本發(fā)明涉及用于改變窗(glazing)的至少一部分的不透明度的可切換裝置,特別涉及用于在交通工具窗中用作遮光帶的包括多個可切換區(qū)域的可切換裝置。
眾所周知,諸如汽車的機(jī)動交通工具具有層壓的擋風(fēng)玻璃。有時擋風(fēng)玻璃的上部有常常被稱為遮光帶的著色區(qū)域。在包括通過聚乙烯醇縮丁醛(pvb)層結(jié)合在一起的一對鈉鈣硅玻璃(soda-lime-silicaglass)片的常規(guī)擋風(fēng)玻璃中,遮光帶通常是pvb的著色區(qū)域,并且因此一旦擋風(fēng)玻璃已被制造,遮光帶的位置就固定了。作為結(jié)果,常常不能實(shí)現(xiàn)遮光帶的優(yōu)化位置,因?yàn)樵谝惶飚?dāng)中太陽在天空中的位置改變。此外,在不需要遮光帶的情況下,由于pvb的固定著色區(qū)域,因此不能增加通過擋風(fēng)玻璃的整體透射率。
在wo2010/032069a1中已經(jīng)提出了一種使用包括懸浮顆粒裝置的膜(spd膜)作為遮光帶的解決方案。使用高頻電壓來切換spd膜,以在spd膜中產(chǎn)生可變透射率的區(qū)域。
這種方法需要由于傳輸線的電感而增加串聯(lián)阻抗的高頻電源,有可能使得難以向spd膜進(jìn)行電力傳輸。
從wo2004/077649a2已知,使用電容器網(wǎng)絡(luò)在每個spd膜兩側(cè)施加特定量值的交流電壓以向各個spd膜供電。這種系統(tǒng)需要分離的電容器網(wǎng)絡(luò)來切換spd膜。
在wo2006/078564a2、wo2007/029215a2和wo2007/010542a1中也對spd膜控制系統(tǒng)進(jìn)行了描述。
us2013/0201549a1描述了懸浮顆粒裝置,其包括第一基板;第二基板;能夠針對電位被控制的第一電極;能夠針對與第一電極的電位不同的電位被控制的第二電極;帶電體;以及包含帶電光控顆粒和分散介質(zhì)的液體懸浮液,其中第一電極、第二電極和帶電體部署在第一基板與第二基板之間,并且液體懸浮液被密封在第一基板與第二基板之間,并且光控顆粒能夠被積聚到帶電體的外圍。
wo01/01191a1描述了具有可調(diào)節(jié)的透明度的窗戶。
本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),能夠利用可切換膜的電容性效應(yīng)來提供用于改變窗的至少一部分的不透明度的可切換裝置。
因而,本發(fā)明提供了用于改變窗的至少一部分的不透明度的可切換裝置,該可切換裝置包括與至少兩個(第一和第二)電連接器區(qū)域電連通的至少兩個(第一和第二)可切換區(qū)域,每個可切換區(qū)域包括在第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層,第一可切換區(qū)域相對于第二可切換區(qū)域布置,使得在將第一電連接器區(qū)域和第二電連接器區(qū)域連接到合適的電源時,第一可切換區(qū)域和第二可切換區(qū)域的不透明度改變,使得可切換裝置的至少兩個(第一和第二)部分具有不透明度的改變,可切換裝置的第一部分具有與可切換裝置的第二部分不同的不透明度。
根據(jù)本發(fā)明的可切換裝置可以僅利用一對電區(qū)域來改變兩個物理分離的可切換區(qū)域的不透明度。而且,根據(jù)本發(fā)明的可切換裝置能夠利用低頻電源來實(shí)現(xiàn)期望的切換行為。
在優(yōu)選實(shí)施例中,可切換裝置僅包括被配置為用于連接到合適電源的單對電連接器區(qū)域(第一電連接器區(qū)域和第二電連接器區(qū)域)。
適當(dāng)?shù)?,第一可切換區(qū)域和/或第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極是平面電極。
第一可切換區(qū)域的不透明度隨著施加在第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端的電壓變化。對于合適的高電壓,第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層的不透明度從高變?yōu)榈停?,不透明度降低,并且更多的可見光可以穿過第一可切換區(qū)域。通常,當(dāng)沒有電壓施加在第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端時,第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層的不透明度最大,即,第一可切換區(qū)域具有最低的可見光透射率并且常常被稱為“關(guān)閉”。優(yōu)選的是,當(dāng)沒有電壓施加在第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端時,第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層的不透明度最大,即,第一可切換區(qū)域具有最低的可見光透射率,并且在以合適的頻率在第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端施加合適的高電壓時,第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層的不透明度減小,即,與當(dāng)沒有電壓施加在第一可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端時相比,不透明度較低。
第二可切換區(qū)域的不透明度隨著施加在第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端的電壓變化。對于合適的高電壓,第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層的不透明度從高變?yōu)榈?,即,不透明度降低,并且更多的可見光可以穿過第一可切換區(qū)域。通常,當(dāng)沒有電壓施加在第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端時,第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層的不透明度最大,即,第二可切換區(qū)域具有最低的可見光透射率。優(yōu)選的是,當(dāng)沒有電壓施加在第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間時,第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層的不透明度最大,即,第二可切換區(qū)域具有最低的可見光透射率,并且在以合適的頻率在第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端施加合適的高電壓時,第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層的不透明度減小,即,與當(dāng)沒有電壓施加在第二可切換區(qū)域的第一電極和第二電極兩端時相比,不透明度較低。
由于每個可切換區(qū)域的第一電極和第二電極都被隔開,因此每個可切換區(qū)域的行為類似于平行板電容器并且具有相關(guān)聯(lián)的電容。照此,可切換區(qū)域可以串聯(lián)電連接和/或并聯(lián)電連接,如同每個可切換區(qū)域都是電容器一樣。
特定可切換區(qū)域的電容可以通過為電極選擇適當(dāng)?shù)闹鞅砻婷娣e而變化,尤其是當(dāng)電極是平面電極時。可替代地,可以選擇電極的間隔,尤其是當(dāng)電極是平面電極時。可替代地,可以更改電極之間的電致動的可變不透明層的介電常數(shù),尤其是當(dāng)電極是平面電極時。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域具有第一電容,并且第二可切換區(qū)域具有與第一電容不同的第二電容。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域具有第一電容,并且第二可切換區(qū)域具有與第一電容相同的第二電容。
在一些實(shí)施例中,所有至少兩個可切換區(qū)域中的每個的電容是不同的。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域和第二可切換區(qū)域的第一電極具有主表面,并且第一可切換區(qū)域的第一電極的主表面的面積與第二可切換區(qū)域的第一電極的主表面的面積不同。
優(yōu)選地,第一電連接器區(qū)域與第一可切換區(qū)域的第一電極電連通,并且第一可切換區(qū)域的第二電極與第二可切換區(qū)域的第一電極電連通,并且第二可切換區(qū)域的第二電極與第二電連接器區(qū)域電連通。
優(yōu)選地,在第一可切換區(qū)域的第二電極和第二可切換區(qū)域的第一電極之間存在直接流電連接。
優(yōu)選地,在第一電連接器區(qū)域和第一可切換區(qū)域的第一電極之間存在直接流電(galvanic)連接。
優(yōu)選地,在第二可切換區(qū)域的第二電極和第二電連接器區(qū)域之間存在直接流電連接。
在一些實(shí)施例中,第一可切換區(qū)域具有第一電容并且第二可切換區(qū)域具有與第一電容相同或不同的第二電容,另外,其中可切換裝置包括第三可切換區(qū)域,使得可切換裝置包括至少三個與第一電連接器區(qū)域和第二電連接器區(qū)域電連通的可切換區(qū)域,第三可切換區(qū)域包括在第一電極和第二電極之間的電致動的可變不透明層,該第三可切換區(qū)域具有第三電容,其中在將第一電連接器區(qū)域和第二電連接器區(qū)域連接到合適的電源時,第一、第二和第三可切換區(qū)域的不透明度改變,使得可切換裝置的至少三個(第一、第二和第三)部分具有不透明度的改變,可切換裝置的第三部分具有與第一部分和第二部分的不透明度不同的不透明度。
其中可切換裝置包括在第一電極和第二電極之間包括電致動的可變不透明層的第三可切換區(qū)域的實(shí)施例具有其它優(yōu)選特征。
優(yōu)選地,第一電容與第二電容相同,另外,其中第一部分的不透明度與第二部分的不透明度相同。
