專利名稱：具有可變光學(xué)和/或能量性質(zhì)的電控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變光學(xué)性質(zhì)和/或能量性質(zhì)的電控裝置。更具體地說，該發(fā)明關(guān)注的是那類利用電色系統(tǒng)，以透射或反射方式工作的裝置。
在專利US-5239406和EP-612826中描述了電色系統(tǒng)的一些實(shí)例。
電色系統(tǒng)早已進(jìn)行了大量研究。公知的是，它們通常具有兩層電色材料，這兩層材料又利用電解質(zhì)分隔開并且環(huán)繞兩個(gè)電極。每個(gè)電色層，在電源作用下，都能夠可逆地進(jìn)行充電，由于這些充電/放電之后其氧化值的改變而導(dǎo)致了其光學(xué)性質(zhì)和/或熱性質(zhì)的改變(例如，對(duì)于氧化鎢來說，從藍(lán)色變成了無色狀態(tài))。
慣用的方式是把電色系統(tǒng)分成三類一類是，其中的電解質(zhì)呈聚合物或凝膠狀；例如是一種質(zhì)子導(dǎo)電聚合物，如同在專利EP-253713或EP-670346中所描述的那些，或者是一種鋰離子導(dǎo)電聚合物，如同在專利EP-382623，EP-518754及EP-532408中所描述的那些；電色系統(tǒng)的其它層一般都是無機(jī)礦物性質(zhì)的，一類是，其中電解質(zhì)基本上是一個(gè)無機(jī)礦物層。人們常常把這一類用術(shù)語“全固態(tài)”系統(tǒng)表示，人們還可在專利EP-867752、EP-831360，法國專利申請說明書FR-2791147、FR-2781084中找到一些實(shí)例，一類是，其中全部各層都是以聚合物為基的，這就是人們經(jīng)常以術(shù)語“全聚合物”系統(tǒng)所表示的那一類型。
早已考慮了這些系統(tǒng)的很多應(yīng)用。涉及最普遍的是把它們用作建筑物的玻璃門窗或用作車輛的門窗，尤其是作為汽車頂蓋，或者在以反射方式工作而不再以透射方式工作的情況下，作為防眩目后視鏡。
然而對(duì)于所有這些應(yīng)用來說，由于它們對(duì)環(huán)境侵蝕的敏感性，電控裝置一般都沒有按原有狀態(tài)插入到基片中，而是被保護(hù)在一種分層的基片內(nèi)，該層狀基片還附加至少一個(gè)添加層，它通常是一個(gè)聚合物薄膜。
該聚合物薄膜可能具有一種防曬功能，其目的是保護(hù)電色系統(tǒng)層不會(huì)由于紅外輻射而可能過分受熱。在另一個(gè)構(gòu)形中，防曬作用可關(guān)系到電色系統(tǒng)的各個(gè)疊片層。
然而，無論防曬作用的起因如何，電色系統(tǒng)的可靠性，例如人們可以用有效激活層著色態(tài)與脫色態(tài)之間轉(zhuǎn)換循環(huán)的耐久性一詞來表達(dá)，它與溫度有關(guān)，而且任何溫度變化(特別是暴露在強(qiáng)烈紅外輻射下的連續(xù)有效層溫度增加(完全處于陽光下的電色頂蓋))都會(huì)導(dǎo)致使所述有效層的損壞速度提高。
通常，這種防曬作用也可利用一種能減少反射的保護(hù)層來實(shí)現(xiàn)，此保護(hù)層一般是由疊放的干涉薄層構(gòu)成的，常常是一種以介電材料為基的、以金屬氧化物為基的，特別是金屬氧化物，金屬氮化物或金屬氮氧化物為基的交替層，其折射率很低。
雖然它完全符合電色系統(tǒng)有效層針對(duì)紅外輻射的保護(hù)作用，但可能加入到夾層中的防曬層也應(yīng)該承受分層的連續(xù)機(jī)械應(yīng)力。
當(dāng)分層基片具有復(fù)雜的型面時(shí)(按照至少一個(gè)方向的大撓度基片，比如一個(gè)雙拱起的基片)，這些應(yīng)力就更嚴(yán)重。
本發(fā)明的目的因而就是克服這些缺點(diǎn)，與此同時(shí)提出了一種電控裝置，它可插入至少一個(gè)聚合物薄膜，此聚合物薄膜適合于基片的一些復(fù)雜型面。
