Электрохимическое и/или электроуправляемое устройство типа остекления с изменяющимися оптическими и/или энергетическими свойствами

Номер патента: 14682

Опубликовано: 30.12.2010

Авторы: Дюбрена Самюэль, Валентэн Эмманюэль

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Электрохимическое/электроуправляемое устройство с изменяющимися оптическими и/или энергетическими свойствами "полностью твердотельного" электрохромного типа со структурой TC1/EC1/EL/EC2/TC2, содержащее по меньшей мере одну несущую подложку, снабженную первым электропроводящим слоем, первым электрохимически активным слоем, способным обратимо внедрять ионы, такие как катионы, например Н+и Li+, или анионы, например ОН-, из анодного или соответственно катодного электрохромного материала, слой электролита, второй электрохимически активный слой, способный обратимо внедрять упомянутые ионы, из катодного или соответственно анодного электрохромного материала и второй электропроводящий слой, отличающееся тем, что по меньшей мере один из электрохимически активных слоев, способных обратимо внедрять упомянутые ионы, из анодного или катодного электрохромного материала имеет толщину, достаточную для того, чтобы обеспечивать внедрение всех ионов без нарушения электрохимической функции упомянутых активных слоев, тем, что слой с функцией электролита EL содержит по меньшей мере один слой на основе материала, выбранного из оксида тантала, оксида вольфрама, оксида молибдена, оксида сурьмы, оксида ниобия, оксида хрома, оксида кобальта, оксида титана, оксида олова, оксида никеля, необязательно легированного алюминием оксида цинка, оксида циркония, оксида алюминия, необязательно легированного алюминием оксида кремния, необязательно легированного алюминием или бором нитрида кремния, нитрида бора, нитрида алюминия, необязательно легированного алюминием оксида ванадия и оксида олова-цинка, причем по меньшей мере один из этих оксидов является необязательно гидрогенизированным или нитридированным, тем, что каждый электроактивный слой ЕС1 или ЕС2 содержит по меньшей мере одно из следующих соединений: оксиды вольфрама W, ниобия Nb, олова Sn, висмута Bi, ванадия V, никеля Ni, иридия Ir, сурьмы Sb и тантала Та, отдельно или в смеси, и тем, что толщина слоя ЕС1 составляет между 70 и 250 нм, толщина слоя ЕС2 составляет между 400 и 1500 нм, количество зарядов, обмениваемых в ходе рабочего цикла упомянутого устройства, составляет между 25 и 80 мКл/см2, а светопропускание в одном из состояний этого устройства составляет более 40%.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина слоя ЕС1 составляет между 150 и 220 нм.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина слоя ЕС2 составляет между 700 и 1300 нм, а предпочтительно между 800 и 1200 нм.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроактивный слой ЕС1 или ЕС2 также содержит дополнительный металл, такой как титан, рений или кобальт.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электропроводящий слой ТС1 или ТС2 является слоем металлического типа или типа ТСО (прозрачного проводящего оксида) из In2O3:Sn (ITO), SnO2:F или ZnO:Al, или является многослойным типа ТСО/металл/ТСО, причем этот металл выбран, в частности, из серебра, золота, платины и меди, или является многослойным типа NiCr/металл/NiCr, причем этот металл также выбран, в частности, из серебра, золота, платины и меди.

6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что получаемые значения контраста составляют между 9 и 10000, а предпочтительно между 15 и 4000.

7. Электрохромное остекление, отличающееся тем, что оно содержит электрохимическое устройство по любому из предыдущих пунктов.

8. Способ изготовления электрохимического устройства по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что по меньшей мере один из слоев этого электрохимического устройства осаждают при помощи вакуумной технологии типа катодного распыления, при помощи термического или электронно-лучевого испарения, при помощи лазерной абляции, при помощи химического осаждения из паровой фазы (CVD) или при помощи технологии с атмосферным давлением.

9. Применение остекления по п.7 в качестве остекления для зданий, остекления для автомобилей, остекления для промышленных транспортных средств или средств общественного, железнодорожного, морского или воздушного транспорта.

