本发明专利技术提供了用于多色电致变色装置的设备和方法、用于电致变色装置包含γ－丁内酯（伽马丁内酯）的电解质、以及电致变色装置控制系统和方法。在一个实施方案中，第一颜色电致变色材料的像素，即色素，被布置在衬底（７１０）上的第一区域（７３０）内，并且第二颜色电致变色材料的像素布置在第二区域（７３３）内，从而定义第一和第二颜色的二维图案。当所施加的电场或者供给的电流改变时，该装置可产生该电致变色材料的各自颜色并由于像素排列而产生混和颜色。该电解质（７４０）可包含聚甲基丙烯酸甲酯。在另一个实施方案中，该电解质可进一步包含盐，并可包含碳酸丙二酯。在又一个实施方案中，窗户系统包含多个透明的窗户、多个电致变色装置、多个控制模块、以及主控制器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及用于电致变色装置的设备与方法，更具体地涉及能够显示一种以上色素的电致变色装置、用于电致变色装置的电解质、以及用于调光或以其他方式控制电致变色装置阵列的设备和方法。
技术介绍
电致变色装置经常被用做响应于所施加的电场或电流而改变颜色密度或不透明程度的窗户、遮罩、隔断、镜面或电致变色显示器。这种电致变色装置典型地为多层组件。电致变色装置的外层通常是光学透明(即，对于可见光谱的波长或其他预期波长的光线基本上是透明的)的电极。至少一个电致变色层夹在这些电极之间。该层能够响应于所施加的电场或电流的变化而改变其颜色或不透明程度，从而产生视觉效果。电致变色层通常是电致变色材料的有机聚合物膜或无机薄膜。当电压施加在外部导体之间时，电解质中的离子典型地朝电致变色层移动，从而导致电致变色材料改变颜色状态。电压反向则使离子远离电致变色层，使该装置恢复到先前的状态。电解质经常在电致变色装置中用于充当激活电致变色层的离子的存储器，并且/或者在分离的离子存储材料或反电极与电致变色层之间提供输运离子的介质。诸如高氯酸锂(LiClO4)或三氟磺酰亚胺(trifluorosulfonimide)锂盐(LiN(CF3SO2)2)可用于提供激活和去激活电致变色层的离子。该盐通常在电解质的溶剂中离解，释放用于激活电致变色层的离子。凝胶电解质在电致变色装置中经常是优选的，因为与液体相比更不易泄漏且在尺寸上更加稳定。可用于优选的电致变色装置的一种凝胶电解质包括特别是由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成的固态聚合物基体。电解质理想地具有高的离子导电性，允许离子在电解质内移动，同时具有相对低的电学导电性，使得电致变色装置不会短路。现有技术中用于电致变色装置的电解质的溶剂包括氰化甲烷与/或碳酸次乙酯。然而，用于电致变色装置的许多溶剂具有较高的蒸气压且相对容易挥发，因此会蒸发，并且/或者不稳定，具有较高的易燃性，并且/或者具有更大的毒性。电解质中溶剂的蒸发会改变电解质成分并使电致变色装置的功能退化。典型地，电致变色装置在电致变色层被激活时呈现可见光谱内的单种颜色，否则是透明的。这种单色电致变色装置在电致变色层被激活时无法产生多色显示标识、建筑图案或图像。尽管客舱内飞机窗户的下拉遮罩看似简单，但将其集成到飞机的机制复杂，且相对于正出现的其他备选而言，其安装和维修的劳力较高。在开关控制电源信号时变暗的电致变色(EC)装置提供了更低的初始成本与生命周期成本的希望。
技术实现思路
本专利技术提供了用于多色电致变色装置的设备和方法。在多色电致变色装置的一个实施方案中，第一颜色电致变色材料的像素(即色素)被布置在第一区域内，并替代第二区域内的第二颜色电致变色材料的像素，从而在衬底上定义第一和第二颜色的二维图案。当所施加的电场或者供给到各个像素的电流改变时，各个像素内的色素产生其各自的颜色或者由于像素排列所致的混和颜色。对于窗户遮罩用途，例如，电致变色材料通常切换于基本上阻挡可见光透射的着色状态以及透射可见光的光学透明状态之间。在透明状态下，可以透过电致变色装置观察到衬底内的信息或衬底后面的对象。根据本专利技术另一个方面，该电致变色装置在电致变色材料被激活时可形成设计、图案、标识或图像。在本专利技术又一个方面中，当对衬底施加多种颜色时，衬底被掩蔽或未被掩蔽以产生多色电致变色显示器。本专利技术还提供了用于电致变色装置的电解质，该电解质包含γ-丁内酯(伽马丁内酯或GBL)。该电解质可进一步包含聚甲基丙烯酸甲酯。