Sistema electrocrómico transparente con varios pares de electrodos de alimentación.

Dispositivo electrocrómico que comprende:

• un sistema electrocrómico transparente (100) que permite una visión distinta a través de dicho sistema,

y que comprende a su vez:

• dos paredes (10, 11) que definen un volumen cerrado (V), siendo dicho sistema transparente para una dirección de la mirada que atraviesa las paredes externas y dicho volumen cerrado entre dos lados opuestos;

• un líquido o gel contenido en el volumen cerrado (V);

• primeras y segundas sustancias electroactivas repartidas en el líquido o gel, con potenciales respectivos de oxidación-reducción que son diferentes, teniendo algunas al menos de las primeras y segundas sustancias electroactivas un efecto óptico variable entre una forma oxidada y una forma reducida de dichas sustancias; y

• un par de electrodos de alimentación transparentes (1, 2), llevados juntos por una misma (10) de las dos paredes;

• una primera fuente eléctrica variable (20), con los dos bornes de salida de dicha primera fuente eléctrica unidos respectivamente a los electrodos de alimentación del primer par (1, 2), y adaptada para alimentar el sistema con corriente eléctrica aplicando entre dichos electrodos del primer par una primera tensión eléctrica superior a la diferencia entre los potenciales respectivos de oxidación-reducción de las primeras y segundas sustancias electroactivas de manera que transfiera electrones hacía o a partir de algunas al menos de las sustancias electroactivas, efectuándose la transferencia de electrones de una manera inversa entre las primeras y segundas sustancias electroactivas en un mismo instante de un funcionamiento del sistema; y

caracterizado por que dicho sistema comprende además:

• un segundo par de electrodos de alimentación transparentes (3, 4), distintos de los del primer par (1, 2), siendo llevados juntos los electrodos del segundo par por la otra (11) de las dos paredes distinta de la (10) que lleva los electrodos del primer par (1, 2),

y el dispositivo comprende además:

• una segunda fuente eléctrica variable (21), con los dos bornes de salida de dicha segunda fuente eléctrica unidos respectivamente a los electrodos de alimentación del segundo par (3, 4), y adaptada para alimentar igualmente el sistema con corriente eléctrica aplicando entre dichos electrodos del segundo par una segunda tensión eléctrica también superior a dicha diferencia entre los potenciales respectivos de oxidación-reducción de las primeras y segundas sustancias electroactivas, de manera que alimente el sistema con corriente eléctrica de una manera suplementaria con relación al primer par de electrodos transfiriendo igualmente electrones hacia o a partir de algunas al menos de las sustancias electroactivas: efectuándose la transferencia de electrones de una manera inversa entre dichas primeras y segundas sustancias electroactivas en un mismo instante de un funcionamiento del sistema.

Sistema electrocrómico transparente con varios pares de electrodos de alimentación El presente invento se refiere a un sistema electrocrómico transparente con varios pares de electrodos de alimentación, así como a un dispositivo electrocrómico que comprende tal sistema.

De manera conocida, un sistema electrocrómico es un elemento transparente cuyas características ópticas de transmisión luminosa puede variar en respuesta a una corriente eléctrica que es aplicada entre dos bornes de alimentación del sistema. Para ello, un sistema electrocrómico comprende usualmente:

ï?­ dos paredes externas que definen un volumen cerrado, siendo el sistema transparente para una dirección de la mirada que atraviesa las paredes externas y el volumen encerrado entre dos lados opuestos;

ï?­ un líquido o gel que está contenido en el volumen cerrado;

ï?­ primeras y segundas sustancias electroactivas que están repartidas en el líquido o gel, con potenciales respectivos de oxidación-reducción que son diferentes, teniendo algunas al menos de las primeras y segundas sustancias electroactivas un efecto óptico variable entre una forma oxidada y una forma reducida de estas sustancias; y ï?­ un par de electrodos de alimentación transparentes, que están destinados a ser unidos respectivamente a dos bornes de salida de una fuente eléctrica variable para alimentar el sistema con corriente eléctrica, de manera que transfiera electrones hacia o a partir de algunas al menos de las sustancias electroactivas, de una manera inversa entre las primeras y segundas sustancias electroactivas en un mismo instante de un funcionamiento del sistema.

Tal sistema está desvelado en particular por el documento US 4 285 575.

