[发明专利]鸟类友好型电致变色装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以下美国临时专利申请的优先权的权益，其中每一项以引用的方式整体并出于所有目的并入本文：于2015年7月10日提交且名称为“BIRD FRIENDLY ELECTROCHROMIC DEVICES”的美国临时专利申请号62/191,182；于2015年10月7日提交且名称为“BIRD FRIENDLY ELECTROCHROMIC DEVICES”的美国临时专利申请号62/238,609；以及于2015年12月18日提交且名称为“BIRD FRIENDLY ELECTROCHROMIC DEVICES”的美国临时专利申请号62/269,721。

发明背景

电致变色是材料在被置于不同电子状态中时通常因经受电压变化而展现光学性质的可逆的电化学介导的变化的现象。光学性质通常是颜色、透射率、吸光度以及反射率中的一个或多个。一种众所周知的电致变色材料例如是氧化钨(WO₃)。氧化钨是一种阴极电致变色材料，其中透明到蓝色的上色转变通过电化学还原而发生。

电致变色材料可以并入到例如窗和镜子当中。这类窗和镜子的颜色、透射率、吸光度和/或反射率可以通过诱导电致变色材料的变化来改变。虽然二十世纪六十年代就发现了电致变色，但是电致变色装置尚未实现它们的全部商业潜能。

电致变色窗作为可行的“绿色”技术很有前景。由于电致变色玻璃被大量地部署，因此需要产生不仅能解决对能量节省、审美和居住者舒适性的需求，而且能解决其他环境问题的产品。

发明内容

本文的各种实施方案涉及电致变色窗，所述电致变色窗被图案化或以其他方式制作成是鸟类友好的。还公开了用于制作这类窗的方法和设备。图案可以使得窗对鸟类可见而对人类不可见的一种方式形成，从而降低鸟类死亡率，同时确保人类居住者的无阻碍的视野。在某些实施方案中，电致变色窗被扩充成包括鸟类友好特征，所述鸟类友好特征不一定包括图案。

在一个实施方案中，提供一种窗，所述窗包括：(a)一个或多个透明衬底，其中衬底中的至少一个是电致变色(EC)窗片，所述EC窗片包括电致变色装置涂层；(b)图案，所述图案设置在衬底中的至少一个上，图案包括(i)第一特征，所述第一特征在介于约300-400nm之间的波长下提供比在介于约400-700nm之间的波长下多至少约10％的电磁辐射的反射或散射，以及(ii)第二特征，所述第二特征在介于约300-700nm之间的波长下对于电磁辐射基本上是透明的，第一特征和第二特征相互夹杂在一起。

在某些实现方式中，上面设置有图案的衬底是EC窗片。在其他实现方式中，上面设置有图案的衬底是非电致变色窗片。图案化的非电致变色窗片可以层压到例如已有的IGU中的电致变色窗片。图案结构可以是在窗片本身上或在层压件的夹层上。层压件的夹层可以使用具有UV反射和/或散射颗粒或者其他性质的粘附剂。图案可以至少部分在图案化层中进行界定，所述图案化层包括以下至少一项：氧化钛、氧化铝、氧化钽、氧化锡、氧化硅、氮化铝以及氮化硅。在特定实施方案中，图案化层包括二氧化钛。第一特征在一些情况下可以包括相较于第二特征二氧化钛的厚度减小或增大的一个或多个区域。在一个实例中，二氧化钛厚度减小的一个或多个区域不具有二氧化钛。如所提及，图案化层可以设置在EC窗片上。

在一些实施方案中，上面设置有图案的衬底上面不具有电致变色装置涂层。在一些这样的实现方式中，上面设置有图案的衬底可以连同EC窗片一起提供在绝缘玻璃单元(IGU)中。上面设置有图案的衬底在一些情况下可以层压到EC窗片；其中EC窗片是或不是IGU的一部分。

可以使用许多不同的图案。在一些情况下，图案可以设置在上面设置有图案的衬底的基本上整个表面上。为了防止鸟类尝试飞过窗，图案可以被配置来满足某些尺寸。例如，在一些实施方案中，第一特征和/或第二特征具有第一尺寸，所述第一尺寸(i)在一个方向上为约4英寸或更小，和/或(ii)在基本上垂直于第一尺寸的第二方向上为约2英寸或更小。第一方向可以是水平方向，并且第二方向可以是垂直方向。在许多情况下，第一特征和第二特征中的至少一个就其最短尺寸而言为至少约1/4英寸。在一些实施方案中，第一特征包括第一材料，并且第二特征包括具有不同于第一材料的组成的第二材料。在特定实例中，第一材料可以是氧化钛，并且第二材料可以是氧化硅。第一材料和第二材料可以具有不同的折射率。