该电解质可进一步包含盐，例如包括高氯酸锂与/或三氟磺酰亚胺的盐。根据局本专利技术的另外方面，该电解质可包含碳酸丙二酯。本专利技术进一步提供了用于EC阵列控制系统的系统和方法，包括用于调光或以其他方式控制商用客机窗户的控制系统。在一个实施方案中，窗户系统包含多个透明的窗户、多个电致变色装置、多个控制模块、以及主控制器。各个透明窗户具有与其可工作地关联的电致变色装置。控制模块可工作地耦合到各个电致变色装置，并设成可控地调整电场，从而激活和去激活电致变色装置。最后，该主控制器可工作地耦合到多个控制模块，并设成同时调整多个电致变色装置的电场，从而一致地激活和去激活多个电致变色装置。在一个具体实施方案中，根据本专利技术的窗户调光控制系统可有利地被并入客机已有的客舱服务系统。附图说明在下文中参考附图详细地描述本专利技术的优选及备选实施方案。图1为包含电致变色装置的飞机窗户的分解等距视图。图2A为包含用做客舱隔断的多色电致变色装置(示成未激活的透明状态)的飞机内部的透视图。图2B为包含正显示标识的多色电致变色装置(示成激活的着色状态)的飞机内部的透视图。图3A为包含作为示例的处于去激活状态的γ-丁内酯(伽马丁内酯或GBL)电解质的示范性电致变色装置。图3B为包含作为示例的处于激活状态的GBL电解质的示范性电致变色装置。图4A为电致变色层处于去激活状态时，该电致变色层与示范性GBL电解质之间的示范性界面的放大视图。图4B为电致变色层处于激活状态时，该电致变色层与示范性GBL电解质之间的示范性界面的放大视图。图5为示范性凝胶电解质的离子电导率随时间变化的曲线图。图6为包含示范性GBL电解质的示范性电致变色飞机窗户的剖面图。图7为呈现图案的示范性多色电致变色面板的平面视图。图7A为图7的电致变色面板剖面的放大视图，示出了多色电致变色层的示范性互相交替的像素。图8为示范性多色电致变色装置的剖面图。图9为在衬底上沉积多色电致变色层的剖面图。图10为包含正呈现图案的多色电致变色装置(示成处于激活的着色状态)的飞机内部的透视图。图11为窗户调光系统的示意性视图。图12为备选的窗户调光系统的示意性视图。图13为根据本专利技术备选实施方案的飞机的侧视图。图14示出了包含本专利技术实施方案的典型客机平面布置图的俯视图。图15A示出了包含本专利技术实施方案的客机剖面的端部剖面视图。图15B示出了与图15A相似的备选客机剖面的端部剖面视图。图16为包含电致变色装置的窗户组件的前视图。图17为图16的窗户组件的分解等距视图。图18为图16的窗户组件的局部剖面视图。图19为含有电致变色装置的另一个窗户组件的分解等距视图。具体实施例方式本专利技术涉及电致变色装置。在下述详细描述以及图1至19中列出了本专利技术特定实施方案的许多具体细节，以提供对这些实施方案的彻底理解。然而，本领域技术人员将理解，本专利技术可具有附加的实施方案，而且可以不采用下述描述中的诸多细节实践本专利技术。本专利技术的实施方案可包含具有γ-丁内酯(伽马丁内酯或GBL)的电解质以用于电致变色面板。在一个实施方案中，GBL电解质呈现高的离子导电性、高的透光性以及随时间和温度的稳定性。这些特征对于例如飞机应用是有用的，例如飞机窗户的电致变色遮罩，替代手拉式窗帘。本申请引用包含下述文献2004年6月8日授予Xu等的美国专利第6,747,780 B2号，Electrochromic Organic Polymer Synthesis and Devices usingElectrochromic Organic Polymer；Xu，C.，Liu，L.，Legniski，S.，Le Guilly，M.，Taya，M.，Weidner，A.，Enhanced Smart Window B本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电致变色装置，其包括：布置于衬底上的第一电致变色材料的至少一个第一区域；以及布置于所述衬底上的第二电致变色材料的至少一个第二区域。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿瑟P韦德纳，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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