En el marco del presente invento, se entiende por elemento transparente un elemento óptico que permite a un usuario que está situado a un lado del elemento ver distintamente, a través de este elemento, objetos que están situados al otro lado y a distancia del elemento. Dicho de otro modo, una imagen del objeto es formada sobre la retina del usuario, por luz que se propaga en una primera distancia no nula entre el objeto y el elemento transparente, luego atraviesa el elemento transparente y se propaga sobre una segunda distancia no nula entre el elemento transparente y un ojo del usuario. Para ello, una difusión y/o una difracción luminosas que provocaría el elemento óptico debe o deben ser suficientemente débiles, de manera que la imagen de un punto de objeto a través del elemento transparente sea un punto de imagen y no una mancha difusa en la imagen que es percibida por el usuario.

Tal sistema electrocrómico está destinado a variar el valor de la transmisión luminosa a través de este sistema, entre un estado claro para el que la transmisión luminosa posee un valor que es elevado, y un estado oscuro para el que posee un valor que es bajo. Ahora bien, algunas aplicaciones requieren que la transmisión luminosa del estado claro sea muy elevada, y también que la transmisión luminosa del estado oscuro sea muy baja. Dicho de otro modo, se buscan sistemas electrocrómicos, que posean cada uno una dinámica de conmutación importante. Tal dinámica de conmutación importante es particularmente útil cuando el sistema electrocrómico está destinado a ser utilizado alternativamente en el exterior y en el interior de un edificio. En efecto, la luminosidad ambiente puede ser muy elevada en el exterior en condiciones soleadas, mientras que la luminosidad en el interior del edificio permanece media o débil.

Uno de los propósitos del invento consiste entonces en proponer un dispositivo electrocrómico que permita aumentar la dinámica de conmutación.

Otro propósito del invento consiste en proponer un dispositivo electrocrómico que sea simple de fabricar.

Aún otro propósito del invento consiste en proponer un dispositivo que presente una velocidad de conmutación elevada, entre valores diferentes de transmisión luminosa.

Para alcanzar estos propósitos y otros el presente invento propone un dispositivo electrocrómico según la reivindicación 1 que comprende en particular un sistema electrocrómico transparente, que permite una visión distinta a través del sistema, y que comprende al menos dos pares de electrodos de alimentación transparentes. Los electrodos de 45 alimentación de un primer par son llevados juntos por una misma de las dos paredes externas. Además, están unidos respectivamente a dos bornes de salida de una primera fuente eléctrica variable, para alimentar el sistema con corriente eléctrica, de manera que transfiera electrones hacia o a partir de algunas al menos de las sustancias electroactivas, de una manera inversa entre las primeras y segundas sustancias electroactivas en un mismo instante de un funcionamiento del sistema. Dicho de otro modo, los dos electrodos del primer par están aislados uno con relación al otro en el interior 50 del sistema electrocrómico, estando al mismo tiempo situados a un mismo lado del volumen que contiene las sustancias electroactivas.

Paralelamente, los electrodos de alimentación transparentes de un segundo par, que son distintos de los del primer par,

son llevados juntos por la otra de las dos paredes externas que aquella que lleva los electrodos del primer par. Además, para su función de alimentación del sistema con corriente eléctrica, los electrodos de alimentación del segundo par están unidos respectivamente a dos bornes de salida de una segunda fuente eléctrica variable, para alimentar el sistema con corriente eléctrica de una manera suplementaria con relación al primer par de electrodos, transfiriendo igualmente electrones hacia o a partir de algunas al menos de las sustancias electroactivas, de una manera inversa entre las primeras y segundas sustancias electroactivas en el mismo instante del funcionamiento del sistema.

Los dos electrodos del segundo par están por tanto también aislados uno con relación al otro en el interior del sistema electrocrómico, estando al mismo tiempo situados juntos al otro lado del volumen que contiene las sustancias electroactivas con relación a los electrodos del primer par. Además cada electrodo de uno de los pares está aislado en el interior del sistema con relación a cada electrodo del otro par, para permitir alimentar eléctricamente el sistema electrocrómico independiente y simultáneamente por cada par de electrodos. Dicho de otro modo cada par de electrodos con la fuente eléctrica a la que está unido, realizan una alimentación del sistema electrocrómico que es autónoma y está separado del otro par de electrodos con la otra fuente eléctrica.

Los dos pares distintos de electrodos de alimentación constituyen por tanto dos circuitos paralelos, para llevar la corriente eléctrica al sistema electrocrómico. De manera general, las dos fuentes eléctricas que alimentan el sistema electrocrómico con corriente, respectivamente por el primer par de electrodos y por el segundo par de electrodos, pueden ser independientes. Así, una corriente eléctrica total que es superior puede ser entregada al sistema electrocrómico, aunque este sistema presente una velocidad de conmutación que está incrementada entre valores diferentes de transmisión luminosa.