優(yōu)選地,第三電容與第一電容和第二電容相同。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域的第一電極與第一電連接器區(qū)域電連通,第二可切換區(qū)域的第一電極與第一電連接器區(qū)域和第一可切換區(qū)域的第一電極電連通,第一可切換區(qū)域的第二電極與第二可切換區(qū)域的第二電極電連通,第三可切換區(qū)域的第一電極與第一可切換區(qū)域的第二電極和第二可切換區(qū)域的第二電極電連通,并且第三可切換區(qū)域的第二電極與第二電連接器區(qū)域電連通。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域的第一電極和/或第二可切換區(qū)域的第一電極與第一電連接器區(qū)域直接電連通。
優(yōu)選地,第二可切換區(qū)域的第一電極與第一可切換區(qū)域的第一電極直接電連通。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域的第二電極與第二可切換區(qū)域的第二電極直接電連通。
優(yōu)選地,第三可切換區(qū)域的第一電極與第一可切換區(qū)域的第二電極直接電連通。
優(yōu)選地,第三可切換區(qū)域的第一電極與第二可切換區(qū)域的第二電極直接電連通。
優(yōu)選地,第三可切換區(qū)域的第二電極與第二電連接器區(qū)域直接電連通。
在存在第三可切換區(qū)域的實(shí)施例中,優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域的第一電極與第一電連接器區(qū)域電連通,第二可切換區(qū)域的第一電極與第一電連接器區(qū)域電連通,第一可切換區(qū)域的第一電極與第二可切換區(qū)域的第一電極電連通,第一可切換區(qū)域的第二電極與第三可切換區(qū)域的第一電極電連通,第三可切換區(qū)域的第二電極與第二可切換區(qū)域的第二電極電連通,第二可切換區(qū)域的第二電極與第二電連接器區(qū)域電連通,并且第三可切換區(qū)域的第二電極與第二電連接器區(qū)域電連通。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域的第一電極和/或第二可切換區(qū)域的第一電極與第一電連接器區(qū)域直接電連通。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域的第一電極與第二可切換區(qū)域的第一電極直接電連通。
優(yōu)選地,第一可切換區(qū)域的第二電極與第三可切換區(qū)域的第一電極直接電連通。
優(yōu)選地,第三可切換區(qū)域的第二電極與第二可切換區(qū)域的第二電極直接電連通。
優(yōu)選地,第二可切換區(qū)域的第二電極與第二電連接器區(qū)域直接電連通。
優(yōu)選地,第三可切換區(qū)域的第二電極與第二電連接器區(qū)域直接電連通。
在一般意義上,能夠依據(jù)串聯(lián)電連接并且與第一電連接器區(qū)域和第二電連接器區(qū)域電連通的多個分支來限定根據(jù)本發(fā)明的可切換裝置。一般而言,可切換裝置有b個分支。每個分支b具有與兩個節(jié)點(diǎn)n和m電連通的總共r個可切換區(qū)域,在相應(yīng)分支的每個端部處存在一個節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)n與第一電連接器區(qū)域電連通,而節(jié)點(diǎn)m與第二電連接器區(qū)域電連通。每個節(jié)點(diǎn)可以是沿著將相應(yīng)節(jié)點(diǎn)電連接到相應(yīng)電連接器區(qū)域的路徑的虛構(gòu)點(diǎn)。
在每個分支b內(nèi)有i個臂,每個臂與相應(yīng)分支的節(jié)點(diǎn)n、m電連通。照此,每個分支中的i個臂并聯(lián)電連接。
每個單獨(dú)的臂i具有串聯(lián)連接的s個可切換區(qū)域和并聯(lián)連接的p個可切換區(qū)域。照此,臂中的可切換區(qū)域的總數(shù)為s+p。給定分支有i個臂,r可以寫成:
因此,可切換裝置的可切換區(qū)域st的總數(shù)由下式給出:
因此,可切換裝置中的可切換區(qū)域的總數(shù)可以表示為:
具有i個臂的特定分支j可以表示為:
為了識別每個可切換區(qū)域,在第j個分支b中,第i個臂i可以表示為:
因此,可切換裝置可以被表示為
其中
bjskii在第j個分支b中的第i個臂i中串(8)
聯(lián)連接的第k個可切換區(qū)域s
bjpmii在第j個分支b中的第i個臂i中并(9)
聯(lián)連接的第m個可切換區(qū)域p
在本發(fā)明的最簡單的實(shí)施例中,可切換裝置僅包括串聯(lián)電連接的兩個可切換區(qū)域,其中第一可切換區(qū)域具有第一電容,并且第二可切換區(qū)域具有與第一電容不同的第二電容。依據(jù)上面的等式(1)至(9),在這個實(shí)施例中,b=1,i=1,r=s=2并且p=0。根據(jù)等式(7),這種配置中的臂可以表示為i11,并且根據(jù)等式(8),串聯(lián)電連接的兩個可切換區(qū)域可以表示為1s11和1s21。根據(jù)等式(6),可切換裝置可以表示為sd=1s11+1s21,其中1s11≠1s21。
在一些實(shí)施例中,b=1。
在一些實(shí)施例中,b=1,i=1,s>2并且p=0。
在b=i=1并且p=0的實(shí)施例中,每個可切換區(qū)域的不透明度主要由可切換區(qū)域本身的電容確定。如果期望不使用任何外部電容器,那么可以更改可切換區(qū)域的尺寸以改變其電容。其它因素可以變化以更改可切換區(qū)域的電容,例如,對于特定的可切換區(qū)域,第一電極與第二電極的間隔可以更改,尤其是當(dāng)?shù)谝浑姌O和第二電極是平面電極時??商娲?,可以改變電極之間的層的介電常數(shù)。
在具有兩個或更多個臂的給定分支中,為了創(chuàng)建兩個或更多個不同的不透明區(qū)域,優(yōu)選的是在每個臂中具有不同數(shù)量的可切換區(qū)域,相應(yīng)臂中的每個可切換區(qū)域都具有相同或基本上相同的電容。
在當(dāng)b>=1并且i>=2的實(shí)施例中,每個臂都可以具有不同數(shù)量的可切換區(qū)域。
在i>=2的實(shí)施例中,可切換裝置可以被布置成使得臂依次具有比先前的臂漸進(jìn)更多或漸進(jìn)更少的可切換區(qū)域,使得產(chǎn)生分級的不透明度。第一臂可以僅具有一個可切換區(qū)域,并且后續(xù)的臂各自具有漸進(jìn)增加的數(shù)量的可切換區(qū)域。
可以選擇臂中的可切換區(qū)域的數(shù)量以提供期望的不透明度。例如,對于具有兩個或更多個臂的分支,在p=0并且s=1的臂中,然后對于電極兩端的給定輸入電壓,可切換區(qū)域能夠完全切換成具有最低水平的不透明度,即,omin。對于期望具有2×omin的不透明度的臂,通過參考用于可切換區(qū)域的電壓/不透明度圖,能夠確定要實(shí)現(xiàn)期望的不透明度水平所需的平面電極兩端的電壓。如果輸入電壓vmax產(chǎn)生不透明度omin,那么,為了獲得2×omin的不透明度,可能需要大約1/2vmax的輸入電壓。假設(shè)相等電容的區(qū)域,具有相同電容的兩個可切換區(qū)域的臂提供期望的不透明度,即,對于vmax的輸入電壓為2×omin。臂中的可切換區(qū)域的不透明度可以通過具有不同的電容而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
可以為特定的應(yīng)用選擇分支b、臂i和可切換區(qū)域s、p的數(shù)量。
在實(shí)踐中,可能難以具有有著窄寬度的可切換區(qū)域,因此可能必需在單個膜上構(gòu)造多個可切換區(qū)域,并且然后以提供多個可切換區(qū)域的方式來切割膜。
在一些實(shí)施例中,b=1,i=2,臂i11具有s=2和p=0,而臂i21具有s=1和p=0。
在一些實(shí)施例中,b=2并且在分支b1中存在兩個臂(i=2),其中臂i11具有s=1和p=0,而臂i21具有s=1和p=0,并且在分支b2中存在一個臂(i=1),其中在臂i12中s=1且p=0。
在一些實(shí)施例中,b>=1,i>=2,i11具有s>=2和p>=0并且i21具有s=>1和p>=0。
在一些實(shí)施例中,b>=2,其中在b1中存在兩個或更多個臂并且i11具有s>=1和p>=0并且臂i21具有s>=1且p>=0,并且其中在b2中存在一個或更多個臂,每個臂都具有s>=1和p>=0。
在一些實(shí)施例中,b>=1并且在分支b1中存在三個或更多個臂,其中在臂i11中s>=z且p>=0,在臂i21中s>=(z-1)且p>=0,并且在臂i31中s>=z-2,z至少為3。
在一些實(shí)施例中,b>=1其中在分支b1中存在三個或更多個臂,并且其中在臂i11中s=1且p>=0中,在臂i21中s>=2且p>=0,并且在臂i31中s>=3。
在一些實(shí)施例中,每個相應(yīng)的可切換區(qū)域的每對電極兩端的電壓主要或僅由可切換區(qū)域的電容確定。
在一些實(shí)施例中,可切換區(qū)域中的至少一個包括懸浮顆粒裝置或液晶。優(yōu)選地,所有可切換區(qū)域都包括懸浮顆粒裝置或液晶。
在優(yōu)選實(shí)施例中,第一可切換部分和第二可切換部分的不透明度通過將合適的電源連接到僅第一電連接器區(qū)域和第二電連接器區(qū)域而是可改變的。
在一些實(shí)施例中,合適的電源可以是可變電源,使得輸出電壓的量值是可變的和/或輸出電壓的頻率是可變的。適當(dāng)?shù)?,電源?0hz至500hz的頻率范圍內(nèi)可操作。
在一些實(shí)施例中,第一電連接器區(qū)域被配置為連接到第一外部連接器區(qū)域和/或第二電連接器區(qū)域被配置為連接到第二外部連接器區(qū)域,第一外部連接器區(qū)域和/或第二外部連接器區(qū)域被配置為與合適的電源電連通。例如,第一外部連接器區(qū)域可以是通過夾合動作或插座/插頭配合動作和第一電連接器區(qū)域接合的連接器。
根據(jù)本發(fā)明的可切換裝置可以結(jié)合在窗中,窗包括根據(jù)本發(fā)明的可切換窗裝置和至少一個窗材料片(第一窗材料片),其中可切換裝置布置成面向所述窗材料片的主表面,使得在連接第一電連接器區(qū)域和第二電連接器區(qū)域時,當(dāng)從所述窗材料片的主表面的方向上觀看時,可切換裝置的兩個部分為窗提供具有不同不透明度的至少兩個區(qū)域。
優(yōu)選地,第一窗材料片包括至少一片玻璃,更優(yōu)選地是鈉鈣硅玻璃。