本發(fā)明的內(nèi)容是關(guān)于一種可變的透射或反射光學(xué)/能量性質(zhì)的電控裝置，它具有至少一個(gè)配備了功能性疊層的載體基片，這些功能層包括至少兩個(gè)從電色意義上來說的有效層，兩層之間利用一種電解質(zhì)分隔開，所述疊片層安置在分別為下部和上部的兩個(gè)電源引入線之間(《下部》對(duì)應(yīng)于最靠近載體基片的電源引入線，正對(duì)著離所述基片最遠(yuǎn)的《上部》引入線)，其特征在于，功能層的疊片與至少一個(gè)聚合物薄膜相組合，聚合物薄膜的收縮百分比為0.6-4.0％之間，優(yōu)選地為0.6-2.0％之間而更選擇地為0.8-1.5％之間。
由于使用了柔性的聚合物薄膜，電控系統(tǒng)可以在沒有危害的情況下插入到復(fù)雜型面的分層基片中。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，可能要另外求助于如下一種和/或另一種安排·聚合物薄膜是一個(gè)多層雙折射介電薄膜，它適合于反射至少100nm譜帶寬中的至少50％的光，·該裝置可構(gòu)成獨(dú)立于汽車的側(cè)窗或后窗而單獨(dú)激勵(lì)的汽車頂蓋，
·該裝置可構(gòu)成風(fēng)窗或者風(fēng)窗的一部分，·風(fēng)窗的復(fù)雜性值F在0.00215與0.00240之間，而優(yōu)選地為0.00219與0.00230之間。
·該裝置特別是以一個(gè)或多個(gè)沿著風(fēng)窗周圍輪廓的條帶狀，處于風(fēng)窗的上部，·該裝置處在風(fēng)窗的中間部分，特別是為了避免夜間駕駛員眩目，借助于一種利用至少一個(gè)攝像機(jī)和/或至少一個(gè)光傳感器對(duì)其電源進(jìn)行的自動(dòng)調(diào)節(jié)，·該裝置可構(gòu)成一個(gè)圖解信息和/或字母數(shù)字信息通知板、建筑物玻璃門窗、后視鏡、飛機(jī)舷窗或風(fēng)窗的信息通知板，或者頂蓋窗的信息通知板，·該裝置構(gòu)成建筑物的內(nèi)部或外部玻璃門窗，或者用于作為可以是凸面形的商店陳列柜、柜臺(tái)，或者還可用于作為布告欄類物體的保護(hù)性玻璃隔板、作為計(jì)算機(jī)的防眩屏蔽、作為玻璃家具，·該裝置以透射或反射方式工作，·該裝置包括至少一個(gè)透明的，平面的或凸起的基片，其整體呈明亮或淺色，是多邊形的或至少局部是彎曲的形狀，·該裝置具有一個(gè)不透明或不透光的基片，·至少其中一個(gè)有效層的電子導(dǎo)電性足夠可以利用導(dǎo)線通路代替導(dǎo)電層，·導(dǎo)線用來增強(qiáng)有效層的電導(dǎo)率以便保證色彩的均勻性，下面就參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，圖中有·

圖1是本發(fā)明電控裝置的示意圖，·圖2示出了計(jì)算復(fù)雜性系數(shù)F所必需的各個(gè)不同點(diǎn)的位置。
在附圖上，一些元件可以按照比實(shí)際當(dāng)中更大的尺寸或者更小的尺寸表示，這是為了便于對(duì)附圖的理解。
圖1表示出玻璃層1，它配備了一個(gè)下部導(dǎo)電層2、一個(gè)有效疊片3，其上面置有一個(gè)上部導(dǎo)電層4、第一個(gè)導(dǎo)電通路5或一個(gè)等效裝置可以使電流在上部導(dǎo)電層上傳導(dǎo)、第二個(gè)導(dǎo)電通路6或一個(gè)等效裝置可以使電流在下部導(dǎo)電層2傳導(dǎo)。如果電色有效層是充分導(dǎo)電的話則電源引入線或是導(dǎo)線，或是一個(gè)在電極層上或在電極層內(nèi)引線的導(dǎo)電通路，該電極是金屬的或是TCO型的(Transparent ConductiveOxide)，其組成為ITO，SnO2:F，ZnO:Al，或者是一個(gè)單一導(dǎo)電層。
導(dǎo)線5、6例如是鎢(或銅)金屬絲，也可能有碳包層，其直徑為10-100μm之間而優(yōu)選的為20-50μm之間，這些導(dǎo)線是利用線加熱風(fēng)窗領(lǐng)域內(nèi)公知的技術(shù)按直線或波狀布置在聚合物薄膜上的，例如在專利EP-785700，EP-553025，EP-506521，EP-496669中所描述的那樣。
