本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2013年8月5日、申請?zhí)枮?01380046356.2、發(fā)明名稱為“驅(qū)動薄膜可切換光學裝置”的發(fā)明專利申請案。

相關申請的交叉參考

本申請要求2012年8月6日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/680,221以及2012年11月20日提交的美國申請?zhí)?3/682,618的權(quán)益，上述申請出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。

發(fā)明背景

電致變色(EC)裝置通常包括多層堆疊，其包含(a)至少一種電致變色材料，所述電致變色材料響應于電位的施加而改變其光學特性，例如透過所述層的可見光，(b)離子導體(IC)，其允許離子(例如，Li⁺)移動穿過離子導體，進入電致變色材料中，并從電致變色材料出來，以致使所述光學特性改變，同時隔絕電短路，以及(c)透明導體層(例如，透明導電氧化物或TCO)，在其上施加電位。在一些情況下，從電致變色裝置的相對邊緣且越過所述裝置的可見區(qū)域施加所述電位。將所述透明導體層設計為具有相對較高的電子傳導性。電致變色裝置可具有多于上述的層，例如有色或無色的離子儲存層。

歸因于裝置操作的物理學，電致變色裝置的恰當功能取決于許多因素，例如穿過材料層的離子運動、移動所述離子所需的電位、透明導體層的薄層電阻，以及其它因素。隨著電致變色裝置的大小增加，用于驅(qū)動電致變色轉(zhuǎn)變的常規(guī)技術不符合標準。舉例來說，在常規(guī)的驅(qū)動概況中，以足夠低的電壓小心地驅(qū)動裝置，以便不因過于強硬地驅(qū)動離子穿過所述裝置而損壞所述裝置，這減慢了切換速度，或者以較高電壓操作所述裝置以增加切換速度，但是以裝置的過早降級為代價。

需要改進的用于驅(qū)動電致變色裝置的方法。

發(fā)明概要

本公開的方面涉及用于將驅(qū)動電壓施加到大型電致變色裝置的匯流條的控制器和控制方法。此些裝置通常提供于窗戶(例如建筑玻璃)上。在某些實施方案中，所施加的驅(qū)動電壓具有所定義量值，其足以驅(qū)動電致變色裝置的整個表面上的轉(zhuǎn)變，但不損壞裝置或使裝置降級。匯流條之間等距的區(qū)經(jīng)歷最低有效電壓，且最接近匯流條的區(qū)經(jīng)歷最高有效電壓。所施加的驅(qū)動電壓在電致變色裝置的位于框入范圍內(nèi)的面上的所有位置處產(chǎn)生有效電壓。此范圍的上限安全地在相信裝置可經(jīng)歷損壞或降級的電壓之下，所述損壞或降級在短期或長期可能影響其性能。在此范圍的下限處是電致變色裝置的光學狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變相對快速地發(fā)生的有效電壓。在匯流條之間施加的電壓的電平顯著大于框入范圍內(nèi)的有效電壓的最大值。

本公開的一個方面涉及用于控制薄膜電致變色裝置的光學狀態(tài)的控制器。此類控制器的特征可在于：(a)用于在薄膜電致變色裝置上的匯流條之間施加電壓或提供指令以在薄膜電致變色裝置上的匯流條之間施加電壓的電路，以及(b)處理組件。所述處理組件(b)可經(jīng)設計或配置以執(zhí)行以下操作：(i)確定薄膜電致變色裝置應從第一光學狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙鈱W狀態(tài)；以及(ii)響應于確定薄膜電致變色裝置應從第一光學狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙鈱W狀態(tài)而保持薄膜電致變色裝置的匯流條之間的第一所施加電壓。第一所施加電壓的量值足以確保薄膜電致變色裝置上的所有位置經(jīng)歷最大有效電壓與最小有效電壓之間的有效電壓，其中最大有效電壓識別為安全地避免對薄膜電致變色裝置的損壞，且最小有效電壓識別為足以驅(qū)動從第一光學狀態(tài)到第二光學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。另外，第一所施加電壓顯著大于最大有效電壓。

在某些實施方案中，這是通過在從第一光學狀態(tài)到第二光學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變期間維持薄膜電致變色裝置上的所有位置處的有效電壓來完成的。在此類情況下，這是通過在從第一光學狀態(tài)到第二光學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程期間，將匯流條之間的第一所施加電壓的量值從第一電壓降低來完成的。

在特定實施方案中，所述控制器可具有大約2.5伏或以下的最大有效電壓，以及大約1.2伏或以上的最小有效電壓。

本發(fā)明的另一方面涉及電致變色裝置和控制系統(tǒng)，其特征在于上文所描述的控制器，其中薄膜電致變色裝置具有電耦合到所述控制器的匯流條。

在某些實施方案中，電致變色裝置和控制系統(tǒng)具有安置于薄膜電致變色裝置的相對側(cè)的匯流條。在其它情況下，電致變色裝置和控制系統(tǒng)的匯流條分開至少約30英寸的距離。在其它情況下，電致變色裝置和控制系統(tǒng)的匯流條分開至少約40英寸的距離。

在某些實施方案中，薄膜電致變色裝置安置于建筑玻璃上。在其它實施方案中，薄膜電致變色裝置具有至少約30英寸的寬度。

在一個實施方案中，薄膜電致變色裝置具有兩個透明傳導層，各自具有薄層電阻R_s，且匯流條分開距離L，且薄膜電致變色裝置具有大于約3V的R_s*J*L²的值。

本發(fā)明的另一方面涉及用于控制薄膜電致變色裝置的光學狀態(tài)的控制器。此類控制器的特征可在于：(a)用于在薄膜電致變色裝置上的匯流條之間施加電壓或提供指令以在薄膜電致變色裝置上的匯流條之間施加電壓的電路，以及(b)存儲用于控制所述電路的指令的媒體。所述用于存儲指令的媒體可包含(i)用于確定薄膜電致變色裝置應從第一光學狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙鈱W狀態(tài)的代碼；以及(ii)用于響應于確定薄膜電致變色裝置應從第一光學狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙鈱W狀態(tài)而保持薄膜電致變色裝置的匯流條之間的第一所施加電壓的代碼。此類第一所施加電壓的經(jīng)選擇以確保薄膜電致變色裝置上的所有位置經(jīng)歷最大有效電壓與最小有效電壓之間的有效電壓，其中最大有效電壓識別為安全地避免對薄膜電致變色裝置的損壞，且最小有效電壓識別為足以驅(qū)動從第一光學狀態(tài)到第二光學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。并且，此第一所施加電壓顯著大于最大有效電壓。

在某些實施方案中，存儲指令的媒體的特征在于用于在從第一光學狀態(tài)到第二光學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變期間維持薄膜電致變色裝置的所有位置處的有效電壓的代碼。在此情況下，這是通過具有用于在從第一光學狀態(tài)到第二光學狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程期間，將匯流條之間的第一所施加電壓的量值從第一電壓降低的代碼來完成的。

存儲指令的媒體的另一特征包含用于使施加到匯流條的電壓以所定義的斜率斜升直到達到第一所施加電壓為止的代碼。又一特征包含用于在所定義周期內(nèi)保持施加到匯流條的第一所施加電壓的代碼。

另外，存儲指令的媒體還可具有用于使施加到匯流條的電壓從第一所施加電壓斜升到具有比第一所施加電壓小的量值的保持電壓的代碼。在此實現(xiàn)方式中，所述用于使施加到匯流條的電壓從第一所施加電壓斜升到保持電壓的代碼指定所定義的斜率。

在某些實現(xiàn)方式中，控制器可具有大約2.5伏或以下的最大有效電壓，以及大約1.2伏或以上的最小有效電壓。控制器可提供介于2.5伏與5伏之間的第一所施加電壓。

下文參考相關聯(lián)的圖式更詳細地描述這些和其它特征和優(yōu)點。

附圖簡述

圖1A示意性地描繪平面匯流排布置。

圖1B呈現(xiàn)每一透明傳導層上隨在層上的位置而變的局部電壓值的簡化曲線圖。

圖1C呈現(xiàn)隨在裝置上的位置而變的V_eff的簡化曲線圖。

圖2描繪具有V_app的固定值的各種裝置尺寸(匯流排間距)的電壓分布。

圖3描繪具有在必要時以不同值供應以使V_eff維持在合適電平的V_app的各種裝置的電壓分布。

圖4呈現(xiàn)使用固定和可變V_app的各種裝置尺寸的裝置著色分布(V_eff對位置)。在每組四個曲線中，上部曲線是針對最小裝置(10英寸)，且下部曲線是針對最大裝置(40英寸)。

圖5展示當使用V_app的固定常規(guī)值時針對三個不同裝置尺寸隨裝置位置而變的V_TCL和V_eff。

圖6展示當使用為驅(qū)動轉(zhuǎn)變同時維持安全的V_eff而優(yōu)化的V_app的可變值時，針對三個不同裝置尺寸隨裝置位置而變的V_TCL和V_eff。

圖7是描繪與將電致變色裝置從脫色驅(qū)動到著色以及從著色驅(qū)動到脫色相關聯(lián)的電壓和電流分布的圖表。

圖8是描繪與將電致變色裝置從脫色驅(qū)動到著色相關聯(lián)的某些電壓和電流分布的圖表。

圖9是包含兩個簡化物的實例電致變色窗戶的橫截面三向投影視圖。

圖10是窗戶控制器和相關聯(lián)組件的示意性表示。

具體實施方式

通過將所定義的電壓施加到典型電致變色裝置上的兩個分開的匯流條來實現(xiàn)驅(qū)動所述裝置中的色彩轉(zhuǎn)變。在此裝置中，將匯流條定位成垂直于矩形窗戶的較小尺寸(見圖1A)是方便的。這是因為透明傳導層具有相關聯(lián)的薄層電阻，且此布置允許電流必須在其上行進以覆蓋裝置的整個面積的最短跨距，從而減少導體層在其相應區(qū)域上完全充電所花費的時間，且因此減少使所述裝置轉(zhuǎn)變的時間。