優(yōu)選地,可切換裝置位于第一窗材料片和第二窗材料片之間。優(yōu)選地,在第一窗材料片和第二窗材料片之間存在至少一個腔體,并且可切換裝置位于該腔體中。
優(yōu)選地,可切換裝置通過包括至少一片粘合劑夾層材料的夾層結(jié)構(gòu)結(jié)合到第一窗材料片的主表面。合適的粘合劑夾層是聚乙烯醇縮丁醛(polyvinylbutyral)、乙烯乙酸乙烯酯共聚物(ethylenevinylacetatecopolymer)、聚氨酯(polyurethane)、聚氯乙烯(polyvinylchloride)以及乙烯和甲基丙烯酸的共聚物(copolymersofethyleneandmethacrylicacid)。優(yōu)選地,第二窗材料片通過夾層結(jié)構(gòu)接合到第一窗材料片。
優(yōu)選地,窗是用于交通工具的窗戶或用于建筑物的窗戶的一部分。
作為窗的一部分,第一電連接器區(qū)域和/或第二電連接器區(qū)域可以與第一窗材料片物理分離。例如,第一電連接器區(qū)域和/或第二電連接器區(qū)域可以包括導(dǎo)線,導(dǎo)線的端部可連接到合適的電源。
現(xiàn)在將參考以下附圖(未按比例)僅通過示例方式來描述本發(fā)明的實(shí)施例,其中:
圖1示出了懸浮顆粒裝置膜的截面視圖;
圖2示出了在電壓施加到平面電極的情況下通過懸浮顆粒裝置膜的光透射率的變化;
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的可切換裝置的示意性平面視圖表示;
圖4示出了表示圖3中所示的可切換裝置的電路圖;
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置的示意性表示;
圖6示出了表示圖5中所示的可切換裝置的電路圖;
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置的示意性表示;
圖8示出了表示圖7中所示的可切換裝置的電路圖;
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置的示意性表示;
圖10示出了表示圖9中所示的可切換裝置的電路圖;
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置的示意性表示;
圖12示出了表示圖9中所示的可切換裝置的電路圖;
圖13示出了結(jié)合了在圖11中所示的可切換裝置的窗的一部分的平面圖;
圖14示出了圖13中所示的窗的截面視圖;
圖15示出了圖13中所示的窗的分解截面視圖;
圖16示出了表示根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置的電路圖;
圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置,其電路圖表示在圖16中示出;
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置;
圖19示出了圖9中所示的可切換裝置的等距透視表示;
圖20示出了圖7中所示的可切換裝置的等距透視表示;
圖21示出了圖7中所示的可切換裝置的替代配置的等距透視表示;
圖22示出了構(gòu)造圖7中所示的可切換裝置的替代方式;
圖23示出了具有到電極的直接流電連接的懸浮顆粒裝置膜;
圖24示出了具有電容性地耦合到懸浮顆粒裝置膜的電極的導(dǎo)電涂層的兩個電連接器區(qū)域的懸浮顆粒裝置膜;
圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置;以及
圖26示出了圖25中所示的可切換裝置的電路圖表示。
圖1示出了懸浮顆粒裝置(spd)膜1的截面視圖。spd膜1包括第一片聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)3和第二層pet5。在pet片3的一個主表面上的是氧化銦錫(ito)的導(dǎo)電涂層7。在pet片5的一個主表面上的是ito的導(dǎo)電涂層9。每個ito涂層7、9和相應(yīng)pet片3、5的主表面共同延伸。
spd膜1包括懸浮在液體懸浮介質(zhì)中的多個顆粒,這些顆粒保持在層11內(nèi)。層11通常是聚合物介質(zhì)。層11與ito涂層7、9接觸并粘附到ito涂層7、9。
pet片3上的ito涂層7是第一平面電極13。pet片5上的ito涂層9是第二平面電極15。
通過將相應(yīng)平面電極13、15的ito涂層7、9適當(dāng)?shù)剡B接到合適的電源,可以在層11兩側(cè)施加電場。這可以通過到ito涂層的直接流電連接來實(shí)現(xiàn),例如第一母線可以具有與ito涂層7的直接流電連接,并且另一個母線(即,第二母線)可以具有與ito涂層9的直接流電連接。
已知的還有使用遠(yuǎn)程電連接來電容性地耦合到ito涂層,參見wo2010/032070a1。
不管到相應(yīng)ito涂層的電連接是直接流電還是遠(yuǎn)程(或者其組合),通過使ito涂層7、9與合適的電源(例如,具有120vrms和50hz頻率的正弦變化電壓)電連通,層11的不透明度都會改變。
在替代構(gòu)造中,spd膜可以使平面電極13和/或平面電極15的朝向反轉(zhuǎn),使得相應(yīng)電極的pet片在相應(yīng)的ito涂層和層11之間。
關(guān)于圖23和圖24更詳細(xì)地描述直接流電連接和遠(yuǎn)程連接。
圖2示出了具有633nm波長并穿過圖1中所示的類型的spd膜的光束的透射率如何隨著在ito涂層7、9兩側(cè)的電壓的量值而變化。
軸21表示透射通過spd膜1的、具有633nm波長的光(t)的百分比。軸23表示在spd膜1的ito涂層7、9兩側(cè)施加的50hz正弦變化電壓的量值(rms)。
例如,當(dāng)沒有電壓施加在ito涂層7、9兩側(cè)時,t為大約1%,即,入射在spd膜上的633nm的光中僅有1%穿過spd膜。不透明度(o)被定義為100-透射率,即,100-t,因此,當(dāng)沒有電壓施加在ito涂層7、9兩側(cè)時,不透明度o為(100-1)=99%。
當(dāng)施加在ito涂層7、9兩側(cè)的電壓的量值為60v時,t為大約35%,即,入射在spd膜上的633nm的光中的35%穿過spd膜。因此,在60v的施加電壓下,spd膜的不透明度為(100-35)=65%。
當(dāng)施加在ito涂層7、9兩側(cè)的電壓的量值為120v時,t為大約50%并且spd膜的不透明度為50%。
增加施加在ito涂層7、9兩側(cè)的電壓的量值超過120v對透射率有很少或沒有改變(并且因此不透明度o保持恒定)。
根據(jù)圖2明顯的是,對于單個spd膜,依賴于施加在ito涂層7、9兩側(cè)的電壓的量值,通過spd膜的光透射率的范圍(或不透明度)是能夠?qū)崿F(xiàn)的。
圖2是通過具有特定厚度和層11中的吸光粒子的特定濃度的spd膜的光透射率的表示。改變spd膜的厚度和/或?qū)?1中的吸光粒子的濃度可以影響最小不透明度水平,即,多少光透射通過spd膜,但是曲線的大致形狀將是相似的。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的可切換裝置30的示意性平面視圖表示。
可切換裝置30被示出為面向玻璃板40(僅示意性地示出)。可切換裝置30可以附接到玻璃板的主表面??汕袚Q裝置可以是層壓在兩個或更多個玻璃板之間的夾層結(jié)構(gòu)的一部分。
已知,當(dāng)將spd膜層壓在一對玻璃片之間時,將spd膜定位在第一片粘合劑夾層材料(諸如聚乙烯醇縮丁醛、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚氨酯等)的切口(cutout)區(qū)域中,然后將具有spd膜結(jié)合在其中的第一片粘合劑夾層材料定位在第二片粘合劑夾層材料和第三片粘合劑夾層材料之間。每片粘合劑夾層材料都可以是相同或不同的材料。
可替代地,可切換裝置30可以定位在絕緣窗單元的腔體內(nèi)部,該絕緣窗單元諸如包括由至少一個周界密封件隔開(由此形成所述腔體)的兩個玻璃片的雙層玻璃絕緣窗單元。
可切換裝置30包括第一spd膜31和第二spd膜41。每個spd膜31、41如關(guān)于圖1所描述的。為了清楚起見,每個spd膜31、41的電極被示出為略微偏移,但是,在實(shí)際的可切換裝置中,電極33和電極35共同延伸,并且電極43和電極45共同延伸。
第一spd膜31與第二spd膜41物理分離,但與其電連通。
第一spd膜31和第二spd膜41共面。假定玻璃板40可以在一個或多個方向上彎曲,那么第一spd膜31和第二spd膜41可以跟隨彎曲玻璃板的曲率半徑。
spd膜31具有第一電極33和第二電極35。在電極33、35之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。
spd膜41具有第一電極43和第二電極45。在電極43、45之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。
spd膜31、41是能夠當(dāng)在每個spd膜的相應(yīng)電極兩側(cè)施加合適電壓時改變對可見光的不透明度的可切換區(qū)域。
spd膜31的第二電極35具有到第一電連接器區(qū)域37的直接流電連接。spd膜41的第二電極45具有到第二電連接器區(qū)域47的直接流電連接。
spd膜31的第一電極33具有到spd膜41的第一電極43的直接流電連接36。作為替代,spd膜31的第一電極33可以具有到spd膜41的第二電極45的直接流電連接。在這種情況下,spd膜41的第一電極43則將具有到第二電連接器區(qū)域47的直接流電連接。
雖然spd膜31、41是參考圖1所描述的,但是spd膜31與spd膜41相比具有更大的表面面積。在這個示例中,spd膜31的主表面的面積是spd膜41的主表面的面積的兩倍。將每個spd膜31、41看作平行板電容器,其電容由
第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47經(jīng)由合適的引線38、48與合適的ac電源49電連通。
第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47可以在玻璃板40的主表面中的一個上??商娲?,第一電連接器區(qū)域37可以在玻璃板40的一個主表面上,而第二電連接器區(qū)域可以在玻璃板40的相對的主表面上。第一電連接器區(qū)域37和/或第二電連接器區(qū)域47可以位于玻璃板40的邊緣部分處。