Рисунок 1


Текст

Смотреть все

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ И/ИЛИ ЭЛЕКТРОУПРАВЛЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО ТИПА ОСТЕКЛЕНИЯ С ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ОПТИЧЕСКИМИ И/ИЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ Электрохимическое/электроуправляемое устройство с изменяющимися оптическими и/или энергетическими свойствами, содержащее по меньшей мере одну несущую подложку, снабженную первым электропроводящим слоем, первым электрохимически активным слоем, способным обратимо внедрять ионы, такие как катионы, например Н+, Li+, или анионы, например ОН-, в частности, из анодного (или соответственно катодного) электрохромного материала, слой электролита, второй электрохимически активный слой, способный обратимо внедрять упомянутые ионы, в частности, из катодного (или соответственно анодного) электрохромного материала, и второй электропроводящий слой, отличающееся тем, что по меньшей мере один из электрохимически активных слоев, способных обратимо внедрять упомянутые ионы, в частности, из анодного или катодного электрохромного материала, имеет толщину, достаточную для того, чтобы обеспечивать внедрение всех ионов без нарушения электрохимической функции упомянутых активных слоев. 014682 Объектом настоящего изобретения является электрохимическое и/или электроуправляемое устройство типа остекления с изменяющимися оптическими и/или энергетическими свойствами. Действительно, в настоящее время появляется все больший спрос на так называемое "умные" остекления, способные адаптироваться к потребностям пользователей. Что касается "умных" остеклений, то речь может идти о контроле за прохождением солнечного света через остекления, установленные снаружи зданий или в транспортных средствах типа автомобиля,поезда или самолета (например, иллюминатор). При этом ставится задача обеспечить возможность ограничения чрезмерного нагревания внутри кабин, пассажирских салонов/помещений, но только в случае сильной инсоляции. Речь может также идти о контроле за степенью обзора через остекления, в частности, для того чтобы затемнять их, делать их пропускающими или даже закрывающими любой обзор, когда это необходимо. Это может относиться к остеклениям, устанавливаемым во внутренних перегородках в помещениях,поездах, самолетах, или устанавливаемым в боковых окнах автомобилей. Это касается также зеркал, используемых в качестве зеркал заднего вида, для того чтобы избежать ослепления водителя, или индикаторных и сигнализационных панелей (дорожных знаков) для того, чтобы сообщения появлялись, когда в этом возникает необходимость, или периодически с тем, чтобы лучше привлекать внимание. Остекления,которые можно намеренно сделать пропускающими, могут быть использованы в качестве проекционных экранов. Как вариант, речь может идти о генерировании остеклением света для того, чтобы контролировать уровень яркости или генерируемый цвет. Существуют различные электроуправляемые системы, обеспечивающие подобного рода изменения внешнего вида/термических свойств. Для модулирования светопропускания или светопоглощения остеклений существуют так называемые виологеновые системы, такие как описанные в патентах US-5239406 и ЕР-612826. Для модулирования светопропускания и/или теплопропускания остеклений существуют так называемые электрохромные системы. Как известно, эти системы обычно содержат два слоя электрохромного материала, разделенные слоем электролита и охваченные двумя электропроводящими слоями, которые связаны с токоподводами, соединенными с источником электрического питания. Каждый из слоев электрохромного материала может обратимо внедрять катионы и электроны, причем изменение степени их окисления в результате этих внедрений/выведений приводит к изменению их оптических и/или термических свойств. В частности, можно модулировать их поглощение и/или их отражение по длинам волн в видимом и/или инфракрасном диапазоне. Электрохромные системы принято подразделять на три категории: системы, в которых электролит находится в форме полимера или геля; например, полимер с протонной проводимостью, такой как описанные в патентах ЕР-253713 или ЕР-670346, или полимер с проводимостью по