Dispositivo óptico combinado termocrómico y electrocrómico.

Dispositivo óptico (1), que comprende:

un dispositivo termocrómico (20);

y

un dispositivo electrocrómico (40),

caracterizado por

un volumen térmicamente aislante (30) que separa dicho dispositivo termocrómico (20) y dicho dispositivoelectrocrómico (40);

en donde dicho volumen térmicamente aislante constituye por lo menos una parte de un recorrido de luz entre dichodispositivo electrocrómico (40) y dicho dispositivo termocrómico (20), para la luz transmitida a través de dichodispositivo electrocrómico (40).

Dispositivo óptico combinado termocrómico y electrocrómico.

Ámbito técnico La presente invención está relacionada en general con dispositivos ópticos que comprenden materiales cromógenos, y en particular con dispositivos ópticos que comprenden dispositivos termocrómicos y electrocrómicos.

Antecedentes El calentamiento global está recibiendo la atención todo el mundo, y está en el punto de mira los medios para mitigar sus consecuencias perjudiciales. La energía que se utiliza para la calefacción, la refrigeración, la ventilación y la iluminación de ambientes construidos asciende a una parte considerable de la energía primaria disponible en el mundo. En particular, durante los últimos años ha crecido muy rápidamente la demanda de energía para enfriar por aire acondicionado. El crecimiento en el gasto de energía se basa en la creciente demanda de confort en interiores. Se necesita mantener la temperatura dentro de un estrecho intervalo de temperaturas y el contacto a través de grandes ventanas y fachadas de cristal está considerado como un factor importante para experimentar confort.

Una forma de mejorar la situación es tener envolturas de edificios con rendimiento variable a la luz visible y/o infrarroja cercana, por ejemplo de la energía solar. Esto se denomina a menudo como soluciones de ventanas inteligentes. Las ventanas inteligentes pueden hacer uso de una amplia variedad de tecnologías cromogénicas, en las que el término cromogénico se utiliza para indicar que las propiedades ópticas pueden modificarse en respuesta a un estímulo externo. Las principales tecnologías son electrocrómicas (que dependen de voltaje o carga eléctrica) , termocrómicas (que dependen de la temperatura) , fotocrómicas (que dependen de la radiación ultravioleta) y gasocrómicas (que dependen de la exposición a gases oxidantes o reductores) .

Las diferentes técnicas se conocen bien en la técnica anterior como tales y también se han estudiado en el concepto de control de transferencia de energía a través de diferentes dispositivos ópticos. Un ejemplo del uso de sustancias cromogénicas para variar la transmitancia se puede encontrar en, por ejemplo, la patente US 4.902.108. En la patente US 5.525.430 la temperatura de una sustancia termocrómica es controlada por calentamiento resistivo, haciendo que funcione como un tipo de dispositivo electrocrómico. En la solicitud de la patente US 2005/0002081, un sistema activo que controla la transmisión puede consistir en una capa electrocrómica o una capa termocrómica. Los dispositivos electrocrómicos se utilizan principalmente en la técnica anterior cuando en el punto de mira está la transmisión visible. Los dispositivos termocrómicos se dirigen principalmente a planteamientos en los que lo más importante es la transmisión infrarroja cercana.

En el resumen de patente JP05297417, una capa termocrómica y una capa electrocrómica se laminan en un dispositivo integrado. De este modo se puede conseguir una combinación de algunos de los beneficios de las diferentes técnicas. Sin embargo, hay problemas que persisten con los dispositivos ópticos que utilizan capas laminadas termocrómicas y electrocrómicas. En determinadas situaciones, la potencia luminosa incidente puede calentar el laminado a una temperatura considerablemente por encima de la temperatura de transición de la película termocrómica, provocando de ese modo una proyección de longitudes de onda del infrarrojo cercano. Este puede ser el caso incluso cuando la temperatura ambiente está muy por debajo de la temperatura de transición y la transmisión de luz infrarroja cercana sería beneficiosa para fines de calefacción por ejemplo.

Compendio Un objetivo de la presente invención es proporcionar dispositivos ópticos en los que las propiedades termocrómicas y electrocrómicas se pueden explotar independientemente entre sí. El objetivo se consigue mediante dispositivos ópticos según las reivindicaciones de patente adjuntas. En términos general, un dispositivo óptico comprende un dispositivo termocrómico, un dispositivo electrocrómico y un volumen térmicamente aislante que separa el dispositivo termocrómico y el dispositivo electrocrómico. El volumen térmicamente aislante constituye por lo menos una parte de un recorrido de luz entre el dispositivo electrocrómico y el dispositivo termocrómico, para la luz transmitida a través del dispositivo electrocrómico.

Una ventaja de la presente invención es que las propiedades del dispositivo termocrómico son controlables por la temperatura ambiente del primer sustrato transparente, mientras que las propiedades y comportamientos del segundo sustrato transparente y el dispositivo electrocrómico se gestionan de forma independiente.

Breve descripción de los dibujos La invención, junto con objetivos y ventajas adicionales de la misma, puede entenderse mejor haciendo referencia a la siguiente descripción tomada junto con los dibujos acompañantes, en los que:

La FIG. 1 es una vista esquemática de una parte de un dispositivo óptico según una realización de la presente invención;

La FIG. 2 es una vista esquemática de una pila electrocrómica útil en un dispositivo óptico según la presente invención; y

La FIG. 3 es una vista esquemática de una parte de un dispositivo óptico según otra realización de la presente invención.

Descripción detallada En todos los dibujos, se utilizan los mismos números de referencia para elementos similares o correspondientes.

