устройства до отмеченных значений порядка 320 нм по левому краю на спектре интенсивности поглощения, где непосредственно интенсивность поглощения достигает значений не выше 80%, для случая поддержания толщины материала модулятора света, изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, обеспечивающей длину оптического пути излучения с длиной волны 530 нм в среде материала, составляющую не более 28 см, что позволяет добиться общего уширения полосы поглощения в максимуме до абсолютных значений порядка 500 нм при расположении границ полосы в диапазоне от 320 нм до 810 нм, а также уровня контраста модуля в максимуме поглощения согласно техническому результату настоящего изобретения. Таким образом, электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции согласно настоящему изобретению должно содержать модулятор света, включающий материал, который изменяет величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока и выбирается из группы оксидов и гидроксидов переходных металлов VI-VIII групп периодической таблицы, а также оксидов и гидроксидов их сплавов, оксидов, нитридов и гидридов элементов четных рядов 4-6 периодов IV и V групп периодической таблицы, а также солей перхлоратов, тетрафторборатов, гексафторфосфатовитрифенилцианборатов щелочных и щелочноземельных металлов III-VIII групп периодической таблицы, за счет чего достигается равномерное распределение по спектру электромагнитного излучения модуляции величины интегрального светопропускания в диапазоне длин волн от 400 до 720 нм с уровнем равномерности не ниже 28% по модулю величины, а также обеспечение максимума светопропускания на длине волны 530 нм при диапазоне контраста окрашивания электрохромного устройства свыше 40% в соответствии с заявляемым техническим результатом настоящего изобретения.

При этом, как отмечается выше, длина оптического пути излучения с длиной волны 530 нм в среде материала модулятора света, изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, не должна превышать 28 см. Данное требование связано с тем, что, при также отмеченной выше, эмпирически определенной величине коэффициента экстинции выше перечисленного и объясненного перечня применимых, изменяющих величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, материалов модулятора света предлагаемого электрохромного светопрозрачного устройства, составляющей от примерно 9⋅10^-5 единиц до примерно 7,12 единиц для всего перечня на длине волны 530 нм, в случае превышения указанной предельной длины оптического пути излучения данной длины волны, отвечающей за пиковой положение на спектре солнечной инсоляции, величина интегрального поглощения как непосредственно на этой же длине волны, так и во всем искомом диапазоне длин волн от 400 до 720 нм будет уже избыточно высока с точки зрения возможности как сохранения равномерности распределения по спектру электромагнитного излучения модуляции величины интегрального светопропускания в диапазоне длин волн от 400 до 720 нм с уровнем равномерности свыше 28% по модулю величины, так и с той точки зрения, что при превышении указанного значения длины оптического пути излучения пиковой по спектру солнечной инсоляции - длины волны, фактическая толщина модулятора света будет столь велика, что толща его среды будет характеризоваться крайне высокой спектральной характеристикой поглощения на длинах волн свыше порядка 450 нм в результате актов протекания резонансных осцилляционных процессов на межорбитальных электронных переходах в ходе преодоления электромагнитным излучением от внешних источников толщи изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока материала. В результате, величина интегрального светопропускания описываемого электрохромного светопрозрачного устройства в обесцвеченном-неинтеркалированном состоянии, во-первых, будет ниже абсолютного значения в 60%, а во-вторых, как частное следствие этого, достижение уровня оптического контраста, проявляемого устройством для одновременного контроля избыточной инсоляции, наряду с активным подавлением экстерьерных бликов, характеризуемого значением свыше 40%, согласно техническому результату, на обеспечение реализации которого направлено настоящее изобретение, по верхней границе предела интегрального значения оптического пропускания обесцвеченного электрохромного устройства будет принципиально невозможно. Исходя из этих факторов, было выработано требование к величине длины оптического пути излучения с длиной волны 530 нм в среде материала модулятора света, изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, которая должна составлять не более 28 см.

Кроме того, как также отмечено выше, описываемое электрохромное светопрозрачное устройство также должно содержать не менее четырех электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов. Данные электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды необходимы для обеспечения токовведения при подключении модулятора света к внешнему источнику питания для реализации функционирования его изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока материала в рамках конечного эксплуатируемого устройства. Именно поэтому они также, согласно предлагаемому изобретению, должны вводиться попарно в соприлегание с двух противоположных сторон непосредственно с частью поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства, за счет чего обеспечивается их - электродов и модулятора - взаимный электрический контакт, и, за счет также взаимной электрической изоляции контактирующих с модулятором света планарных токопроводящих электродов друг от друга, возможность создания разности потенциалов между парами электродов, в которой осуществляется интеркаляционный транспорт носителей заряда в среде изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока материала, отвечающий непосредственно за окрашивание/обесцвечивание модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства. В силу описанного функционала, данные электроды должны одновременно обладать высокой электропроводностью, характеризуемой низким коэффициентом поверхностного сопротивления не выше нескольких десятков Ом на квадрат, а также прозрачностью по отношению к видимому свету, по всей площади поверхности электродов, с целью обеспечения возможности максимизации контрастности электрохромного устройства за счет снижения вклада от поглощения излучения видимого диапазона длин волн спектра на электропроводящих материалах электродов в восстановленном (обесцвеченном) состоянии устройства. Данными требованиями, в свою очередь, во-первых объясняется необходимость обеспечения планарности электрически-изолированных друг от друга токопроводящих электродов, для исключения паразитного поглощения на них за счет мультиугловых эффектов преломления приходящего к их поверхности излучения от внешнего источника.

Помимо этого, электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды, согласно настоящему изобретению, должны состоять из оксидов би-металлических сплавов элементов, выбранных из группы, состоящей из In, Sn, F, Zn, Al, Ga, Ti. Данные материалы, составляющие группу т.н. прозрачных токопроводящих оксидов (ТСО) отвечают двум ключевым требованиям, предъявляемым к токопроводящим электродам в рамках настоящего изобретения: прозрачность по отношению к излучению видимого диапазона спектра, благодаря большой ширине запрещенной зоны от примерно 3,5-4 эВ, а также высокая их электрическая проводимость, сравнимая с металлической, характеризуемая поверхностным сопротивлением от нескольких единиц Ом на квадрат, до примерно 20-30 Ом на квадрат, за счет выполнения легирующей компонентой оксидного сплава роли донора свободных электронов. Помимо обеспечения требуемых качеств электропроводности, использование би-металлических сплавов перечисленных элементов обеспечивает также дополнительную стабилизацию основной металлической компоненты сплава легированием, что способствует достижению повышенной результирующей стабильности описываемых качеств токопроводности электродов в ходе эксплуатации электрохромного светопрозрачного устройства через его окрашивание/обесцвечивание в диапазоне достижимого контраста. Таким образом, электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды, входящие в состав электрохромного светопрозрачного устройства согласно настоящему изобретению должны состоять оксидов би-металлических сплавов элементов, выбранных из группы, состоящей из In, Sn, F, Zn, Al, Ga, Ti, и попарно соприлегать с двух противоположных сторон непосредственно с частью поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства.