這些公知技術(shù)中有一種主要包括使用熱壓滾輪把導(dǎo)線壓在聚合物薄膜表面上，該熱壓滾輪借助線導(dǎo)引器由供料線圈實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線供給。
下部導(dǎo)電層2是雙層結(jié)構(gòu)，其組成是第一層50nm的SiOC，上面置有400nm的第二層SnO2:F(最好這兩層是在切割之前利用CVD方法相繼沉積到浮選玻璃上的)。
可選擇的是，能夠涉及到這樣一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成是摻雜或未摻雜的約20nm的以SiO2為基的第一層(特別是摻雜鋁或硼)其上面置有約100至350nm的第二層ITO(最好這兩層是利用真空陰極濺射法相繼沉積的，采用磁場以及可能還利用了存在熱氧的反應(yīng)劑作輔助)。
上部導(dǎo)電層是一層100至300nm的ITO，也是采用由磁場輔助的陰極反應(yīng)濺射法沉積到有效疊片上的或者以類似于下部導(dǎo)電層2的方法制備。
圖1所示的有效疊片3具有以下的變換形式·第一層40-100nm的氧化銥(水合的)IrOxHy陽極電色材料(它可以用水合氧化鎳層代替)，可以熔合或不熔合另一些金屬，·100nm的氧化鎢層，·第二層100nm的水合氧化鉭或水合氧化硅石或水合氧化鋯，·第二層370nm的以氧化鎢WO3為基的陰極電色材料，該疊片3尤其對(duì)UV特別穩(wěn)定，并且利用加入-放出鋰離子(Li+)或交替地?fù)Q成加入-放出氫離子(H+)而工作。
疊片3，上部導(dǎo)電層和下部導(dǎo)電層以及嵌在聚合物薄片f表面上的電源引入線都安排在第一個(gè)基片的內(nèi)表面上。玻璃窗還有第二個(gè)基片，在聚合物薄片的上面。兩個(gè)基片和聚合物薄片是利用公知的分層或壓延技術(shù)，通過可能是在一定壓力下的加熱連結(jié)起來的。
聚合物薄片f是一個(gè)雙折射多層介電薄膜，它可以反射至少50％的有利光譜區(qū)內(nèi)至少100nm帶寬中的光，并且能夠利用均勻的收縮效應(yīng)適合于凸起的基片。
該薄膜是3M公司銷售的商品，商標(biāo)為《SRF》并且形成了約50μm厚的以PET/coPMMA為基的多層結(jié)構(gòu)。
根據(jù)該薄膜的特性，其收縮率明顯高于其它也具有防曬功能的聚合物薄膜。
作為比較，下面給出一些在130℃熱處理1小時(shí)后的收縮率值。
這些值與Southwall公司生產(chǎn)的傳統(tǒng)PET薄膜進(jìn)行了比較，該薄膜加了一種防曬保護(hù)層。
這種薄片的收縮值在0.25％與0.45％之間，3M公司的商品薄片的收縮值為0.8％與1.5％之間，標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，在1.6％至4％之間，優(yōu)選地專門為本發(fā)明需要所生產(chǎn)的為1.9％至2.2％之間。
從本發(fā)明方面來看，已確定了參數(shù)F，它可以顯示出玻璃窗復(fù)雜性的特征，此玻璃窗加有一種例如是由3M公司開發(fā)的聚合物薄膜。
參數(shù)F是以如下方式計(jì)算的F=HOYOCOYO×HOZOCOZO]]>可參考圖2示出的該表達(dá)式中提及的各個(gè)不同點(diǎn)的空間定位圖解。
該聚合物薄膜集成到分層基片內(nèi)，其復(fù)雜性值F在0.00215與0.00240之間，而優(yōu)選地是在0.00219與0.00230之間。
三個(gè)部分的整體系統(tǒng)形成了一個(gè)可變光學(xué)性質(zhì)和/或能量性質(zhì)的電控裝置，其電色材料面對(duì)外部要加以保護(hù)，因此而提高了電控裝置的使用壽命。聚合物薄膜特別適合保護(hù)功能材料層(例如電色材料層)防止特別是細(xì)石碰撞而可能造成的基片星形碎裂。此外，可指出的是，聚合物薄膜構(gòu)成了對(duì)潮濕水分的屏障，這能有效地減緩由于細(xì)石引起碰撞處的損毀。
