[发明专利]向具有可变光学和/或能量性能的可电控装置供电的方法

说明书

本发明涉及向具有可变光学和/或能量性能的可电控装置供电的方法。更具体本发明的意义在于使用透射操作或反射操作的电致变色系统的装置。

对电致变色系统已进行了充分的研究。这是构筑在如下所谓“五层模型”：TC1/EC1/EL/EC2/TC2的基础上的。TC1和TC2都是电子导电材料，EC1和EC2都是电致变色材料，能够以可逆的方式同时嵌入阳离子和电子，而EL是一种电解质材料，能够同时是电子的绝缘体并且是离子导体。电子导体与外供电源相连接，在两个电子导体之间施加的适当电位差指令该系统的颜色发生变化。在该电位差的作用下，离子从一种电致变色材料中逸出，而通过电解质材料嵌入到另一种电致变色材料中。而电子则从一种电致变色材料中被取出，经由电子导体到达另一种电致变色材料中，外部供电电路用来平衡电荷并保证材料的电中性。

随着此嵌入/逸出而发生的其氧化度的改变，导致其光学性能和/或热性能的变化(比如对于氧化钨来说，蓝色的外观变成无色，对于氧化铱来说，暗黄色的外观变成无色)。

电致变色系统一般是沉积在透明或不透明的有机或无机的载体上的，此时称之为“基底”。在某些情况下，可使用两种基底，每一种都具有一部分电致变色系统，两种基底组合起来得到完整的系统，或者一种基底包括电致变色系统，而另一种用来保护该系统。

可电控系统的转换由复杂的电化学过程构成，此过程被定义为与带电的质点在叠层中的移动有关的电荷传递(带电质点(离子和电子)在几个纳米厚的薄叠层中的电迁移)和质量传递。

在电位差的作用下，电荷在可电控系统内部传递导致与该系统的显色或褪色状态相应的电化学平衡，因此也与由比如达到的光线透过水平(一般表示为％)表征的某些光学性能有关。

目前，可电控系统的制造商开发了一种电源，该电源供给与一个操作点相当的电位差，对于此操作点，一方面得到该系统的光学优化：显色的均匀性、变换速度、对比度等，另一方面获得机械的优化：在多次显色/褪色循环之后保持其操作性能(耐久性)。

当然，这样的系统在整体上是令人满意的，制造商意识到，这样的优化，无论是光学的还是机械的，在时间上都是不持久的。对于与施加在可电控系统接线柱上的电位差相当的给定操作点，都有操作点随时间漂移的问题(不再能得到对于此潜在值的光学性能)。

从原理上讲，很难(几乎不可能)提供具有光学测量传感器(特别是光线透过率百分数方面)的可电控系统，本发明人完全意外地发现，可以改变可电控系统的操作点，使其适应并能够保证随着时间进程的光学性能，而并非总是要进行光学测量。

因此，本发明旨在克服先有技术电源上的缺点，提供一种可电控系统及其供电方法的新概念，而没有随着操作点漂移而导致的各种变化。

为此，具有可变的光学性能/能量性能，即透过率或反射率的可电控系统，该系统包括至少一个带有允许活性质点迁移的叠层，特别是电致变色叠层的基底载体，该叠层包括至被至少一个具有电解质功能的层分隔开的至少两个活性层，所述叠层位于分别与下电流引线和上电流引线(“下”电流引线相当于最靠近基底载体的电流引线，与离所述基底最远的“上”电流引线相对)相连接的两个电子导体之间，其特征在于，具有电解质功能的层加入至少一个基于金属层和与金属层的那些同样的金属的钝化层的混合层。

由于在具有电解质功能的层中并入了混合层，就能够在形成可电控系统的叠层中建立第三电极，即所谓参考电极，用来识别在该系统中的电位分布。

在本发明的一个优选实施模式中，还可任选求助于如下布置中的一种或另一种：

-钝化层含有与金属层的那些同样的金属阳离子，

-钝化层含有与金属层的那些同样的金属氧化物，

-钝化层含有与金属层的那些同样的金属的卤素化物，特别是氯化物，

-钝化层含有与金属层的那些同样的金属的硫酸盐、硝酸盐，

-该金属选自下面的族：在周期表的第IVB列(Ti-Zr-Hf)和第IIB列(Zn-Cd-Hg)之间的所有过渡元素，或者后面这些的混合物，优选自如下的元素：Cu、Ag、Ni、Al、Ti、Mo、W、Cr、Fe、Co，或者后面这些的混合物。

-该混合层的厚度为5～300nm，优选为20～50nm，

-具有电解质功能的层包括至少一层由基本上无机材料构成的层，

-该混合层被加入到基本上无机材料的层当中，

-该混合层从电致变色层中至少一层上缩入，

-该混合层至少部分被至少一层电致变色层覆盖，