驱动薄膜可切换光学装置制造方法及图纸

本申请涉及驱动薄膜可切换光学装置。控制器和控制方法将驱动电压施加到薄膜光学可切换装置的汇流条。所述所施加的驱动电压是以驱动所述光学可切换装置的整个表面上的转变但不损坏所述装置或使所述装置降级的电平提供。此所施加电压在所述装置的面上的所有位置处产生在框入范围内的有效电压。此范围的上限与一电压相关联，所述电压安全地低于所述装置可经历损坏或降级从而在短期或长期内影响其性能的电平。在此范围的下限处是所述装置的光学状态之间的转变相对快速地发生的有效电压。所述汇流条之间所施加的电压的电平显著大于所述框入范围内的所述有效电压的最大值。

【技术实现步骤摘要】
驱动薄膜可切换光学装置分案申请的相关信息本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2013年8月5日、申请号为201380046356.2、专利技术名称为“驱动薄膜可切换光学装置”的专利技术专利申请案。相关申请的交叉参考本申请要求2012年8月6日提交的美国临时专利申请号61/680,221以及2012年11月20日提交的美国申请号13/682,618的权益，上述申请出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。专利技术背景电致变色(EC)装置通常包括多层堆叠，其包含(a)至少一种电致变色材料，所述电致变色材料响应于电位的施加而改变其光学特性，例如透过所述层的可见光，(b)离子导体(IC)，其允许离子(例如，Li+)移动穿过离子导体，进入电致变色材料中，并从电致变色材料出来，以致使所述光学特性改变，同时隔绝电短路，以及(c)透明导体层(例如，透明导电氧化物或TCO)，在其上施加电位。在一些情况下，从电致变色装置的相对边缘且越过所述装置的可见区域施加所述电位。将所述透明导体层设计为具有相对较高的电子传导性。电致变色装置可具有多于上述的层，例如有色或无色的离子储存层。归因于装置操作的物理学，电致变色装置的恰当功能取决于许多因素，例如穿过材料层的离子运动、移动所述离子所需的电位、透明导体层的薄层电阻，以及其它因素。随着电致变色装置的大小增加，用于驱动电致变色转变的常规技术不符合标准。举例来说，在常规的驱动概况中，以足够低的电压小心地驱动装置，以便不因过于强硬地驱动离子穿过所述装置而损坏所述装置，这减慢了切换速度，或者以较高电压操作所述装置以增加切换速度，但是以装置的过早降级为代价。需要改进的用于驱动电致变色装置的方法。专利技术概要本公开的方面涉及用于将驱动电压施加到大型电致变色装置的汇流条的控制器和控制方法。此些装置通常提供于窗户(例如建筑玻璃)上。在某些实施方案中，所施加的驱动电压具有所定义量值，其足以驱动电致变色装置的整个表面上的转变，但不损坏装置或使装置降级。汇流条之间等距的区经历最低有效电压，且最接近汇流条的区经历最高有效电压。所施加的驱动电压在电致变色装置的位于框入范围内的面上的所有位置处产生有效电压。此范围的上限安全地在相信装置可经历损坏或降级的电压之下，所述损坏或降级在短期或长期可能影响其性能。在此范围的下限处是电致变色装置的光学状态之间的转变相对快速地发生的有效电压。在汇流条之间施加的电压的电平显著大于框入范围内的有效电压的最大值。本公开的一个方面涉及用于控制薄膜电致变色装置的光学状态的控制器。此类控制器的特征可在于：(a)用于在薄膜电致变色装置上的汇流条之间施加电压或提供指令以在薄膜电致变色装置上的汇流条之间施加电压的电路，以及(b)处理组件。所述处理组件(b)可经设计或配置以执行以下操作：(i)确定薄膜电致变色装置应从第一光学状态转变为第二光学状态；以及(ii)响应于确定薄膜电致变色装置应从第一光学状态转变为第二光学状态而保持薄膜电致变色装置的汇流条之间的第一所施加电压。第一所施加电压的量值足以确保薄膜电致变色装置上的所有位置经历最大有效电压与最小有效电压之间的有效电压，其中最大有效电压识别为安全地避免对薄膜电致变色装置的损坏，且最小有效电压识别为足以驱动从第一光学状态到第二光学状态的转变。