此外，前面所描述的形成電控裝置基片的兩片玻璃是厚度各為約2mm的標(biāo)準(zhǔn)的硅鈉鈣平面光亮玻璃，至少一片玻璃可以整塊是淺色的。
因此，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成如下玻璃(2.1mm)/PU(0.76mm)/聚合物薄膜/PU(0.76mm)/功能層灰色玻璃(2.1mm)。
當(dāng)這個(gè)功能層是前面涉及的電色系統(tǒng)時(shí)，一些測量給出
·有色態(tài)TL＝1.1％；a*＝-2；b*＝-14；TE＝0.7％；RE＝22％·脫色態(tài)TL＝18％；a*＝-6；b*＝7；TE＝10％；RE＝21％在這個(gè)裝配構(gòu)形中，聚合物薄膜所具有的尺寸小于它集成在其間的基片尺寸，聚合物薄膜沿著絲網(wǎng)印刷輪廓成形，使得該薄膜的邊緣都埋入絲網(wǎng)印刷的各個(gè)點(diǎn)內(nèi)。這個(gè)構(gòu)形可以達(dá)到更高的彎曲復(fù)雜性值(F值)。
本發(fā)明可同樣應(yīng)用到凸起玻璃和/或鋼化玻璃。
同樣，至少其中一個(gè)玻璃可以整塊著淺色，特別是呈現(xiàn)出藍(lán)色或綠色、灰色、青銅色或褐色。
本發(fā)明中所用的基片也可以是以聚合物(PMMA，PC...)為基的。還要指出的是基片能夠具有各種各樣的幾何形狀可涉及到正方形或矩形，而且也涉及到各種多邊形或者至少局部是彎曲的外形，那是由圓弧形或波形輪廓確定的(圓形的，橢圓形的，《波浪形的》，等等)。
此外，至少其中一個(gè)玻璃(在未配備電色系統(tǒng)或等效系統(tǒng)的表面上)可以覆蓋一個(gè)具有另外功能性的保護(hù)層(該另外的功能例如可以是一個(gè)防曬疊片、一個(gè)防污垢疊片或其它)。作為防曬疊片，可提到陰極濺射沉積的薄層疊片而且其包含至少一層銀。因此可以有以下幾種典型的組合·玻璃/電色系統(tǒng)/防曬層/玻璃。
·玻璃/電色系統(tǒng)/玻璃/熱塑性材料/玻璃。
·玻璃/電色系統(tǒng)/熱塑性材料/玻璃。
·玻璃/熱塑性材料/電色系統(tǒng)/熱塑性材料/玻璃。
也可以把防曬保護(hù)層不是沉積在一個(gè)玻璃上而是沉積在PET(聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯)類柔性聚合物薄片上。
至于防曬保護(hù)層的一些實(shí)施例，可以參考專利EP826641，EP844219，EP847965，WO 99/45415，EP1010677。
上述作為本發(fā)明目的的裝置也可以集成到三類玻璃的《基片》內(nèi)，該基片有利地是在制作符合安全性需要的玻璃窗時(shí)使用。此外，可指出的是，如前面所述的電控裝置其優(yōu)點(diǎn)是能透射電磁波。
實(shí)際上，這些兼有電色及防曬功能性的電控裝置越來越多地應(yīng)用到汽車領(lǐng)域中，該領(lǐng)域常常要求透射電磁波(便攜式電話，各種遙控系統(tǒng)，道口通行征稅的自動(dòng)繳納系統(tǒng)...)。
權(quán)利要求
1.可變透射或反射光學(xué)/能量性質(zhì)的電控裝置，它具有至少一個(gè)載體基片，還備有電色功能層的疊片，這個(gè)疊片包括至少兩個(gè)用電解質(zhì)隔開的有效電色層，所述疊片安排在分別是下部的及上部的兩個(gè)電源引入線之間(《下部》對(duì)應(yīng)于最靠近載體基片的電源引入線，與之相對(duì)的是離所述基片最遠(yuǎn)的《上部》電源引入線)，其特征在于，功能層的疊片與至少一個(gè)聚合物薄膜相組合，該薄膜的收縮百分比在0.6-4.0％之間，優(yōu)選地在0.6-2.0％之間而更優(yōu)選的是0.8-1.5％之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，聚合物薄膜是一個(gè)多層雙折射介電薄膜，它適合于反射至少50％的光譜帶中至少100nm帶寬的光。