多窗格电致变色窗户的制作方法

本发明大体上涉及电致变色装置，更具体地涉及电致变色窗户。

背景技术：

0、发明背景

1、电致变色是一种现象，在该现象中当材料被置于不同的电子态时(通常经过电压变化)其光学属性呈现出电化学介导变化。光学属性通常为颜色、透过率、透过率和反射率的一个或多个。例如，一种众所周知的电致变色材料为氧化钨(wo3)。氧化钨是一种阴极电致变色材料，其中由于电化学还原出现了从透明至蓝色的着色过渡。

2、虽然在20世纪60年代就发现了电致变色，但遗憾的是电致变色装置仍存在各种问题，且并未开始实现其全部的商业潜力。电致变色材料可加入，例如窗户和镜子中。可通过诱使电致变色材料发生变化来改变这种窗户和镜子的颜色、透过率、吸光率和/或反射率。然而，由于传统的电致变色窗电存在，例如缺陷率高和多功能性低的问题，因此需要在致变色科技、器件以及制造和/或使用其的有关方法方面取得进步。

技术实现思路

0、发明概要

1、此处描述了具有至少两个窗格，每一个窗格上均具有电致变色(ec)装置的窗户单元，例如中空玻璃单元(igu)。例如，当窗户单元具有两个窗格时，每一个窗格均具有两种光学状态，如此窗户单元便可具有多达四种光学状态。此处描述的窗户单元使得窗户用户在有多少光可透过电致变色窗方面具有更多选择，即多功能性，也就是说多窗格igu允许对光透进行分级而非简单的“打开或关闭”传统的两种状态窗户。然而，改进的两种状态窗户是本发明的实施方案。此处描述的窗户允许用户，例如调整进入房间的光线和热负荷。第二个益处是改善了由于光学缺陷不对准而造成的缺陷率。发明人已发现通过使用两个或更多窗格，每一个窗格均具有各自的电致变色装置且在窗户单元内对齐，即一个窗格位于另一个窗格之前，则可凭借该非常小的可能性(任何视觉缺陷将很好地对齐，如此用户便可看到)来抵消任何单个装置的视觉缺陷。

2、几乎任何电致变色装置或装置可在窗户单元的窗格上结合使用，然而由于该较低的可能性(任何视觉缺陷将对齐，如此最终用户可看到)，低缺陷电致变色装置可非常好地工作。在一个实施方案中，使用了两种状态(例如具有高透过率和低透过率)全固态低缺陷率电致变色装置(分别位于双窗格igu相对的窗格上)以产生四种状态电致变色窗户。这样，最终用户对于多少光线穿过窗户单元具有四种选择，且事实上当电致变色窗户着色后，对于观察者而言没有可发觉的视觉缺陷。此处描述了该科技的其它优点。

3、一个实施方案是窗户单元，其包括：第一基本透明基底和设置在其上的第一电致变色装置；第二基本透明基底和设置在其上的第二电致变色装置；以及第一和第二基本透明基底之间的密封隔板，密封隔板与第一和第二基本透明基底一起限定出一个隔热内部区域。实施方案包括建筑玻璃等级基底，且可使用低辐射率涂层。在某些实施方案中，第一和第二电致变色装置中的至少一个面向内部区域，在某些情况下第一和第二电致变色装置均面向内部区域。

4、在一个实施方案中，第一和第二电致变色装置中的至少一个为两种状态电致变色装置，在一些实施方案中第一和第二电致变色装置均为两种状态电致变色装置，且窗户单元具有四种光学状态。在一个实施方案中，安装时窗户单元的第一基本透明基底将面向房间或建筑物的外部，第二基本透明基底将面向所述房间或建筑物的内部。在一个实施方案中，第一和第二电致变色装置的每一个均具有各自的高透射状态和低透射状态，且在特别实施方案中，第二电致变色装置的低透射状态的透过率高于第一电致变色装置的低透射状态的透过率。在一个实施方案中，第一电致变色装置的低透射状态的透过率在大约5％和大约15％之间，第一电致变色装置的高透射状态的透过率在大约75％和大约95％之间；第二电致变色装置的低透射状态的透过率在大约20％和大约30％之间，第二电致变色装置的高透射状态的透过率在大约75％和大约95％之间；为了本实施方案的目的，装置的透射状态包括在其上构建的基底的透射率