當在匯流條上施加所施加電壓V_app時，歸因于透明傳導層的薄層電阻以及裝置上的電位的歐姆降，裝置的基本上所有區(qū)域均經(jīng)歷較低局部有效電壓(V_eff)。裝置的中心(在兩個匯流條中間的位置)頻繁地具有V_eff的最低值。這經(jīng)常導致裝置中心中的不可接受的小光學切換范圍和/或不可接受的慢切換時間。這些問題在裝置的邊緣，較靠近匯流條處可能不存在。這在下文參考圖1B和1C更詳細地闡釋。

如本文所使用，V_app指代施加到電致變色裝置上具有相反極性的兩個匯流條的電位的差。如下文所闡釋，每一匯流條以電子方式連接到單獨的透明傳導層。透明傳導層之間夾著電致變色裝置材料。透明傳導層中的每一者經(jīng)歷從其所連接到的匯流條以及在匯流條遠處的位置的電位降。一般來說，距匯流條的距離越大，透明傳導層中的電位降越大。透明傳導層的局部電位在本文中通常稱為V_TCL。如所指示，具有相反極性的匯流條通常在電致變色裝置的面上彼此橫向隔開。術語V_eff指代電致變色裝置上的任何特定位置處的正透明傳導層與負透明傳導層之間的電位(笛卡爾空間中的x、y坐標)。在測量V_eff的點處，兩個透明傳導層在z方向上(通過EC裝置材料)隔開，但共用相同的x、y坐標。

本公開的方面涉及控制器和控制方法，其中施加到匯流條的電壓處于驅(qū)動電致變色裝置的整個表面上的轉(zhuǎn)變但不損壞或降級所述裝置的電位。此所施加的電壓在電致變色裝置的面上的所有位置處產(chǎn)生位于框入范圍內(nèi)的有效電壓。此范圍的上限與安全地在裝置可經(jīng)歷損壞或降級從而在短期或長期內(nèi)影響其性能的電平以下的電壓相關聯(lián)。在此范圍的下限處是電致變色裝置的光學狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變相對快速地發(fā)生的有效電壓。施加在匯流條之間的電壓的電平顯著大于框入范圍內(nèi)的V_eff的最大值。

圖1A展示電致變色簡化物100的自頂向下視圖，所述電致變色簡化物100包含具有平面配置的匯流條。電致變色簡化物100包含：第一匯流條105，其安置于第一傳導層110上；以及第二匯流條115，其安置于第二傳導層120上。電致變色對的(未圖示)夾在第一傳導層110與第二傳導層120之間。如圖所示，第一匯流條105可大體上延伸越過第一傳導層110的一側(cè)。第二匯流條115可大體上延伸越過第二傳導層120的一側(cè)，所述側(cè)與電致變色簡化物100的第一匯流條105安置于其上的側(cè)相對。一些裝置可具有額外的匯流條，例如在所有四個邊緣上，但這使制造變得復雜。包含平面配置的匯流條的匯流條配置的進一步論述在2012年4月20日提交的美國專利申請?zhí)?3/452,032中找到，該案以全文引用的方式并入本文中。

圖1B是展示第一透明傳導層110中的局部電壓以及第二透明傳導層120中例如驅(qū)動電致變色簡化物100從脫色狀態(tài)到著色狀態(tài)的轉(zhuǎn)變的電壓的曲線圖的圖表。曲線圖125展示第一透明傳導層110中的V_TCL的局部值。如圖所示，從第一傳導層110的左手側(cè)(例如，第一匯流條105安置于第一傳導層110上之處以及施加電壓之處)到右手側(cè)的電壓降歸因于薄層電阻以及穿過第一傳導層110的電流。曲線圖130還展示第二傳導層120中的局部電壓V_TCL。如圖所示，歸因于第二傳導層120的薄層電阻，電壓從第二傳導層120的右手側(cè)(例如，第二匯流條115安置于第二傳導層120上之處，以及施加電壓之處)向左手側(cè)增加。在此實例中，V_app的值為電位曲線圖130的右端與電位曲線圖125的左端之間的電壓差。匯流條之間的任何位置處的V_eff的值為x軸上對應于所關注位置的位置處的曲線130和125的值的差。

圖1C是展示在電致變色簡化物100的第一傳導層110與第二傳導層120之間越過電致變色裝置的V_eff的曲線圖的圖表。如所闡釋，有效電壓是第一傳導層110與第二傳導層120之間的局部電壓差。電致變色裝置的經(jīng)受較高有效電壓的區(qū)與經(jīng)受較低有效電壓的區(qū)相比，較快地在光學狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。如圖所示，有效電壓在電致變色簡化物100的中心處最低，且在電致變色簡化物100的邊緣處最高。越過裝置的電壓降為歸因于穿過裝置的電流(其為能夠經(jīng)歷電致變色裝置中的氧化還原反應的層之間的電子流和與氧化還原反應相關聯(lián)的離子流的總和)的歐姆降?？赏ㄟ^在窗戶的檢視區(qū)域內(nèi)配置額外的匯流條來減輕越過大電致變色窗的電壓降，以實際上將一個大光學窗分成多個較小的電致變色窗，其可串行或并行驅(qū)動。然而，歸因于可檢視區(qū)域與可檢視區(qū)域中的匯流條之間的對比度，此方法在審美上不是優(yōu)選的。就是說，對于眼睛來說，在可檢視區(qū)域中具有整體電致變色裝置而無任何分散注意力的匯流條會愉悅得多。

如上文所述，隨著窗戶大小增加，最靠近匯流條的點(在以下描述中稱為裝置的邊緣)之間以及最遠離匯流條的點(在以下描述中稱為裝置的中心)中的TCO層的電阻增加。對于穿過TCO的固定電流，TCO上的有效電壓降增加，且這減小了裝置中心處的有效電壓。此效應因以下事實而加重：通常隨著窗面積增加，所述窗的泄露電流密度保持恒定，但總泄露電流歸因于增加的面積而增加。因此，因為這兩個效應，電致變色窗的中心處的有效電壓大體上下降，且針對例如橫向大于約30英寸的電致變色窗，可觀察到較差的性能。一些較差性能可通過使用較高V_app使得裝置的中心達到合適的有效電壓來減輕；然而，此方法的問題在于需要達到中心處的合適電壓的窗戶邊緣處的典型較高電壓可能使邊緣區(qū)域中的電致變色裝置降級，這可導致較差性能。

通常，對于基于固態(tài)電致變色裝置的窗戶的安全操作范圍0.5V與4V之間，且更通常介于1V與3V之間，例如介于1.1V與1.8V之間。這些是V_eff的局部值。在一個實施方案中，電致變色裝置控制器控制算法提供驅(qū)動分布圖，其中V_eff總是低于3V，在另一實施方案中，控制器控制V_eff，使得其總是低于2.5V，在另一實施方案中，控制器控制V_eff，使得其總是低于1.8V。本領域的技術人員將理解，這些范圍適用于裝置的光學狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變(例如，在吸收性裝置中從脫色(透明)到有色以及從有色到脫色的轉(zhuǎn)變)，且特定轉(zhuǎn)變的V_eff的值可不同。所陳述的電壓值指代經(jīng)時間平均的電壓(其中平均時間大約為最小光學響應所需的時間，例如幾秒到幾分鐘)。本領域的技術人員還將理解，此描述適用于各種類型的驅(qū)動機制，包含固定電壓(固定DC)、固定極性(時變DC)或相反極性(AC、MF、RF電力等，具有DC偏置)。

電致變色窗的增加的復雜性在于穿過所述窗汲取的電流隨著時間的過去而不固定。代替地，在從一個狀態(tài)到另一狀態(tài)的初始轉(zhuǎn)變期間，穿過所述裝置的電流實質(zhì)上比光學轉(zhuǎn)變完成時的結(jié)束狀態(tài)中大(至多大30倍)。裝置中心的較差著色的問題在此初始轉(zhuǎn)變周期期間進一步加重，因為中心處的V_eff甚至低于將在轉(zhuǎn)變周期結(jié)束時的V_eff。

本文所述的電致變色裝置控制器和控制算法克服了上文所述的問題。如所提到，所施加的電壓在電致變色裝置的面上的所有位置處產(chǎn)生位于框入范圍內(nèi)的有效電壓，且匯流條之間施加的電壓的電平限制大于框入范圍內(nèi)的V_eff的最大值。

在具有平面匯流條的電致變色裝置的情況下，可展示具有平面匯流條的裝置上的V_eff通常由以下給出：

其中：

V_app為施加到匯流條以驅(qū)動電致變色窗的電壓差；

ΔV(0)是連接到第一透明傳導層(在下文的實例中，TEC類型TCO)的匯流條處的V_eff；

ΔV(L)是連接到第二透明傳導層(在下文的實例中，ITO類型TCO)的匯流條處的V_eff；

ΔV(L/2)是在兩個平面匯流條中間的裝置中心處的V_eff；

R＝透明傳導層薄層電阻；

J＝瞬時局部電流密度；以及

L＝電致變色裝置的匯流條之間的距離。

假定透明傳導層具有大體上相似(如果不是相同)的薄層電阻以供計算。然而，本領域的技術人員將了解，即使透明傳導層具有不類似的薄層電阻，歐姆電壓降以及局部有效電壓的適用物理學仍適用。