Обеспечение в составе конструкции описываемого светопрозрачного устройства не менее четырех электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, попарно соприлегающих с двух противоположных сторон непосредственно с частью поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства таким образом, что геометрическое место всех точек наложения электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов на поверхность модулятора света делит всю площадь поверхности электрохромного светопрозрачного устройства на не менее чем две части, а также выполнение их с возможностью подключения к ним внешнего источника питания таким образом, что на каждый из них может независимо подаваться напряжение электрического тока индивидуального номинала, направлено на то, что, таким образом, в силу отмеченного выше требования к электрической изоляции каждого индивидуального планарного токопроводящего электрода от всех остальных, реализуется возможность приложения управляющего, вызывающего электрохимическую реакцию интеркаляции окрашивания/обесцвечивания части поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства, напряжения между каждой отдельной парой планарных токопроводящих электродов, расположенной с двух противоположных сторон части поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства, в том числе в условии того, что соседние области поверхности модулятора света, ограниченные поверхностями наложенных на них пар электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, могут одновременно с этим пребывать под нулевой разницей потенциалов между электродами. В результате, за счет наложения не менее двух пар из не менее чем четырех, согласно требованию настоящего изобретения, планарных токопроводящих электродов таким образом, что геометрическое место всех точек наложения электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов на поверхность модулятора света делит всю площадь поверхности электрохромного светопрозрачного устройства на не менее чем две части, обеспечивает возможность достижения заявляемого согласно настоящему изобретению технического результата в отношении сохранения отмеченной выше максимально достижимой величины светопропускания на длине волны 530 нм для не менее чем 50% совокупной площади прозрачной поверхности светопропускающего конструкционного элемента, на котором выполнено описываемое электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции.

В свою очередь требование к обеспечению толщины электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов в диапазоне от 40 до 780 нм связано со следующим комплексом причин: в том случае, если толщина планарного токопроводящего электрода составляет менее 40 нм, обеспечиваемая данным планарным электродом величина электропроводимости будет слишком мала для реализации эффективного токовведения в описываемый модулятор света электрохромного светопрозрачного устройства от внешнего источника питания, необходимого для поддержания электрохимических обменных процессов в модуляторе света для активного срабатывания электрохромного светопрозрачного устройства в ходе активного подавления бликов и окрашивании/обесцвечивании устройства в процессе контроля избыточной инсоляции. При этом, если толщина если толщина планарного токопроводящего электрода будет превышать значение в 780 нм, планарные электроды, выполненные из материалов, перечень которых указан и объяснен выше, столь больших толщин, будучи проводниками первого рода, будут характеризоваться крайне высокой спектральной характеристикой поглощения на длинах волн от порядка 515 нм в результате актов протекания резонансных осцилляционных процессов на межорбитальных электронных переходах в ходе преодоления электромагнитным излучением от внешних источников бликов и экстерьерной инсоляции толщи материала планарного токопроводящего электрода. В результате, величина интегрального светопропускания описываемого электрохромного светопрозрачного устройства в прозрачном состоянии будет ниже значения в 40%, из-за чего достижение величины диапазона контраста, проявляемого устройством при одновременном активном подавлении экстерьерных бликов наряду с контролем избыточной инсоляции, характеризуемого не менее 40%, согласно техническому результату, на обеспечение реализации которого направлено настоящее изобретение, будет принципиально невозможно. Исходя из этих факторов, было выработано требование к диапазону допустимых толщин электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, которые должны лежать в пределе от 40 до 780 нм.

Как было отмечено выше, описываемые электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды выполнены с возможностью подключения к ним внешнего источника питания таким образом, что на каждый из них может независимо подаваться напряжение электрического тока индивидуального номинала, поскольку, таким образом, обеспечивается возможность приложения управляющего, вызывающего электрохимическую реакцию интеркаляции окрашивания/обесцвечивания части поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства, напряжения между каждой отдельной парой планарных токопроводящих электродов, расположенной с двух противоположных сторон части поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства, в том числе в условии того, что соседние области поверхности модулятора света, ограниченные поверхностями наложенных на них пар электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, могут одновременно с этим пребывать под нулевой разницей потенциалов между электродами. При этом, подаваемое на каждый из электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов напряжение электрического тока индивидуального номинала не должно превышать величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом.

Прикладываемое к модулятору света электрохромного светопрозрачного устройства через электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды напряжение от внешнего источника питания обозначается как управляющее напряжение для управления оптическим переключением устройства U_упр. Следует отметить, что актуальное значение управляющего напряжения, поступающего к модулятору света от источника питания через электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды в каждый момент времени в ходе процесса оптического переключения электрохромного устройства от исходного оптического состояния к конечному оптическому состоянию, отличается от актуального значения возникающей при этом эффективной разницы потенциалов U_эфф. между выполняющими по отношению друг к другу роль противоэлектродов областями обратимого введения ионов модулятора света по причине неизбежного падения напряжения на полном омическом сопротивлении сборки пары соприлегающих с двух противоположных сторон с частью поверхности модулятора света электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов и непосредственно модулятора света устройства R_полн.. При этом значение полного омического сопротивления указанной сборки R_полн. складывается, в свою очередь совокупно из индивидуальных значений сопротивления каждого отдельного ее функционального элемента: суммарного поверхностного омического сопротивления поверхности электрохромного устройства (далее - R_пов.), совокупного омического сопротивления областей обратимого введения ионов модулятора света (далее - R_o.в.и) и паразитного электросопротивления проводящей ионы среды модулятора; и может быть с достаточно высокой точностью определено и предварительно задано как сопротивление, измеряемое между парой соприлегающих с двух противоположных сторон с частью поверхности модулятора света электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, которые, непосредственно соприлегая с двух противоположных сторон с частью поверхности модулятора света, а, соответственно, с областями обратимого введения ионов, и, также в качестве следствия, расположены с двух противоположных сторон от материала, представляющего собой проводящую ионы среду, таким образом ограничивая его между собой. При этом ключевым фактором реализации заявляемого технического результата является обеспечение оптического переключения описываемого электрохромного светопрозрачного устройства путем приложения к электрически-изолированным друг от друга планарным токопроводящим электродам управляющего напряжения U_упр. в каждый момент времени в ходе оптического переключения устройства от исходного оптического состояния к конечному оптическому состоянию таким образом, чтобы соответствующее ему значение эффективной разности потенциалов U_эфф. между выполняющими по отношению друг к другу роль противоэлектродов областями обратимого введения ионов модулятора света принимало максимальное значение, ограниченное безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, что соответствует, согласно изложенным выше соображениям, независимой подаче на каждый из планарных токопроводящих электродов напряжения электрического тока индивидуального номинала, не превышающего, соответственно, величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом. Последнее является непосредственным фактором долгосрочной стабильности описываемого электрохромного светопрозрачного устройства с точки зрения сохранения уровня его абсолютного контраста в ходе многочисленных циклов переключения между крайними положениями оптического контраста, соответствующего заявляемому техническому результату настоящего изобретения. Так, необходимо, при создании эффективной, приводящей к переключению оптического состояния, разности потенциалов между выполняющими роль противоэлектродов областями обратимого введения ионов модулятора света, оставаться в границе величины напряжения обратимого предела инжекции заряда используемых в конкретном модуляторе света материалов, изменяющих величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, что предотвращает последовательное накопление дефектов внедрения в противоэлектродных областях модулятора света, сказывающееся на потере их способности к дальнейшему накоплению ионов и, как следствие, к необратимому паразитному снижению оптического контраста эксплуатируемого электрохромного светопрозрачного устройства в целом; а также, как следствие указанного требования, дополнительно не будет допускаться приложение повышенного эффективного напряжения относительно требуемого для поддержания тока утечки между выполняющими роль противоэлектродов областями обратимого внедрения ионов, достаточного для заряжания областей обратимого введения ионов избыточным зарядом во время срабатывания модулятора света, что приводило бы к деградации электрохромных качеств используемых материалов, которые изменяют величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, областей обратимого введения ионов в толще модулятора света электрохромного устройства за счет сопутствующих диссипативных тепловых эффектов. В результате, согласно приведенным требованиям, необходимо, чтобы электрически-изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды описываемого электрохромного устройства были выполнены с возможностью подключения к ним внешнего источника питания таким образом, чтобы на каждый из них могло независимо подаваться напряжение электрического тока индивидуального номинала, не превышающего, при этом, величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом.

