专利名称：显示信息的电致变色镜或窗的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够运用电致变色显示器(ECD)显示信息的电致变色镜或窗。
背景技术：
通常地，电致变色显示器(ECD)是一种通过对电致变色材料施加电信号来控制电致变色材料的化学反应，从而调节电致变色材料颜色的非发射性的显示器。
这种ECD被应用于灵巧镜或灵巧窗。灵巧镜被用作车辆的后视镜。如果有强光在车辆后方作用于灵巧镜，灵巧镜自动地变色从而避免眩光。当灵巧窗被用作建筑物的外窗时，灵巧窗可以调节太阳光的透光度，从而节省建筑物的制热/制冷能。此外，灵巧窗可用作独特的内部装饰，用于电动调节建筑物内部的暴露空间。然而，常规ECD仅仅被用作采用电致变色材料来调节光反射度或透光度的镜或窗。
图1为说明ECD基本结构的示意图，该ECD包含以电致变色层的形式置于电极上的固相电致变色材料。参看图1，ECD1包含在第一玻璃基板10上生成的下层电极11，在第二玻璃基板16的下表面生成的上层电极15，上层电极15面向下层电极11并与其间隔预定距离，在上层电极15的下表面生成并包含根据施加在其上的电信号改变颜色的电致变色材料的电致变色层14，在电致变色层14的下表面生成并包含电致变色反应涉及的离子的电解质层13，以及在电解质层13的下表面生成的用于存储与电致变色反应所涉及的离子极性相反的离子的离子存储层12(ion storage)。通常，下层和上层电极11和15中的至少一个是透明电极，例如氧化铟锡(ITO)电极。离子存储层12可以被省略，且电解质层13可被包含离子性液体的离子性液体层替代。
如果对ECD1施加电压，电流从电致变色层14流入离子存储层12，从而使电致变色层14致色。相反的是，如果电流从离子存储层12流入电致变色层14，那么电致变色层14发生消色。根据电致变色层14的材料，利用与上述电流反向的电流也可以使电致变色层14的上述致色和消色反应发生。
如果上层电极15是透明电极且下层电极11是金属电极(其他元件被假定为透明元件)，图1所示的ECD1可用作能够电调节光反射度的灵巧镜。同时，如果上层和下层电极15和11是透明电极(其他元件被假定为透明元件)，图1所示的ECD1可用作能够电调节透光度的灵巧窗。
发明内容
与具有图1所示结构的ECD不同，通常所用的ECD的结构包括含在电解质中的液相电致变色材料。在这种情况下，ECD具有调节透光度和光反射度的简单功能。同时，如果这些类型的常规ECD被用于镜或窗，常规ECD中的电致变色材料仅调节镜或窗内的透光度和光反射度。然而，本发明提供一种能够显示如消息、图片或时间信息的电致变色镜或窗，该电致变色镜或窗通过形成包含固相电致变色材料的电致变色层，并将电致变色层按所需的图案布图来显示信息。
根据本发明，所提供的电致变色镜或窗包括包含第一电极的第一基板；包含第二电极的第二基板；填充生成在第一和第二基板之间的空隙的电解质，该电解质包含电致变色反应涉及的离子；置于第二电极上的电致变色层，该电致变色层根据在其上施加的电信号改变颜色，其中该具有预定结构的电致变色层在第二电极上布图以显示信息。
根据本发明的示意性实施例，与电致变色层的预定结构相匹配的第二电极在第二基板上布图。
附图被纳入本申请并作为本申请的一部分，用于对本发明提供进一步的说明，附图对本发明的实施例进行说明，并与说明部分相结合来阐释本发明的原理。图中图1为说明电致变色显示器的基本结构的示意图。
图2为说明根据本发明一实施例的电致变色镜的示意图。
图3为说明根据本发明另一实施例的电致变色镜的示意图。
图4为说明根据本发明一实施例进行信息显示的电致变色层的图。
图5为说明用于对图4所示的电致变色层施加电信号的上层电极的结构的图。
图6为说明通过对图5所示的上层电极施加电信号来显示信息的驱动电路的示意图。
具体实施例方式
现在将详细参看本发明的优选实施例，结合附图对所述优选实施例进行了说明。只要可能，附图中将采用同一参考编号来表示相同或相似的部分。
参看图1，根据本发明的ECD1包含在第一玻璃基板10的上表面上生成的下层电极11，在下层电极11的上表面上生成的用于存储与电致变色反应涉及的离子极性相反的离子的离子存储层12，在离子存储层12的上表面上生成并包含电致变色反应所涉及的离子的电解质层13，在电解质层13的上表面上生成并包含根据施加在其上的电信号改变颜色的电致变色材料的电致变色层14，为电致变色层14提供电荷的上层电极15，以及在上层电极15的上表面上生成的第二玻璃基板16。