如所注意，某些實施方案涉及用于驅(qū)動具有并行匯流條的裝置中的光學轉(zhuǎn)變的控制器和控制算法。在此類裝置中，具有相反極性的大體上線性的匯流條安置于矩形或其它多邊形電致變色裝置的相對側(cè)。在一些實施方案中，可使用具有非平面匯流條的裝置。此類裝置可使用(例如)安置于裝置的頂點處的成角度的匯流條。在此類裝置中，基于裝置和匯流條的幾何形狀來確定匯流條有效間隔距離L。匯流條幾何形狀和間隔距離的論述可在2012年4月20日提交的標題為“Angled Bus Bar”的美國專利申請?zhí)?3/452,032中找到，該案以全文引用的方式并入本文中。

隨著R、J或L增加，裝置上的V_eff減小，從而減慢或減少轉(zhuǎn)變期間以及甚至最后光學狀態(tài)中的裝置著色。如圖2中所示，隨著匯流條距離從10英寸增加到40英寸，TEC和ITO層上的電壓降(上部曲線圖中的曲線)增加，且這導致V_eff(下部曲線)在裝置上下降。

因此，使用常規(guī)驅(qū)動算法，可使10英寸和20英寸電致變色窗有效地切換，而30英寸窗在中心將具有裕量性能，并且40因英寸窗在窗上將不顯示較好性能。這將電致變色技術的縮放比例限制于尺寸較大的窗。

再次參考等式1，窗上的V_eff至少比V_app低RJL²/2。已發(fā)現(xiàn)，隨著電阻性電壓降增加(歸因于窗大小、所汲取電流等的增加)，可通過增加V_app，但僅對使裝置邊緣處的V_eff保持低于將發(fā)生可靠性降級的閾值的值這樣做，來中和所述損耗中的一些損耗。換句話說，已認識到，兩個透明傳導層均經(jīng)歷歐姆降，且所述歐姆降隨著距相關聯(lián)匯流條的距離而增加，且因此V_TCL隨距用于兩個透明傳導層的匯流條的距離而減小，且因此V_eff在整個電致變色窗上減小。

雖然所施加的電壓增加到遠高于安全V_eff的上限的水平，V_eff實際上永不接近所施加電壓的此高值。在接近匯流條的位置處，接觸匯流條的附加透明傳導層的電壓相當高，但在相同位置處，通過傳導層的面上的歐姆降，相反極性的透明傳導層的電壓下降到相當接近所施加電位。本文所描述的驅(qū)動算法考慮此因素。換句話說，施加到匯流條的電壓可高于慣例，但是可能的?？杉俣▍R流條處所提供的高V_app在匯流條附近呈現(xiàn)過高的V_eff。然而，通過使用導致所述窗的所述大小以及透明傳導層中的歐姆降的V_app，電致變色裝置的整個表面上產(chǎn)生安全但適當高的V_eff。施加到匯流條的適當V_app在較大壯裝置中比在較小裝置中大。這在圖3和相關聯(lián)的描述中更詳細地說明。

參看圖3，使用施加V_app的控制機制來驅(qū)動電致變色裝置，使得V_eff固定地保持高于閾值電壓1.2V(與圖2相比)。所需的V_app的增加可在從約2.5V增加到約4V的V_TCL的最大值中看到。然而，這并不導致匯流條附近的V_eff的增加，對于所有裝置，V_eff在匯流條附近保持在約2.4V。

圖4是將其中V_app針對不同大小的裝置為固定的常規(guī)方法與其中V_app針對不同大小的裝置而變化的新方法進行比較的曲線圖。通過針對裝置大小調(diào)整V_app，驅(qū)動算法允許大電致變色窗的性能(切換速度)得以實質(zhì)上改進，而不增加裝置降級的風險，因為在所有情況下，V_eff維持高于閾值電壓，但在安全范圍內(nèi)。為給定窗的度量(例如，窗大小、透明傳導層類型、Rs、穿過裝置的瞬時電流密度等)定制的驅(qū)動算法允許實質(zhì)上較大的電致變色窗以原本不可能的合適切換速度起作用，而無裝置降級。

V_eff和V_app參數(shù)

現(xiàn)在將進一步描述控制電致變色裝置的整個表面上的V_eff范圍的上限和下限。如所提到，當V_eff過高時，其在其為高的位置處損壞電致變色裝置或使電致變色裝置降級。所述損壞或降級可顯示為不可逆轉(zhuǎn)的電致變色反應(其可減小光學切換范圍)，美學的降級(針孔的出現(xiàn)、膜外觀的局部變化)、泄露電流的增加、膜分層等。對于許多裝置來說，V_eff的最高值為約4伏，或約3伏，或約2.5伏，或約1.8伏。在一些實施方案中，選擇V_eff的上限以包含緩沖范圍，使得V_eff的最大值在預期產(chǎn)生降級的實際值之下。V_eff的此實際值與最大值之間的差為緩沖的大小。在某些實施方案中，緩沖值介于0.2伏與0.6伏之間。

有效電壓的范圍的下限應選擇為提供電致變色裝置的光學狀態(tài)之間的可接受且有效的轉(zhuǎn)變?？梢罁?jù)施加電壓之后轉(zhuǎn)變發(fā)生的速度，以及與轉(zhuǎn)變相關聯(lián)的其它效應(例如垂落)(電致變色裝置的面上的非均勻染色)來表征此轉(zhuǎn)變。舉例來說，可選擇V_eff的最小值來影響裝置的面上約45分鐘或以下，或約10分鐘或以下的完整光學轉(zhuǎn)變(例如，安全脫色到完全染色)。對于許多裝置來說，V_eff的最大值為約0.5伏，或約0.7伏，或約1伏，或約1.2伏。

對于具有3個或3個以上狀態(tài)的裝置，V_eff的目標范圍通常將不影響達到和維持多狀態(tài)電致變色裝置中的中間狀態(tài)。以結(jié)束狀態(tài)之間的電壓驅(qū)動中間狀態(tài)，且因此V_eff總是維持在安全范圍內(nèi)。

如所提到，對于大電致變色裝置，V_app的值可大于V_eff的最大可接受值。因此，在一些實施方案中，V_app比V_eff的最高值大(任何量)。然而，在一些實現(xiàn)方式中，V_app與V_eff的最大值之間的差具有至少一所定義量值。舉例來說，所述差可為約0.5伏，或約1伏，或約1.5伏，或約2伏。應理解，V_app的值與V_eff的最大值之間的差部分地由裝置中的匯流條之間的間隔距離以及可能其它參數(shù)(例如，裝置的透明傳導層的薄層電阻以及泄露電流)決定。舉例來說，如果裝置的泄露電流相當?shù)?，那么V_eff與V_app之間的差可小于其原本可能的值。

如所注意，所公開的控制算法在具有較大尺寸的裝置：例如大電致變色窗中特別有用。技術上，所述大小由匯流條之間的有效間隔距離L決定。在一些實施方案中，裝置具有至少約30英寸，或至少約40英寸，或至少約50英寸或至少約60英寸的L的值。間隔距離不是影響使用V_app的適當大值來驅(qū)動轉(zhuǎn)變的需要的唯一參數(shù)。其它參數(shù)包含透明傳導層的薄層電阻，以及光學切換期間裝置中的電流密度。在一些實施方案中，使用這些和/或其它參數(shù)的組合來確定何時應用V_app的大值。所述參數(shù)并入有且共同指示透明傳導層的面上是否存在足夠大的歐姆電壓降，從而需要較大的所施加電壓。

在某些實施方案中，可使用參數(shù)(例如，無尺寸數(shù)字)的組合來確定適當?shù)牟僮鞣秶?。舉例來說，可使用電壓損耗參數(shù)(V_損失)來定義典型控制算法將不起作用且所公開的方法將非常適合處置的條件。在某些實施方案中，將V_損失參數(shù)定義為RJL²(其中L為匯流條之間的間隔距離，且R為透明傳導層的薄層電阻)。在一些實現(xiàn)方式中，本文所描述的方法在V_損失大于約3V或更具體地說大于約2V或更具體地說大于約1V時最有用。

轉(zhuǎn)變期間的V_app分布。

對透明傳導層的面上的歐姆電壓降負責的電流具有兩個分量：所述電流包含：離子電流，其用來驅(qū)動光學轉(zhuǎn)變；以及寄生電子電流，其穿過電解質(zhì)或離子傳導層。對于所施加電壓的給定值，寄生電子電流應相對恒定。寄生電子電流也可稱為泄露電流。離子電流是歸因于在電致變色層與對電極層之間移動以驅(qū)動光學轉(zhuǎn)變的鋰離子。對于給定的所施加電壓，離子電流在轉(zhuǎn)變期間將經(jīng)歷變化。在施加任何V_app之前，離子電流較小或不存在。在施加V_app后，離子電流可增長，且可甚至在所施加電壓保持恒定之后繼續(xù)增長。然而，最后，離子電流將達到峰值，并隨著光學轉(zhuǎn)變期間所有可用離子在電極之間移動而減弱。在光學轉(zhuǎn)變完成之后，僅泄露電流(穿過電解質(zhì)的電子電流)繼續(xù)。此泄露電流的值隨有效電壓而變，有效電壓隨所施加電壓而變。如下文更詳細地描述，通過在光學轉(zhuǎn)變之后修改所施加電壓，所述控制技術減小了泄露電流的量以及V_eff的值。

在一些實施方案中，用于驅(qū)動光學轉(zhuǎn)變的控制技術設計有變化的V_app，其使最大V_eff在光學轉(zhuǎn)變的整個過程期間維持低于特定水平(例如，2.5V)。在某些實施方案中，在電致變色裝置的一個狀態(tài)向另一狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，V_app隨時間過去而變化。至少部分地將V_app的變化確定為V_eff的函數(shù)。在某些實施方案中，以維持可接受V_eff以便不使裝置功能降級的方式，隨著轉(zhuǎn)變時間的過去而調(diào)整V_app。