При этом электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции накладывается непосредственно на окна и ветровые стекла таким образом, чтобы входящий в его состав модулятор света со всеми соприлегающими с частями его поверхности электрически-изолированными друг от друга планарными токопроводящими электродами были обращены внутрь интерьера. Данное решение позволяет дополнительно повысить стабильность описываемого электрохромного светопрозрачного устройства с точки зрения хемомеханической устойчивости изделия в целом, так как вся полная структура описанных выше и объясненных материалов его компонент оказывается, в таком случае, защищена от негативных внешних воздействий и контакта с внешней средой толщей стекла. Использование стекла в качестве отпически-прозрачной подложки для размещения на ней путем накладывания описываемого электрохромного устройства таким образом, чтобы входящий в его состав модулятор света со всеми соприлегающими с частями его поверхности электрически-изолированными друг от друга планарными токопроводящими электродами были обращены внутрь интерьера также дополнительно позволяет удовлетворить эксплуатационными требованиями по отношению к итоговым сборкам электрохромных устройств на основе описываемых материалов, которые изменяют величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, модулятора света, таким как их прочность на сжатие, т.е., например, когда предполагается воздействие на устройство избыточных ветровых нагрузок в ряде экстерьерных архитектурных и транспортных применений в составе сборок светопрозрачных конструкций, а также твердость, как характеристика устойчивости к царапанью, имеющая большое значение, например, с точки зрения устойчивости сборок светопрозрачных конструкций с использованием электрохромных устройств на основе описываемых материалов модуляторов света по отношению к эродирующему воздействию мелкодисперсных взвесей твердых частиц например, песка в воздухе, также имеющему место в определенных частных случаях потенциальных экстерьерных архитектурных и транспортных применений. В случае описываемого размещения электрохромного устройства его наложением непосредственно на окна и ветровые стекла с обращением входящего в его состав модулятор света со всеми соприлегающими с частями его поверхности электрически-изолированными друг от друга планарными токопроводящими электродами внутрь интерьера, обеспечивается возможность достижения значений предела прочности на сжатие итоговой сборки от порядка 1000 МПа до порядка 8000 МПа, а также значений твердости поверхности внешних, непосредственно граничащих с объемом интерьера электрически-изолированных планарных токопроводящих электродов, соприлегающих с частями поверхности модулятора света, составляющей порядка 5-8 единиц по шкале Мооса, в зависимости от конкретного типа используемого в качестве оптически-прозрачной подложки стекла.

Данное решение также позволяет дополнительно обеспечить твердость поверхности входящего в состав конструкции электрохромного устройства модулятора света, составляющую, при указанном варианте расположения на поверхности интерьерного или транспортного остекления, например, фтор-силикатным или натрий-силикатным стеклом, порядка 5-8 единиц по шкале Мооса, в зависимости от конкретного типа используемого в остеклении материала. При этом, сохраняется совокупность прочих характеристик описываемого электрохромного устройства с точки зрения равномерности распределения и положения на спектрофотометрической характеристике устройства относительно диапазона 400-720 нм видимой части спектра электромагнитного излучения модуляции величины интегрального светопропускания, обеспечиваемой устройством в ходе работы, а также уровня диапазона контраста описываемого электрохромного устройства при сохранении максимально достижимой величины светопропускания на длине волны 530 нм для не менее чем 50% совокупной площади прозрачной поверхности такого светопропускающего конструкционного элемента, на котором располагается устройство, что, как следствие, позволяет в полной мере удовлетворить заявляемому выше техническому результату настоящего изобретения и обеспечивает возможность добиться одновременного активного подавления экстерьерных бликов наряду с контролем избыточной инсоляции при эксплуатации описываемого электрохромного светопрозрачного устройства.

Ниже приведен пример конкретной реализации предлагаемого изобретения. В рамках него было изготовлено электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции, наложенное на поверхность оконного стекла в стеклопакетной сборке. На Фиг. 1-А представлена принципиальная схема торцевого среза стеклопакетной сборки; стеклопакетная сборка состояла из двух листов плоскопараллельных оконных натрий-силикатных флоат-стекол M1 толщиной 4 мм и размером 1,5 м на 0,7 м марки Pilkington ТЕС 15 (1), разделенных газовым промежутком (4) толщиной 16 мм, заполненным смесью аргона Ar и атмосферного воздуха в соотношении 80% и 20% соответственно. При этом, согласно принципиальной схеме, представленной на Фиг. 1-А, описываемое в рамках данного примера конкретной реализации электрохромное светопрозрачное устройство располагалось на первом - со стороны экстерьера - листе стекла стеклопакетной сборки с его стороны, обращенной к газовому промежутку стеклопакета, за счет чего обеспечивалось, как следствие, условие на обращение всей конструкции электрохромного светопрозрачного устройства, включая входящий в ее состав модулятор света со всеми соприлегающими с частями его поверхности электрически-изолированными друг от друга планарными токопроводящими электродами внутрь интерьера.

Как также отмечено принципиальной схеме на Фиг. 1-А, конструкция описываемого в рамках настоящего примера конкретной реализации электрохромного светопрозрачного устройства для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции включает в себя выполненные в виде отдельных соприлегающих друг с другом слоев: модулятора света (3), изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, а также, для подачи этого внешнего, управляющего оптическим переключением модулятора света, напряжения электрического тока, восьми непосредственно соприлегающих с поверхностью модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов - попарно, по четыре с каждой стороны слоя модулятора света (одна такая типовая пара показана на принципиальной схеме среза стеклопакетной сборки на Фиг. 1-А - (2) - расположенных таким образом, что геометрическое место всех точек наложения электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов на поверхность модулятора света делит всю площадь поверхности электрохромного светопрозрачного устройства, а также, соответственно, и всю площадь листа стекла указанных выше линейных размеров, на котором устройство размещено, на четыре равные части (как показано пунктирной линией на принципиальной схеме плоскости описываемого электрохромного светопрозрачного устройства на Фиг. 1-Б).