ионам лития, такой как описанные в патентах ЕР-382623, ЕР-518754 и ЕР-532408; при этом другие слои системы, как правило, имеют неорганическую природу; системы, в которых электролит и другие слои такого многослойного пакета имеют неорганическую природу. Эту категорию часто обозначают термином "полностью твердотельная" система, примеры которой можно найти в патентах ЕР-867752, ЕР-831360 и заявках на патент WO 00-57243 и WO 00-71777; системы, в которых все слои выполнены на основе полимеров, и эту категорию часто обозначают термином "полностью полимерная" система. Настоящее изобретение относится к "полностью твердотельным" электрохромным системам. Общим для всех этих систем является необходимость снабжения токоподводами, служащими для питания электропроводящих слоев по обе стороны от активного слоя или различных активных слоев системы. Эти токоподводы позволяют подавать напряжение и протекать току через многослойный пакет,причем это протекание тока должно обеспечивать переключение из окрашенного состояния в обесцвеченное состояние и наоборот. Понятно, что такой переход из одного состояния в другое сопровождается либо затемнением, либо осветлением управляемого таким образом остекления. В настоящее время существует тенденция к созданию систем, которые под действием источника питания дают быстрые и однородные эффекты и в которых контраст между двумя состояниями (обесцвеченное/окрашенное) является как можно более высоким, с тем чтобы добиться почти непрозрачной системы в окрашенном состоянии, при этом контраст определяется как отношение значения светопропускания (TL) в обесцвеченном состоянии к значению светопропускания в окрашенном состоянии. Для этого в уровне техники известно несколько решений: увеличивают количество заряда или уровень напряжения на контактах токоподводов, но основным недостатком этого решения является то, что, как правило, оно приводит к снижению надежности системы,используют оптически более активные слои, расширяющие достигаемые диапазоны светопропускания. Разработка таких слоев может потребовать большой исследовательской работы с модификацией-1 014682 или заменой существующих материалов,накладывают друг на друга по меньшей мере две комплектные системы, смонтированные в конфигурации многослойного остекления (можно обратиться к патенту US-5076673). Это решение сводит к минимуму вероятности появления дефекта в одной из систем напротив дефекта в другой системе. Основной недостаток этого решения заключается в том, что для каждой из систем необходимо свое питание, что повышает их себестоимость; кроме того, наложение систем сопровождается утяжелением всей системы в целом, поскольку для монтажа необходимы по меньшей мере 4 подложки. Такой монтаж в виде многослойного остекления (стеклопакета), в частности в виде двойного стеклопакета, неизбежно увеличивает число оптических границ раздела и, следовательно, приводит к снижению светопропускания в обесцвеченном состоянии. Этот монтаж в виде двойного стеклопакета "строительного" типа нельзя перенести в область автомобильной промышленности. Можно отметить, что монтаж в виде ламинированного остекления, практикуемый сейчас в автомобильной промышленности, возможен только при, по существу, плоских подложках и при ограниченном числе подложек (2 или 3). Он практически невозможен при сильно изогнутых подложках, особенно когда их число больше двух или даже трех, и, как правило, приводит к опасности оптических искажений. В связи с этим настоящее изобретение призвано улучшить решения уровня техники, предложив систему, управляемую только одним источником питания и рабочие характеристики которой являются,по меньшей мере, идентичными рабочим характеристикам двух наложенных друг на друга систем. Одним объектом настоящего изобретения является электрохимическое/электроуправляемое устройство с изменяющимися оптическими и/или энергетическими свойствами "полностью твердотельного" электрохромного типа со структурой TC1/EC1/EL/EC2/TC2, содержащее по меньшей мере одну несущую подложку, снабженную первым электропроводящим слоем, первым электрохимически активным слоем,способным обратимо внедрять ионы, такие как катионы, например Н+, Li+, или анионы, например ОН-, в частности, из