转换电驱动的可变透射材料的方法及包含该材料的装置的制造方法_3

文档序号:9523257阅读:来源:国知局
驱动的粒子的聚合物层。如上所述,每个sro膜27、29具有覆盖导电层30、32、34、36的保护层。通过将合适的电场施加于上导电层30和下导电层32之间,层38能够转换开启以至高的光透射状态,使得窗的透射在区域26与区域28是不同的。由于这两个电分离且物理分离的SH)膜27、29,窗25具有两个可独立转换的区域26、28。
[0075]在图9和图10的截面图中示出了在包含连续膜的层合窗的构造中使用的可选的sro膜结构。也是为了清晰起见,窗没有在这些附图的任一个图形中示出。
[0076]在图9中示出了在sro膜的聚合物介质之内具有两个可单独转换的区域41、42的sro膜40。sro膜包括含有电驱动的粒子的连续的聚合物层43。在聚合物层43的上表面上的是导电层44。在聚合物层43的下表面上的是两个电分离的导电层45、46。保护层覆盖每个导电层。母线47、48、49与相应的导电层44、45、46连接。SH)膜40具有两个可单独转换的区域41、42。通过将适当的转换电压施加于母线47、48,SH)膜的区域41可以选择性地开启(如图所示)。可以通过将适当大小的转换电压施加于母线47、49来转换区域42使之开启。由于这两个电分离的导电层45、46,这是不连续的SH)膜。下导电涂层的不连续性50可能在膜的制造期间引入或者可能由随后的过程引入。
[0077]在图10中有两个在sro膜51的聚合物介质之内的可单独转换的区域52、53。SPD膜包括连续的聚合物层54。在聚合物层54的上表面上有两个电分离的导电层55、56。在聚合物层54的下表面上有两个电分离的导电层57、58。层55与层57对准,并且层56与层58对准。
[0078]与每个导电层55、56、57、58连接的是相应的母线59、61、63、65。通过将转换电压施加于母线59、63,SPD膜的区域52可以被选择性地转换开启同时区域69保持于关闭状态。区域52、53都可以通过将转换电压施加于母线对59、63和61、65来转换开启。转换电压可以是不同的使得每个区域52、53的透射不同。因为上和下导电层是两个电分离的区域,这是不连续的sro膜。导电层内的不连续性可能在膜的制造期间或者由使用本领域所已知的技术的后续处理引入。
[0079]图11示出了具有参考图1到6所描述的结构的层合窗。层合窗1已经根据本发明转换。高频率的交变转换电压被施加于母线10、11。所施加电压的峰-峰电压为大约120V。所施加的电压是频率为20kHz的基本上为矩形的波。
[0080]与将低频率的交变转换电压施加于母线10、11相比,只有连续的SPD膜的选择区域74转换至开启状态。区域75保持于关闭状态。横过整个SH)膜(在71和71’之间)具有渐变透射的区域。
[0081]渐变透射的意思是区域具有可见光透射在一个方向上的变化,从低透射逐渐改变到高透射。可以有两个其中存在渐变透射的方向。优选地,渐变透射区域的高透射区域是与开启状态下的窗的透射基本上相同的透射。优选地,高透射区域具有所测得的(使用光源C或D65的加权因子计算的)大约40%的透射。
[0082]图12示出了参考图1到6描述的层合窗1,在图12中所施加的交变转换电压的频率低于图11中的,g卩10kHz。渐变透射区域(在79和79’之间)从母线10、11位于其中的窗的下边缘进一步扩展。sro膜的下部77的大部分已经转换至开启状态并且sro膜的上部78的部分仍然处于关闭状态。连续的sro膜的下部77已经被选择性地转换开启。渐变透射区域(在79和79’之间)已经移至窗的上部。
[0083]转换电压由包括信号发生器、音频放大器及变压器的适当构造的电压发生器所施加。电压发生器的输出是其中频率是可在50Hz和20kHz之间变化的信号,并且电压输出可在0和140V rms之间变化。
[0084]在渐变透射区域之内,所施加的电压足以轻微影响sro膜内的粒子的取向,使得SPD膜处于在开启状态和关闭状态之间的中间状态。
[0085]与包含sro膜的常规的层合窗相比,通过用高频率电压驱动膜来选择在窗之内要转换的区域是可能的。另外,可以产生渐变透射的区域。