圖4示出了表示圖3中所示的可切換裝置的電路圖。兩個spd膜可以被表示為串聯(lián)電連接的兩個電容器31’和41’(spd膜31對應(yīng)于電容器31’,spd膜41對應(yīng)于電容器41’)。假定電容器31’和41’串聯(lián)電連接,那么每個電容器31’、41’上的電荷是相同的。假定電容器31’的電容是電容器41’的電容的兩倍,并且由于c=q/v,因此電容器31’兩端的電壓降是電容器41’兩端的電壓降的一半。假設(shè)將50hz的120v的輸入電壓施加在第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47兩端,那么spd膜31兩側(cè)的電壓降將為40v,并且spd膜41兩側(cè)的電壓降將為80v。
參考圖2,spd膜41已經(jīng)變得比spd膜31更加透射(具有更低的不透明度),即,當(dāng)電連接器區(qū)域37、47連接到50hz的120v的電源時,spd膜31將比spd膜41更暗。
如參考圖2明顯的是,在將第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47連接到合適的ac電源49的端子之前,spd膜31、41都處于高不透明度(低透光)狀態(tài)。在將第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47連接到合適的ac電源49的端子時,每個spd膜31、41的不透明度減小(通過每個spd膜31、41的光的透射率大于當(dāng)?shù)谝浑娺B接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47沒有電連接到合適的ac電源49的端子時的透射率)并且spd膜41已經(jīng)變得比spd膜31更透射(具有更低的不透明度),即,spd膜31比spd膜41暗。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個可切換裝置50??汕袚Q裝置50與可切換裝置30的相似之處在于,存在與spd膜41串聯(lián)電連接的spd膜31。
可切換裝置50還具有第三spd膜51。spd膜51具有第一電極53和第二電極55。在電極53、55之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。
與其中可切換裝置30具有由spd膜31和41提供的兩個可切換區(qū)域的圖3相反,可切換裝置50具有由spd膜31、41和51提供的三個可切換區(qū)域。spd膜31、41、51中的每個都物理地彼此分離,但是在假定電特性不受影響(即,spd膜31、41、51各自起作用,就好像與其它spd膜物理地分離一樣)的情況下,它們可以被布置成使得其邊緣區(qū)域接觸,。
spd膜41的第二電極45具有到spd膜51的第二電極55的直接流電連接56。spd膜51的第一電極53具有到電連接器區(qū)域47的直接流電連接。
如關(guān)于圖3所描述的,spd膜31的電極33、35具有spd膜41的電極的兩倍的表面面積,因此spd膜31的電容是spd膜41的電容的兩倍。spd膜41的電極43、45具有spd膜51的電極53、55的兩倍的表面面積,因此spd膜41的電容是spd膜51的電容的兩倍。
參考圖6,可切換裝置50可以被表示為串聯(lián)地電連接在第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47之間的三個電容器。如果spd膜51(電容器51’)的電容被表示為c,那么spd膜41(電容器41’)的電容為2c,并且spd膜31(電容器31’)的電容為4c。假定串聯(lián)電連接的每個電容器上的電荷相同,那么就能夠確定每個電容器兩端的電壓降。對于跨第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47之間的50hz的120v的輸入電壓,spd膜31兩側(cè)的電壓為17.14v,spd膜41兩側(cè)的電壓為34.28v,并且spd膜51兩側(cè)的電壓為68.57v。
能夠使用圖2來確定可切換裝置50中的每個spd膜31、41、51的不透明度。假定spd膜51具有電極兩端的最高的電壓降,那么spd膜51將具有比spd膜41或spd膜31更高的可見光透射率。假定spd膜31具有電極兩端的最低的電壓降,那么spd膜31將具有比spd膜41或spd膜51更低的可見光透射率。
很顯然的是,通過更改電連接器區(qū)域37、47兩端的輸入電壓的量值,可以進(jìn)一步改變spd膜31、41、51的不透明度。例如,對于電連接器區(qū)域37、47兩端的較高輸入電壓,spd膜31、41、51的不透明度將被減小,因?yàn)槿齻€spd膜兩側(cè)的電壓降將更高。
如果使用具有太高量值電壓的電源,那么所有spd膜都可以切換到最小的不透明度,由此防止可切換裝置根據(jù)本發(fā)明起作用。
很顯然的是,附加的spd膜可以串聯(lián)電連接。通過更改附加spd膜的電容,例如通過更改spd膜的尺寸,即,通過切割spd膜,所有spd膜的不透明度都會改變。這可以通過使用更高的輸入電壓來補(bǔ)償以在每個spd膜中獲得期望的不透明度。
本發(fā)明的另一個實(shí)施例在圖7中示出。
圖7示出了可切換裝置60,其包括三個參考圖1所述的類型的spd膜條帶61、71、81。如對于圖3和5,僅僅為了清楚起見,每個spd膜的平面電極被示為偏移。
spd膜條帶61、71、81可以是共面的。
spd膜條帶61、71、81物理分離。
存在具有第一電極63和第二電極65的第一spd膜條帶61。在電極63、65之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。
存在具有第一電極73和第二電極75的第二spd膜條帶71。在電極73、75之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。
存在具有第一電極83和第二電極85的第三spd膜條帶81。在電極83、85之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。
spd膜條帶61、71、81是可切換區(qū)域,其能夠當(dāng)在相應(yīng)電極兩端施加合適的電壓時改變對可見光的不透明度。
可切換裝置60具有第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47。第二電極65、75與第一電連接器區(qū)域37電連通。在本示例中,第二電極65、75具有到第一電連接器區(qū)域37的直接流電連接。
第一電極63、73與第一電極83電連通。在這個示例中,第一電極63、73具有到第一電極83的直接流電連接。第二電極85與第二電連接器區(qū)域47電連通。在這個示例中,第二電極85具有到第二電連接器區(qū)域47的直接流電連接。
每個spd膜條帶61、71、81都具有相同的尺寸,使得每個spd膜條帶61、71、81的電容都相同。在這個示例中,每個spd膜條帶61、71、81的主表面概括地說是矩形的,長度為50cm并且寬度為2cm。
合適的電源49被配置為用于連接到第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47。電源生成在50hz具有120v的峰到峰的量值的正弦輸出。
在將電源49連接到第一電連接器區(qū)域和第二電連接器區(qū)域時,spd膜條帶61、71、81的不透明度如參考圖2所述的那樣改變。圖8用來確定每個spd膜條帶61、71、81的兩側(cè)的電壓。
圖8示出了可切換裝置60的電路圖表示。每個spd膜條帶61、71、81分別由電容器61’、71’、81’表示。
該電路圖具有兩個分支67、69。第一分支67在節(jié)點(diǎn)74、76之間。第二分支在節(jié)點(diǎn)76、78之間。節(jié)點(diǎn)74具有到第一電連接器區(qū)域37的直接流電連接,并且節(jié)點(diǎn)78具有到第二電連接器區(qū)域47的直接流電連接。
分支67中的電容器61’、71’在第一分支中并聯(lián)連接。照此,第個分支由兩個臂組成。第一臂由單個電容器61’組成,并且第二臂由單個電容器71’組成。第二分支具有由單個電容器81’組成的單個臂。
因此,根據(jù)等式(4),第一分支67可以表示為
由于每個spd膜條帶61、71、81具有相同的電容(=c),因此每個電容器61’、71’、81’具有相同的電容。因此能夠確定每個分支兩端的電壓。
分支67的等效電容為2c。因此,對于第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47兩端的120v的輸入電壓,分支67兩端的電壓為40v并且分支69兩端的電壓為80v。
作為兩個分支上的這種電壓差的結(jié)果,并且參考圖2,spd膜條帶61、71將具有比spd膜條帶81更少的透射率增加。即,每個spd膜條帶61、71、81的不透明度都改變,但是spd膜條帶81具有比spd膜條帶61、71更低的對于可見光的不透明度(因?yàn)榉种?9兩端的電壓更高)。
假定分支兩端的最大電壓僅為80v,那么不透明度還沒有降低到最低值(參考圖2,最低不透明度為大約50%,而對于80v的輸入電壓,不透明度為大約(100-44)≈56%)。為了降低不透明度,可以增加電源電壓的量值。在上面的示例中,電源的量值將需要為180v,以便在分支69兩端實(shí)現(xiàn)120v(在分支67兩端具有對應(yīng)的60v)。
因此,可切換裝置60具有三個可切換區(qū)域,其中每個可切換區(qū)域在連接到合適的電源時具有不透明度的改變。
圖9示出了另一個可切換裝置90,其包括三個參考圖1所述的類型的spd膜條帶61、71、81。如對于圖3和5,僅僅為了清楚起見,每個spd膜的平面電極被示出為偏移。spd膜條帶61、71、81與先前示例中的并且示出在圖7中的相同,但是在圖9中,在可切換裝置90中spd膜條帶61、71、81被不同地電連接。
第一spd膜條帶61具有第一電極63和第二電極65。電極63、65之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。第二spd膜條帶71具有第一電極73和第二電極75。在電極73、75之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。第三spd膜條帶81具有第一電極83和第二電極85。在電極83、85之間是包括懸浮顆粒的層(未示出)。