анодного (или соответственно катодного) электрохромного материала, слой электролита,второй электрохимически активный слой, способный обратимо внедрять упомянутые ионы, в частности,из катодного (или соответственно анодного) электрохромного материала и второй электропроводящий слой, отличающееся тем, что по меньшей мере один из электрохимически активных слоев, способных обратимо внедрять упомянутые ионы, в частности, из анодного или катодного электрохромного материала имеет толщину, достаточную для того, чтобы обеспечивать внедрение всех ионов без нарушения электрохимической функции упомянутых активных слоев, и тем, что слой с функцией электролита EL содержит по меньшей мере один слой на основе материала, выбранного из оксида тантала, оксида вольфрама, оксида молибдена, оксида сурьмы, оксида ниобия, оксида хрома, оксида кобальта, оксида титана, оксида олова, оксида никеля, необязательно легированного алюминием оксида цинка, оксида циркония, оксида алюминия, необязательно легированного алюминием оксида кремния, необязательно легированного алюминием или бором нитрида кремния, нитрида бора, нитрида алюминия, необязательно легированного алюминием оксида ванадия, оксида олова и цинка, причем по меньшей мере один из этих оксидов является необязательно гидрогенизированным или нитридированным, и тем, что каждый электроактивный слой ЕС 1 или ЕС 2 содержит по меньшей мере одно из следующих соединений: оксиды вольфрама W, ниобия Nb, олова Sn, висмута Bi, ванадия V, никеля Ni, иридия Ir, сурьмы Sb, тантала Та,отдельно или в смеси, и необязательно включающие дополнительный металл, такой как титан, рений или кобальт, и тем, что толщина слоя ЕС 1 находится в пределах между 70 и 250 нм, а предпочтительно между 150 и 220 нм. Благодаря достаточной толщине электрохромного материала можно при меньшей стоимости получить систему, обладающую повышенной степенью затемнения. В предпочтительных вариантах реализации изобретения можно также необязательно использовать тот и/или иной из следующих признаков: толщина слоя ЕС 2 находится в пределах между 400 и 1500 нм, предпочтительно между 700 и 1300 нм, а еще предпочтительнее между 800 и 1200 нм; количество зарядов, обмениваемых в ходе рабочего цикла упомянутого устройства, находится в пределах между 25 и 80 мКл/см 2; электропроводящий слой ТС 1 или ТС 2 является слоем металлического типа или типа ТСО (прозрачного проводящего оксида, от англ. Transparent Conductive Oxide) из In2O3:Sn (ITO), SnO2:F, ZnO:Al,или является многослойным типа ТСО/металл/ТСО, причем этот металл выбран, в частности, из серебра,золота, платины, меди или является многослойным типа NiCr/металл/NiCr, причем этот металл также выбран, в частности, из серебра, золота, платины, меди; получаемые значения контраста находятся в пределах между 9 и 10000 и предпочтительно между 15 и 4000. Согласно еще одному аспекту объектом изобретения является электрохромное остекление, отличающееся тем, что оно содержит электрохимическое устройство по одному из предыдущих пунктов, обладающее, в частности, изменяющимся световым и/или энергетическим пропусканием и/или отражением, с прозрачной или частично прозрачной подложкой или по меньшей мере одной частью из прозрачных или частично прозрачных подложек, выполненных из пластичного материала, предпочтительно-2 014682 смонтированное в виде многослойного и/или ламинированного остекления, или в виде двойного остекления (стеклопакета). Согласно еще одному аспекту объектом изобретения является способ изготовления описанного выше электрохимического устройства, при котором по меньшей мере один из слоев этого электрохимического устройства осаждают при помощи вакуумной технологии типа катодного распыления, необязательно с использованием магнитного поля, при помощи термического испарения или испарения с использованием пучка электронов, при помощи лазерной абляции, при помощи химического осаждения из паровой фазы (CVD), необязательно с использованием плазмы или микроволн, или при помощи технологии с атмосферным давлением, в частности, путем осаждения слоев золь-гель синтезом, в частности, типа погружения, напыления или ламинарного облива. Наконец, согласно еще одному аспекту объектом изобретения является