在光學轉(zhuǎn)變期間不調(diào)整V_app的情況下，V_eff可能增長得過大，因為離子電流在轉(zhuǎn)變的過程中衰減。為了使V_eff維持在安全水平，當裝置電流主要為泄露電流時，V_app可減小。在某些實施方案中，通過如下文所述的驅(qū)動電壓分布的“斜升保持”部分來完成V_app的調(diào)整。

在某些實施方案中，基于光學轉(zhuǎn)變期間所汲取的瞬時電流(J)來選擇和調(diào)整V_app。最初，在此轉(zhuǎn)變期間，V_app較高以導致較大的所汲取電壓。圖5展示使用常規(guī)驅(qū)動算法，針對固定窗大小(40英寸)，所汲取電流對V_eff的影響。在此實例中，驅(qū)動分布導致中等汲取電流情形(25μA/cm²)，當所汲取電流較高(42μA/cm²)(其導致實質(zhì)上較長的切換時間)時，所述情形導致初始切換期間非常低的V_eff。另外，在轉(zhuǎn)變完成且窗達到低汲取電流配置(5μA/cm²)之后，V_eff比轉(zhuǎn)變期間高得多(3.64V)。由于這高于安全操作的電壓閾值，因此這將成為長期可靠性風險。

圖6說明考慮瞬時汲取電流的某些電壓控制技術。在所描繪的實施方案中，低汲取電流和高汲取電流條件現(xiàn)在穩(wěn)定地在所需電壓窗內(nèi)。甚至對于高汲取電流條件，裝置的大部分現(xiàn)在高于電壓閾值，從而改進此裝置的切換速度。通過選擇允許瞬時電壓接近所要設定點的電壓斜率而不是要求電壓上的反饋循環(huán)來簡化驅(qū)動分布。

圖7展示使用簡單的電壓控制算法來導致電致變色裝置的光學狀態(tài)轉(zhuǎn)變循環(huán)(著色之后脫色)的電致變色裝置的完整電流分布和電壓分布。在圖表中，將總電流密度(I)表示為時間的函數(shù)。如所提到，總電流密度是與電化學方面活性的電極之間的電致變色轉(zhuǎn)變和電子泄露電流相關聯(lián)的離子電流密度的組合。許多不同類型的電致變色裝置將具有所描繪的電流分布。在一個實例中，結(jié)合例如對電極中的鎳鎢氧化物等陽極電致變色材料使用例如氧化鎢等陰極電致變色材料。在此些裝置中，負電流指示裝置的著色。在一個實例中，鋰離子從鎳鎢氧化物陽極著色電致變色電極流入氧化鎢陰極著色電致變色電極中。對應地，電子流入氧化鎢電極中，以補償正充電的引入鋰離子。因此，展示電壓和電流具有負值。

所描繪的分布因使電壓斜升到設定水平且接著保持所述電壓以維持光學狀態(tài)而產(chǎn)生。電流峰值701與光學狀態(tài)的變化(即，著色和脫色)相關聯(lián)。具體地說，電流峰值表示使裝置著色或脫色所需的離子電荷的遞送。在數(shù)學上，峰值下方的陰影區(qū)域表示使裝置著色或脫色所需的總電荷。曲線的在初始電流尖峰之后的部分(部分703)表示電子泄露電流，同時裝置處于新的光學狀態(tài)。

在圖中，電壓分布705疊加在電流曲線上。電壓分布遵循以下序列：負斜坡(707)、負保持(709)、正斜坡(711)以及正保持(713)。注意，電壓在達到其最大量值之后且在裝置保持在其所定義光學狀態(tài)的時間長度期間保持恒定。電壓斜坡707將裝置驅(qū)動到其新的著色狀態(tài)，且電壓保持709使裝置維持在著色狀態(tài)，直到相反方向上的電壓斜坡711驅(qū)動從著色狀態(tài)到脫色狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。在一些切換算法中，強加電流帽。就是說，不允許電流超過所定義的水平，以防損壞裝置。著色速度不僅隨所施加電壓而變，而且隨溫度和電壓斜升率而變。

圖8描述根據(jù)某些實施方案的電壓控制分布。在所描繪的實施方案中，使用電壓控制分布來驅(qū)動從脫色狀態(tài)到著色狀態(tài)(或到中間狀態(tài))的轉(zhuǎn)變。為了在相反方向上將電致變色裝置從著色狀態(tài)驅(qū)動到脫色狀態(tài)(或從較多著色驅(qū)動到較少著色狀態(tài))，使用類似但相反的分布。在一些實施方案中，從著色變?yōu)槊撋碾妷嚎刂品植紴閳D8中所描繪的分布的鏡像。

圖8中所描繪的電壓值表示所施加電壓(V_app)值。所施加電壓分布有虛線展示。為了對比，裝置中的電流密度由實線展示。在所描繪的分布中，V_app包含四個分量：斜升到驅(qū)動分量803，其指示轉(zhuǎn)變；V_驅(qū)動分量813，其繼續(xù)驅(qū)動所述轉(zhuǎn)變；斜升到保持分量815；以及V_保持分量817。斜升分量實現(xiàn)為V_app的變化，且V_驅(qū)動和V_保持分量提供恒定或大體上恒定的V_app量值。

斜升到驅(qū)動分量由斜率(增加量值)和V_驅(qū)動的量值表征。當所施加電壓的量值達到V_驅(qū)動時，斜升到驅(qū)動分量完成。V_驅(qū)動分量由V_驅(qū)動的值以及V_驅(qū)動的持續(xù)時間表征?？蓪_驅(qū)動的量值選擇為使V_eff在電致變色裝置的整個面上具有安全但有效的范圍，如上文所述。

斜升到保持分量由電壓斜率(減小的量值)以及V_保持的值(或任選地，V_驅(qū)動與V_保持之間的差)表征。V_app根據(jù)斜率而降低，直到達到V_保持的值為止。V_保持分量由V_保持的量值以及V_保持的持續(xù)時間表征。實際上，V_保持的持續(xù)時間通常由裝置保持在著色狀態(tài)(或相反地，保持在脫色狀態(tài))的時間長度來控制。不同于斜升到驅(qū)動、V_驅(qū)動以及斜升到保持分量，V_保持分量具有任意長度，其與裝置的光學轉(zhuǎn)變的物理學無關。

每一類型的電致變色裝置將具有其自己的電壓分布的特定分量，用于驅(qū)動光學轉(zhuǎn)變。舉例來說，相對較大的裝置和/或具有電阻較大的傳導層的裝置將需要V_驅(qū)動的較高值，以及可能斜升到驅(qū)動分量的較高斜率。較大裝置也可能需要V_保持的較高值。2012年4月17日提交且以引用的方式并入本文中的美國專利申請?zhí)?3/449,251公開用于在較寬條件范圍內(nèi)驅(qū)動光學轉(zhuǎn)變的控制器和相關聯(lián)算法。如所述申請中所闡釋，可獨立地控制所施加電壓分布的分量中的每一者(此處為斜升到驅(qū)動、V_驅(qū)動、斜升到保持和V_保持)，以解決實時條件，例如電流溫度、電流透射水平等。在一些實施方案中，所施加電壓分布的每一分量的值是針對特定電致變色裝置而設定的(具有其自己的匯流條間隔、電阻性等)，且確實基于電流條件而變化。換句話說，在此些實施方案中，電壓分布不考慮反饋，例如溫度、電流密度等。

如所指示，圖8的電壓轉(zhuǎn)變分布中所示的所有電壓值均對應于上文所述的V_app值。它們并不對應于上文所述的V_eff值。換句話說，圖8中所描繪的電壓值代表電致變色裝置上具有相反極性的匯流條之間的電壓差。

在某些實施方案中，將電壓分布的斜升到驅(qū)動分量選擇為安全但快速地感應離子電流，以在電致變色電極與對電極之間流動。如圖8中所示，裝置中的電流遵循斜升到驅(qū)動電壓分量的分布，直到分布的斜升到驅(qū)動部分結(jié)束且V_驅(qū)動部分開始為止。見圖8中的電流分量801。可憑經(jīng)驗或基于其它反饋來確定電流和電壓的安全水平。2011年3月16日提交、2012年8月28日頒發(fā)且以引用的方式并入本文中的美國專利號8,254,013呈現(xiàn)用于在電致變色裝置轉(zhuǎn)變期間維持安全電流水平的算法的實例。

在某些實施方案中，基于上文所述的考慮來選擇V_驅(qū)動的值。明確地說，選擇所述值，使得電致變色裝置的整個表面上的V_eff的值保持在有效且安全地轉(zhuǎn)變大電致變色裝置的范圍內(nèi)?？苫诟鞣N考慮來選擇V_驅(qū)動的持續(xù)時間。這些考慮中的一者確保驅(qū)動電位保持足以導致裝置的實質(zhì)著色的周期。為此，可憑經(jīng)驗，通過監(jiān)視隨V_驅(qū)動保持在合適位置的時間長度而變的裝置的光學密度來確定V_驅(qū)動的持續(xù)時間。在一些實施方案中，可將V_驅(qū)動的持續(xù)時間設定為指定時間周期。在另一實施方案中，將V_驅(qū)動的持續(xù)時間設定為對應于正傳遞的離子電荷的所要量。如圖所示，電流在V_驅(qū)動期間斜降。見電流段807。