可切換裝置90具有第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47。第二電極65與第一電連接器區(qū)域37電連通。第一電極63與第一電極73電連通。第二電極75與第二電連接器區(qū)域47電連通。
第一電極83與第一電連接器區(qū)域37電連通。第二電極85與第二電連接器區(qū)域47電連通。
在圖9中所示的示例中,所有電連接都是直接流電連接。
合適的電源49被配置為用于連接到第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47。電源生成在50hz的具有120v的峰到峰電壓的正弦輸出。
在將電源49連接到第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47時,spd膜條帶61、71、81的不透明度如參考圖2和圖10所述的那樣改變。
圖10示出了可切換裝置90的電路圖表示。每個spd膜條帶61、71、81分別由電容器61’、71’、81’表示。
該電路圖具有在節(jié)點(diǎn)94、96之間的一個分支92。節(jié)點(diǎn)94具有與第一電連接器區(qū)域37的直接流電連接,而節(jié)點(diǎn)96具有與第二電連接器區(qū)域47的直接流電連接。
分支92有兩個臂。第一臂具有串聯(lián)電連接的電容器61’、71’。第二臂由單個電容器81’組成。
因此,根據(jù)等式(4),分支92可以表示為
由于每個spd膜條帶61、71、81都具有相同的電容(=c),因此每個電容器61’、71’、81’都具有相同的電容。因此能夠確定每個電容器(并且因此每個可切換區(qū)域61、71、81)兩端的電壓。
第一臂(電容器61’和電容器71’串聯(lián)電連接)的等效電容為1/2c。
對于第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47兩端的120v的輸入電壓,每個電容器61’、71’兩端的電壓為60v,并且電容器81’兩端的電壓為120v。
作為分支兩端的這種電壓的結(jié)果,并且參考圖2,spd膜條帶61、71將具有比spd膜條帶81更少的透射率增加。即,每個spd膜條帶61、71、81的不透明度都改變,但是spd膜條帶81具有比spd膜條帶61、71更低的對于可見光的不透明度。
參考圖2,對于120v的輸入電壓,spd膜條帶81能夠獲得最低的不透明度(最高透射率),而spd膜條帶61、71兩端的電壓僅為60v,使得不透明度為大約(100-35)≈65%。
因此,可切換裝置90具有三個可切換區(qū)域,其中每個可切換區(qū)域在連接到合適的電源時具有不透明度的改變。
圖11示出了另一個可切換裝置100,其包括形式為分離的spd膜條帶101、111、121、131、141和151的六個可切換區(qū)域??汕袚Q裝置100被示出為包括窗材料片109的窗的一部分(僅示意性地示出)??汕袚Q裝置100面向所述窗材料片109的主表面。
每個spd膜條帶101、111、121、131、141和151都具有如圖1中所示的結(jié)構(gòu)。即,每個spd膜條帶都具有第一電極和第二電極,兩者之間是包括懸浮顆粒的可變不透明層。
第一spd膜條帶101具有第一電極103和第二電極105,其中包括懸浮顆粒的層107在第一電極103和第二電極105之間。
第二spd膜條帶111具有第一電極113和第二電極115,其中包括懸浮顆粒的層117在第一電極113和第二電極115之間。
第三spd膜條帶121具有第一電極123和第二電極125,其中包括懸浮顆粒的層127在第一電極123和第二電極125之間。
第四spd膜條帶131具有第一電極133和第二電極135,其中包括懸浮顆粒的層137在第一電極133和第二電極135之間。
第五spd膜條帶141具有第一電極143和第二電極145,其中包括懸浮顆粒的層147在第一電極143和第二電極145之間。
第六spd膜條帶151具有第一電極153和第二電極155,其中包括懸浮顆粒的層157在第一電極153和第二電極155之間。
每個spd膜條帶101、111、121、131、141、151被配置為具有相同的電容。這可以通過使用具有相同長度和寬度以及相同電極間距的spd膜條帶來實(shí)現(xiàn)。這通過從大的spd膜的“母片”切割出多個條帶來方便地實(shí)現(xiàn)。在這個示例中,每個spd膜條帶具有50cm的長度和2cm的寬度。
在圖11中,每個spd膜條帶以截面示出,并且僅示出了相應(yīng)電極的導(dǎo)電ito涂層。如圖1中所示,ito的導(dǎo)電涂層在充當(dāng)ito涂層的載體的pet片的主表面上。
圖12示出了可切換裝置100的電路圖表示。
參考圖11和12,可切換裝置100包括一個分支102和三個臂104、106和108。
在第一臂104中,spd膜101的電極103與第一電連接器區(qū)域37電連通。在這個示例中,在電極103和電連接器區(qū)域37之間存在直接流電連接。
spd膜101的電極105與spd膜111的電極113電連通。在這個示例中,在電極105和電極113之間存在直接流電連接。
spd111的電極115與spd膜121的電極123電連通。在這個示例中,在電極115和電極123之間存在直接流電連接。
spd膜121的電極125與第二電連接器區(qū)域47電連通。在這個示例中,在電極125和第二電連接器區(qū)域47之間存在直接流電連接。
在第二臂106中,spd膜131的電極133與第一電連接器區(qū)域37(并且因此與spd膜101的電極103)電連通。在這個示例中,在電極133和第一電連接器區(qū)域37之間存在直接流電連接。
spd膜131的電極135與spd膜141的電極143電連通。在這個示例中,在電極135和電極143之間存在直接流電連接。
spd膜141的電極145與第二電連接器區(qū)域47(并且因此與spd膜121的電極125)電連通。在這個示例中,在電極145和第二電連接器區(qū)域47之間存在直接流電連接。
在第三臂108中,spd膜151的電極153與第一電連接器區(qū)域37(并且因此與spd膜101的電極103和spd膜131的電極133)電連通。在這個示例中,在電極153和第一電連接器區(qū)域37之間存在直接流電連接。
spd膜151的電極155與第二電連接器區(qū)域47(并且因此與spd膜121的電極125和spd膜141的電極145)電連通。在這個示例中,在電極155和第二電連接器區(qū)域47之間存在直接流電連接。
在將第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47連接到合適的電源49(例如交流電壓,尤其是具有120-240v的量值和50-60hz的頻率的正弦變化電壓)時,臂104、106、108中spd膜的不透明度改變,如將特別參考圖12更詳細(xì)地描述的。
圖12示出了表示可切換裝置100的電路圖。
可切換裝置100具有一個分支102和三個臂104、106和108。第一臂104在節(jié)點(diǎn)120和122之間,第二臂106在節(jié)點(diǎn)130和132之間,并且第三臂108在節(jié)點(diǎn)140和142之間。每個節(jié)點(diǎn)120、130、140都具有到第一電連接器區(qū)域37的直接流電連接,并且每個節(jié)點(diǎn)122、132、142具有到第二電連接器區(qū)域47的直接流電連接。
每個spd膜101、111、121、131、141、151分別由電容器101’、111’、121’、131’、141’、151’表示。
第一臂104具有串聯(lián)電連接的電容器101’、111’和121’。第二臂106具有串聯(lián)電連接的電容器131’和141’。第三臂108在節(jié)點(diǎn)140、142之間具有單個電容器151’。
如可以看出的,臂104、106、108在第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47兩端并聯(lián)電連接。
假定所有電容器101’、111’、121’、131’、141’和151’都具有相同的電容(因?yàn)閟pd條帶101、111、121、131、141、151的電容相同),那么對于第一電連接器區(qū)域37和第二電連接器區(qū)域47兩端50hz的120v的輸入電壓,在第一臂104中在每個電容器101’、111’和121’兩端都存在40v的電壓。在第二臂106中,在每個電容器兩端存在60v的電壓,并且在第三臂108中,電容器151’兩端的電壓為120v。
因此,在將可切換裝置100連接到合適的電源49時,spd膜條帶101、111和121的不透明度變?yōu)榈谝徊煌该鞫?,spd膜條帶131和141的不透明度變?yōu)榈诙煌该鞫龋⑶襰pd膜條帶151的不透明度變?yōu)榈谌煌该鞫?。每個spd膜條帶的不透明度的改變可以參考圖2來確定。例如,對于spd膜兩側(cè)40v的電壓,不透明度為大約(100-18)%=82%,即,第一不透明度為82%。對于spd膜兩側(cè)60v的電壓,不透明度為大約(100-35)%=65%,即,第二不透明度為65%。對于spd膜兩側(cè)120v的電壓,不透明度為大約(100-50)%=50%,即,第三不透明度為50%。
如從圖11可以看出的,可切換裝置100僅需要兩個電輸入(電連接器區(qū)域37、47)來改變所有spd膜條帶101、111、121、131、141和151的不透明度。spd膜條帶的布置簡化了切換可切換裝置100所需的電連接的數(shù)量,也減少了使用龐大的外部電容器來獲得每個spd膜條帶兩側(cè)的期望的切換電壓的需要。
根據(jù)等式(4),分支102可以被表示為
圖13示出了包括可切換裝置100的窗110的一部分的平面視圖。圖14示出了圖13中所示的在a-a’方向上觀看到的窗110的截面視圖。
圖13的平面視圖示出了可切換裝置100如何朝著窗的周邊邊緣區(qū)域定位,而不在窗的中心。例如,窗的一部分不能使得不透明度改變,因?yàn)樵谒霾糠种胁淮嬖诳汕袚Q區(qū)域。當(dāng)在交通工具擋風(fēng)玻璃中使用可切換裝置作為遮光帶時,圖13中所示的配置是有用的。