[0086]渐变透射区域的范围可以通过改变所施加电压的频率、最大的峰-峰电压以及交变电压波形的性质(即方波、锯齿或正弦)来影响。
[0087]另外,母线的定位和位置以及数量也将影响sro膜的转换。例如,在图1和图11所示的实施例的替代实施例中,母线11可以位于窗的上边缘上,而仍然与上导电层7电通
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[0088]在没有受到任意特别的理论的约束的情况下,参考图13和14给出对所观察到的行为的一种可能的解释。sro膜81的一部分的截面图被示出。在这些图形中sro膜81由简单的电阻(R)-电容(C)电路表示。sro膜包括活性的聚合物介质层82。在聚合物层82的上表面上的是导电涂层83,在聚合物层82的下表面上的是导电涂层84。AC信号发生器85经由母线86、87与SH)膜电连接。母线86、87与对应的导电涂层83、84电通信。
[0089]对于在图13的线1-1’和11-11’之间示出的简单串联的RC电路,电路的时间常数τ由[R1+R2]XC1给出。当电压被施加于导电层83、84两侧时,在1_1 ’和I1-1I’之间的电路的时间常数τ是在那点的SH)膜两侧的电压VI达到最大施加电压的大约63%所耗费的时间。
[0090]随着与母线沿着膜的距离增加,例如由在图14的线1-1’和II1-1II’之间的电路所示的,电路的时间常数由于电阻增加而增加。参考图14,在1-1’和II1-1II’之间的电路的时间常数τ是[R1+R2+R3+R4]XC2。在两个导电层83、84两侧的分布电容保持相同。因此,距离母线86、87越远时间常数τ就是越长。现在对于在那点的SH)膜两侧的电压V2要达到最大施加电压的大约63%需耗费更多的时间。因此,随着与母线的距离增加,时间常数就增加,从而耗费更长的时间来在导电层两侧达到转换sro膜的必要电压。因此应当与母线有一定距离将是易于明了的,其中当交变的转换电压被施加于sro膜的两侧时,在导电层两侧的电压在交变的转换电压转换之前并没有时间来达到转换sro膜所必需的幅度。结果,不仅将产生渐变透射的区域,因为时间常数τ根据沿着sro膜的距离而变化,而且还将存在转换电压无法在交变的转换电压关闭之前达到所需的水平的点。
[0091]以上理论预示了对于足够高频率的转换电压,在不同透射的sro膜中将有三个区域,(i)在导电层两侧的电场能够达到转换的必要大小的地方能够被转换开启的区域,(ii)其中在导电层两侧的电场的大小由于时间常数变化的效应而改变的区域,以及(iii)其中因为时间常数足够长并且所施加电场的频率足够快,而使电场无法达到允许sro膜转换开启的必要大小的区域。因此区域⑴将具有高的光透射,区域(ii)将具有渐变的透射以及区域(iii)将具有低的光透射。
[0092]实际上sro膜在两个导电层之间可以具有很高的漏电阻,尽管这应该对渐变透射区域的产生具有很小的影响。
[0093]另外,以上理论表明了导电层的电阻以及这对导电层的电容的重要性。如果导电层改变使得存在不同的电阻(典型为每平方测得的),那么发生不一致转换的频率将改变并且因此需要被确定。类似地,电驱动的可变透射层/电极的构造的电容将影响发生不一致转换的频率。该两个导电层的薄层电阻可以是相同的或不同的。
[0094]对本领域技术人员来说应当易于明了的是整个膜的时间常数将由在AC信号发生器85与导电层83、84之一或二者之间的任意串联电阻来增加。该串联电阻可以是接触电阻或者在AC信号发生器与母线之间的真实的电阻器。由于所增加的时间常数(以及可能由于在该电阻器两端的电压降)而能够以适当高的电阻来使膜转换至较低的透射水平。但是,可能会引入和膜的薄层电阻共同起作用的具体的串联电阻。虽然是膜的薄层电阻促使膜具有渐变的透射,但是对薄层电阻的灵敏度能够通过选择不同的串联电阻来改变。另外,能够将不同的串联电阻使用于每个供电侧(即在信号发生器与母线之一或二者之间),使渐变透射的区域偏移。而且,在每个供电引脚上能够使用可
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