另一考慮是隨著離子電流因完成其在光學轉(zhuǎn)變期間從陽極著色電極到陰極著色電極(或?qū)﹄姌O)的旅程的可用鋰離子而衰減，裝置中的電流密度的減少。當轉(zhuǎn)變完成時，流過裝置的唯一電流是穿過離子傳導層的泄露電流。因此，裝置的面上的電位中的歐姆降減小，且V_eff的局部值增加。如果所施加電壓不減小，那么V_eff的這些增加的值可損壞裝置或使裝置降級。因此，確定V_驅(qū)動的持續(xù)時間中的另一考慮是減小與泄露電流相關聯(lián)的V_eff的水平的目標。通過使所施加電壓從V_驅(qū)動降低到V_保持，不僅裝置的面上的V_eff減小，而且泄露電流也減小。如圖8中所示，裝置電流在斜升到保持分量期間在段805中轉(zhuǎn)變。電流在V_保持期間穩(wěn)定到穩(wěn)定的泄露電流809。

電致變色裝置和控制器

圖9展示包含兩個窗格或簡化物216的IGU 102的實施方案的橫截面三向投影視圖。在各種實施方案中，IGU 102可包含一個、兩個或兩個以上大體上透明(例如，在無所施加電壓下)的簡化物216以及支撐簡化物216的框218。舉例來說，圖9中所示的IGU 102配置為雙格窗。簡化物216中的一個或多個本身可為兩個、三個或三個以上層或簡化物的層壓結(jié)構(gòu)(例如，類似于汽車擋風玻璃的不易碎玻璃)。在IGU 102中，簡化物216中的至少一者包含電致變色裝置或堆疊220，其安置于其內(nèi)表面222或外表面224的至少一者上：例如，外簡化物216的內(nèi)表面222。

在多格配置中，簡化物216的每一鄰近集合可具有安置于其間的內(nèi)部容量226。一般來說，簡化物216和IGU 102中的每一者整體為矩形的，且形成矩形固體。然而，在其它實施方案中，其它形狀(例如，圓形、橢圓形、三角形、曲線形、凸、凹)可為所要的。在一些實施方案中，簡化物116之間的體積226排空空氣。在一些實施方案中，IGU 102是氣密密封的。另外，可用一種或多種氣體(例如氬(Ar)、氪(Kr)或氙(Xn))來將體積226填充(到適當?shù)膲毫?。用例如Ar、Kr或Xn等氣體來填充體積226可因這些氣體的低傳熱性而減少穿過IGU 102的傳導熱量轉(zhuǎn)移。后兩種氣體還可歸因于其增加的重量而給予改進的隔音效果。

在一些實施方案中，框218由一片或多片構(gòu)成。舉例來說，框218可由一種或多種材料構(gòu)成，例如乙烯基、PVC、鋁(Al)、鋼或玻璃纖維?？?18還可包含或保持一個或多個泡沫或其它材料片，其結(jié)合框218而工作，以分開簡化物216，且氣密密封簡化物216之間的體積226。舉例來說，在典型的IGU實現(xiàn)方式中，間隔件位于鄰近簡化物216之間，且結(jié)合可安置于其間的粘性密封劑而與格形成氣密密封。這稱為主要密封，在其周圍可制造次要密封，通常為額外粘性密封劑。在一些此類實施方案中，框218可為支撐IGU構(gòu)造的單獨結(jié)構(gòu)。

每一簡化物216包含大體上透明或半透明的襯底228。一般來說，襯底228具有第一(例如，內(nèi))表面222，以及與第一表面222相對的第二(例如，外)表面224。在一些實施方案中，襯底228可為玻璃襯底。舉例來說，襯底228可為常規(guī)的基于氧化硅(SO_x)的玻璃襯底，例如蘇打石灰玻璃或浮法玻璃，其例如由大約75％的矽土(SiO₂)加Na₂O、CaO以及若干少量添加劑。然而，可將具有合適光學、電、熱和機械特性的任何材料用作襯底228。此類襯底還可包含例如其它玻璃材料、塑料和熱塑性(例如，聚(甲基丙烯酸脂)、聚本乙烯、聚碳酸脂、二甘醇單烯丙基醚碳酸鹽、SAN(苯乙烯丙烯腈共聚物)。聚(4-甲基-1-戊烯)、聚酯、聚酰胺)，或鏡面材料。如果襯底例如由玻璃形成，那么可例如通過回火、加熱或化學強化來強化襯底228。在其它實現(xiàn)方式中，不進一步強化襯底228，例如襯底未經(jīng)回火。

在一些實施方案中，襯底228為大小適合住宅或商業(yè)窗戶應用的玻璃方格。此類玻璃方格的大小可依據(jù)住宅或商業(yè)企業(yè)的特殊需要而廣泛變化。在一些實施方案中，襯底228可由建筑玻璃形成。建筑玻璃通常用于商業(yè)建筑中，但也可用于住宅建筑中，且通常(但不一定)將室內(nèi)環(huán)境與室外環(huán)境分離。在某些實施方案中，合適的建筑玻璃襯底可為至少約20英寸乘約20英寸，且可大得多，例如約80英寸乘約120英寸，或更大。建筑玻璃通常厚度至少為約2毫米(mm)，且可厚達6mm或以上。當然，電致變色裝置220可根據(jù)襯底228而按比例縮放成比建筑玻璃小或大，包含在任何或所有相應長度、寬度或厚度尺寸中。在一些實施方案中，襯底228具有在大約1mm到大約10mm的范圍內(nèi)的厚度。在一些實施方案中，襯底228可非常薄且為柔性的，例如Gorilla或Willow^TM玻璃，其各自可從紐約科寧的康寧公司購得，這些玻璃的厚度可小于1mm，厚度薄至0.3mm。

電致變色裝置220例如安置于外方格216(鄰近外部環(huán)境的方格)的襯底228的內(nèi)表面222上方。在一些其它實施方案中，例如在較冷的氣候或應用中，其中IGU 102接收較大量的直接陽光(例如，垂直于電致變色裝置220的表面)，電致變色裝置220例如安置在鄰近內(nèi)部環(huán)境的內(nèi)方格的內(nèi)表面(與體積226接界的表面)上方。在一些實施方案中，電致變色裝置220包含第一傳導層(CL)230(通常為透明的)、電致變色層(EC)232、離子傳導層(IC)234、對電極層(CE)236，以及第二傳導層(CL)238(通常為透明的)。并且，層230、232、234、236和238也統(tǒng)稱為電致變色堆疊220。

電源240可操作以將電位(V_app)施加到裝置，且在電致變色堆疊220的厚度上產(chǎn)生V_eff，并驅(qū)動電致變色裝置220從(例如)脫色或較淡狀態(tài)(例如透明、半透明或亞透明狀態(tài))向著色或較暗狀態(tài)(例如，染色、較不透明或較不亞透明狀態(tài))的轉(zhuǎn)變。在一些其它實施方案中，層230、232、234、236和238的次序可相反或以其它方式重新排序或相對襯底238重新布置。

在一些實施方案中，第一傳導層230和第二傳導層238中的一者或兩者是由無機且固體材料形成。舉例來說，第一傳導層230以及第二傳導層238可由若干不同材料制成，包含導電氧化物、薄金屬涂層、導電金屬氮化物和復合導體，以及其它合適材料。在一些實施方案中，傳導層230和238至少在其中電致變色層232展現(xiàn)電致變色的波長范圍內(nèi)大體上透明。透明的導電氧化物包含金屬氧化物和摻雜有一種或多種金屬的金屬氧化物。舉例來說，適合用作第一傳導層230或第二傳導層238的金屬氧化物以及經(jīng)摻雜金屬氧化物可包含氧化銦、氧化銦錫(ITO)、經(jīng)摻雜氧化銦、氧化錫、經(jīng)摻雜氧化錫、氧化鋅、氧化鋁鋅、經(jīng)摻雜氧化鋅、氧化釕、經(jīng)摻雜氧化釕等等。如上文所指示，第一傳導層230和第二傳導層238有時被稱為“透明傳導氧化物”(TCO)層。

在一些實施方案中，市售襯底(例如玻璃襯底)在購買時已經(jīng)含有透明傳導涂層。在一些實施方案中，此類產(chǎn)品可共用用于襯底238和傳導層230。此類玻璃襯底的實例包含以俄亥俄州托萊多市Pilkington的商標TEC Glass^TM以及賓夕法尼亞州匹茲堡市的PPGIndustries的商標SUNGATE^TM300和SUNGATE^TM500銷售的涂覆有傳導層的玻璃。具體地說，TEC Glass^TM是例如涂覆有氟化氧化錫傳導層的玻璃。

在一些實施方案中，第一傳導層230和第二傳導層238可各自通過物理氣相沉積工藝(包含例如濺鍍)來沉積。在一些實施方案中，第一傳導層230和第二傳導層238可各自具有在大約0.01μm到大約1μm的范圍內(nèi)的厚度。在一些實施方案中，通?？上Ｍ谝粋鲗?30和第二傳導層238的厚度以及下文所描述的任何或所有其它層的厚度個別地相對于給定層均勻；就是說，希望給定層的厚度是均勻的，且所述層的表面是平滑的，且大體上無缺陷或其它離子阱。

第一傳導層230和第二傳導層238的主要功能是在電致變色堆疊220的表面上，將電源240所提供的電位(例如電壓或電流源)從堆疊的外表面區(qū)擴展到堆疊的內(nèi)表面區(qū)。如所提到，由于第一傳導層230和第二傳導層238的薄層電阻，施加到電致變色裝置的電壓經(jīng)歷從外部區(qū)到內(nèi)部區(qū)的某一歐姆電位降。在所描繪的實施方案中，提供匯流條242和244，其中條242與傳導層230接觸，且匯流條244與傳導層238接觸，以提供電壓或電流源240與傳導層230和238之間的電連接。舉例來說，匯流條242可與電源240的第一(例如，正)端子246電耦合，而匯流條244可與電源240的第二(例如，負)端子248電耦合。