Además, dado que los electrodos de un mismo par están situados a un lado del volumen que contiene las sustancias electroactivas, que es opuesto con relación a los electrodos del otro par, especies electroactivas pueden ser convertidas entre sus formas oxidadas y reducidas, simultáneamente sobre los dos lados de este volumen. Cuando las sustancias electroactivas son así convertidas simultáneamente sobre cada lado del volumen cerrado, en el mismo sentido de las reacciones de oxidación-reducción, sus efectos sobre la transmisión luminosa del sistema se combinan aunque el sistema electrocrómico posee una dinámica de conmutación que es superior.

Por otra parte, dado que todos los electrodos son llevados por las paredes externas del sistema, éste es simple de fabricar. En efecto, cada electrodo puede ser realizado en forma de una capa delgada que es depositada sobre la pared externa correspondiente, sin que sean necesarios elementos de soporte adicionales en el interior del sistema electrocrómico. Además, los pares de electrodos pueden tener motivos idénticos cada uno sobre la pared externa correspondiente, de manera que una misma máscara puede ser utilizada para las dos partes externas, para definir estos motivos.

En diversos modos de realización de dispositivos electrocrómicos según el invento, el volumen cerrado que contiene el líquido o gel en el que están repartidas las sustancias electroactivas, puede ser dividido en celdas yuxtapuestas paralelamente a las paredes... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo electrocrómico que comprende:

ï?­ un sistema electrocrómico transparente (100) que permite una visión distinta a través de dicho sistema, y que comprende a su vez:

ï?­ dos paredes (10, 11) que definen un volumen cerrado (V) , siendo dicho sistema transparente para una dirección de la mirada que atraviesa las paredes externas y dicho volumen cerrado entre dos lados opuestos;

ï?­ un líquido o gel contenido en el volumen cerrado (V) ;

ï?­ primeras y segundas sustancias electroactivas repartidas en el líquido o gel, con potenciales respectivos de oxidación-reducción que son diferentes, teniendo algunas al menos de las primeras y segundas sustancias 10 electroactivas un efecto óptico variable entre una forma oxidada y una forma reducida de dichas sustancias; y ï?­ un par de electrodos de alimentación transparentes (1, 2) , llevados juntos por una misma (10) de las dos paredes;

ï?­ una primera fuente eléctrica variable (20) , con los dos bornes de salida de dicha primera fuente eléctrica unidos respectivamente a los electrodos de alimentación del primer par (1, 2) , y adaptada para alimentar el sistema con corriente eléctrica aplicando entre dichos electrodos del primer par una primera tensión eléctrica superior a la diferencia entre los potenciales respectivos de oxidación-reducción de las primeras y segundas sustancias electroactivas de manera que transfiera electrones hacía o a partir de algunas al menos de las sustancias electroactivas, efectuándose la transferencia de electrones de una manera inversa entre las primeras y segundas sustancias electroactivas en un mismo instante de un funcionamiento del sistema; y caracterizado por que dicho sistema comprende además:

ï?­ un segundo par de electrodos de alimentación transparentes (3, 4) , distintos de los del primer par (1, 2) , siendo llevados juntos los electrodos del segundo par por la otra (11) de las dos paredes distinta de la (10) que lleva los electrodos del primer par (1, 2) , y el dispositivo comprende además:

ï?­ una segunda fuente eléctrica variable (21) , con los dos bornes de salida de dicha segunda fuente eléctrica unidos respectivamente a los electrodos de alimentación del segundo par (3, 4) , y adaptada para alimentar igualmente el sistema con corriente eléctrica aplicando entre dichos electrodos del segundo par una segunda tensión eléctrica también superior a dicha diferencia entre los potenciales respectivos de oxidación-reducción de las primeras y segundas sustancias electroactivas, de manera que alimente el sistema con corriente eléctrica de una manera suplementaria con relación al primer par de electrodos transfiriendo igualmente electrones hacia o a partir de algunas al menos de las sustancias electroactivas: efectuándose la transferencia de electrones de una manera inversa entre dichas primeras y segundas sustancias electroactivas en un mismo instante de un funcionamiento del sistema.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que los electrodos de cada par están situados enfrentados uno a uno de los electrodos del otro par, a una y otra parte del volumen cerrado (V) según una dirección (D) perpendicular a las paredes (10, 11) .

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, que forma una parte al menos de un cristal de gafas, de un cristal de máscara, de una lente óptica, de una visera de casco, de una ventanilla de avión o de un acristalamiento.