如果由于施加到ECD1的电压，电流从离子存储层12流入电致变色层14，那么电致变色层14发生致色。相反地，如果电流从电致变色层14流入离子存储层12，那么电致变色层14发生消色。根据电致变色层14的材料，利用与上述电流反向的电流，电致变色层14的上述致色和消色反应也可发生。
上层电极15是透明电极，如氧化铟锡(ITO)电极或掺氟氧化锡(FTO)电极。如果需要，可以将离子存储层12省略，且电解质层13可由包含离子性液体的离子性液体层替代。
在电致变色窗的情况下，下层电极11也以透明电极的形式出现。在这种情况下，离子存储层12被省略或被透明材料替代。在电致变色镜的情况下，如图2所示，金属电极被用作下层电极11，以便下层电极11具有镜面。可选择地，如图3所示，透明电极被用于下层电极11，且镜面在第一玻璃基板10或第二玻璃基板20的外表面生成。本发明不对制造镜面的方法进行限制。
尽管上述电致变色镜和电致变色窗的下层电极分别具有不同结构，但它们具有相同的电致变色层和上层电极。因此，出于简便的目的，下文将着重对电致变色镜进行说明。即，对电致变色镜的说明同样可以应用于电致变色窗。
图4为图1所示的电致变色层14的俯视图。根据本发明的电致变色镜或窗，固相电致变色材料取代液相电致变色材料以电致变色层14的形式置于电极上，并且将要显示的信息被在电致变色层14上布图。
例如，如果由于施加到ECD1的电压，电流从离子存储层12流入电致变色层14，那么电致变色层14发生致色。相反地，如果电流从电致变色层14流入离子存储层12，那么电致变色层14发生消色。因此，如果将要显示的信息被在电致变色层14上布图，那么当电致变色层14根据施加在其上的电压发生致色时，被形成图案的信息可以被显示。
电致变色材料包含半导体氧化物，该半导体氧化物顺序沉积到镀在基板的电极上，从而形成电致变色层14。
例如，电致变色材料包含无机金属氧化物，如WO3、NiO或TiO2，或有机物，如联吡啶盐(viologen)衍生物、包含蒽醌的醌基衍生物或包含酚噻嗪的吖嗪基衍生物。
各种工艺，如蚀刻工艺、丝网印刷工艺、压印工艺或喷墨印刷工艺，可用于对电致变色层进行布图。
可通过只采用一种图案，或将至少两种相互间隔的图案结合，在电致变色层进行信息显示。
此时，可以通过单个共用第二电极来调节具有至少两种图案的电致变色层的电致变色特性。此外，也可给第二电极层提供至少一种电致变色层的图案，第二电极层包含至少两个电极，所包含的电极分别被驱动电路控制，以便图案可以分别连接到电极。
优选地，与电致变色层的预定结构相匹配的第二电极在第二基板上布图。
如果第二电极不具有至少两个在基板上布图并分别被驱动电路控制的电极，只有显示在电致变色层布图的所有信息或使所有信息变得透明这一种功能是可行的。
例如，假定电致变色层的一部分显示某一商标名或商标，电致变色层的剩余部分显示仅用于特殊日子的消息，如果第二电极没有在基板上布图，那么用于特殊日子的消息可能总与商标名或商标一同显示。然而，如果第二电极在基板上布图，就可以在工作日显示商标名或商标，而在节假日显示表示商店关闭的信息。
此外，如果第二电极按适用于特殊用途(例如7段，如5*7/5*8/16*16的点阵，无源矩阵或有源矩阵)的预定结构布图，第二电极可用作能够显示多种信息的信息显示器。
例如，图5所示的上层电极(第二电极)可被使用以向图4所示的电致变色层施加电信号。尽管图5中的电极是黑色的，实际上该电极具有透明结构。
图6为说明对图5所示的上层电极施加电信号以显示信息的驱动电路的示意图。驱动电路100包含致色电压电源单元10，消色电压电源单元20，下层电极电压电源单元30，模拟开关40，该模拟开关40通过从上述电源单元接收致色电压、消色电压和下层电极电压对ECD1施加电信号，以及对驱动电路100的操作进行控制的微控制器50。