La Fig. 1 ilustra un dispositivo óptico 1 según una realización de la presente invención. El dispositivo óptico 1 comprende un primer sustrato transparente 10, que tiene una primera superficie 11 y una segunda superficie 12. El primer sustrato transparente 10, en la presente realización, es una placa plana de vidrio 15. El primer sustrato transparente 10 está cubierto, por lo menos en una parte, por un dispositivo termocrómico 20. En la presente realización, el dispositivo termocrómico 20 se proporciona en la primera superficie 11 del primer sustrato transparente 10. En la presente realización, como ejemplo, el dispositivo termocrómico comprende una película de VO2 dopada con Al y W.

El dispositivo óptico 1 comprende además un segundo sustrato transparente 50, que tiene una primera superficie 51 y una segunda superficie 52. El segundo sustrato transparente 50, en la presente realización, también es una placa plana de vidrio 55. El segundo sustrato transparente 50 está cubierto, por lo menos en parte, por un dispositivo electrocrómico 40. En la presente realización, el dispositivo electrocrómico 40 se proporciona en la primera superficie 51 del segundo sustrato transparente 50. En la presente realización, a modo de ejemplo, el dispositivo electrocrómico 40 comprende una pila de 5 capas 41, se describe con detalle más adelante.

El primer sustrato transparente 10 y el segundo sustrato transparente 50 se disponen con un volumen térmicamente aislante 30 que separa el primer sustrato transparente 10 y el segundo sustrato transparente 50. El volumen térmicamente aislante 30 preferiblemente es esencialmente transparente, pero para ciertas aplicaciones también es posible un volumen térmicamente aislante 30 de color o parcialmente no transparente. En la presente realización, el volumen térmicamente aislante 30 se llena con un gas 31, en esta realización gas argón, preferiblemente con una presión inferior a la presión atmosférica. En la presente realización, el primer sustrato transparente 10 se dispone con la primera superficie 11 mirando al volumen aislante 30, es decir, el dispositivo termocrómico 20 entra en contacto con el gas 31. El gas 31 puede seleccionarse preferiblemente para ser inofensivo para el dispositivo termocrómico 20, típicamente se trata de un gas inerte o nitrógeno. En la presente realización, el segundo sustrato transparente 50 también se dispone con la primera superficie 51 mirando al volumen aislante 30, es decir, también el dispositivo electrocrómico 40 entra en contacto con el gas 31. El gas 31, por lo tanto, preferiblemente también se puede seleccionar para ser inofensivo para el dispositivo electrocrómico 40.

Una fuente de alimentación 60 se conecta eléctricamente al dispositivo electrocrómico 40. Controlando el voltaje que se aplica en el dispositivo electrocrómico 40, se pueden controlar las propiedades ópticas del mismo. Supóngase que la luz 70 cae sobre el segundo sustrato transparente 50. El dispositivo electrocrómico 40 puede ser controlado por el voltaje de la fuente de alimentación 60 para cambiar la transmisión de la luz a través del dispositivo electrocrómico 40. De ese modo se puede prohibir más o menos que la luz 70 pase por el dispositivo electrocrómico... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo óptico (1) , que comprende: un dispositivo termocrómico (20) ; y un dispositivo electrocrómico (40) , caracterizado por un volumen térmicamente aislante (30) que separa dicho dispositivo termocrómico (20) y dicho dispositivo

electrocrómico (40) ; en donde dicho volumen térmicamente aislante constituye por lo menos una parte de un recorrido de luz entre dicho dispositivo electrocrómico (40) y dicho dispositivo termocrómico (20) , para la luz transmitida a través de dicho dispositivo electrocrómico (40) .

2. Dispositivo óptico según la reivindicación 1, caracterizado por: un primer sustrato transparente (10) ; dicho dispositivo termocrómico (20) cubre una superficie (11, 12) de dicho primer sustrato transparente (10) ; y un segundo sustrato transparente (50) ; dicho dispositivo electrocrómico (40) cubre una superficie (51, 52) de dicho segundo sustrato transparente (50) ; dicho volumen térmicamente aislante (30) separa dicho primer sustrato transparente (10) y dicho segundo sustrato

transparente (50) .

3. Dispositivo óptico según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha superficie de dicho primer sustrato transparente (10) cubierta por dicho dispositivo termocrómico (20) mira a dicho volumen térmicamente aislante (30) .

4. Dispositivo óptico según la reivindicación 2 o 3, caracterizado porque dicha superficie de dicho segundo sustrato transparente (50) cubierta por dicho dispositivo electrocrómico (40) mira a dicho volumen térmicamente aislante (30) .

5. Dispositivo óptico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho volumen térmicamente aislante (30) es un volumen de gas (31) .

6. Dispositivo óptico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicho volumen térmicamente aislante (30) es un volumen de vacío (32) .

7. Dispositivo óptico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho dispositivo termocrómico (20) tiene una transparencia en una región de longitud de onda visible que supera 0, 7.

8. Dispositivo óptico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque dicho dispositivo termocrómico (20) tiene una temperatura de transición inferior a 35°C.

9. Dispositivo óptico según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho dispositivo termocrómico (20) tiene una temperatura de transición inferior a 25°C.

10. Dispositivo óptico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicho volumen térmicamente aislante (30) tiene una conductividad térmica inferior a 0, 1 W/mK.

11. Dispositivo óptico según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho volumen térmicamente aislante (30) tiene una conductividad térmica inferior a 0, 05 W/mK.