применение указанного выше остекления в качестве остекления для зданий, остекления для автомобилей, остекления промышленных транспортных средств или средств общественного, железнодорожного, морского, воздушного транспорта, в частности окон кабин или пассажирских салонов, иллюминаторов, зеркал заднего вида,зеркал, дисплеев и индикаторов, обтюраторов для устройств получения изображений. В рамках изобретения под "нижним" электродом следует понимать электрод, который находится ближе всего к несущей подложке, взятой за точку отсчета, и на который осаждены по меньшей мере некоторые из активных слоев (например, все активные слои в "полностью твердотельной" электрохромной системе). "Верхним" электродом является электрод, осажденный на другой. В указанных интервалах толщины электрод остается прозрачным, т.е. он обладает слабым поглощением света в видимом диапазоне. Вместе с тем, не исключено наличие значительно более толстых слоев (в частности, в случае, когда электроактивная система электрохромного типа работает на отражение, а не на пропускание) или более тонких слоев (в частности, когда они связаны в электроде с другим типом проводящего слоя, например, металлическим). Как было указано выше, изобретение может применяться для разных типов электрохимических или электроуправляемых систем. В частности, изобретение касается электрохромных систем, особенно "полностью твердотельных". Электрохромные системы или остекления, в которых может применяться изобретение, описаны в вышеуказанных патентах. Они могут содержать по меньшей мере две несущие подложки, между которыми находятся пакеты функциональных слоев, каждый из которых последовательно содержит, по меньшей мере, первый электропроводящий слой, электрохимически активный слой, способный обратимо внедрять ионы, такие как Н+, Li+, ОН-, типа электрохромного анодного или соответственно катодного материала, слой электролита, второй электрохимически активный слой, способный обратимо внедрять ионы, такие как Н+, Li+, ОН-, типа электрохромного катодного или соответственно анодного материала, и второй электропроводящий слой (термин "слой" следует понимать как один единственный слой или наложение друг на друга нескольких слоев, сплошных или не сплошных). Изобретение касается также встраивания электрохимических устройств, описанных во вступительной части настоящего изобретения, в остекления, работающие на отражение (зеркало) или на пропускание. Термин "остекление" должен пониматься в широком смысле и охватывает любой, по существу, прозрачный материал из стекла и/или полимерного материала (такого как поликарбонат ПК или полиметилметакрилат ПММА). Несущие подложки и/или противолежащие подложки, т.е. подложки, охватывающие активную систему, могут быть жесткими, гибкими или полугибкими. Это остекление может быть применено в качестве остекления для зданий, остекления для автомобилей, остекления для промышленных транспортных средств или средств общественного, железнодорожного, морского, воздушного транспорта, в частности, окон кабин или пассажирских салонов, иллюминаторов, зеркал заднего вида,просто зеркал. Это остекление обладает, в частности, изменяющимся световым и/или энергетическим пропусканием и/или отражением, с прозрачной или частично прозрачной подложкой или по меньшей мере одной частью из прозрачных или частично прозрачных подложек, выполненных из пластичного материала (пластмассы) или из стекла, и предпочтительно смонтировано в виде многослойного и/или ламинированного остекления, или в виде двойного остекления (стеклопакета). Изобретение касается также различных применений, которые можно найти для этих устройств, остеклений или зеркал: речь может идти об остеклениях для зданий, в частности наружных стеклах, внутренних перегородках или стеклянных дверях. Речь может также идти об окнах, крышах или внутренних перегородках транспортных средств, таких как поезда, самолеты, автомобили, суда. Речь может также идти об экранах визуального отображения или индикации, таких как проекционные экраны, экраны телевизоров или компьютеров, сенсорные экраны, в общем называемые на английском языке "Display". Их можно также применять для изготовления очков или объективов фотоаппаратов или же для защиты