4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además una red de paredes internas

(12) que forman una partición del volumen cerrado (V) en celdas (13) yuxtapuestas paralelamente a las dos paredes (10, 11) que definen dicho volumen cerrado, siendo dichas paredes internas perpendiculares a dichas dos paredes que definen el volumen cerrado, y en el que los dos electrodos de cada par (1-4) están cada uno en contacto con el líquido o gel contenido en cada celda, y conteniendo el líquido o gel contenido en dicha celda a la vez las primeras y segundas sustancias electroactivas.

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además una red de paredes internas (12) que forman una partición del volumen cerrado (V) en celdas (13) yuxtapuestas paralelamente a las dos paredes (10, 11) que definen dicho volumen cerrado, siendo dichas paredes internas perpendiculares a dichas dos paredes que definen el volumen cerrado, y en el que para al menos algunas de las celdas, uno solo de los dos electrodos (1, 2) del primer par, y uno solo de los dos electrodos del segundo par, están en contacto con el líquido o gel contenido en cada 50 celda, siendo una primera de dichas celdas que es alimentada por uno de los electrodos de alimentación de cada par adyacente con una segunda de dichas celdas que es alimentada por el otro electrodo de cada par.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que el líquido o gel contiene primeras sustancias electroactivas sin segundas sustancias electroactivas en el interior de las celdas (13) alimentadas por uno de los electrodos de cada par (1, 3) , y segundas sustancias electroactivas sin primeras sustancias electroactivas en el interior de las celdas (13) que son alimentadas por el otro el electrodo de cada par (2, 4) .

7. Dispositivo electrocrómico según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera (20) y segunda (21) fuentes eléctricas están adaptadas para alimentar simultáneamente el sistema electrocrómico (100) con corriente eléctrica.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la primera (20) y segunda (21) fuentes eléctricas poseen cada una un borne de referencia de potencial eléctrico distinto de los bornes de salida de dichas fuentes eléctricas, estando dichos bornes de referencia de potencial eléctrico unidos eléctricamente entre ellos.

9. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la primera (20) y segunda (21) fuentes eléctricas están confundidas en una misma fuente eléctrica común al primer y al segundo par de electrodos de alimentación, con conexiones eléctricas que unen uno de los bornes de salida de dicha fuente eléctrica común a uno de los electrodos del primer par y a uno de los electrodos del segundo par, y que unen separadamente el otro borne de salida de dicha fuente eléctrica común al otro electrodo del primer par y al otro electrodo del segundo par, según un modo de conexión en paralelo.

10. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que la primera (20) y la segunda (21) fuentes eléctricas están conectadas a los electrodos de los primer (1, 2) y segundo (3, 4) pares, respectivamente, de manera que dichas primera (20) y segunda (21) fuentes eléctricas tengan polaridades respectivas que son idénticas con relación a los electrodos situados enfrentados, en ciertos instantes al menos del funcionamiento del sistema.

11. Dispositivo según la reivindicación 10 y la reivindicación 5 ó 6, con un puente iónico (14) entre celdas (13) contiguas alimentadas respectivamente por electrodos diferentes de cada par de electrodos.

12. Dispositivo según la reivindicación 10 y la reivindicación 6.

13. Dispositivo según la reivindicación 2, y en el que la primera (20) y segunda (21) fuentes eléctricas están conectadas a los electrodos del primer (1, 2) y segundo (3, 4) par de manera que dicha primera (20) y segunda (21) fuentes eléctricas tengan polaridades respectivas que están invertidas con relación a los electrodos situados enfrentados, en algunos instantes al menos del funcionamiento del sistema, y en el que el líquido o gel contenido en cada celda (13) contiene a la vez primeras y segundas sustancias electroactivas.

14. Dispositivo según la reivindicación 13 y la reivindicación 4 ó 5, en el que las paredes internas (12) forman un aislamiento eléctrico entre celdas (13) contiguas.

15. Dispositivo según la reivindicación 13 ó 14, en el que el sistema electrocrómico (100) comprende además una película de separación (5) dispuesta paralelamente a las dos paredes (10, 11) , que definen el volumen cerrado (V) , y entre dichas dos paredes de manera que divida dicho volumen cerrado en un primer subvolumen (V1) en contacto con los electrodos (1, 2) del primer par, y un segundo subvolumen (V2) en contacto con los electrodos (3, 4) del segundo par.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, en el que la película de separación (5) forma un puente iónico entre el primer (V1) y el segundo (V2) subvolúmenes.