5、由于每一个装置具有两种光学状态(着色或褪色，其分别与低透射率和高透射率对应)，此处描述的窗户单元可具有四种光学状态。四种光学状态的每一个为两个电致变色装置的透射率的乘积。在一个实施方案中，窗户单元的四种光学状态为：i)总透过率在大约60％和大约90％之间；ii)总透过率在大约15％和大约30％之间；iii)总透过率在大约5％和大约10％之间；以及iv)总透过率在大约0.1％和大约5％之间。

6、在一个实施方案中，基底上将面向外部环境的电致变色装置可被配置为比基底上面向安装有窗户单元的建筑的内部的电致变色装置能更好地抵抗环境恶化。在一个实施方案中，第一和第二电致变色装置的至少一个为全固态且无机的装置。

7、另一个实施方案是制造窗户单元的方法，该方法包括：使其上设置有第一电致变色装置的第一基本透明基底与其上设置有第二电致变色装置的第二基本透明基底基本平行；以及在第一和第二基本透明基底之间安装密封隔板，密封隔板与第一和第二基本透明基底一起限定出一个内部区域，所述内部区域隔热。

8、下面将参考附图更详细地描述这些和其它特性和优点。

技术特征：

1.一种电致变色隐私窗户，其包括：

2.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述暗的光学状态为在0.1％至5％之间的透过率。

3.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的一者或两者是两种状态的电致变色装置。

4.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述多个光学状态进一步包括四种光学状态。

5.根据权利要求4所述的电致变色隐私窗户，其中所述四种光学状态具有：

6.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一基本透明基底和所述第二基本透明基底中的至少一者包括建筑玻璃。

7.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，

8.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其进一步包括在所述第一基本透明基底和所述第二基本透明基底之间的内部区域，所述内部区域包含气体。

9.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的至少一者具有透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层经配置为独立于所述电致变色装置中的所述至少一者的操作被加热，所述透明导电氧化物层为所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的所述至少一者的组分。

10.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一基本透明基底和所述第二基本透明基底中的至少一者进一步包括低放射率涂层。

11.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的每一者包括氧化钨或掺杂氧化钨电致变色层和选择性地掺杂有钽的镍钨氧化物对电极。

12.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的每一者包括氧化钨或掺杂氧化钨电致变色层，所述氧化钨或掺杂氧化钨电致变色层具有75至200mc/cm2/微米之间的电荷容量。

13.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的每一者包括选择性地掺杂有钽的镍钨氧化物对电极，所述镍钨氧化物对电极具有75至200mc/cm2/微米之间的电荷容量。

14.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的每一者包括电致变色层和对电极层，其中所述电致变色层的厚度与所述对电极层的厚度的比值在1.7:1和2.3:1之间。

15.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第二基本透明基底进一步包括以下各者中的一者或多者：紫外线吸收和/或反射涂层、和红外线吸收和/或反射涂层、和低放射率涂层。

16.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其进一步包括与所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置电连接的控制器，所述控制器经配置以在所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置之间共享电荷。

17.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，

18.根据权利要求1所述的电致变色隐私窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的至少一者在内部表面上。

19.一种制造窗户单元的方法，所述方法包括：

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一基本透明基底和所述第二基本透明基底中的至少一者包括建筑玻璃。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一基本透明基底和所述第二基本透明基底中的至少一者包括低放射率涂层。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置均面向所述内部区域。

23.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一电致变色装置的低透射状态的透过率在大约5％至大约15％之间，且所述第一电致变色装置的高透射状态的透过率在大约75％至大约95％之间；且所述第二电致变色装置的低透射状态的透过率在大约20％至大约30％之间，且所述第二电致变色装置的高透射状态的透过率在大约75％至大约95％之间。