雖然spd膜條帶101、111、121、131、141、151在被連接以形成可切換裝置100之前在物理上是分離的,但是,當(dāng)結(jié)合到可切換裝置中時,相鄰的spd膜條帶的縱向邊緣可以接觸,以給出其間沒有間隙的外觀。各個spd膜條帶之間的這種間隙將給出遮光帶不連續(xù)的印象,并且通常需要遮光帶具有不透明度從高到低的持續(xù)變化。如果在spd膜條帶之間存在任何物理接觸,那么目標(biāo)是這種接觸不影響spd膜切換的方式,即,spd膜條帶就像沒有物理接觸那樣表現(xiàn)。
如果期望,那么窗的整個可觀看區(qū)域都可以被可切換裝置覆蓋。
可切換裝置100被配置為面向窗材料板160的主表面。在這個特定示例中,窗110是包括兩個間隔開的窗材料板(諸如玻璃(即,鈉鈣硅玻璃,尤其是浮法玻璃)或塑料(即,聚碳酸酯))的層壓窗,其中夾層結(jié)構(gòu)在兩個板之間。
在圖13中,spd膜條帶101、111、121、131、141、151的陰影用來例示處于“接通”配置的可切換裝置100,即,合適的電源已經(jīng)連接到電連接器區(qū)域37、47。
總體印象是窗110具有如在交通工具擋風(fēng)玻璃中的漸變帶中典型的從暗到亮的分級透射率的區(qū)域。不透明度的分級的粗糙度可以通過使用更多更窄的條來改變,例如,代替六個50cm長且2cm寬的條帶,可以有十二個50cm長且1cm寬的條帶。
依賴于期望的分級透射率的區(qū)域的特性,spd膜條帶可以不全都具有相同的長度和/或?qū)挾取?/p>
圖14示出了可切換裝置100如何結(jié)合在窗110中。圖15示出了圖14的分解視圖。
窗110具有通過夾層結(jié)構(gòu)172接合到第二玻璃板170的第一玻璃板160。該夾層結(jié)構(gòu)具有第一片粘合劑夾層材料161,第二片粘合劑夾層材料163和第三片粘合劑夾層材料165。
在本示例中,粘合劑夾層材料的第一片161、第二片163和第三片165是聚乙烯醇縮丁醛(pvb),但是第一片、第二片和第三片粘合劑夾層材料中的任何一個都可以是乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚氨酯或聚氯乙烯。
第一片粘合劑夾層材料161和玻璃板160的主表面接觸并共同延伸。第二片粘合劑夾層材料163和玻璃板170的主表面接觸并共同延伸。第三片粘合劑夾層材料165與第一片粘合劑夾層材料和第二片粘合劑夾層材料都接觸。
第三片粘合劑夾層材料165具有在其中的切口區(qū)域166。可切換裝置110位于第三片粘合劑夾層材料165中的切口區(qū)域166中。
窗110可以通過首先鋪設(shè)玻璃板160使其主表面面向上而制造。接下來,pvb片161被放置在玻璃板160的面向上的主表面上。接下來,其中具有切口區(qū)域166的pvb片165被放置在pvb片161上。接下來,可切換裝置110被定位在pvb片165的切口區(qū)域166中??汕袚Q裝置可以在被定位在切口區(qū)域166之前被構(gòu)造。接下來,pvb片163定位在pvb片165上,pvb片165具有定位在其中的切口區(qū)域166中的可切換裝置。接下來玻璃板170定位在pvb片163上。
然后,在適當(dāng)高的溫度和壓力下將玻璃板160、pvb片161、具有位于其中的切口區(qū)域中的可切換裝置110的pvb片165、pvb片163以及玻璃板170的組裝件層壓,使得玻璃板160通過夾層結(jié)構(gòu)172接合到玻璃板170。
窗110可以是諸如天窗、側(cè)窗、后窗或擋風(fēng)玻璃的交通工具窗。
優(yōu)選地,窗材料片是具有鈉鈣硅酸鹽成分的玻璃片,諸如透明浮法玻璃。透明浮法玻璃是指具有如bsen5721和bsen572-2(2004)中定義的成分的玻璃。適當(dāng)?shù)?,玻璃片用一種或多種添加劑(諸如氧化鐵、硒、氧化鎳和氧化鈷)著色。
優(yōu)選地,窗材料片的厚度在1.5mm和3.5mm之間,更優(yōu)選地在1.6mm和2.3mm之間。
雖然窗110被示出為平坦的,但是窗110可以是彎曲的,例如,窗材料片可能已經(jīng)被彎折,使得窗材料片在至少一個方向上是彎曲的。優(yōu)選地,至少一個方向上的曲率半徑在500mm和20000mm之間,更優(yōu)選地在1000mm和8000mm之間。
窗110可以具有多于一個可切換裝置,使得分級透射率的兩個區(qū)域在窗內(nèi)可操作,例如沿著窗的相對側(cè)或者沿著窗的兩個連接側(cè)。
遠(yuǎn)離窗的周邊邊緣延伸,分級透射率可以從暗到亮,或者反之亦然。
圖16示出了另一個可切換裝置180的電路圖表示??汕袚Q裝置180與可切換裝置100的類似之處在于存在一個分支和三個臂。但是,每個臂i11、i21和i31都具有串聯(lián)電連接的三個電容器。
在第一臂i11中,電容器184’、186’和188’在節(jié)點(diǎn)320和322之間串聯(lián)電連接。在第二臂i21中,電容器194’、196’和198’在節(jié)點(diǎn)330和332之間串聯(lián)電連接。在第三臂i31中,電容器204’、206’和208’在節(jié)點(diǎn)340和342之間串聯(lián)電連接。
節(jié)點(diǎn)320、330和340具有到第一電連接器區(qū)域37的直接流電連接。節(jié)點(diǎn)322、332和342具有到第二電連接器區(qū)域47的直接流電連接。
電容器184’、194’和204’的電容全部相同(=4c)。電容器186’、196’和206’的電容全部相同(=2c)。電容器188’、198’和208’的電容全部相同(=c)。
在可切換裝置中,圖16中所示的電容器代表了spd膜條帶的電容。為了實(shí)現(xiàn)期望的電容比,能夠從大的spd膜切割出多個條帶(使得電極的間距是恒定的)并且確保條帶的表面面積是以4:2:1的比例。方便的方式是切割spd膜條帶以具有有著矩形輪廓的主表面,其中每個條帶的長度相同,但是其寬度被選擇以實(shí)現(xiàn)期望的電容比。很顯然的是,可以切割具有長度l和寬度w的三個條帶,切割具有長度l和寬度2w的三個條帶,以及切割具有長度l和寬度4w的三個條帶。
與可切換裝置100不同,每個臂中使用的spd膜條帶的電容不完全相同。在每個臂中,存在串聯(lián)電連接的三個spd膜條帶,其中第一條帶的表面面積為第二條帶的表面面積的兩倍,而第三條帶的表面面積為第二條帶的表面面積的一半。作為結(jié)果,第一臂中的spd膜條帶的電容為4c、2c和c。第二臂和第三臂以相同的方式配置。
可切換裝置180在圖17中示出并且被配置為使得具有面積4lw的spd膜條帶被分組在一起,具有面積2lw的spd膜條帶被分組在一起,并且具有面積lw的spd膜條帶被分組在一起。其結(jié)果是可切換裝置180,其中當(dāng)電連接器區(qū)域37和47連接到合適的電源時,可切換裝置在第一方向上具有更大的不透明度,然后中等不透明度,以及然后是最小不透明度。這在圖17中示出,其中可切換裝置180被示出為布置成窗的一部分。為了清楚起見,未示出窗,但是可切換裝置180可以定位在窗的周邊邊緣附近,其中每個可切換區(qū)域的主表面都面向窗的主表面(例如,如圖13中所示)。
如圖17所示,即使每個臂中的可切換區(qū)域都串聯(lián)電連接,可切換區(qū)域的空間布置也使得每個臂中具有相同電容的可切換區(qū)域被分組在一起。
圖18示出了另一個可切換裝置210??汕袚Q裝置210包括具有四個臂209、220、230和240的一個分支。
在第一臂209中,存在串聯(lián)電連接的八個可切換區(qū)域211、212、213、214、215、216、217和218。在第二臂220中,存在串聯(lián)電連接的四個可切換區(qū)域221、222、223和224。在第三臂230中,存在串聯(lián)電連接的兩個可切換區(qū)域231和232。在第四臂241中,存在單個可切換區(qū)域241。
每個臂209、220、230和240都并聯(lián)連接在電連接器區(qū)域237、247兩端。
每個臂209、220、230和240中的每個可切換區(qū)域都是被配置為具有相同電容的spd膜條帶。
當(dāng)具有50hz的頻率和160v的量值的正弦波形的電壓被施加到電連接器區(qū)域237、247時,20v的電壓在第一臂中的每個可切換區(qū)域兩端,40v的電壓在第二臂中的每個可切換區(qū)域兩端,80v的電壓在第三臂中的每個可切換區(qū)域兩端,并且160v的電壓在第四臂中的可切換區(qū)域兩端。參考圖2,第一臂209中的可切換區(qū)域?qū)⒏淖儾煌该鞫茸钌伲總€可切換區(qū)域具有大約(100-4)=96%的不透明度。第二臂220中的可切換區(qū)域?qū)⒕哂写蠹s(100-18)=82%的不透明度。第三臂230中的可切換區(qū)域?qū)⒕哂写蠹s(100-44)=56%的不透明度,并且第四臂240中的可切換區(qū)域的不透明度將具有最低的不透明度,即,大約(100-51)=49%。
當(dāng)spd膜條帶具有如圖18中所示的相同空間布置時,在將可切換裝置210的電連接器區(qū)域237、247連接到合適的電源時,獲得分級透射率的區(qū)域。
當(dāng)沒有電源連接到電連接器區(qū)域237、247時,spd膜條帶被關(guān)閉并且具有最大不透明度(大約99%,參見圖2)。參考圖2,以確定接通所有可切換區(qū)域所需的電壓。需要每個可切換區(qū)域兩端至少120v的電壓來將不透明度從最高值切換到最低值。
圖19示出了圖9中所示的可切換裝置90的一部分的透視表示。
關(guān)于圖19中所示的朝向,每個spd膜條帶61、71、81包括上部電極和下部電極。參考圖9及其相關(guān)聯(lián)的描述,spd膜條帶61的上部電極對應(yīng)于第二電極65,并且spd膜條帶61的下部電極對應(yīng)于第一電極63。在上部電極和下部電極之間是包括懸浮顆粒的層64。spd膜條帶71的上部電極對應(yīng)于第二電極75,并且spd膜條帶71的下部電極對應(yīng)于第一電極73。在上部電極和下部電極之間是包括懸浮顆粒的層74。spd膜條帶81的上部電極對應(yīng)于第一電極83,并且spd膜條帶81的下部電極對應(yīng)于第二電極85。在上部電極和下部電極之間是包括懸浮顆粒的層84。
電極65、83與第一電連接器區(qū)域37電連通。到電極65、83的電連接可以是到相應(yīng)電極的ito涂層的直接流電連接,或者可以是到相應(yīng)電極的ito涂層的電容性連接。電極65、83之間的直接流電電連接可以通過任何合適的電連接器裝置實(shí)現(xiàn)。
在電極63和電極73之間存在直接流電連接。在電極75和電極85之間存在直接流電連接。電極75、85與第二電連接器區(qū)域47電連通。