在一些實施方案中，IGU 102包含插入式組件250。在一些實施方案中，插入式組件250包含第一電輸入252(例如，插腳、插座，或其它電連接件或?qū)w)，其經(jīng)由例如一個或多個電線或其它電連接、組件或裝置與電源端子246電耦合。類似地，插入式組件250可包含第二電輸入254，其經(jīng)由例如一個或多個電線或其它電連接、組件或裝置與電源端子248電耦合。在一些實施方案中，第一電輸入252可與匯流條242電耦合，且從此處與第一傳導層230電耦合，而第二電輸入254可與匯流條244耦合，且從此處與第二傳導層238耦合。傳導層230和238還可通過其它常規(guī)手段以及根據(jù)下文相對于窗控制器而描述的其它手段來連接到電源240。舉例來說，如下文參看圖10所述，第一電輸入252可連接到第一電力線，而第二電輸入254可連接到第二電力線。另外，在一些實施方案中，第三電輸入256可耦合到裝置、系統(tǒng)或建筑物接地。此外，在一些實施方案中，第四電輸入258和第五電輸出260分別可用于例如窗控制器或微控制器與網(wǎng)絡控制器之間的通信。

在一些實施方案中，電致變色層232沉積或以其它方式形成于第一傳導層230上。在一些實施方案中，電致變色層232由無機且固體的材料形成。在各種實施方案中，電致變色層232可包含若干電致變色材料中的一種或多種或由其形成，包含電化學方面陰極或電化學方面陽極的材料。舉例來說，適合用作電致變色層232的金屬氧化物可包含氧化鎢(WO₃)、氧化鉬(MoO₃)、氧化鈮(Nb₂O₅)、氧化鈦(TiO₂)、氧化銅(CuO)、氧化銥(Ir₂O₃)、氧化鉻(Cr₂O₃)、氧化錳(Mn₂O₃)、氧化釩(V₂O₅)、氧化鎳(Ni₂O₃)和氧化鈷(Co₂O₃)，以及其它材料。在一些實施方案中，電致變色層232可具有在大約0.05μm到大約1μm的范圍內(nèi)的厚度。

在操作期間，響應于第一傳導層230和第二傳導層238在電致變色層232的厚度上產(chǎn)生的電壓，電致變色層232將離子傳送到對電極層236或從對電極層236交換離子，從而導致電致變色層232中的所要光學轉(zhuǎn)變，且在一些實施方案中，還導致對電極層236中的光學轉(zhuǎn)變。在一些實施方案中，適當?shù)碾娭伦兩蛯﹄姌O材料的選擇控制相關光學轉(zhuǎn)變。

在一些實施方案中，對電極層236由無機且固體的材料形成。對電極層236可通常包含在電致變色裝置220處于例如透明狀態(tài)時可充當離子庫的若干材料或材料層中的一個或多個。在一些實施方案中，對電極層236是具有與電致變色層232相反極性的第二電致變色層。舉例來說，當電致變色層232由電化學方面陰極的材料形成時，對電極層236可由電化學方面陽極的材料形成。用于對電極層236的合適材料的實例包含氧化鎳(NiO)、鎳鎢氧化物(NiWO)、鎳釩氧化物、鎳鉻氧化物、鎳鋁氧化物、鎳錳氧化物、鎳鎂氧化物、氧化鉻(Cr₂O₃)、氧化錳(MnO₂)以及普魯士藍。在一些實施方案中，對電極層236可具有在大約0.05μm到大約1μm的范圍內(nèi)的厚度。

在例如通過在電致變色堆疊220的厚度上施加適當?shù)碾娢欢鹗嫉碾娭伦兩D(zhuǎn)變期間，對電極層236將其持有的所有或一部分離子轉(zhuǎn)移到電致變色層232，從而導致電致變色層232中的光學轉(zhuǎn)變。在一些實施方案中，如例如在由NiWO形成的對電極層236的情況下，對電極層236也以其已轉(zhuǎn)移到電致變色層232的離子的損耗來光學上轉(zhuǎn)變。當將電荷從由NiWO制成的對電極層236移除(例如，將離子從對電極層236輸送到電致變色層232)時，對電極層236將在相反方向上轉(zhuǎn)變(例如，從透明狀態(tài)向變暗狀態(tài))。

在一些實施方案中，當電致變色裝置220在光學狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變時，離子傳導層234充當離子可穿過其運輸?shù)拿浇?例如，以電介質(zhì)的方式)。在一些實施方案中，離子傳導層234對電致變色層232和對電極層236的相關離子高度傳導，但也具有充分低的電子傳導性，使得在正常操作期間發(fā)生可忽略的電子轉(zhuǎn)移。具有高離子傳導性的薄離子傳導層234準許快速離子傳導，且因此準許高性能電致變色裝置220的快速切換。在裝置操作期間，電子泄露電流穿過層234。在一些實施方案中，離子傳導層234可具有在大約0.01μm到大約1μm的范圍內(nèi)的厚度。

在一些實施方案中，離子傳導層234也是無機且固體的。舉例來說，離子傳導層234可由一種或多種硅酸鹽、氧化硅、氧化鎢、氧化鉭、氧化鈮和硼酸鹽形成。氧化硅包含硅鋁氧化物。這些材料還可摻雜有不同摻雜劑，包含鋰。摻雜有鋰的氧化硅包含鋰硅鋁氧化物。

在一些其它實施方案中，電致變色層232和對電極層236彼此緊鄰形成，有時直接接觸，而不單獨沉積離子傳導層。舉例來說，在一些實施方案中，可利用在第一與第二傳導電極層之間具有界面區(qū)而不是不同的離子傳導層234的電致變色裝置.此類裝置及其制造方法在各自于2010年4月30日提交的美國專利申請序號12/772,055和12/772,075中，以及在各自于2010年6月11日提交的美國專利申請序號12/814,277和12/814,279中描述，上述四個專利申請全部標題為“ELECTROCHROMIC DEVICES”，且Zhongchun Wang等人是其發(fā)明人。這四個申請中的每一者以全文引用的方式并入本文中。

在一些實施方案中，電致變色裝置220還可包含一個或多個額外層(未圖示)，例如一個或多個無源層。舉例來說，用以改進某些光學特性的無源層可包含于電致變色裝置220中或電致變色裝置220上。用于提供防潮或防刮擦的無源層也可包含在電致變色裝置220中。舉例來說，可用抗反射或保護性氧化物或氮化物層來處理傳導層230和238。其它無源層可用來氣密密封電致變色裝置220。

另外，在一些實施方案中，電致變色堆疊220中的層中的一個或多個可含有某一量的有機材料。另外或替代地，在一些實施方案中，電致變色堆疊220中的層中的一個或多個可在一個或多個層中含有某一量的液體。另外或替代地，在一些實施方案中，可沉積或通過使用液體組份的工藝(例如，使用溶膠凝膠或化學氣相沉積的某些工藝)以其它方式形成固體狀態(tài)材料。

另外，脫色或透明狀態(tài)與著色或不透明狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變僅為可實現(xiàn)的光學或電致變色轉(zhuǎn)變的許多實例中的一個實例。除非本文(包含前面的論述)另有指定，否則每當提到脫色到不透明轉(zhuǎn)變(或到其間的中間狀態(tài)以及從其間的中間狀態(tài))時，所描述的對應裝置或工藝包含其它光學狀態(tài)轉(zhuǎn)變，例如中間狀態(tài)轉(zhuǎn)變，例如百分比傳輸(％T)到％T轉(zhuǎn)變、非反射到反射轉(zhuǎn)變(或到其間的中間狀態(tài)以及從其間的中間狀態(tài))、脫色到著色轉(zhuǎn)變(或到其間的中間狀態(tài)以及從其間的中間狀態(tài))，以及色彩到色彩轉(zhuǎn)變(或到其間的中間狀態(tài)以及從其間的中間狀態(tài))。另外，術語“脫色”可指代光學上中性的狀態(tài)，例如未著色、透明或半透明。更進一步，除非本文另有指定，電致變色轉(zhuǎn)變的“色彩”不限于任何特定波長或波長范圍。

一般來說，通過將離子可逆插入到材料中(例如，夾入)以及電荷平衡電子的對應注入來導致電致變色層232中的電致變色材料的著色或其它光學轉(zhuǎn)變。通常，負責光學轉(zhuǎn)變的離子的某一部分不可逆地束縛在電致變色材料中。所述不可逆地束縛的離子中的一些或全部可用來補償材料中的“盲電荷”。在一些實施方案中，合適的離子包含鋰離子(Li+)和氫離子(H+)(即，質(zhì)子)。然而，在一些其它實施方案中，其它離子可為合適的。將例如鋰離子夾入到氧化鎢中(WO_3-y(0<y≤～0.3))導致氧化鎢從透明(例如，脫色)狀態(tài)改變?yōu)樗{色(例如，著色)狀態(tài)。

在本文所述的特定實施方案中，電致變色裝置220在透明狀態(tài)與不透明或染色狀態(tài)之間可逆地循環(huán)。在一些實施方案中，當裝置處于透明狀態(tài)時，將電位施加到電致變色堆疊220，使得堆疊中的可用離子主要駐留在對電極層236中。當電致變色堆疊220上的電位的量值減小或其極性相反時，越過離子傳導層234將離子運輸回到電致變色層232，從而導致電致變色材料轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌该?、然而或較暗狀態(tài)。在某些實施方案中，層232和236是互補著色層；就是說，例如，當將離子轉(zhuǎn)移到對電極層中時，其不著色。類似地，當將離子從電致變色層轉(zhuǎn)移出來時或之后，其也不著色。然而，但當極性切換，或電位減小，且將離子從對電極層轉(zhuǎn)移到電致變色層中時，對電極層和電致變色層兩者均變?yōu)橹?/p>