24.根据权利要求19所述的方法，其中所述至少四种光学状态为：

25.根据权利要求19所述的方法，其中所述密封隔板气密地密封所述内部区域。

26.一种多窗格电致变色窗户，所述多窗格电致变色窗户包括两个或更多个电致变色装置，所述两个或更多个电致变色装置中的每一者位于所述多窗格电致变色窗户的分开的窗格上，且所述两个或更多个电致变色装置中的每一者是两种状态的固态无机装置，所述固态无机装置具有高透射率状态和低透射率状态，其中所述两个或更多个电致变色装置经配置以一起同时使用所述两个或更多个电致变色装置的高透射率状态或所述两个或更多个电致变色装置的低透射率状态，且其中第一窗格和第二窗格经配置作为在内部区域中具有惰性气体的中空玻璃单元。

27.根据权利要求26所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一窗格和所述第二窗格是建筑玻璃。

28.根据权利要求26所述的多窗格电致变色窗户，进一步包括控制器，所述控制器经配置以向所述第一窗格和所述第二窗格提供电荷以用于为所述第一窗格和所述第二窗格供电。

29.根据权利要求26所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置位于所述中空玻璃单元的所述第一窗格和所述第二窗格的相对的内表面上。

30.一种多窗格电致变色窗户，其包括：

31.根据权利要求30所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置是全固态无机的。

32.根据权利要求31所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置在所述多窗格电致变色窗户的中空玻璃单元中彼此相对。

33.根据权利要求32所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置位于所述第一窗格和所述第二窗格的相对的内表面上。

34.根据权利要求31所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一窗格和所述第二窗格是在0.01mm至10mm厚度之间的玻璃。

35.根据权利要求30所述的多窗格电致变色窗户，进一步包括控制器，所述控制器经配置以向所述第一窗格和所述第二窗格提供电荷以用于为所述第一窗格和所述第二窗格供电。

36.根据权利要求30所述的多窗格电致变色窗户，其中：

37.根据权利要求36所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一窗格的所述低透射状态具有比所述第二窗格的所述低透射状态更低的透射率。

38.根据权利要求30所述的多窗格电致变色窗户，其中透射率是可见光谱的。

39.一种多窗格电致变色窗户，所述多窗格电致变色窗户包括两个或更多个电致变色装置，所述两个或更多个电致变色装置中的每一者位于所述多窗格电致变色窗户的分开的窗格上，且所述两个或更多个电致变色装置中的每一者是两种状态的装置，所述装置具有高透射率状态和低透射率状态，其中所述两个或更多个电致变色装置经配置以一起同时使用所述两个或更多个电致变色装置的高透射率状态或所述两个或更多个电致变色装置的低透射率状态，所述两个或更多个电致变色装置中的每一者包括：

40.根据权利要求39所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置是全固态无机的。

41.根据权利要求40所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置在所述多窗格电致变色窗户的中空玻璃单元中彼此相对。

42.根据权利要求40所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一格窗格和所述第二窗格是在0.01mm至10mm厚度之间的玻璃。

43.根据权利要求39所述的多窗格电致变色窗户，进一步包括控制器，所述控制器经配置以向所述第一窗格和所述第二窗格提供电荷以用于为所述第一窗格和所述第二窗格供电。

44.根据权利要求41所述的多窗格电致变色窗户，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置位于所述第一窗格和所述第二窗格的相对的内表面上。

45.一种窗户单元，其包括：

46.根据权利要求45所述的窗户单元，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的至少一者具有中间状态性能。

47.根据权利要求45所述的窗户单元，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置面向所述中空玻璃单元的所述隔热内部区域。

48.根据权利要求45所述的窗户单元，进一步包括第三基本透明基底以形成三窗格中空玻璃单元。

49.根据权利要求48所述的窗户单元，其中所述第三基本透明基底包括在其上的可加热的透明导电氧化物。

50.根据权利要求49所述的窗户单元，其中所述可加热的透明导电氧化物层经配置以被加热以便帮助所述电致变色装置的转变。

51.根据权利要求45所述的窗户单元，其中所述第一电致变色装置面向所述中空玻璃单元的所述隔热内部区域。

52.根据权利要求45所述的窗户单元，进一步包括第三基本透明基底以形成三窗格的中间玻璃单元，其中所述第二电致变色装置面向所述第三基本透明基底，且所述第三基本透明基底包括在其上的可加热的透明导电氧化物，且其中所述可加热的透明导电氧化物面向所述第二电致变色装置。