圖20示出了圖7中所示的可切換裝置60的一部分的透視表示。
關(guān)于圖20中所示的朝向,每個spd膜條帶61、71、81包括上部電極和下部電極。參考圖7及其相關(guān)聯(lián)的描述,spd膜條帶61的上部電極對應(yīng)于第二電極65,并且spd膜條帶61的下部電極對應(yīng)于第一電極63。在上部電極和下部電極之間是包括懸浮顆粒的層64。spd膜條帶71的上部電極對應(yīng)于第二電極75,并且spd膜條帶71的下部電極對應(yīng)于第一電極73。在上部電極和下部電極之間是包括懸浮顆粒的層74。spd膜條帶81的上部電極對應(yīng)于第一電極83,并且spd膜條帶81的下部電極對應(yīng)于第二電極85。在上部電極和下部電極之間是包括懸浮顆粒的層84。
電極65、75與第一電連接器區(qū)域37電連通。到電極65、75的電連接可以是到相應(yīng)電極的ito涂層的直接流電連接,或者可以是到相應(yīng)電極的ito涂層的電容性連接。電極65、75之間的直接流電電連接可以通過任何合適的電連接器裝置實(shí)現(xiàn)。
在電極63和電極73之間存在直接流電連接。在電極73和電極83之間存在直接流電連接。電極85與第二電連接器區(qū)域47電連通。
在圖20的替代布置中,圖21示出了圖7的可切換裝置60,其中spd膜條帶81相對于圖20中所示的朝向反轉(zhuǎn),使得spd膜條帶81的上部電極對應(yīng)于電極85,并且spd膜81的下部電極對應(yīng)于電極83。因?yàn)閟pd膜81是各向同性的,所以能夠以這種方式反轉(zhuǎn)spd膜條帶81。在可能的情況下,可以期望反轉(zhuǎn)spd膜,使得更容易電連接兩個這樣的spd膜的兩個電極。
圖22示出了構(gòu)成圖7中所示的可切換裝置60的替代方式。
單片spd膜已經(jīng)被切割,以在其中產(chǎn)生三個單獨(dú)的可切換區(qū)域61、71和81??汕袚Q區(qū)域61僅在至多到虛線(區(qū)域a)處是可切換的??汕袚Q區(qū)域71僅在至多到虛線(區(qū)域b)處是可切換的。原始spd膜已經(jīng)被切割,使得所有三個可切換區(qū)域61、71、81共享共同的下部電極630,使得不需要到下部電極的附加電連接。
原始spd膜已經(jīng)被切割,使得可切換區(qū)域61、71共享公共的上部電極650。公共的上部電極650與在公共的上部電極上的第一電連接器區(qū)域37電連通。第一電連接器區(qū)域37可以是公共的上部電極650的ito涂層的一部分??商娲?,第一電連接器區(qū)域37可以是上部pet片上的、電容性耦合到所述pet片上的ito涂層的導(dǎo)電區(qū)域。
第二電連接器區(qū)域在可切換區(qū)域81的上部電極上。第二電連接器區(qū)域47可以是可切換區(qū)域81的上部電極的ito涂層的一部分??商娲兀谝浑娺B接器區(qū)域可以是上部pet片上的、電容性耦合到可切換區(qū)域81的上部電極的pet片上的ito涂層的導(dǎo)電區(qū)域。
即使可切換區(qū)域61、71和81處于機(jī)械連通,每個可切換區(qū)域也電連接,以提供根據(jù)本發(fā)明的可切換裝置。
圖23示出了具有與ito涂層9直接電連通(即,存在與ito涂層9的直接流電連接)的第一電連接器區(qū)域37的spd膜1(如參考圖1所描述的)。spd膜1的部分2已經(jīng)被去除(以虛線示出),以暴露ito涂層9。可以使用接觸粘合劑等來進(jìn)行到ito涂層9的直接流電連接??梢詫to涂層7進(jìn)行類似的連接47(以虛線示出)。電導(dǎo)體(諸如銅線、導(dǎo)電帶等)可以從電連接器區(qū)域37(和/或47)延伸,用于電連接到其它電氣部件。
第一電連接器區(qū)域37在電極15上,并且第二電連接器47在電極13上。
圖24示出了具有與ito涂層7電連通的第一電連接器區(qū)域37’和與ito涂層9電連通的第二電連接器區(qū)域47’的spd膜1(如參考圖1所描述的)。第一電連接器區(qū)域37’在電極13上,并且第二電連接器區(qū)域47’在電極15上。
第一電連接器區(qū)域37’能夠與ito涂層7電容性耦合,并且第二電連接器能夠與ito涂層9電容性耦合,使得層11的不透明度能夠在將第一電連接器區(qū)域37’和第二電連接器區(qū)域47’連接到合適的電源時改變。銅線等可以從電連接器區(qū)域37’(和/或47’)延伸,用于電連接到其它電氣部件。
圖24中所示的電連接器區(qū)域37’、47’可以被稱為遠(yuǎn)程電連接,如在wo2010/032070a1中所描述的,尤其是在所公布的wo2010/032070a1的第9頁第28行至第10頁第5行中所描述的。
圖25示出了具有三個分支401、402和403的另一個可切換裝置400。在第一分支401中,存在四個臂416、418、420和422。在第二分支402中,存在三個臂460、470和480。在第三分支403中,存在兩個臂496和498。
分支401在節(jié)點(diǎn)404和424之間。分支402在節(jié)點(diǎn)406和467之間。分支403在節(jié)點(diǎn)410和414之間。
節(jié)點(diǎn)404與第一電連接器區(qū)域37直接電連通。節(jié)點(diǎn)424與節(jié)點(diǎn)406直接電連通。節(jié)點(diǎn)467與節(jié)點(diǎn)410直接電連通。節(jié)點(diǎn)414與第二電連接器區(qū)域47直接電連通。
圖26示出了可切換裝置400的電路圖表示,其中每個分支的每個臂中的每個spd膜條帶由電容器表示。例如,圖25中的spd膜條帶431在圖26中由電容器431’表示,圖25中的spd膜條帶432由電容器432’表示,等等。
參照圖25和圖26更詳細(xì)地描述可切換裝置400。
在每個臂416、418、420、422、460、470、480、496和498中,存在至少一個關(guān)于圖1所述的類型的spd膜條帶,每個spd膜條帶具有第一(上部)電極和第二(下部)電極,第一(上部)電極和第二(下部)電極之間是包括懸浮顆粒的可變不透明層。為了清楚,每個相應(yīng)的上部電極和下部電極以及可變不透明層在圖25中未標(biāo)記,并且以與圖11相同的方式,每個spd膜條帶以截面示出并且僅示出了相應(yīng)電極的導(dǎo)電ito涂層。每個臂中的每個spd膜條帶被配置為具有相同的電容(=c)。例如,每個spd膜條帶具有相同的主表面面積,即,2cm寬×50cm長,每個都是從相同的“母片”切割得來的。
分支401的臂416具有八個串聯(lián)電連接在節(jié)點(diǎn)404和424之間的spd膜條帶431、432、433、434、435、436、437和438。spd膜431的上部電極與節(jié)點(diǎn)404電連通,并且spd膜438的下部電極與節(jié)點(diǎn)424電連通。在這個具體示例中,相鄰的spd膜條帶串聯(lián)電連接,使得對于兩個相鄰的條帶,一個條帶的下部電極電連接到另一個條帶的上部電極。例如,spd膜條帶431的下部電極電連接到spd膜條帶432的上部電極??赡芷谕?lián)電連接spd膜條帶,以使得一個spd膜條帶的上部電極連接到相鄰的spd膜條帶的上部電極。這是能夠?qū)崿F(xiàn)的,因?yàn)閟pd膜條帶是各向同性的,如關(guān)于圖21已經(jīng)討論過的。
為了避免疑問,更詳細(xì)地描述臂416的電連接。spd膜條帶431的下部電極與spd膜條帶432的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶431的下部電極和spd膜條帶432的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶432的下部電極與spd膜條帶433的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶432的下部電極和spd膜條帶433的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶433的下部電極與spd膜條帶434的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶433的下部電極和spd膜條帶434的上部電極之間存在直接流動連接。
spd膜條帶434的下部電極與spd膜條帶435的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶434的下部電極和spd膜條帶435的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶435的下部電極與spd膜條帶436的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶435的下部電極和spd膜條帶436的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶436的下部電極與spd膜條帶437的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶436的下部電極和spd膜條帶437的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶437的下部電極與spd膜條帶438的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶437的下部電極和spd膜條帶438的上部電極之間存在直接流電連接。
分支401的臂418具有在兩個節(jié)點(diǎn)440和446之間串聯(lián)電連接的四個spd膜條帶441、442、443和444。spd膜441的上部電極與節(jié)點(diǎn)440電連通并且spd膜444的下部電極與節(jié)點(diǎn)446電連通。節(jié)點(diǎn)440與節(jié)點(diǎn)404直接電連通,并且節(jié)點(diǎn)446與節(jié)點(diǎn)424直接電連通。
spd膜條帶441的上部電極具有到節(jié)點(diǎn)440的直接流電連接。