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，它涉及到可獨(dú)立激活的汽車頂蓋，或汽車側(cè)面玻璃窗或汽車后窗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，它涉及到風(fēng)窗或一部分風(fēng)窗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，風(fēng)窗具有的F復(fù)雜性值在0.00215與0.00240之間，而優(yōu)選的是在0.00219與0.00230之間。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，裝置處于風(fēng)窗的上部，特別是呈現(xiàn)沿著風(fēng)窗外形輪廓的一個(gè)或多個(gè)條帶形式。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，該裝置處于風(fēng)窗的中間部位，特別是用于夜間避免駕駛員眩目，這借助于使用至少一個(gè)攝像機(jī)和/或至少一個(gè)光傳感器，對(duì)其電源進(jìn)行的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的裝置，其特征在于，它涉及到圖解信息和/或字母數(shù)字信息通知板、建筑物玻璃門窗、后視鏡、飛機(jī)舷窗或風(fēng)窗，或者頂蓋窗的信息通知板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的裝置，其特征在于，它涉及到·建筑物的內(nèi)部或外部玻璃門窗，·可以呈凸面形的商店陳列柜、柜臺(tái)，·布告欄類物體的保護(hù)性玻璃隔板，·計(jì)算機(jī)的防眩屏蔽，·玻璃家具。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，它是以透射或反射方式工作的。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，它包括至少一個(gè)透明的平面或凸起的基片，其整體是光亮或呈淺色的，多邊形狀或者至少局部是彎曲的。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，它具有一個(gè)不透明或變得不透明的基片。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，其中至少一個(gè)有效層的電子導(dǎo)電性是足夠的，以便可以利用一個(gè)導(dǎo)線通路代替導(dǎo)電層。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，導(dǎo)線用來增強(qiáng)有效導(dǎo)的導(dǎo)電性以便保證色彩的均勻性。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，它還附加另外的功用性。
全文摘要
一種可變透射或反射光學(xué)/能量性質(zhì)的電控裝置，它具有至少一個(gè)載體基片，還配備了電色功能層的疊片，疊片又包括至少兩個(gè)由電解質(zhì)隔開的電色有效層，所述疊片安排在兩個(gè)分別是下部和上部的電源引入線之間(“下部”對(duì)應(yīng)于最靠近載體基片的電源引入線，與之相對(duì)的是離所述基片最遠(yuǎn)的“上部”電源引入線)，其特征在于，功能層疊片與至少一個(gè)聚合物薄膜相組合，該聚合物薄膜的收縮百分比約為0.6－4.0％，優(yōu)選的是在0.6－2.0％之間，更優(yōu)選的是在0.8－1.5％之間。
文檔編號(hào)B61D17/12GK1820222SQ200480019570
公開日2006年8月16日 申請日期2004年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月9日
發(fā)明者J·C·吉龍, U·范德穆倫, F·貝克, D·彭德 申請人:法國圣戈班玻璃廠