Модулятор света описываемого электрохромного светопрозрачного устройства был изготовлен из легированного никелем субстехиометрического оксинитрида вольфрама W(Ni)O_xN_y путем конденсации распыленной в плазме магнетронного разряда составной биметаллической вольфрам-никелевой мишени в смешанной реакционной атмосфере аргона Ar, выступавшего в качестве распылительной компоненты плазмообразующей газовой смеси, а также кислорода О₂ и азота N₂, выступавших в качестве, соответственно, реакционных составляющих газовой смеси. При этом состав би-металлической вольфрам-никелевой мишени был подобран таким образом, чтобы степень легирования конденсированного материала модулятора света составляла 22 ат.%, а парциальная концентрация трех указанных компонент реакционной плазмообразующей газовой смеси, в свою очередь, поддерживалась таким образом, чтобы обеспечивалась результирующая стехиометрия указанного материала модулятора света описываемого электрохромного светопрозрачного устройства - легированного никелем субстехиометрического оксинитрида вольфрама W(Ni)O_xN_y - на уровне х от порядка 0,86 до порядка 0.92 единиц, а у от порядка 1,64 до порядка 1,89 единиц в рамках серии экспериментов с несколькими полученными образцами, что контролировалось на протяжении процесса конденсации указанного материала по средствам in-situ спектрофотометрии образца свидетеля в реальном времени в диапазоне длин волн от 295 ни до 1340 нм.

При этом толщина модулятора света в рамках данного примера конкретной реализации контролировалась по ультрозвуковому датчику-спутнику через контроль продолжительности экспонирования конденсируемого материала модулятора плазме магнетронного разряда и составила от 740 нм до 838 нм, так же в рамках серии экспериментов с несколькими полученными образцами, удовлетворяя, таким образом, изложенному и объясненному выше условию на то, что длина оптического пути излучения с длиной волны 530 нм в среде материала модулятора света, изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, должна составлять не более 28 см.

При этом описываемые в рамках данного примера конкретной реализации восемь непосредственно соприлегающих с поверхностью модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов состояли из оксида олова, легированного фтором (fluorine tin oxide - FTO) и были получены методом химической температурно-катализированной конденсации планарных электродных слоев (CVD) на предлежащую им поверхность в ходе реализации процесса спрей-пиролитического синтеза материала из смеси прекурсоров, в роли которых выступали фторид аммония NH₄F и дибутил-диацетат олова DBTDA, при температуре пиролиза, составлявшей для всех электродов 150°С, с последующим пост-отжигом при температуре, поддерживавшейся для всех электродов в диапазоне 270-350°С, таким образом, чтобы их результирующая толщина составляла от 120 до 180 нм соответственно.

Подключение к электрически-изолированным друг от друга планарным токопроводящим электродам внешнего источника питания таким образом, чтобы на каждый из них могло независимо подаваться напряжение электрического тока индивидуального номинала, не превышающего величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом, осуществлялось по разнополюсным для каждой пары планарных токопроводящих электродов, расположенных непосредственно друг напротив друга с разных сторон от модулятора света - нагрузочным каналам через токовводящие шины, накладывавшиеся непосредственно на внешние относительно толщи формирующего среду модулятора света материала легированного никелем субстехиометрического оксинитрида вольфрама W(Ni)O_xN_y поверхности каждого электродов. Каждая из двух использовавшихся разнополюсных токовводящих шин в такой комплементарной паре электродов представляла собой медную ленту толщиной 200 мкм и шириной 25 мм, выполненную в «Г»-образной форме вдоль всего периметра стеклянной подложки (I.), относящейся к части площади поверхности описываемого электрохромного светопрозрачного устройства для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции, занимаемой соответсвующим планарным токопроводящим электродом, как это показано на Фиг. 1-Б. Лента накладывалась на соответствующую токопроводящую поверхность электрода таким образом, чтобы отступ от каждого из краев его поверхности составлял по 1 см. При этом токовводящая шина, накладывавшаяся на токопроводящую поверхность соответствующих электродов со стороны стеклянной подложки, располагалась на стеклянной подложке предварительно осаждению материала электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов согласно изложенному выше способу. В качестве меры дополнительной фиксации, наложенные на токопроводящие поверхности комплементарных друг другу электродов разнополюсные токовводящие шины закреплялись в заданном положении при помощи клейкой каптоновой (поли-оксидифенилен-пиромеллитимидной) ленты DuPont Kapton Таре.

В качестве обратной связи применялись следующие показатели измерений: управляющее напряжение U_упр. между токовводящими шинами; сила тока через электрохромное устройство I; а также температура электрохромного устройства Т. Измерение напряжения осуществлялось непосредственно в точках подключения питающих проводов от токовводящих шин к выходам нагрузки с использованием аппаратного вольтметра в качестве средства измерения напряжения; с его же помощью проводилось также и амперометрическое измерение силы тока, осуществлявшееся посредством измерения напряжения на известном шунтирующем сопротивлении, подключенном параллельно электрохромному устройству. Температура электрохромного устройства измерялась с использованием датчика-термопары, также подключенного по шунту к аппаратному вольтметру, причем выводы термопары были закреплены на расстоянии 12 мм по направлению к центру поверхности электрохромного устройства от одной из меньших по длине сторон одной из токовводящих шин, с использованием той же каптоновой клейкой ленты, что использовалась и для фиксации соответствующей токовводящей шины.

Контроль подачи на каждый из электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов напряжения электрического тока индивидуального номинала таким образом, чтобы он не превышал величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом осуществлялся по цепи обратной связи с процессором, причем для передачи передачи последнему на обработку измеренных значений управляющего напряжения U_упр. непосредственно от внешнего источника питания, силы тока через электрохромное светопрозрачное устройство I, температуры электрохромного светопрозрачного устройства Т и продолжительности оптического переключения модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства t, применялась цепь операционных усилителей, выполнявшая роль циклического базиса в составе схемы питания устройства. Опрос процессором внешних датчиков по цепи его обратной связи с циклическим базисом осуществлялся с периодичностью: для значений управляющего напряжения U_упр., а также температуры светопрозрачного устройства Т - каждые 0,4 с; а для силы тока через электрохромное светопрозрачное устройство I, а также продолжительности t оптического переключения модулятора света - каждые 200 мс. Точность стабилизации напряжения на контроллере питания источника тока составляла не менее 0,01 В в диапазоне от 0,15 В до 0,20 В и 0,005 В в диапазоне от 0,20 В и до 4,05 В.

При этом, процессор осуществлял вычисление величины электрического управляющего напряжения U_упр., прикладываемого между разнополюсными токовводящими шинами, необходимого для обеспечения максимального значения эффективной разности потенциалов U_эфф. между выполняющими по отношению друг к другу роль противоэлектродов комплементарными парами электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, с учетом ограничения на величину ограничения безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала U_макс. процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с одной стороны, и величину максимального падения напряжения вдоль ограниченной геометрическим местом всех точек контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом U_мин. с другой стороны, а также промежуточные вспомогательные вычисления соответствующих значений совокупного омического сопротивления (для, непосредственно, оценки соответствующей величины падения напряжения) электрохромного светопрозрачного устройства R_э.c.y., его амплитудной асимптоты R_макс., безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала U_мaкс. и силы тока утечки, характерного для актуальной величины прикладываемого управляющего напряжения U_упр. к электрохромному светопрозрачному устройству с полным омическим сопротивлением R_полн., на основании измеренных значений управляющего напряжения U_упр., силы тока I, температуры электрохромного устройства Т и продолжительности оптического переключения модулятора света t. В случае определения процессором устройства факта достижения измеренной силы тока I, протекающего через электрохромное светопрозрачное устройство, значения, которое меньше или равно значению силы тока утечки, характерного для измеренной величины прикладываемого управляющего напряжения U_упр. к электрохромному устройству с заданным полным омическим сопротивлением R_полн., процессор инициирует отключение приложения управляющего напряжения U_упр. к разнополюсным токовводящим шинам через резистивный сброс напряжения с нагрузки. Кроме того инициация резистивного сброса напряжения с нагрузки осуществлялась процессором согласно программе его работы в случае достижения измеренной температурой электрохромного устройства Т значения, лежащего вне пределов диапазона, составляющего от -80 до +165°С.