spd膜條帶441的下部電極與spd膜條帶442的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶441的下部電極和spd膜條帶442的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶442的下部電極與spd膜條帶443的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶442的下部電極和spd膜條帶443的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶443的下部電極與spd膜條帶444的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶443的下部電極和spd膜條帶444的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶444的下部電極具有到節(jié)點(diǎn)446的直接流電連接。
分支401的臂420具有在兩個節(jié)點(diǎn)448和453之間串聯(lián)電連接的兩個spd膜條帶450、451。spd膜450的上部電極與節(jié)點(diǎn)448電連通,并且spd膜451的下部電極與節(jié)點(diǎn)453電連通。節(jié)點(diǎn)448與節(jié)點(diǎn)440(并且因此與節(jié)點(diǎn)404)直接電連通,并且節(jié)點(diǎn)453與節(jié)點(diǎn)446(并且因此與節(jié)點(diǎn)424)直接電連通。
spd膜條帶450的下部電極與spd膜條帶451的上部電極電連通。在這個示例中,在spd膜條帶450的下部電極和spd膜條帶451的上部電極之間存在直接流電連接。
spd膜條帶451的下部電極具有到節(jié)點(diǎn)453的直接流電連接,并且spd膜條帶450的上部電極具有到節(jié)點(diǎn)448的直接流電連接。
分支401的臂422具有電連接在節(jié)點(diǎn)458和454之間的單個的spd膜條帶456。spd膜456的上部電極與節(jié)點(diǎn)454電連通,并且spd膜456的下部電極與節(jié)點(diǎn)458電連通。節(jié)點(diǎn)454與節(jié)點(diǎn)448(并且因此與節(jié)點(diǎn)440,404)直接電連通,并且節(jié)點(diǎn)458與節(jié)點(diǎn)453(并且因此與節(jié)點(diǎn)446、424)直接電連通。
spd膜條帶456的下部電極具有到節(jié)點(diǎn)458的直接流電連接,并且spd膜條帶456的上部電極具有到節(jié)點(diǎn)454的直接流電連接。
分支402的臂460具有在節(jié)點(diǎn)408和467之間串聯(lián)電連接的六個spd膜條帶461、462、463、446、465和466。spd膜461的上部電極與節(jié)點(diǎn)408電連通,并且spd膜466的下部電極與節(jié)點(diǎn)467電連通。節(jié)點(diǎn)408與節(jié)點(diǎn)406直接電連通,并且節(jié)點(diǎn)467與節(jié)點(diǎn)410直接電連通。
分支402的臂470具有在節(jié)點(diǎn)469和475之間串聯(lián)電連接的三個spd膜條帶471、472和473。spd膜471的上部電極與節(jié)點(diǎn)469電連通,并且spd膜473的下部電極與節(jié)點(diǎn)475電連通。節(jié)點(diǎn)469與節(jié)點(diǎn)408直接電連通,并且節(jié)點(diǎn)475與節(jié)點(diǎn)467直接電連通。
分支402的臂480具有在節(jié)點(diǎn)477和479之間串聯(lián)電連接的兩個spd膜條帶481和482。spd膜481的上部電極與節(jié)點(diǎn)477電連通,并且spd膜482的下部電極與節(jié)點(diǎn)479電連通。節(jié)點(diǎn)477與節(jié)點(diǎn)469(并且因此與節(jié)點(diǎn)408)直接電連通,并且節(jié)點(diǎn)479與節(jié)點(diǎn)475(并且因此與節(jié)點(diǎn)467)直接電連通。
分支403的臂496具有與spd膜條帶492串聯(lián)電連接的spd膜條帶491。spd膜491的上部電極與節(jié)點(diǎn)412電連通,并且spd膜491的下部電極與spd膜條帶492的上部電極電連通。節(jié)點(diǎn)412與節(jié)點(diǎn)410直接電連通。
在spd膜492的下部電極和節(jié)點(diǎn)490之間是并聯(lián)電連接的兩個spd膜條帶493、494。spd膜條帶493、494的下部電極與節(jié)點(diǎn)490電連通。spd膜條帶493、494的上部電極與spd膜條帶492的下部電極電連通。
分支403的臂498在節(jié)點(diǎn)495和499之間具有單個的spd膜條帶497。spd膜條帶497的上部電極與節(jié)點(diǎn)495電連通,并且spd膜條帶497的下部電極與節(jié)點(diǎn)499電連通。節(jié)點(diǎn)495與節(jié)點(diǎn)412直接電連通,并且節(jié)點(diǎn)499與節(jié)點(diǎn)490直接電連通。節(jié)點(diǎn)490與節(jié)點(diǎn)414直接電連通。
根據(jù)等式(1)至(9),可切換裝置400具有三個分支,即,b=3。于是,可切換裝置400可以由等式(6),sd=b1+b2+b3,表示,其中b1≡分支401,b2≡分支402并且b3≡分支403。
在分支b1中存在四個臂,因此根據(jù)等式(4),
在分支b2中,存在三個臂,因此根據(jù)等式(4),
在分支b3中,存在兩個臂,因此根據(jù)等式(4),
在臂i11中存在八個串聯(lián)電連接的spd膜條帶和零個并聯(lián)電連接的spd膜條帶。根據(jù)等式(5),i11=1s11+1s21+1s31+1s41+1s51+1s61+1s71+1s81其中1s11≡spd膜431,1s21≡spd膜432,1s31≡spd膜433,1s41≡spd膜434,1s51≡spd膜435,1s61≡spd膜436,1s71≡spd膜437并且1s81≡spd膜438。
類似地,臂i21=1s12+1s22+1s32+1s42,其中1s12≡spd膜441,1s22≡spd膜442,1s32≡spd膜443并且1s42≡spd膜444。
類似地,臂i31=1s13+1s23,其中1s13≡spd膜450并且1s23≡spd膜451。
臂i41=1s14,其中1s14≡spd膜456。
在臂i12中存在六個串聯(lián)電連接的spd膜條帶和零個并聯(lián)電連接的spd膜條帶。根據(jù)等式(5),i12=2s11+2s21+2s31+2s41+2s51+2s61。其中2s11≡spd膜461,2s21≡spd膜462,2s31≡spd膜463,2s41≡spd膜464,2s51≡spd膜465并且2s61≡spd膜466。類似地,臂i22=2s12+2s22+2s32,其中2s12≡spd膜471,2s22≡spd膜472并且2s32≡spd膜473。
類似地,臂i32=2s13+2s23,其中2s13≡spd膜481并且2s23≡spd膜482。
在臂i13中,存在兩個串聯(lián)電連接的spd膜條帶和兩個并聯(lián)電連接的spd膜條帶。根據(jù)等式(5),i13=3s11+3s21+3p11+3p21,其中3s11≡spd膜491,3s21≡spd膜492,3p11≡spd膜493并且3p21≡spd膜494。
臂i23=3s12,其中3s12≡spd膜497。
參考圖26,臂416由在節(jié)點(diǎn)404和424之間串聯(lián)電連接的八個電容器431’、432’、432’、434’、435’、436’、437’和438’表示。臂418由在節(jié)點(diǎn)440和446之間串聯(lián)電連接的四個電容器441’、442’、443’和444’表示。臂420由在節(jié)點(diǎn)448和453之間串聯(lián)電連接的兩個電容器450’和451’表示。臂422由節(jié)點(diǎn)454和458之間的電容器456’表示。臂460由在節(jié)點(diǎn)408和467之間串聯(lián)電連接的六個電容器461’、462’、463’、464’、465’和466’表示。臂470由在節(jié)點(diǎn)469和475之間串聯(lián)電連接的三個電容器471’、472’和473’表示。臂480由在節(jié)點(diǎn)477和479之間串聯(lián)電連接的兩個電容器481’和482’表示。臂496由在節(jié)點(diǎn)412和490之間的電容器網(wǎng)絡(luò)表示,該電容器網(wǎng)絡(luò)由串聯(lián)電連接的兩個電容器491’和492’、之后的并聯(lián)電連接的兩個電容器493’和494’組成。臂498由節(jié)點(diǎn)495和499之間的電容器497’表示。
可切換裝置400僅具有單對電連接器區(qū)域37和47。但是,將顯然的是,可切換裝置可以具有附加的電連接器區(qū)域。例如,可以在兩個不同節(jié)點(diǎn)之間施加不同的或者一個或多個電源,例如在節(jié)點(diǎn)408和467之間的附加電源。但是,優(yōu)選的是存在單對電連接器區(qū)域。
在上面提到的示例中,可切換區(qū)域由spd膜提供。如本領(lǐng)域中已知的,典型spd膜的電容可以是大約400-1000nf/m2。對于一米長乘一厘米寬的這種spd膜的條帶,電容是大約4-10nf。根據(jù)圖2,用120v切換這種膜將使膜從暗變亮。為了獲得大約35%的通過膜的光透射率,膜兩側(cè)的電壓的量值需要為大約60v。
根據(jù)本發(fā)明的可切換裝置發(fā)現(xiàn)作為窗的組成部分的特定應(yīng)用,其中期望窗的一部分具有至少兩個具有可變不透明度的可手動操作的可切換區(qū)域。本發(fā)明提供了一種可切換裝置,其中當(dāng)將單對電連接器區(qū)域連接到合適的電源時,該可切換裝置可以具有可手動操作的不透明度的改變。典型的窗包括交通工具窗,交通工具窗包括汽車窗(諸如擋風(fēng)玻璃、側(cè)窗、天窗、頂窗和后窗)以及用于船舶和飛機(jī)的窗。典型的窗還包括用于建筑物的窗,諸如窗戶和室內(nèi)隔墻等。可切換裝置也可以用作遮陽板或護(hù)目鏡的一部分。