[發明專利]透明電活性系統

有效

• 申請號: 200980146831.7
• 申請日: 2009-10-07
• 公開（公告）號: CN102216842A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 桑德里內·杜盧阿德;金-保爾·卡諾;克勞丁·比韋
• 申請（專利權）人: 依視路國際集團(光學總公司)
• 主分類號: G02F1/15
• 分類號: G02F1/15
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

本發明涉及一種透明電活性系統。

更具體的說，其涉及含有具有不同氧化還原電勢的電活性物質的這類系統。這類具有電化學活性的物質，均可以利用在該物質所處位置產生的電勢而在氧化型和還原型之間轉換。這些物質可以是電致變色物質，讀者對該主題可以參考以下文獻：P.M.S.Monk，R.J.Mortimer和D.R.Rosseinsky編著的“電致變色和電致變色器件”(劍橋大學出版社2007年出版)。

眾所周知，這類物質可形成具有光透射特性的透明系統，其中光透射特性可利用電信號進行變更。為此，可根據其氧化還原電勢，以及其在氧化型和還原型之間的光吸收率和/或顏色變化來選擇電活性物質。因此，該系統的光透射和/或其顏色可籍助于電子指令進行變更。

電子指令是與容納電活性物質的媒質相接觸的兩個電極之間的電勢差或所施加的電流。該媒質是液體和/或凝膠，使得電活性物質可擴散或遷移至其中一個電極。當所述物質中的第一類物質接觸具有較高電勢的電極時，其被氧化。同時，第二類物質接觸具有較低電勢的電極時，其被還原。因而，這兩類物質相對于氧化型和還原型進行相反的轉化，并且在該系統的光透射和/或顏色方面的整體變化是由各類物質在其氧化型和還原型之間的光吸收和/或顏色的各自變化所導致的。

兩個電極都是透明的。它們可基于氧化銦錫(ITO)，或基于摻雜的氧化錫，比如，摻雜氟(FTO氟氧化錫)，或基于足夠薄的金屬薄膜，或基于無形的金屬網格，等等。

兩個電極可以放置在容器相對的兩側，該容器內裝有含有電活性物質的媒質。但是，在這樣的系統構造中，通過該系統所透射的特定光線穿過其中一個電極，穿過含有電活性物質的媒質，然后穿過另一個電極。這樣，兩個電極各自吸收的殘余光會進行累積，導致該系統光透射降低。目前，用于電極的材料都具有明顯的光吸收性，使得該系統對于一些應用來說太暗了。

根據一種可能的可選電活性系統構造，兩個電極可以并列設置在含有電活性物質的媒質的一側。但是，根據該可選構造所制造出來的系統不是完全透明的。由于電極材料和電極之間間隙材料的系數不同，它們會形成散射或衍射光線。此外，如果分隔開兩個電極的間距過大，則由于形成電極的材料和形成間隙的材料各自具有不同的光吸收率，使得電極之間的間隙變得可見。

相反地，如果分隔開兩個電極的間隙過小，則在電極之間會出現條紋，電活性物質會在其中相互中和。這種中和會導致該系統逐漸褪色。這是因為作用于兩個電極之一上的物質會擴散或遷移至另一電極，并與后一個電極上的物質發生反應。

因而，本發明的一個目的為提供透明電活性系統且其不存在上述缺陷。

為此目的，本發明提供了一種透明電活性系統，使得透過該系統能夠獲得清晰的視野，其包括：

-限定密閉容器的外壁，該系統在通過外壁和相對兩側之間的密閉容器的視線方向上是透明的；

-容納在該密閉容器中的液體和/或凝膠；

-兩個透明的電極，它們在電子傳遞表面上與液體或凝膠相接觸，并分別連接到可變電源的兩個端點上；

-第一和第二電活性物質，它們分散在液體或凝膠中，各自具有不同的氧化還原電勢，至少一些第一和第二電活性物質具有在氧化型和還原型之間可變的光學效應。

本發明系統的特征在于兩個電極支承在兩個外壁中的同一個外壁上，且在含有液體或凝膠的密閉容器的同一側上平行于該外壁并列設置，這些電極之間分隔開的間距小于250μm(微米)。

此外，該系統還進一步包括在兩個電極之間的延伸高度為h的隔板，該高度h取決于電活性物質的遷移率、取決于施加到電活性物質上的電場，以及取決于系統的幾何結構。一般來說，這個高度，從兩個電極的電子傳遞表面的平均高度開始測量，介于1-20μm(微米)。

因此，根據本發明的系統既是透明的，并且具有這樣的結構：兩個電極設置在含有電活性物質的容器的同一側。籍助于這種結構，給定光線僅僅只通過兩個電極中的一個而不是通過兩個電極。因而，該系統呈現出較高的光透射性。

在本發明說明書的正文中，術語“透明”應理解為能夠從系統的一側透過系統清晰地看見位于系統另一側上的任何物體或場景。換句話說，透過該系統的光線可不受模糊視線的影響。具體而言，光線不會產生散射或者衍射，使得位于系統一側且距系統一定距離的點光源能夠透過系統在系統的另一側呈現為一個點。

此外，兩個電極之間相互靠得足夠近，且平行于支承它們的該同一個外壁，肉眼不能看見這兩個電極之間的間隙。這樣，本發明的系統十分美觀并可應用于很多領域，如光學、眼科以及尤其是建筑領域。優選地，分隔開兩個電極之間的間距可小于100μm，甚至在1-40μm之間，從而更加難以察覺。