另外，第一所施加电压显著大于最大有效电压。在某些实施方案中，这是通过在从第一光学状态到第二光学状态的转变期间维持薄膜电致变色装置上的所有位置处的有效电压来完成的。在此类情况下，这是通过在从第一光学状态到第二光学状态的转变过程期间，将汇流条之间的第一所施加电压的量值从第一电压降低来完成的。在特定实施方案中，所述控制器可具有大约2.5伏或以下的最大有效电压，以及大约1.2伏或以上的最小有效电压。本专利技术的另一方面涉及电致变色装置和控制系统，其特征在于上文所描述的控制器，其中薄膜电致变色装置具有电耦合到所述控制器的汇流条。在某些实施方案中，电致变色装置和控制系统具有安置于薄膜电致变色装置的相对侧的汇流条。在其它情况下，电致变色装置和控制系统的汇流条分开至少约30英寸的距离。在其它情况下，电致变色装置和控制系统的汇流条分开至少约40英寸的距离。在某些实施方案中，薄膜电致变色装置安置于建筑玻璃上。在其它实施方案中，薄膜电致变色装置具有至少约30英寸的宽度。在一个实施方案中，薄膜电致变色装置具有两个透明传导层，各自具有薄层电阻Rs，且汇流条分开距离L，且薄膜电致变色装置具有大于约3V的Rs*J*L2的值。本专利技术的另一方面涉及用于控制薄膜电致变色装置的光学状态的控制器。此类控制器的特征可在于：(a)用于在薄膜电致变色装置上的汇流条之间施加电压或提供指令以在薄膜电致变色装置上的汇流条之间施加电压的电路，以及(b)存储用于控制所述电路的指令的媒体。所述用于存储指令的媒体可包含(i)用于确定薄膜电致变色装置应从第一光学状态转变为第二光学状态的代码；以及(ii)用于响应于确定薄膜电致变色装置应从第一光学状态转变为第二光学状态而保持薄膜电致变色装置的汇流条之间的第一所施加电压的代码。此类第一所施加电压的经选择以确保薄膜电致变色装置上的所有位置经历最大有效电压与最小有效电压之间的有效电压，其中最大有效电压识别为安全地避免对薄膜电致变色装置的损坏，且最小有效电压识别为足以驱动从第一光学状态到第二光学状态的转变。并且，此第一所施加电压显著大于最大有效电压。在某些实施方案中，存储指令的媒体的特征在于用于在从第一光学状态到第二光学状态的转变期间维持薄膜电致变色装置的所有位置处的有效电压的代码。在此情况下，这是通过具有用于在从第一光学状态到第二光学状态的转变过程期间，将汇流条之间的第一所施加电压的量值从第一电压降低的代码来完成的。存储指令的媒体的另一特征包含用于使施加到汇流条的电压以所定义的斜率斜升直到达到第一所施加电压为止的代码。又一特征包含用于在所定义周期内保持施加到汇流条的第一所施加电压的代码。另外，存储指令的媒体还可具有用于使施加到汇流条的电压从第一所施加电压斜升到具有比第一所施加电压小的量值的保持电压的代码。在此实现方式中，所述用于使施加到汇流条的电压从第一所施加电压斜升到保持电压的代码指定所定义的斜率。在某些实现方式中，控制器可具有大约2.5伏或以下的最大有效电压，以及大约1.2伏或以上的最小有效电压。控制器可提供介于2.5伏与5伏之间的第一所施加电压。下文参考相关联的图式更详细地描述这些和其它特征和优点。附图简述图1A示意性地描绘平面汇流排布置。图1B呈现每一透明传导层上随在层上的位置而变的局部电压值的简化曲线图。图1C呈现随在装置上的位置而变的Veff的简化曲线图。图2描绘具有Vapp的固定值的各种装置尺寸(汇流排间距)的电压分布。图3描绘具有在必要时以不同值供应以使Veff维持在合适电平的Vapp的各种装置的电压分布。图4呈现使用固定和可变Vapp的各种装置尺寸的装置着色分布(Veff对位置)。在每组四个曲线中，上部曲线是针对最小装置(10英寸)，且下部曲线是针对最大装置(40英寸)。图5展示当使用Vapp的固定常规值时针对三个不同装置尺寸随装置位置而变的VTCL和Veff。图6展示当使用为驱动转变同时维持安全的Veff而优化的V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于改变电致变色窗户的光学状态的方法，所述方法包括：(a)向用于控制所述电致变色窗户的光学状态的控制器施加0‑10V之间的模拟信号；(b)使用所述控制器的逻辑解译所述模拟信号，以及作为响应，产生第一电压；以及(c)基于所述第一电压产生第二电压，以及将所述第二电压施加到所述电致变色窗户上的汇流条从而致使所述电致变色窗户以所述模拟信号指定的方式改变其光学状态。