Конфигурирование процессора для соответствия конкретному экземпляру нагрузки (подключаемого управляемого электрохромного устройства) осуществлялось через ввод предварительно задаваемых параметров реализуемого способа управления: линейной функции зависимости величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала U_макс. от температуры электрохромного устройства Т, величины максимального падения потенциала вдоль ограниченной геометрическим местом всех точек контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом U_мин., полного омического сопротивления электрохромного устройства R_полн., заданных аппроксимацией экспоненциальной регрессией коэффициентов экспоненциальной зарядово-временной функциональной зависимости совокупного омического сопротивления электрохромного светопрозрачного устройства R_э.с.у. от продолжительности оптического переключения электрохромного устройства от исходного оптического состояния к конечному оптическому состоянию, линейной функции зависимости амплитудной асимптоты R_макс. от температуры электрохромного устройста Т, а также функции расчета значения силы тока утечки, характерного для актуальной величины прикладываемого управляющего напряжения U_упр. к электрохромному устройству с полным омическим сопротивлением R_полн..

Использовавшиеся в рамках приводимого примера конкретной реализации предварительно задаваемые параметры приведены в таблице ниже:

При этом вид функции линейной зависимости U_макс.(Т) был определен путем предварительно проведенных экспериментов по циклической вольтамперометрии электрохромных устройств, полученных в серии экспериментов в рамках примера конкретной реализации. Данные предварительные экспериментальные вольтамперометрические измерения осуществлялись при двух температурах электрохромного устройства, измерявшихся при помощи расположенной в среде материала модулятора света термопары, регистрация детектирования температуры по которой в дальнейшем применялась и непосредственно при работе описываемого в примере устройства, и составивших +23,03°С и +61,34°С; причем большая из указанных температур поддерживалась путем ИК-прогрева электрохромного устройства, а меньшая составила температуру электрохромного устройства при его нахождении в обычных лабораторных условиях без дополнительного внешнего теплового воздействия. В дальнейшем искомая функциональная зависимость была получена прямой линеаризацией по набору из двух точек (U_макс.; Т).

Полное омическое сопротивление электрохромного светопрозрачного устройства, зависящее от продолжительности протекания процесса переключения части поверхности модулятора света, соприлегающей с комплементарной парой планарных токопроводящих электродов, к которым прикладывается напряжение от внешнего источника управляющего питания, от начального оптического состояния к конечному, а также от температуры электрохромного устройства, было также предварительно определено в ходе экспериментов по циклической вольтамперометрии электрохромного светопрозрачного устройства, в рамках которых также был предварительно выявлен характерный для конкретного использовавшегося в данном примере реализации устройства вид функциональной зависимости U_макс. (T). При этом очевидно, что экспериментальная кривая зависимости выхода совокупного омического сопротивления электрохромного светопрозрачного устройства R_э.с.у. на насыщение от продолжительности оптического переключения R_э.с.у.(t) может быть в результате получена смещением графика зависимости полного омического сопротивления электрохромного устройства от длительности приложения к нему постоянного внешнего напряжения от источника питания в ходе экспериментов по циклической вольтамперометрии смещением последнего на величину оффсета, равную величине ранее определенного, согласно описанному выше, постоянного слагаемого в R_полн..

Оценка эксплуатационных характеристик реализованного согласно настоящему примеру практической реализации электрохромного светопрозрачного устройства по обеспечению одновременного активного подавления экстерьерных бликов наряду с контролем избыточной инсоляции осуществлялась путем приведения одной из четырех областей его модулятора света, ограниченных с двух сторон одной из комплементарных пар электрически изолированных друг от друга планарных электродов в окрашенное состояние путем подачи на электроды напряжения электрического тока от внешнего управляющего источника питания наибольшего достижимого в каждый конкретный момент времени в течении процесса окрашивания номинала согласно изложенному выше принципу управления контроллером источника питания предназначенным для этого процессором. После чего осуществлялась просвечивающая спектрофотометрия участков поверхности электрохромного устройства - в области окрашивания модулятора света (область А согласно Фиг. 2) и в сохраняющей обесцвеченное состояние противолежащей ей геометрически области (область Б согласно Фиг. 2) - в диапазоне длин волн электромагнитного излучения от 350 до 1050 нм. Источник спектрофотометра, при этом, как это условно показано на Фиг. 2 располагался непосредственно за областью поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, и с противоположной стороны, относительно всей описываемой пакетной сборки, от детектора, который, как это также условно показано на Фиг. 2, перемещался в описываемом цикле спектрофотометрических измерений относительно всей поверхности электрохромного устройства от центра области его поверхности, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, к центру области его поверхности, к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной. Спектр пропускания области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, представлен на Фиг. 3, а спектр пропускания области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной, представлен на Фиг. 4.

Оценка интегральных параметров спектра пропускания области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, представленного на Фиг. 3, в диапазоне длин волн электромагнитного излучения от 400 до 720 нм демонстрирует девиацию амплитуды пропускания от 7,67 абс.% Т до 14,38 абс.% Т; таким образом, уровень равномерности модуляции по спектру электромагнитного излучения указанного диапазона длин волн величины интегрального светопропускания составляет 6,71%. В свою очередь оценка интегральных параметров спектра пропускания области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной, представленного на Фиг. 4, в диапазоне длин волн электромагнитного излучения от 400 до 720 нм демонстрирует девиацию амплитуды пропускания от 78,66 абс.% Т до 83,99 абс.% Т; таким образом, уровень равномерности модуляции по спектру электромагнитного излучения указанного диапазона длин волн величины интегрального светопропускания составляет 5,33%. В результате, описываемое согласно приведенному примеру конкретной реализации электрохромное светопрозрачное устройство удовлетворяет заявляемому техническому результату настоящего изобретения в части равномерности распределения по спектру электромагнитного излучения модуляции величины интегрального светопропускания в диапазоне длин волн от 400 до 720 нм с уровнем равномерности не ниже 28% по модулю величины.

При этом интегральное полное светопропускание Tvis области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, составило 11,33%, а интегральное полное светопропускание области поверхности электрохромного устройства к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной, составило, соответственно, 80,70%, с учетом отмеченного выше относительного расположения источника спектрофотометра - выступающего, в данном случае, в силу своего расположения, в качестве точечного источника возможных экстерьерных бликов по отношению к области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, а также источника инсоляции по отношению к области поверхности электрохромного устройства к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной - и его детектора. В свою очередь зарегистрированная величина светопропускания на длине волны 530 нм Tpnt(530) в области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, составила 10,01%, а зарегистрированная величина светопропускания на длине волны 530 нм Tpnt(530) в области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной, составила, соответственно, 80,70%, что, как можно видеть из соответствующего спектра на Фиг. 4 составляет максимум во всем спектральном диапазоне видимого излучения для описываемого в рамках данного примера конкретной реализации электрохромного светопрозрачного устройства.

