[发明专利]具有可变光学和/或能量性能的玻璃板型电化学/可电控装置

说明书

本申请是以下申请的分案申请：申请日2007年7月17日，申请号200780027728.1，发明名称“具有可变光学和/或能量性能的玻璃板型电化学/可电控装置”。

本发明的目的是一种具有可变光学和/或能量性能的玻璃板(vitrage)型的电化学和/或可电控装置。

事实上，对适合用户需要的所谓“智能”玻璃板的需求正急剧增加。

至于“智能”玻璃板，它可以控制穿过安装在建筑物或汽车、火车或飞机类交通工具外部的玻璃板(例如舷窗)太阳光比率。其目的是能够限制驾驶舱/房间过度加热，但只是在强烈阳光情况下如此。

它还可以控制通过玻璃板的能见度，特别是为了使其变暗，使其产生散射，甚至需要时阻挡整个视线。它可涉及在房间、火车、飞机中以内隔板方式安装的玻璃板或以车辆侧窗玻璃方式安装的玻璃板。它还涉及用作后视镜的镜子以完全地避免司机眼花，或者是信号板，以便需要时会显示信息或为了更好地引起注意而间歇地显示信息。可以随意地使其产生漫反射的玻璃板可以在需要时用作投影屏。

作为变型，可以通过这种玻璃板产生光，以控制亮度等级或产生的颜色。

存在多种可电控系统，其可以调节这类外观/热性能。

存在被称为紫精(viologène)的系统，以调节上述玻璃板的光透射或光吸收，如在专利US-5239406和EP-612826中描述的那些。

为了调节玻璃板的光透射和/或热传递，还存在所谓的电致变色系统。已知这些系统通常包括两个电致变色材料层，它们被电解质层分开并被两层导电层围绕，其中这两层导电层同与电源(alimentationélectrique)相连的电流通道(amenéesdecourant)结合。

上述电致变色材料层中的每个都能够可逆地嵌入阳离子或电子，其中由于上述嵌入或/脱离（désinsertions）改变它们的氧化度导致了其光学和/或热性能的改变。特别地，可以调节它们在可见光和/或红外光波长下的吸收和/或反射。

习惯上，把这些电致变色系统分为三类：

-其中电解质呈聚合物或凝胶形式的系统；例如质子传导的聚合物，如专利EP-253713或EP-670346描述的那些，或锂离子传导的聚合物，如专利EP-382623、EP-518754和EP-532408描述的那些；其中系统的其它层通常是无机性质的，

-其中电解质是无机层的系统。这类往往用术语“全固体”系统表示，可以在专利EP-867752、EP-831360、专利WO00/57243和WO00/71777中见到一些实例。

-其中所有的层都是聚合物基的系统，这类往往用术语“全聚合物”系统表示。

本发明涉及“全固体”电致变色系统。

所有这些系统的共同点是需要配备电流通道，这些电流通道可以为在所述系统的活性层或不同活性层的其中一侧的导电层提供电源。

这些电流通道能提供电压并使电流穿过叠层（empilement），电流的通过能够保证从有色状态转变成无色状态，反过来也如此。

应该理解，由一种状态变成另一种状态表现为如此控制的玻璃板或者变暗，或者变亮。当前趋势是具有在供电作用下产生快速而均匀效果的系统，因此上述两种状态(无色/有色)之间的对比度(contraste)尽可能最高，以获得有色状态的几乎不透明的系统，其中这种对比度定义为无色状态时的光透射值(TL)与有色状态时的光透射值的比。

为此，已知在现有技术中的几种解决方法：增加在电流通道端的电荷数量或电压水平，这种解决方法的主要缺陷在于它通常导致该系统耐用性不好，使用光学活性更高的扩大可达到光透射的范围的层。这种层的研制可能需要进行大量的对现有材料的改进或代替的研究工作，将至少2个以多层玻璃板结构方式安装的完整系统并置(可以参考专利US-5076673)。这种解决方法把其中一个系统存在的缺陷在另一个系统上存在的缺陷中存在的可能性降至最低。这种解决方法的主要缺陷在于对于每个系统都需要供电，这样加大了成本价格；此外，考虑到需要安装至少4个基材，这种系统并置会引起整个结构的重量增加。这种以多层玻璃板方式安装，特别是以双层玻璃板方式安装，必然增加光界面数，并因此将导致在无色状态时光透射的降低。这种以双层“建筑”类型玻璃板方式的安装不可移用在汽车领域中。可以注意到，汽车领域中流行的以层压方式安装仅仅可以使用几乎平面的基材和使用有限个数的基材(2或3)。使用高度弯曲的基材几乎是不可能的，当基材数大于2个，甚至3个时尤其如此，并通常引起光学失真的危险。