【技术特征摘要】
2012.08.06 US 61/680,221;2012.11.20 US 13/682,6181.一种用于改变电致变色窗户的光学状态的方法，所述方法包括：(a)向用于控制所述电致变色窗户的光学状态的控制器施加0-10V之间的模拟信号；(b)使用所述控制器的逻辑解译所述模拟信号，以及作为响应，产生第一电压；以及(c)基于所述第一电压产生第二电压，以及将所述第二电压施加到所述电致变色窗户上的汇流条从而致使所述电致变色窗户以所述模拟信号指定的方式改变其光学状态。2.如权利要求1所述的方法，其中所述模拟信号为染色命令信号VTC，其指示所述电致变色窗户想要的光学状态，所想要的光学状态由用户指定。3.如权利要求2所述的方法，其中所述电致变色窗户经配置以实现至少第一光学状态和第二光学状态，且其中所述染色命令信号VTC包括至少第一范围和第二范围，所述染色命令信号VTC的第一范围对应于将所述电致变色窗户变为所述第一光学状态的命令，以及所述染色命令信号VTC的第二范围对应于将所述电致变色窗户变为所述第二光学状态的命令。4.如权利要求1所述的方法，其中所述控制器包括信号调节器，其经配置以接收所述模拟信号。5.如权利要求4所述的方法，其中所述控制器包括微控制器；其进一步包括使用所述信号调节器基于所接收的模拟信号产生调节信号VCON，其中所述调节信号VCON为所述第一电压；以及使用所述微控制器基于所述调节信号VCON产生命令信号V命令。6.如权利要求5所述的方法，其中所述控制器进一步包括脉冲宽度调制器，其中所述脉冲宽度调制器接收所述命令信号V命令并基于所接收的命令信号V命令产生所述第二电压。7.如权利要求6所述的方法，其中所述脉冲宽度调制器产生电流反馈信号IFB和/或电压反馈信号VFB，且其中所述微控制器使用所述电流反馈信号IFB和/或电压反馈信号VFB来产生所述命令信号V命令。8.如权利要求4所述的方法，其中所述信号调节器也经配置以接收来自一或多个传感器的反馈。9.如权利要求8所述的方法，其中所述传感器中的至少一者从包含以下各者的群组中选择：外部光电传感器或光电检测器、内部光电传感器或光电检测器、热或温度传感器。10.如权利要求1所述的方法，其中所述第二电压包括正分量VPW1和负分量VPW2。11.如权利要求10所述的方法，其中将所述第二电压的正分量VPW1和负分量VPW2以具有不相等的持续时间的脉冲来供应。12.如权利要求10所述的方法，其中所述控制器进一步包括脉冲宽度调制器，以及其中所述脉冲宽度调制器经配置以修改所述第二电压的正分量VPW1和负分量VPW2的量值。13.如权利要求1所述的方法，其中所述控制器进一步包括脉冲宽度调制器，以及其中所述脉冲宽度调制器产生所述第二电压。14.如权利要求1所述的方法，其中经由通信总线传递所述模拟电压信号。15.如权利要求1所述的方法，其中经由通信总线传递所述第一电压。16.如权利要求15所述的方法，其中所述通信总线为集成电路间I2C多主串行单端计算机总线。17.如权利要求1所述的方法，其中所述窗户控制器经由通信总线与网络控制器进行通信，其中所述网络控制器控制多个电致变色窗户。18.如权利要求1所述的方法，其中所述电致变色窗户包括至少第一窗...

【专利技术属性】
技术研发人员：安舒·普拉丹，迪沙·曼塔尼，戈登·杰克，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：美国,US