Таким образом показано, что описываемое в рамках данного примера конкретной реализации электрохромное светопрозрачное устройство также обеспечивает одновременное активное подавление экстерьерных бликов наряду с контролем избыточной инсоляции в диапазоне контраста свыше 40% - а именно 69,37% - при сохранении максимально достижимой величины светопропускания на длине волны 530 нм для свыше чем 50% - а именно для 75% - совокупной площади прозрачной поверхности светопропускающего конструкционного элемента: в рамках данного примера конкретной реализации стеклопакетной сборки.

В качестве еще одного примера конкретной реализации предлагаемого изобретения было изготовлено электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции, наложенное на часть поверхности ветрового стекла автомобиля (1 на Фиг. 5-А), изготовленного из натрий-силикатного флоат-стекла М1 толщиной 6 мм и размером 1530 мм на 907 мм, малированного с диагональю 1530 мм, марки Pilkington OptiFloat Clear. При этом, согласно принципиальной схеме, представленной на Фиг. 5-Б, описываемое в рамках данного примера конкретной реализации электрохромное светопрозрачное устройство было расположено на половине полной высоты поверхности указанного ветрового стекла автомобиля на внутренней его стороне, за счет чего обеспечивалось, как следствие, условие на обращение всей конструкции электрохромного светопрозрачного устройства, включая входящий в ее состав модулятор света со всеми соприлегающими с частями его поверхности электрически-изолированными друг от друга планарными токопроводящими электродами внутрь интерьера.

Как также отмечено принципиальной схеме на Фиг. 5-А, конструкция описываемого в рамках настоящего примера конкретной реализации электрохромного светопрозрачного устройства для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции включает в себя выполненные в виде отдельных соприлегающих друг с другом слоев: модулятор света (3), изменяющий величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, а также, для подачи этого внешнего, управляющего оптическим переключением модулятора света, напряжения электрического тока, шесть непосредственно соприлегающих с поверхностью модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов - попарно (пара показана на срезе устройства на принципиальной схеме на Фиг. 5-А (2), по три с каждой стороны слоя модулятора света - расположенных таким образом, что геометрическое место всех точек наложения электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов на поверхность модулятора света делит всю площадь поверхности электрохромного светопрозрачного устройства, на три части, совокупная площадь одной из которых равна сумме совокупных площадей двух оставшихся, равных, в свою очередь, друг другу (зоны изоляции электродов на площади поверхности стекла обозначены на Фиг. 5-Б пунктирной линией).

Модулятор света описываемого электрохромного светопрозрачного устройства был изготовлен из раствора 0,015М перхлората лития, смешанного с 0,005М тетрабутиламмония перхлоратом, 0,008М 5,10-дигидро-5,10-диметилфеназином, 0,010М 1,1'-дибензил-4,4'-дипиридиния диперхлоратом и 0,0030М 1,1''-(1,3-пропандиил)бис[1'-метил-4,4'бипиридиния] тетраперхлоратом и стабилизирован в основообразующей полимерной матрице метакриловой ненасыщенной олигомерно-мономерной композиции, в качестве которой использовалось 45 об.% «Акролата-18», растворенных 50 об.% пропиленкарбонатом - инертным апротонным растворителем. При этом, в качестве примесных стабилизирующих компонент при приготовлении указанной выше основообразующей полимерной матрицы для материала модулятора света описываемого электрохромного светопрозрачного устройства использовались:

- фотоинициатор 0,005М 2,2-диметокси-1,2-дифенилэтан-1-он,

- адгезив - 2 об.% 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана,

- оптический отбеливатель: 0,001М терфенила,

- пластификатор - 3 об.% диэтилфталата;

При этом модулятор света формировался на стеклянной подложке методом экструзии предварительно смешанных в указанных пропорциях компонент под давлением с последующей стабилизацией полимерной матрицы, которая, в свою очередь, обеспечивалась выдерживанием под ультрафиолетом, с интенсивностью облучения 10 Вт/м² в диапазоне 320-400 нм в течение 90 мин, а затем в термокамере при 70°С.

При этом толщина модулятора света в рамках данного примера конкретной реализации контролировалась в ходе экструзии его материала через контроль скорости экструзии прикладываемым давлением и составила от 80 мкм до 420 мкм в рамках серии экспериментов с несколькими полученными образцами, удовлетворяя, таким образом, изложенному и объясненному выше условию на то, что длина оптического пути излучения с длиной волны 530 нм в среде материала модулятора света, изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, должна составлять не более 28 см.

При этом описываемые в рамках данного примера конкретной реализации шесть непосредственно соприлегающих с поверхностью модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов состояли из оксида индий-олова In-Sn-O и были получены путем физической конденсации из паровой фазы распылением в плазме магнетронного разряда предоксидированных керамических сплавных мишеней оксида индия олова (ITO - indium tin oxide) в аргон-кислородной смеси рабочих газов в соотношении аргон/кислород, составляющем 95%/5%. При этом давление смесей рабочих газов при осаждении обоих слоев поддерживалось в диапазоне от 1,1⋅10^-3 до 1,4⋅10^-3 мм.рт.ст. Мощность горения плазменного разряда при этом составляла 0,5 кВт, при напряжении в разрядном промежутке 270 В и силе тока на поверхность мишени 2 А. Полученная при этом толщина всех электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов для всех изделий электроромных светопрозрачных устройств полученных в рамках серии экспериментов в рамках данного примера конкретной реализации описываемого изобретения, контролировалась по средства атомно-силовой профилометрии частично-отмаскированной подложки-спутника и составила от 98 нм до 122 нм.

Подключение к электрически-изолированным друг от друга планарным токопроводящим электродам внешнего источника питания таким образом, чтобы на каждый из них могло независимо подаваться напряжение электрического тока индивидуального номинала, не превышающего величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом, осуществлялось аналогично описанному выше для случая первого приведенного примера конкретной реализации настоящего изобретения, а именно: по разнополюсным - для каждой пары планарных токопроводящих электродов, расположенных непосредственно друг напротив друга с разных сторон от модулятора света - нагрузочным каналам через токовводящие шины, накладывавшиеся непосредственно на внешние относительно толщи формирующего среду модулятора света материала поверхности каждого из электродов. Каждая из двух использовавшихся разнополюсных токовводящих шин в такой комплементарной паре электродов представляла собой медную ленту толщиной 200 мкм и шириной 12 мм, выполненную в виде вертикальной линии, наложенной на край области поверхности модулятора света, относящейся к части всей площади поверхности описываемого электрохромного светопрозрачного устройства для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции, занимаемой соответсвующим планарным токопроводящим электродом, как это показано на Фиг. 5-Б (I.). Лента накладывалась на соответствующую токопроводящую поверхность электрода таким образом, чтобы отступ от каждого из края его поверхности, совпадающего с соответствующем краем стеклянной подложки, на которой размещалось электрохромное устройтво, составлял 1 см. При этом токовводящая шина, накладывавшаяся на токопроводящую поверхность соответствующих электродов со стороны стеклянной подложки, располагалась на стеклянной подложке предварительно осаждению материала электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов согласно изложенному выше способу. В качестве меры дополнительной фиксации, наложенные на токопроводящие поверхности комплементарных друг другу электродов разнополюсные токовводящие шины закреплялись в заданном положении при помощи клейкой каптоновой (поли-оксидифенилен-пиромеллитимидной) ленты DuPont Kapton Таре.