致色电压电源单元10，消色电压电源单元20，以及下层电极电压电源单元30为电压输出电路，所述电压输出电路分别包含R1至R6中的两个电阻和运算放大器12、22、32中的一个。从致色电压电源单元10，消色电压电源单元20，以及下层电极电压电源单元30输出的致色电压、消色电压以及下层电极电压的电平可以通过控制每个电路中两个电阻之间的电阻比来调整。根据本发明的一个实施例，致色电压和消色电压表示以下层电极电压(参考电压)为基础的电位差。图6所示的电阻值被预设以提供-1.0V的致色电压和1.0V的消色电压。模拟开关40分别从致色电压电源单元10，消色电压电源单元20，下层电极电压电源单元30接收致色电压、消色电压和下层电极电压。此外，一旦从微控制器50接收到数据信号，模拟开关40选择性地将致色电压或消色电压提供到与ECD1中的数据段a至g对应的上层电极15a至15g，并且将下层电极电压提供到下层电极11。微控制器50可由诸如电阻器、电容器、电感器、二极管、半导体管或逻辑器件等基本电路仪表来替代。
在下文中，将对根据本发明的一个实施例的电致变色镜的操作进行描述，该电致变色镜包含电致变色层，将要显示的各种信息在电致变色层上布图。
当图2或3中的电致变色层14消色，电致变色镜的整个表面作为镜子来使用。如果电致变色层14发生致色，如消息、徽标(logo)、图片、照片、时间或温度的信息可以在电致变色镜上显示。因此，在商店中，该电致变色镜在工作日可作镜子用，而在周末可用于提示商店的关闭。此外，在办公室中，该电致变色镜在一般时间可作镜子用，也可用于提示缺席和未到岗的工人。
用户可以将他们的照片或所喜欢的明星的照片放入电致变色层，这样，在一般时间被用作普通镜子时，用户可以按需要随时看这些照片。如果电致变色层内置有显示器，如7段，电致变色镜可用作手表、温度计或计算器。
尽管本发明的说明涉及电致变色镜，其同样也适用于电致变色窗。
通常在本领域公知的是，出于改进窗户外观的特殊目的，可以在窗户上装彩色玻璃或将彩色膜附着到窗户的透明玻璃上。相似地，根据本发明的电致变色镜或窗配备有彩色玻璃基板或可以附着到玻璃基板上的彩色膜。
根据本发明，电致变色镜或窗可以通过对电致变色层内的信息进行布图来显示各种信息，如消息、图片或时间。
尽管出于说明的目的，对本发明的优选实施例进行了描述，本领域技术人员应该理解的是，在不背离所附的权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、增加以及替换都是可行的。
权利要求
1.一种电致变色镜或窗，其包括第一基板，该第一基板包含第一电极；第二基板，该第二基板包含第二电极；电解质，该电解质填充形成在第一和第二基板之间的空隙并包含电致变色反应所涉及的离子；以及电致变色层，该电致变色层置于第二电极上，根据在其上施加的电信号改变颜色，其中该具有预定结构的电致变色层在第二电极上布图以显示信息。
2.如权利要求1所述的电致变色镜或窗，其中与电致变色层的预定结构相匹配的第二电极在第二基板上布图。
3.如权利要求1所述的电致变色镜或窗，其中电致变色层包含至少两个相互间隔的图案。
4.如权利要求3所述的电致变色镜或窗，其中具有至少两个图案的电致变色层的电致变色特性通过单个共用第二电极被调整。
5.如权利要求3所述的电致变色镜或窗，其中第二电极包含至少两个电极，所包含的电极分别被驱动电路控制，并且电致变色层图案中的至少一个在至少两个电极的每一个上生成。
6.如权利要求1所述的电致变色镜或窗，其中除电致变色层外，电致变色镜或窗的所有元件均为透明的。
7.如权利要求1所述的电致变色镜，其中除电致变色层和第一电极外，电致变色镜的所有元件均为透明的，并且第一电极以镜面形式生成。
8.如权利要求6所述的电致变色镜，其中镜面生成在第一基板或第二基板的外表面。
9.如权利要求1所述的电致变色镜或窗，其中电解质包含离子性液体。
10.如权利要求1所述的电致变色镜或窗，进一步包括离子存储层，该离子存储层用于存储与电致变色反应所涉及的离子极性相反的离子。
全文摘要
本发明公开一种电致变色镜或窗。该电致变色镜或窗包括包含第一电极的第一基板；包含第二电极的第二基板；填充生成在第一和第二基板之间的空隙的电解质，该电解质包含电致变色反应所涉及的离子；置于第二电极上的电致变色层，该电致变色层根据在其上施加的电信号改变颜色。该具有预定结构的电致变色层在第二电极上布图以显示信息。该电致变色镜或窗通过对电致变色层内的信息进行布图，来显示信息，如消息、图片或时间。
文档编号G02F1/01GK1989445SQ200580025410
公开日2007年6月27日 申请日期2005年11月4日 优先权日2004年11月11日
发明者朴基墉 申请人:Lg化学株式会社