панелей солнечных батарей. Далее следует более подробное описание изобретения при помощи не ограничительных примеров и следующих фигур. Фиг. 1: схематичный вид электрохромной ячейки согласно изобретению. Фиг. 2 иллюстрирует схематичный вид в разрезе по фиг. 1. Фиг. 2 для облегчения понимания представлена очень схематично и не обязательно в масштабе: на-3 014682 ней в разрезе показано "полностью твердотельное" электрохромное устройство согласно идеям изобретения, последовательно содержащее подложку из светлого (бесцветного) натриево-кальциево-силикатного стекла S1 толщиной 2,1 мм; нижний электропроводящий слой 2, содержащий пакет слоев типа ITO/ZnO:Al/Ag/ZnO:Al/ITO толщиной соответственно 15-20 нм для ITO/60-80 нм для ZnO:Al/3-15 нм для серебра/60-80 нм дляZnO:Al/15-20 нм для ITO, или на основе ITO (легированного оловом оксида индия) толщиной 500 нм,осажденный горячим способом; первую электрохромную систему 3, структура которой будет описана ниже; верхний электропроводящий слой 4 на основе ITO или SnO2:F или же, как вариант, верхний электропроводящий слой, содержащий другие проводящие элементы: в частности электропроводящий слой можно скомбинировать с более проводящим слоем, чем он сам, и/или с множеством проводящих полосок или нитей. За дополнительными подробностями по осуществлению таких многокомпонентных электропроводящих слоев можно обратиться к заявке на патент WO-00/57243. Предпочтительный вариант реализации этого типа электропроводящего слоя состоит в нанесении на слой ITO (необязательно покрытый сверху одним или несколькими другими проводящими слоями) множества проводящих полосок или сетки проводящих нитей 6, заделанных в поверхность полимерной пленки 7, выполняющей роль прослойки при ламинировании, и позволяющих подавать электрическое питание на верхний электропроводящий слой, соединенный с электрохромным пакетом; подложку из светлого натриево-кальциево-силикатного стекла S2 толщиной 2,1 мм. Электрохромная система 3 содержит первый слой ЕС 1 анодного электрохромного материала из оксида иридия (гидратированного) толщиной от 70 до 250 нм или из гидратированного оксида никеля толщиной от 200 до 400 нм, легированного или не легированного другими металлами (как вариант, этот слой может быть заменен слоем анодного электрохромного материала из оксида никеля толщиной от 200 до 400 нм, легированного или не легированного другими металлами); слой из оксида вольфрама толщиной 100 нм; второй слой из гидратированного оксида тантала, или гидратированного оксида кремния, или гидратированного оксида циркония толщиной 100 нм, причем этим два последних слоя образуют слой с функцией электролита EL; второй слой ЕС 2 катодного электрохромного материала на основе оксида вольфрама WO3 толщиной от 400 до 1200 нм. Весь набор слоев был осажден путем катодного распыления с использованием магнитного поля(магнетронного распыления). Как вариант, его можно получить при помощи термического испарения или испарения с использованием пучка электронов, при помощи лазерной абляции, при помощи химического осаждения из паровой фазы (CVD), необязательно с использованием плазмы или микроволн либо при помощи технологии с атмосферным давлением, в частности, путем осаждения слоев золь-гель синтезом, в частности, типа погружения, напыления или ламинарного облива. Активный пакет 3 может быть прорезан по всей или части его периферии канавками, выполненными при помощи механических средств или под воздействием лазерного излучения, необязательно импульсного лазерного излучения, с тем чтобы ограничить периферийные электрические утечки, как описано во французской заявке FR-2781084. Кроме того, остекление, показанное на фиг. 1, 2, включает в себя (на фигурах не показано) первую периферийную прокладку, находящуюся в контакте со сторонами 2 и 3 (нумерация 2 и 3 условно присваивается внутренним сторонам подложек S1 и S2), причем эта первая прокладка приспособлена образовывать барьер для внешних химических воздействий. Вторая периферийная прокладка находится в контакте с кромкой S1, кромкой S2 и сторонами 1 и 4(нумерация 1 и 4 условно присваивается наружным сторонам подложек S1 и S2), обеспечивая барьер,средство монтажа на транспортном средстве, герметичность