В качестве обратной связи применялись следующие показатели измерений: управляющее напряжение U_упр. между токовводящими шинами; сила тока через электрохромное устройство I; а также температура электрохромного устройства Т. Измерение напряжения осуществлялось непосредственно в точках подключения питающих проводов от токовводящих шин к выходам нагрузки с использованием аппаратного вольтметра в качестве средства измерения напряжения; с его же помощью проводилось также и амперометрическое измерение силы тока, осуществлявшееся посредством измерения напряжения на известном шунтирующем сопротивлении, подключенном параллельно электрохромному устройству. Температура электрохромного устройства измерялась с использованием датчика-термопары, также подключенного по шунту к аппаратному вольтметру, причем выводы термопары были закреплены на расстоянии 400 мм по направлению к центру поверхности модулятора света электрохромного устройства от одной из токовводящих шин, с использованием той же каптоновой клейкой ленты, что использовалась и для фиксации соответствующей токовводящей шины.

Контроль подачи на каждый из электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов напряжения электрического тока индивидуального номинала таким образом, чтобы он не превышал величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом осуществлялся по цепи обратной связи с процессором, причем для передачи передачи последнему на обработку измеренных значений управляющего напряжения U_упр. непосредственно от внешнего источника питания, силы тока через электрохромное светопрозрачное устройство I, температуры электрохромного светопрозрачного устройства Т и продолжительности оптического переключения модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства t, применялась цепь операционных усилителей, выполнявшая роль циклического базиса в составе схемы питания устройства. Опрос процессором внешних датчиков по цепи его обратной связи с циклическим базисом осуществлялся с периодичностью: для значений управляющего напряжения U_упр., а также температуры светопрозрачного устройства Т - каждые 0,4 с; а для силы тока через электрохромное светопрозрачное устройство I, а также продолжительности t оптического переключения модулятора света - каждые 200 мс. Точность стабилизации напряжения на контроллере питания источника тока составляла не мнее 0,01 В в диапазоне от 0,15 В до 0,20 В и 0,005 В в диапазоне от 0,20 В и до 4,05 В.

При этом, процессор осуществлял вычисление величины электрического управляющего напряжения U_упр., прикладываемого между разнополюсными токовводящими шинами, необходимого для обеспечения максимального значения эффективной разности потенциалов U_эфф. между выполняющими по отношению друг к другу роль противоэлектродов комплементарными парами электрически-изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, с учетом ограничения на величину ограничения безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала U_мaкс. процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с одной стороны, и величину максимального падения напряжения вдоль ограниченной геометрическим местом всех точек контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом U_мин.. с другой стороны, а также промежуточные вспомогательные вычисления соответствующих значений совокупного омического сопротивления (для, непосредственно, оценки соответствующей величины падения напряжения) электрохромного светопрозрачного устройства R_э.с.у., его амплитудной асимптоты R_макс., безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала U_макс. и силы тока утечки, характерного для актуальной величины прикладываемого управляющего напряжения U_упр. к электрохромному светопрозрачному устройству с полным омическим сопротивлением R_полн., на основании измеренных значений управляющего напряжения U_упр., силы тока I, температуры электрохромного устройства Т и продолжительности оптического переключения модулятора света t. В случае определения процессором устройства факта достижения измеренной силы тока I, протекающего через электрохромное светопрозрачное устройство, значения, которое меньше или равно значению силы тока утечки, характерного для измеренной величины прикладываемого управляющего напряжения U_упр. к электрохромному устройству с заданным полным омическим сопротивлением R_полн., процессор инициирует отключение приложения управляющего напряжения U_упр. к разнополюсным токовводящим шинам через резистивный сброс напряжения с нагрузки. Кроме того инициация резистивного сброса напряжения с нагрузки осуществлялась процессором согласно программе его работы в случае достижения измеренной температурой электрохромного устройства Т значения, лежащего вне пределов диапазона, составляющего от -80 до +165°С.

Конфигурирование процессора для соответствия конкретному экземпляру нагрузки (подключаемого управляемого электрохромного устройства) осуществлялось через ввод предварительно задаваемых параметров реализуемого способа управления: линейной функции зависимости величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала U_мaкс. от температуры электрохромного устройства Т, величины максимального падения потенциала вдоль ограниченной геометрическим местом всех точек контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом U_мин., полного омического сопротивления электрохромного устройства R_полн., заданных аппроксимацией экспоненциальной регрессией коэффициентов экспоненциальной зарядово-временной функциональной зависимости совокупного омического сопротивления электрохромного светопрозрачного устройства R_э.с.у. от продолжительности оптического переключения электрохромного устройства от исходного оптического состояния к конечному оптическому состоянию, линейной функции зависимости амплитудной асимптоты R_макс. от температуры электрохромного устройста Т, а также функции расчета значения силы тока утечки, характерного для актуальной величины прикладываемого управляющего напряжения U_упр. к электрохромному устройству с полным омическим сопротивлением R_полн..

Использовавшиеся в рамках приводимого примера конкретной реализации предварительно задаваемые параметры приведены в таблице ниже:

При этом вид функции линейной зависимости U_макс. (Т) был определен путем предварительно проведенных экспериментов по циклической вольтамперометрии электрохромных устройств, полученных в серии экспериментов в рамках примера конкретной реализации. Данные предварительные экспериментальные вольтамперометрические измерения осуществлялись при двух температурах электрохромного устройства, измерявшихся при помощи расположенной в среде материала модулятора света термопары, регистрация детектирования температуры по которой в дальнейшем применялась и непосредственно при работе описываемого в примере устройства, и составивших +21,24°С и +62,09°С; причем большая из указанных температур поддерживалась путем ИК-прогрева электрохромного устройства, а меньшая составила температуру электрохромного устройства при его нахождении в обычных лабораторных условиях без дополнительного внешнего теплового воздействия. В дальнейшем искомая функциональная зависимость была получена прямой линеаризацией по набору из двух точек (U_макс.; Т).

Полное омическое сопротивление электрохромного светопрозрачного устройства, зависящее от продолжительности протекания процесса переключения части поверхности модулятора света, соприлегающей с комплементарной парой планарных токопроводящих электродов, к которым прикладывается напряжение от внешнего источника управляющего питания, от начального оптического состояния к конечному, а также от температуры электрохромного устройства, было также предварительно определено в ходе экспериментов по циклической вольтамперометрии электрохромного светопрозрачного устройства, в рамках которых также был предварительно выявлен характерный для конкретного использовавшегося в данном примере реализации устройства вид функциональной зависимости U_макс. (T). При этом очевидно, что экспериментальная кривая зависимости выхода совокупного омического сопротивления электрохромного светопрозрачного устройства R_э.с.у. на насыщение от продолжительности оптического переключения R_э.с.у.(t) может быть в результате получена смещением графика зависимости полного омического сопротивления электрохромного устройства от длительности приложения к нему постоянного внешнего напряжения от источника питания в ходе экспериментов по циклической вольтамперометрии смещением последнего на величину оффсета, равную величине ранее определенного, согласно описанному выше, постоянного слагаемого в R_полн..