在一些其它實施方案中，當裝置處于不透明狀態(tài)時，將電位施加到電致變色堆疊220，使得堆疊中的可用離子主要駐留在對電極層236中。在此類實施方案中，當電致變色堆疊220上的電位的量值減小或其極性相反時，越過離子傳導層234將離子運輸回到電致變色層232，從而導致電致變色材料轉(zhuǎn)變?yōu)橥该骰蜉^淺狀態(tài)。這些層也可為互補著色的。

光學轉(zhuǎn)變驅(qū)動邏輯可以許多不同的控制器配置來實現(xiàn)，且與其它控制邏輯耦合。合適的控制器設計和操作的各種實例提供于以下專利申請中，各個專利申請以全文引用的方式并入本文中：2011年3月16日提交的美國專利申請?zhí)?3/049,623；2011年3月16日提交的美國專利申請?zhí)?3/049,756；2011年3月16日提交的美國專利號8,213,074；2012年4月17日提交的美國專利申請?zhí)?3/449,235；2012年4月17日提交的美國專利申請?zhí)?3/449,248；2012年4月17日提交的美國專利申請?zhí)?3/449,251；以及2011年12月14日提交的美國專利申請?zhí)?3/326,168。以下描述和相關聯(lián)的圖(圖9和圖10)呈現(xiàn)適合實現(xiàn)本文所描述的驅(qū)動概況的某些非限制控制器設計選項。

在一些實施方案中，電輸入252和電輸入254接收、運載或傳輸補充電信號。在一些實施方案中，電輸入252及其補充電輸入254可分別直接連接到匯流條242和244，且在另一側(cè)上，連接到提供可變DC電壓(例如，符號和量值)的外部電源。所述外部電源可為窗控制器(見圖10的元件114)本身，或從建筑物傳輸?shù)酱翱刂破骰蛞云渌绞今詈系诫娸斎?52和254的電力。在此實施方案中，傳輸穿過電輸入/輸出258和260的電信號可直接連接到存儲器裝置，以允許窗控制器與存儲器裝置之間的通信。此外，在此實施方案中，輸入到電輸入256的電信號可以使得能夠遠程測量(感測)那些元件中的一個或多個的電位的方式，內(nèi)部連接或耦合(在IGU 102內(nèi))到電輸入252或254或到匯流條242或244。這可允許窗控制器補償從窗控制器到電致變色裝置220的連接線上的電壓降。

在一些實施方案中，窗控制器可立即附接(例如，在IGU 102外部，但用戶不可分)或集成在IGU 102內(nèi)。舉例來說，2011年3月16日提交且標題為“ONBOARD CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS”以Brown等人作為發(fā)明人的美國專利申請序號13/049,750(代理人案號SLDMP008)詳細描述“板上”控制器的各種實施方案。在此實施方案中，電輸入252可連接到外部DC電源的正輸出。類似地，電輸入254可連接到DC電源的負輸出。然而，如下文所述，電輸入252和254可替代地連接到外部低壓AC電源(例如，HVAC行業(yè)常見的典型24V AC變壓器)的輸出。在此實施方案中，電輸入/輸出258和260可連接到窗控制器與網(wǎng)絡控制器之間的通信總線。在此實施方案中，電輸入/輸出256可最終(例如，在電源處)與系統(tǒng)的接地(例如，保護性接地，或歐洲的PE)端子連接。

盡管圖7和8中所標繪的電壓可表達為DC電壓，但在一些實施方案中，實際上由外部電源供應的電壓為AC電壓信號。在一些其它實施方案中，將所供應的電壓信號轉(zhuǎn)換成經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的電壓信號。然而，匯流條242和244“經(jīng)歷”或供應到匯流條242和244的電壓有效地為DC電壓。通常，在端子246和248處供應的電壓振蕩在大約1Hz到1MHz的范圍內(nèi)，且在特定實施方案中，大約100kHz。在各種實施方案中，振蕩針對周期的變暗(例如，染色)和發(fā)亮(例如，脫色)部分具有不對稱的駐留時間。舉例來說，在一些實施方案中，從第一較不透明的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙^透明的狀態(tài)需要比相反轉(zhuǎn)變(就是說，從較透明的第二狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^不透明的第一狀態(tài))多的時間。如下文將描述，控制器可設計或配置為施加滿足這些要求的驅(qū)動電壓。

振蕩的所施加電壓控制允許電致變色裝置220在一個或多個狀態(tài)下操作，且向或從一個或多個狀態(tài)轉(zhuǎn)變，而無需對電致變色裝置堆疊220或?qū)D(zhuǎn)變時間作任何必要修改。相反，窗控制器可配置或設計成提供具有適當波分布的振蕩驅(qū)動電壓，從而考慮例如頻率、工作周期、平均電壓、振幅等因素，以及其它可能合適或適當?shù)囊蛩?。另外，此控制水平準許轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€結(jié)束狀態(tài)之間的全光學狀態(tài)范圍上的任何狀態(tài)。舉例來說，經(jīng)適當配置的控制器可提供連續(xù)的透射率(％T)范圍，其可調(diào)諧到結(jié)束狀態(tài)(例如，不透明和脫色結(jié)束狀態(tài))之間的任何值。

為了使用振蕩性驅(qū)動電壓將裝置驅(qū)動到中間狀態(tài)，控制器可簡單地施加適當?shù)闹虚g電壓。然而，可存在更高效的方式來達到中間光學狀態(tài)。這部分地是因為可施加高驅(qū)動電壓來達到結(jié)束狀態(tài)，但傳統(tǒng)上不施加高驅(qū)動電壓來達到中間狀態(tài)。一種用于增加電致變色裝置220達到所要中間狀態(tài)的速率的技術是首先施加適合全轉(zhuǎn)變(到結(jié)束狀態(tài))的高電壓脈沖，且接著退會到振蕩中間狀態(tài)(剛剛描述)的電壓。換句話說，可使用具有為既定最終狀態(tài)而選擇的量值和持續(xù)時間的初始低頻單一脈沖(與用以維持中間狀態(tài)的頻率相比較低)來加速所述轉(zhuǎn)變。在此初始脈沖之后，可使用較高頻的電壓振蕩來保持中間狀態(tài)持續(xù)所要的時間。

在一些實施方案中，每一IGU 102包含組件250，其“可插拔”或可容易地從IGU 102裝卸(例如，為了便于維護、制造或更換)。在一些特定實施方案中，每一插入式組件250本身包含窗控制器。就是說，在一些此類實施方案中，每一電致變色裝置220由其自己的位于插入式組件250內(nèi)的相應本地窗控制器控制。在一些其它實施方案中，窗控制器與框架218的另一部分集成，在次要密封區(qū)域中的玻璃格之間，或在體積226內(nèi)。在一些其它實施方案中，窗控制器可位于IGU 102外部。在各種實施方案中，每一窗控制器可與IGU 102傳達其控制和驅(qū)動，并且經(jīng)由一個或多個有線(例如，以太網(wǎng))網(wǎng)絡或無線(例如，WiFi)網(wǎng)絡，例如經(jīng)由有線(例如，以太網(wǎng))接口263或無線(WiFi)接口265，與其它窗控制器、網(wǎng)絡控制器、BMS或其它服務器、系統(tǒng)或裝置(例如，傳感器)通信。見圖10具有以太網(wǎng)或Wifi能力的實施方案也非常適合用于住宅房屋和其它較小規(guī)模的非商業(yè)應用中。另外，所述通信可為直接或間接的，例如經(jīng)由主控制器(例如網(wǎng)絡控制器112)與IGU 102之間的中間節(jié)點。

圖10描繪窗控制器114，其可部署為例如組件250。在一些實施方案中，窗控制器114經(jīng)由通信總線262與網(wǎng)絡控制器通信。舉例來說，可根據(jù)控制器域網(wǎng)絡(CAN)交通工具總線標準來設計通信總線262。在此些實施方案中，第一電輸入252可連接到第一電力線264，而第二電輸入254可連接到第二電力線266。在一些實施方案中，如上文所述，經(jīng)由電力線264和266發(fā)送的電力信號是互補的；就是說，其共同代表差分信號(例如，差分電壓信號)。在一些實施方案中，線268耦合到系統(tǒng)或建筑物接地(例如，地球接地)。在此些實施方案中，經(jīng)由CAN總線262(例如，微控制器274與網(wǎng)絡控制器112之間)的通信可根據(jù)CAN開放通信協(xié)議或其它合適的開放、專屬或上層通信協(xié)議，分別沿第一通信線270和第二通信線272繼續(xù)傳輸穿過電輸入/輸出258和260。在一些實施方案中，經(jīng)由通信線270和272發(fā)送的通信信號是互補的；就是說，其共同代表差分信號(例如，差分電壓信號)。

在一些實施方案中，組件250將CAN通信總線262耦合到窗控制器114中，且在特定實施方案中，耦合到微控制器274中。在一些此類實施方案中，微控制器274還經(jīng)配置以實現(xiàn)CAN開放通信協(xié)議。微控制器274還經(jīng)設計或配置(例如，編程)以結(jié)合經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的放大器或脈沖寬度調(diào)制器(PWM)276、智能邏輯278和信號調(diào)節(jié)器280來實現(xiàn)一個或多個驅(qū)動控制算法。在一些實施方案中，微控制器274經(jīng)配置以產(chǎn)生命令信號V_命令，例如以電壓信號的形式，其接著發(fā)射到PWM 276。PWM 276又基于V_命令產(chǎn)生經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的電流信號，包含第一(例如，正)分量V_PW1和第二(例如，負)分量V_PW2。接著經(jīng)由例如接口288將電力信號V_PW1和V_PW2發(fā)射到IGU 102，或更明確地說，發(fā)射到匯流條242和244，以便導致電致變色裝置220中的所要光學轉(zhuǎn)變。在一些實施方案中，PWM 276經(jīng)配置以修改經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號的工作周期，使得信號V_PW1和V_PW2中的脈沖的持續(xù)時間是不相等的：例如，PWM 276用第一60％工作周期來對V_PW1進行脈沖，且用第二40％工作周期對V_PW2進行脈沖。第一工作周期的持續(xù)時間和第二工作周期的持續(xù)時間共同代表每一電力周期的持續(xù)時間t_PWM。在一些實施方案中，PWM 276可另外或替代地修改信號脈沖V_PW1和V_PW2的量值。