между внутренним и внешним пространствами, эстетическую функцию, средство введения усиливающих элементов. Описанное выше электрохромное устройство соответствует примеру 1. Электрохромное устройство по этому примеру 1 соединили с источником энергии с тем, чтобы обеспечить возможность его переключения из окрашенного состояния в обесцвеченное состояние и наоборот. Ниже приводятся значения достигаемого контраста для различных конфигураций пакета. В первом примере конфигурации, который представляет собой пример согласно уровню техники, с которым можно будет сравнивать нижеследующие примеры: объединение на натриево-кальциево-силикатной подложке, покрытой ITO с общей толщиной 2,1 мм, электрохромной системы, содержащей первый слой анодного электрохромного материала ЕС 1 из оксида иридия (гидратированного) толщиной от 60 до 90 нм, предпочтительно 85 нм,слой из оксида вольфрама толщиной 100 нм,второй слой из гидратированного оксида тантала, который выполняет функцию электролита EL,-4 014682 второй слой катодного электрохромного материала ЕС 2 на основе оксида вольфрама WO3 толщиной от 350 до 390 нм, предпочтительно 380 нм,делает возможным переключение остекления между обесцвеченным состоянием, характеризующимся светопропусканием (TL) в 55%, и окрашенным состоянием, характеризующимся TL в 2,5%. Соответствующий контраст в случае этого остекления составляет 22 при количестве обмениваемых зарядов от 25 до 30 мКл/см 2. В рамках настоящего изобретения измерение количества зарядов, протекающих во время циклов обесцвечивания/окрашивания между электроактивными слоями, соответствует количеству заряда на единицу площади поверхности пакета, приведенному к данной толщине активного слоя и линейно увеличивающемуся с толщиной упомянутого слоя. Во втором примере конфигурации объединение на натриево-кальциево-силикатной подложке, покрытой ITO с общей толщиной 2,1 мм, электрохромной системы, содержащей первый слой анодного электрохромного материала ЕС 1 из оксида иридия (гидратированного) толщиной от 80 до 120 нм, предпочтительно 105 нм,слой из оксида вольфрама толщиной 100 нм,второй слой из гидратированного оксида тантала, который выполняет функцию электролита EL,второй слой катодного электрохромного материала ЕС 2 на основе оксида вольфрама WO3 толщиной от 400 до 600 нм, предпочтительно 500 нм,делает возможным переключение остекления между обесцвеченным состоянием, характеризующимся светопропусканием (TL) в 50%, и окрашенным состоянием, характеризующимся TL в 1%. Соответствующий контраст в случае этого остекления составляет 50 при количестве обмениваемых зарядов от 33 до 40 мКл/см 2. В третьем примере конфигурации объединение на натриево-кальциево-силикатной подложке, покрытой ITO с общей толщиной 2,1 мм, электрохромной системы, содержащей первый слой анодного электрохромного материала ЕС 1 из оксида иридия (гидратированного) толщиной от 150 до 300 нм, предпочтительно 210 нм,слой из оксида вольфрама толщиной 100 нм,второй слой из гидратированного оксида тантала, который выполняет функцию электролита EL,второй слой катодного электрохромного материала ЕС 2 на основе оксида вольфрама WO3 толщиной от 800 до 1500 нм, предпочтительно 1000 нм,делает возможным переключение остекления между обесцвеченным состоянием, характеризующимся светопропусканием (TL) в 40%, и окрашенным состоянием, характеризующимся TL в 0,01%. Соответствующий контраст в случае этого остекления составляет 4000 при количестве обмениваемых зарядов от 66 до 80 мКл/см 2. Если сравнить примеры 2 и 3 с примером 1, можно отметить, что при существенном увеличении толщины слоя ЕС 2 можно получить повышенные значения контраста, сохраняя при этом количество обмениваемых зарядов, по существу, одинакового порядка величины. