[发明专利]具有多个偏振电极的透明电致变色系统

说明书

本发明涉及具有多个偏振电极的透明电致变色系统，以及包含这种系统的电致变色装置。

在已知方式下，电致变色系统是一种透明元件，其光传输的光学特性能够响应于施加系统的两个供电端之间的电流而变化。为此，电致变色系统通常包括：

-两个外壁，用于限定一个封闭容器，系统在穿过外壁以及两侧之间的封闭容器的注视方向呈透明状态；

-液体或凝胶体包含在封闭容器中；

-第一和第二电活性物质分布在液体或凝胶体中且各自具有不同的氧化还原电位数值，至少一些第一和第二电活性物质具有在这些物质的氧化形式和还原形式之间变化的光学效应；以及，

-一对透明供电电极，用于分别连接着可变电源的两个输出端以向该系统提供电流，从而与至少一部分电活性物质交换电子，在系统运行的同一瞬间在第一和第二电活性物质之间以逆向模式运转。

在本发明的框架范围内，透明元件意味着一种光学元件，为处于该元件一侧的用户提供可透过该元件观察处于另一侧物体或距离元件一段距离物体的清晰视野。换句话说，物体图像通过在物体和透明元件之间的第一非零距离的光传输、然后穿过透明元件并跨越透明元件和用户眼睛之间的第二非零距离的光传输形成于该用户的视网膜上。为此，由光学元件产生的光漫射和/或衍射必须足够低，使得在由用户感知的图像中，穿过透明元件的物体点的图像仍是一个图像点而不是一个扩散的斑点。

这种电致变色系统意欲用于改变穿过该系统的光传输数值，使之在清晰状态和黑暗状态之间变化，在清晰状态下该光传输具有较高的数值，在黑暗状态下该光传输则具有低低的数值。为此，当由电源在两个供电电极之间产生了合适的电压时，第一和第二电活性物质分别在连接着电压源正端的供电电极和连接着同一电压源负端的电极上形成一个物质的氧化而同时另一个物质的还原。由此所形成的氧化和还原的物质可在封闭容器内扩散并当它们相遇时则相互中和。这种中和导致更高的电流消耗。同时，由于这种中和，处于黑暗状态的电致变色系统的光传输会限制于高于由电活性物质浓度所能产生数值的饱和数值。换句话说，电活性物质的相互中和会减小系统在清晰和黑暗这两种状态之间光传输数值之差，其被称之为电致变色系统的动态。

此外，一旦一些电活性物质与供电电极中的一个电极接触而发生了反应，它们就会保持在电极附近从而限制其它还未反应的物质接近该电极。导致电致变色系统在其清晰和黑暗状态之间的切换变慢。这种变慢对于该系统在大量应用中的功能和使用来说是不利的。

在这些情况下，本发明的一个目的在于提出一种能够降低电流消耗的电致变色系统的结构。

本发明的另一目的在于提出一种能够提高切换动态的电致变色系统的结构。

本发明的再一目的在于提出一种具有较高的切换速度的电致变色系统的结构。

本发明的进一步目的在于提出一种便于制造的电致变色系统。

因此，本发明提出了旨在解决上述技术问题的两种电致变色系统。本发明的各种电致变色系统都是上文所描述的类型。尤其是，它是透明的以便具有穿过该系统的清晰视野。

此外，在本发明的系统中，两个供电电极共同由这些系统各自具有的两个外壁中的单独一个外壁支撑。

本发明所提出的第一种电致变色系统还包括一对第一透明偏振电极，它由两个外壁中不同于支撑供电电极的另一个外壁支撑，而与该系统内部的两个供电电极相互不接触。此外，这些第一偏振电极沿着垂直于外壁的方向相对供电电极逐个设置于封闭容器的任意一侧。

在第一种系统中，相对设置的第一偏振电极和供电电极各自还用于分别连接着第二可变电源的两个输出端，且各自在系统运行的至少某些瞬间具有相同的极性，对于连接着供电电极中的单独一个电极的第一和第二电源的输出端来说，这些极性分别相对于相应电源的另一输出端来考虑。

本发明所提出的第二种电致变色系统同样包括第一偏振电极对，这些第一偏振电极的设置与上述本发明的第一种系统的设置相同。然而，第二种电致变色系统还包括第二透明偏振电极对，设置于一方面供电电极和另一方面支撑这些供电电极的外壁之间。此外，第二偏振电极沿着垂直于外壁的方向与供电电极呈线状逐个设置，且与该系统内部的这些供电电极相互不接触。

在第二种系统中，第一偏振电极的各个电极以及沿着垂直于外壁的方向与该第一偏振电极呈线状设置的第二偏振电极中的一个电极用于分别连接着第二可变电源的两个输出端。此外，分别连接着一个供电电极和彼此呈线状设置的一个第二偏振电极的第一和第二电源的输出端，各自在系统运行的至少某些瞬间具有相同的极性，这些极性分别相对于相应电源的另一输出端来考虑。