在一些實施方案中，微控制器274經(jīng)配置以基于一個或多個因素或信號產(chǎn)生V_命令，例如經(jīng)由CAN總線262接收的信號以及由PWM276產(chǎn)生的電壓或電流反饋信號(分別為V_FB和I_FB)中的任一者。在一些實施方案中，微控制器274分別基于反饋信號I_FB或V_FB來確定電致變色裝置220中的電流或電壓電平，且根據(jù)一個或多個規(guī)則或算法來調(diào)整V_命令，以影響電力信號V_PW1和V_PW2的相對脈沖持續(xù)時間(例如，第一和第二工作周期的相對持續(xù)時間)和振幅的變化，以如上文所述產(chǎn)生電壓分布。另外或替代地，微控制器274還可響應于從智能邏輯278或信號調(diào)節(jié)器280接收到的信號來調(diào)整V_命令。舉例來說，調(diào)節(jié)信號V_CON可由信號調(diào)節(jié)器280響應于來自一個或多個連網(wǎng)或非連網(wǎng)裝置或傳感器的反饋而產(chǎn)生，所述連網(wǎng)或非連網(wǎng)裝置或傳感器例如為外部光電傳感器或光電檢測器282、內(nèi)部光電傳感器或光電檢測器284、熱或溫度傳感器286或染色命令信號V_TC。舉例來說，信號調(diào)節(jié)器280和V_CON的額外實施方案也在2012年4月17日提交且先前以引用的方式并入的美國專利申請序號13/449,235中描述。

在某些實施方案中，V_TC可為介于0V與10V之間的模擬電壓信號，其可由用戶(例如住戶或工作人員)使用或調(diào)整，以動態(tài)地調(diào)整IGU 102的色彩(例如，用戶可使用建筑物104的房間或區(qū)域中的類似于恒溫器的控件來精細地調(diào)整或修改房間或區(qū)域中的IGU 102的色彩)，從而將動態(tài)用戶輸入引入到微控制器274內(nèi)的邏輯中，其確定V_命令。舉例來說，當設定在0到2.5V范圍內(nèi)時，可使用V_TC來導致到5％T狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，而當設定在2.51到5V范圍內(nèi)時，可使用V_TC來導致到20％T狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，且對于例如5.1到7.5V以及7.51到10V的其它范圍，以及其它范圍和電壓實例是類似的。在一些實施方案中，信號調(diào)節(jié)器280經(jīng)由通信總線或接口290接收前面所提到的信號或其它信號。在一些實施方案中，PWM 276還基于從智能邏輯278接收到的信號V_智能產(chǎn)生V_命令。在一些實施方案中，智能邏輯278經(jīng)由通信總線(例如，集成電路間(I²C)多主串行單端計算機總線)發(fā)射V_智能。在一些其它實施方案中，智能邏輯278經(jīng)由1-WIRE裝置通信總線系統(tǒng)協(xié)議(德克薩斯州達拉斯市的達拉斯半導體公司(Dallas Semiconductor Corp.,))與存儲器裝置292通信。

在一些實施方案中，微控制器274包含處理器、芯片、卡、或板，或這些的組合，其包含用于執(zhí)行一個或多個控制功能的邏輯。微控制器274的電力和通信功能可組合在單個芯片中，例如可編程邏輯裝置(PLD)芯片或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，或類似邏輯。此類集成電路可組合將邏輯、控制和電力功能組合在單個可編程芯片中。在一個實施方案中，其中一個窗格216具有兩個電致變色裝置220(例如，在相對表面上)，或其中IGU 102包含兩個或多個窗格216，其各自包含電致變色裝置220，所述邏輯可經(jīng)配置以彼此獨立地控制兩個電致變色裝置220中的每一者。然而，在一個實施方案中，例如以協(xié)同方式控制兩個電致變色裝置220中的每一者的功能，使得每一裝置得以控制以便補充其它裝置。舉例來說，可經(jīng)由個別電致變色裝置220中的每一者的狀態(tài)的組合來控制所要水平的光傳輸、隔熱效應或其它特性。舉例來說，可將一個電致變色裝置置于著色狀態(tài)，而將另一電致變色裝置用于電阻性加熱，例如，經(jīng)由裝置的透明電極。在另一實例中，控制兩個電致變色裝置的光學狀態(tài)，使得組合透射率是所要結(jié)果。

一般來說，用來控制電致變色裝置轉(zhuǎn)變的邏輯可設計或配置在硬件和/或軟件中。換句話說，用于控制驅(qū)動電路的指令可為硬譯碼的或提供為軟件?？蛇@樣說，指令由“編程”提供。將此類編程理解為包含任何形式的邏輯，包含數(shù)字信號處理器或具有實施為硬件的特殊算法的其它裝置中的硬譯碼邏輯。也將編程理解為包含可在通用處理器上執(zhí)行的軟件或固件指令。在一些實施方案中，用于控制將電壓施加到匯流條的指令存儲在與控制器相關聯(lián)的存儲器裝置上，或經(jīng)由網(wǎng)絡提供。合適的存儲器裝置的實例包含半導體存儲器、磁性存儲器、光學存儲器等。用于控制所施加電壓的計算機程序代碼可以任何常規(guī)計算機可讀編程語言編寫，例如匯編語言、C、C++、Pascal、Fortran等。經(jīng)匯編的對象代碼或腳本由處理器執(zhí)行以實施所述程序中確定的任務。

如上文所述，在一些實施方案中，微控制器274或窗控制器114通常也可具有無線能力，例如無線控制和供電能力。舉例來說，可使用無線控制信號，例如射頻(RF)信號或紅外(IR)信號，以及無線通信協(xié)議，例如WiFi(上文提到)、藍牙、紫蜂、EnOcean等，來將指令發(fā)送到微控制器274，且供微控制器274將數(shù)據(jù)例如向外發(fā)送到其它窗控制器、網(wǎng)絡控制器112或直接發(fā)送到BMS 110。在各種實施方案中，無線通信可用于以下各項中的至少一者：編程或操作電致變色裝置220、通常從電致變色裝置220或IGU 102收集數(shù)據(jù)或接收輸入、從傳感器收集數(shù)據(jù)或接收輸入，以及將窗控制器114用作其它無線通信的中繼點。從IGU 102收集的數(shù)據(jù)還可包含計數(shù)數(shù)據(jù)，例如電致變色裝置220已被激活(循環(huán))的次數(shù)、電致變色裝置220隨著時間過去的效率，以及其它有用數(shù)據(jù)或性能度量。

窗控制器114也可具有無線電力能力。舉例來說，窗控制器可具有：一個或多個無線電力接收器，其接收來自一個或多個無線電力發(fā)射器的發(fā)射；以及發(fā)射電力發(fā)射的一個或多個無線電力發(fā)射器，從而使窗控制器114能夠無線接收電力，且將電力無線分配給電致變色裝置220。無線電力發(fā)射包含例如感應、共振感應、RF電力傳送、微波電力傳送和激光電力傳送。舉例來說，以引用的方式并入本文中的以Rozbicki為發(fā)明人，2010年12月17日提交且標題為“WIRELESS POWERED ELECTROCHROMIC WINDOWS”的美國專利申請序號12/971,576(代理人案號SLDMP003)詳細描述無線電力能力的各種實施方案。

為了實現(xiàn)所要的光學轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的電流信號，使得在電力周期的第一部分期間，正分量V_PW1供應到例如匯流條244，而在電力周期的第二部分期間，負分量V_PW2供應到例如匯流條242。

在一些情況下，取決于經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號的頻率(或相反地，持續(xù)時間)，這可導致匯流條244大體上在V_PW1的量值的由第一工作周期的持續(xù)時間與電力周期的總持續(xù)時間t_PWM的比率給出的部分處浮動。類似地，這可導致匯流條242大體上在V_PW2的量值的由第二工作周期的持續(xù)時間與電力周期的總持續(xù)時間t_PWM的比率給出的部分處浮動。以此方式，在一些實施方案中，經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號分量V_PW1和V_PW2的量值之間的差是端子246和248上，且因此電致變色裝置220上的有效DC電壓的兩倍。換句話說，在一些實施方案中，施加到匯流條244的V_PW1的部分(由第一工作周期的相對持續(xù)時間決定)與施加到匯流條242的V_PW2的部分(由第二工作周期的相對持續(xù)時間決定)使施加到電致變色裝置220的有效DC電壓V_EFF。穿過負載電磁裝置220的電流IEFF粗略地等于有效電壓VEFF除以所述負載的有效電阻(由電阻器316表示)或阻抗。

其它實施方案

盡管已用一些細節(jié)描述了前面的實施方案以促進理解，但所描述的實施方案將被視為說明性的而不是限制性的。本領域的技術人員將明白，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可實踐某些改變和修改。舉例來說，雖然參考具有平面匯流條的電致變色裝置來描述驅(qū)動概況，但其適用于任何匯流條定向，其中相反極性的匯流條分開足夠大的距離，以導致透明導體層中從一個匯流條到另一匯流條的顯著歐姆電壓降。另外，雖然已參考電致變色裝置描述了驅(qū)動概況，但其可應用于其它裝置，其中相反極性的匯流條安置在裝置的相對側(cè)。