53.根据权利要求45所述的窗户单元，其中所述氧化钨或掺杂氧化钨电致变色层与选择性地掺杂有钽的所述镍钨氧化物对电极层的比值在大约1.7:1和大约2.3:1之间。

54.根据权利要求45所述的窗户单元，其中所述第一电致变色装置和所述第二电致变色装置中的每一者调色至不小于10％的透射率。

55.一种窗户单元，其包括：

56.一种中空玻璃单元，其包括：

57.根据权利要求56所述的中空玻璃单元，其中所述透明导电氧化物层位于第二窗格上。

58.根据权利要求56所述的中空玻璃单元，其中所述电致变色装置是固态无机的。

59.根据权利要求57所述的中空玻璃单元，进一步包括位于所述第一窗格和所述第二窗格之间的密封隔板，所述密封隔板与所述第一窗格和所述第二窗格一起限定所述中空玻璃单元的隔热内部区域。

60.根据权利要求57所述的中空玻璃单元，其中所述第二窗格包括其上的电致变色薄膜。

61.根据权利要求57所述的中空玻璃单元，其中所述第二窗格包括红外线反射和/或红外线吸收涂层。

62.根据权利要求57所述的中空玻璃单元，其中当所述第二窗格安装在建筑物中时，所述第二窗格面向所述建筑物的外部。

63.一种电致变色装置，其包括：

64.根据权利要求63所述的电致变色装置，所述电致变色装置位于中空玻璃单元的第一窗格上。

65.根据权利要求64所述的电致变色装置，其中所述中空玻璃单元包括第二窗格，所述第二窗格包括在所述第二窗格上的电致变色薄膜。

66.根据权利要求63所述的电致变色装置，所述电致变色装置是固态无机的。

67.根据权利要求63所述的电致变色装置，其中经配置以被电阻性地加热的所述第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层中的一者包括氧化铟、铟锡氧化物、掺杂氧化铟、二氧化锡、掺杂二氧化锡、氧化锌、铝锌氧化物、掺杂氧化锌、氧化钌或掺杂氧化钌。

68.根据权利要求63所述的电致变色装置，其中经配置以被电阻性地的加热所述第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层中的一者是包括金属线的复合导体。

69.根据权利要求68所述的电致变色装置，其中所述金属线的直径为大约100μm或更小。

70.一种电致变色窗户，其包括：

71.根据权利要求70所述的电致变色窗户，其中所述电致变色装置是全固态有机的。

72.根据权利要求70所述的电致变色窗户，其中所述电致变色窗户为中空玻璃单元(igu)的形式，所述中空玻璃单元包括在所述基本透明基底和另一基本透明基底之间的密封隔板，所述密封隔板在所述基本透明基底和所述另一基本透明基底之间形成内部区域。

技术总结
本发明涉及多窗格电致变色窗户，具体描述了窗户单元，例如具有至少两个窗格，每一个窗格上均具有电致变色(EC)装置的中空玻璃单元(IGU)。双窗格窗户单元的每一个窗格上的两个光学状态装置为窗户单元提供四种光学状态。描述的窗户单元使得窗户用户在有多少光可透过电致变色窗方面具有更多选择。此外，通过使用两个或更多个窗格，每一个窗格均具有各自的电致变色装置且在窗户单元内对齐，则可凭借该非常小的可能性(任何视觉缺陷将很好地对齐，如此用户便可看到)来抵消任何单个装置的视觉缺陷。

技术研发人员：罗宾·弗里德曼,斯里达尔·凯拉萨姆,拉奥·米尔普里,罗恩·鲍威尔,达埃尔亚·什里瓦斯塔瓦
受保护的技术使用者：唯景公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15