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Электрохимическое/электроуправляемое устройство с изменяющимися оптическими и/или энергетическими свойствами "полностью твердотельного" электрохромного типа со структуройTC1/EC1/EL/EC2/TC2, содержащее по меньшей мере одну несущую подложку, снабженную первым электропроводящим слоем, первым электрохимически активным слоем, способным обратимо внедрять ионы, такие как катионы, например Н+ и Li+, или анионы, например ОН-, из анодного или соответственно катодного электрохромного материала, слой электролита, второй электрохимически активный слой, способный обратимо внедрять упомянутые ионы, из катодного или соответственно анодного электрохромного материала и второй электропроводящий слой, отличающееся тем, что по меньшей мере один из электрохимически активных слоев, способных обратимо внедрять упомянутые ионы, из анодного или катодного электрохромного материала имеет толщину, достаточную для того, чтобы обеспечивать внедрение всех ионов без нарушения электрохимической функции упомянутых активных слоев, тем, что слой с функцией электролита EL содержит по меньшей мере один слой на основе материала, выбранного из оксида тантала, оксида вольфрама, оксида молибдена, оксида сурьмы, оксида ниобия, оксида хрома,оксида кобальта, оксида титана, оксида олова, оксида никеля, необязательно легированного алюминием оксида цинка, оксида циркония, оксида алюминия, необязательно легированного алюминием оксида кремния, необязательно легированного алюминием или бором нитрида кремния, нитрида бора, нитрида алюминия, необязательно легированного алюминием оксида ванадия и оксида олова-цинка, причем по меньшей мере один из этих оксидов является необязательно гидрогенизированным или нитридированным, тем, что каждый электроактивный слой ЕС 1 или ЕС 2 содержит по меньшей мере одно из следующих соединений: оксиды вольфрама W, ниобия Nb, олова Sn, висмута Bi, ванадия V, никеля Ni, иридияIr, сурьмы Sb и тантала Та, отдельно или в смеси, и тем, что толщина слоя ЕС 1 составляет между 70 и 250 нм, толщина слоя ЕС 2 составляет между 400 и 1500 нм, количество зарядов, обмениваемых в ходе рабочего цикла упомянутого устройства, составляет между 25 и 80 мКл/см 2, а светопропускание в одном из состояний этого устройства составляет более 40%. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина слоя ЕС 1 составляет между 150 и 220 нм. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что толщина слоя ЕС 2 составляет между 700 и 1300 нм, а предпочтительно между 800 и 1200 нм. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электроактивный слой ЕС 1 или ЕС 2 также содержит дополнительный металл, такой как титан, рений или кобальт. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электропроводящий слой ТС 1 или ТС 2 является слоем металлического типа или типа ТСО (прозрачного проводящего оксида) из In2O3:Sn (ITO), SnO2:F илиZnO:Al, или является многослойным типа ТСО/металл/ТСО, причем этот металл выбран, в частности, из серебра, золота, платины и меди, или является многослойным типа NiCr/металл/NiCr, причем этот металл также выбран, в частности, из серебра, золота, платины и меди. 6. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что получаемые значения контраста составляют между 9 и 10000, а предпочтительно между 15 и 4000. 7. Электрохромное остекление, отличающееся тем, что оно содержит электрохимическое устройство по любому из предыдущих пунктов. 8. Способ изготовления электрохимического устройства по любому из пп.1-6, отличающийся тем,что по меньшей мере один из слоев этого электрохимического устройства осаждают при помощи вакуумной технологии типа катодного распыления, при помощи термического или электронно-лучевого испарения, при помощи лазерной абляции, при помощи химического осаждения из паровой фазы (CVD) или при помощи технологии с атмосферным давлением. 9. Применение остекления по п.7 в качестве остекления для зданий, остекления для автомобилей,остекления для промышленных транспортных средств или средств общественного, железнодорожного,морского или воздушного транспорта.

МПК / Метки

МПК: G02F 1/15

Метки: изменяющимися, электроуправляемое, остекления, энергетическими, устройство, типа, электрохимическое, свойствами, оптическими

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/7-14682-elektrohimicheskoe-i-ili-elektroupravlyaemoe-ustrojjstvo-tipa-ostekleniya-s-izmenyayushhimisya-opticheskimi-i-ili-energeticheskimi-svojjstvami.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Электрохимическое и/или электроуправляемое устройство типа остекления с изменяющимися оптическими и/или энергетическими свойствами</a>

Похожие патенты