Оценка эксплуатационных характеристик реализованного согласно настоящему примеру практической реализации электрохромного светопрозрачного устройства по обеспечению одновременного активного подавления экстерьерных бликов наряду с контролем избыточной инсоляции осуществлялась путем приведения одной из трех областей его модулятора света, ограниченных с двух сторон одной из комплементарных пар электрически изолированных друг от друга планарных электродов в окрашенное состояние путем подачи на электроды напряжения электрического тока от внешнего управляющего источника питания наибольшего достижимого в каждый конкретный момент времени в течении процесса окрашивания номинала согласно изложенному выше принципу управления контроллером источника питания предназначенным для этого процессором. После чего осуществлялась просвечивающая спектрофотометрия участков поверхности электрохромного устройства - в области окрашивания модулятора света (область А согласно Фиг. 6) и в сохраняющей обесцвеченное состояние противолежащей ей геометрически области (область Б согласно Фиг. 6) - в диапазоне длин волн электромагнитного излучения от 350 до 1050 нм. Источник спектрофотометра, при этом, как это условно показано на Фиг. 6 располагался непосредственно за областью поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, и с противоположной стороны, относительно всего описываемого ветрового автомобильного стекла с расположенным на нем электрохромным светопрозрачным устройством, от детектора, который, как это также условно показано на Фиг. 6, перемещался в описываемом цикле спектрофотометрических измерений относительно всей поверхности электрохромного устройства от края области его поверхности, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, к противоположному краю области его поверхности, к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной. Спектр пропускания области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, представлен на Фиг. 7, а спектр пропускания области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной, представлен на Фиг. 8.

Оценка интегральных параметров спектра пропускания области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, представленного на Фиг. 7, в диапазоне длин волн электромагнитного излучения от 400 до 720 нм демонстрирует девиацию амплитуды пропускания от 7,62 абс.% Т до 12,65 абс.% Т; таким образом, уровень равномерности модуляции по спектру электромагнитного излучения указанного диапазона длин волн величины интегрального светопропускания составляет 5,03%. В свою очередь оценка интегральных параметров спектра пропускания области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной, представленного на Фиг. 8, в диапазоне длин волн электромагнитного излучения от 400 до 720 нм демонстрирует девиацию амплитуды пропускания от 66,51 абс.% Т до 78,73 абс.% Т; таким образом, уровень равномерности модуляции по спектру электромагнитного излучения указанного диапазона длин волн величины интегрального светопропускания составляет 12,22%. В результате, описываемое согласно приведенному примеру конкретной реализации электрохромное светопрозрачное устройство удовлетворяет заявляемому техническому результату настоящего изобретения в части равномерности распределения по спектру электромагнитного излучения модуляции величины интегрального светопропускания в диапазоне длин волн от 400 до 720 нм с уровнем равномерности не ниже 28% по модулю величины.

При этом интегральное полное светопропускание Tvis области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, составило 10,83%, а интегральное полное светопропускание области поверхности электрохромного устройства к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной, составило, соответственно, 77,40%, с учетом отмеченного выше относительного расположения источника спектрофотометра - выступающего, в данном случае, в силу своего расположения, в качестве точечного источника возможных экстерьерных бликов по отношению к области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, а также источника инсоляции по отношению к области поверхности электрохромного устройства к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной и его детектора. В свою очередь зарегистрированная величина светопропускания на длине волны 530 нм Tpnt(530) в области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась окрашенная часть модулятора света, составила 10,21%, а зарегистрированная величина светопропускания на длине волны 530 нм Tpnt(530) в области поверхности электрохромного устройства, к которой относилась сохранившая обесцвеченное состояние часть модулятора света, противолежащая, геометрически, окрашенной, составила, соответственно, 78,51%, что, как можно видеть из соответствующего спектра на Фиг. 8 составляет максимум во всем спектральном диапазоне видимого излучения для описываемого в рамках данного примера конкретной реализации электрохромного светопрозрачного устройства.

Таким образом показано, что описываемое в рамках данного примера конкретной реализации электрохромное светопрозрачное устройство также обеспечивает одновременное активное подавление экстерьерных бликов наряду с контролем избыточной инсоляции в диапазоне контраста свыше 40% - а именно 66,57% - при сохранении максимально достижимой величины светопропускания на длине волны 530 нм для свыше чем 50% - а именно для 93% - совокупной площади прозрачной поверхности светопропускающего конструкционного элемента: в рамках данного примера конкретной реализации ветрового автомобильного стекла.

Изобретение относится к электрохромным светопрозрачным устройствам, обеспечивающим одновременное активное подавление бликов, наряду с контролем избыточной инсоляции. Изделие с эффектом электрохромизма при приложении напряжения от внешнего источника модулятором света имеет участки поверхности, которые независимо питаемы через набор электрически изолированных друг от друга планарных электродов, материалов и диапазона толщин. При этом материалы индивидуальных конструкционных компонент предлагаемого изделия, их толщины и взаимное расположение друг относительно друга, а также относительно оконной конструкции, на которую изделие накладывается, спроектированы таким образом, чтобы изделие обладало набором требуемых спектрофотометрических качеств участков своей совокупной поверхности с точки зрения равномерности распределения модуляции величины интегрального светопропускания, а также обеспечения эффектов одновременного активного подавления экстерьерных бликов наряду с контролем избыточной инсоляции. 8 ил., 2 табл.

Электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции, содержащее модулятор света, включающий материал, который изменяет величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, отличающееся тем, что изменяющий величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материал, включенный в состав модулятора света, выбран из группы оксидов и гидроксидов переходных металлов VI-VIII групп периодической таблицы, а также оксидов и гидроксидов их сплавов, оксидов, нитридов и гидридов элементов четных рядов 4-6 периодов IV и V групп периодической таблицы, а также солей перхлоратов, тетрафторборатов, гексафторфосфатовитрифенилцианборатов щелочных и щелочноземельных металлов III-VIII групп периодической таблицы, при этом длина оптического пути излучения с длиной волны 530 нм в среде материала модулятора света, изменяющего величину светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра под воздействием напряжения электрического тока, составляет не более 28 см, причем электрохромное светопрозрачное устройство также содержит не менее четырех электрически изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов, состоящих из оксидов би-металлических сплавов элементов, выбранных из группы, состоящей из In, Sn, F, Zn, Al, Ga, Ti, причем электрически изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды попарно соприлегают с двух противоположных сторон непосредственно с частью поверхности модулятора света электрохромного светопрозрачного устройства таким образом, что геометрическое место всех точек наложения электрически изолированных друг от друга планарных токопроводящих электродов на поверхность модулятора света делит всю площадь поверхности электрохромного светопрозрачного устройства на не менее чем две части, причем электрически изолированные друг от друга планарные токопроводящие электроды имеют толщину от 40 до 780 нм и выполнены с возможностью подключения к ним внешнего источника питания таким образом, что на каждый из них может независимо подаваться напряжение электрического тока индивидуального номинала, не превышающего величины безопасного предела окислительно-восстановительного потенциала процесса изменения величины светопропускания в видимом диапазоне электромагнитного спектра материалом, содержащимся в модуляторе света, с учетом падения напряжения на границе контакта модулятора света с соответствующим соприлегающим с ним планарным токопроводящим электродом; при этом электрохромное светопрозрачное устройство для активного подавления бликов и контроля избыточной инсоляции накладывается непосредственно на окна и ветровые стекла таким образом, чтобы входящий в его состав модулятор света со всеми соприлегающими с частями его поверхности электрически изолированными друг от друга планарными токопроводящими электродами были обращены внутрь интерьера.