Dispositivo electrocrómico de transparencia controlada.

Dispositivo electrocrómico de transmisión o reflexión controlada de al menos una superficie activa (CDEF),

de tipo con control electrónico, que incluye sobre un substrato portador (3) un apilamiento que comprende al menos sucesivamente una capa que forma un electrodo inferior electroconductor (4), diversas capas funcionales (7) en que al menos una capa electrocrómica, y una capa que forma un electrodo superior electroconductor (9), incluyendo el dispositivo también un primer conector de suministro de corriente (15), un segundo conector de suministro de corriente (21) y los medios de conexión (20, 21a) y, en el cual:

- al menos un calafateo (12), denominado selectivo, atraviesa el electrodo superior (9) y las distintas capas que separan éste del electrodo inferior (4) sin atravesar este último, separando este calafateo selectivo (12) al menos la superficie del electrodo superior (9) en dos zonas aisladas eléctricamente una de la otra, a saber una zona libre (9a) y una zona activa (9b) que contiene la superficie activa (CDEF),

- al menos una zona libre (9a) del electrodo superior (9) recibe el primer conector de suministro de corriente (15) unido por soldadura a la zona activa (4b) del electrodo inferior (4), y caracterizado porque

- al menos un calafateo (5), denominado total, atraviesa el electrodo superior (9) y las distintas capas que separan éste del substrato (3), separando este calafateo total (5) al menos la superficie del electrodo inferior (4) en dos zonas aisladas eléctricamente una de la otra, a saber una zona libre (4a) y una zona activa (4b) que contiene la superficie activa (CDEF),

- la superficie activa (CDEF) del electrodo superior (9) está en contacto eléctrico con los medios de conexión (20,21a) unidos al segundo conector de suministro de corriente (21), aislado eléctricamente de la zona libre (9a) unido al electrodo inferior (4),

y porque el calafateo total (12) divide la superficie del electrodo superior (9) en dos zonas, a saber una segunda zona libre (9'a) y una zona activa que contiene la superficie activa (CDEF), estando el segundo conector de suministro de corriente (21) dispuesto en la segunda zona libre (9'a) del electrodo superior (9).

Dispositivo electrocrómico de transparencia controlada

La presente invención se refiere a un dispositivo electrocrómico de transparencia controlada, en particular, destinado a constituir un acristalamiento con control electrónico así como un procedimiento de fabricación de éste. Se refiere también a un acristalamiento electrocrómico provisto de tal dispositivo así como la utilización de este último para distintas aplicaciones.

Se conocen acristalamientos que poseen una capacidad de transmisión de la luz que es ajustable a partir de un buen nivel de transparencia hasta a una opacidad más importante. Tales acristalamientos mostraron aplicaciones en los ámbitos técnicos más diversos.

Se puede así utilizarlos como acristalamientos de una vivienda con el fin, por ejemplo, de ajustar el nivel de insolación de un local en función de las condiciones exteriores y de los deseos de los usuarios. Se puede también utilizarlos como contraventanas de aislamiento para preservar la intimidad de los habitantes de un local bien sea frente al exterior, o bien frente a partes contiguas.

Se puede también, en el ámbito del automóvil, recurrir a tales dispositivos para, por ejemplo, para regular el nivel de transparencia de parabrisas y/o de los cristales laterales o del acristalamiento de techo de un coche, así como sobre algunos accesorios de éste, tal como, en particular, los retrovisores, con el fin de controlar el flujo de la luz reflejada hacia el conductor y evitar el deslumbramiento de este último. Se puede, por supuesto, utilizarlos en otros ámbitos tales como, en particular, el ámbito de la aeronáutica para controlar, por ejemplo, la transparencia de las ventanillas de las aeronaves.

Se sabe que los dispositivos electrocrómicos incluyen una capa de un material electrocrómico en condiciones de insertar reversiblemente y simultáneamente iones y electrones, cuyos estados de oxidación que corresponden a los estados insertados y desinteresados, son de una coloración distinta cuando se someten a una alimentación eléctrica apropiada; presentando uno de estos estados una transmisión luminosa más elevada que otra. El material electrocrómico puede ser, por ejemplo, a base de óxido de tungsteno y debe ser puesto en contacto con una fuente de electrones, tal como, por ejemplo, una capa electroconductora transparente, y de una fuente de iones (cationes o aniones) tal como un electrólito conductor iónico. Se sabe que un contraelectrodo, en medida también de insertar de manera reversible cationes, se debe asociar a la capa de material electrocrómico, simétricamente con respecto a ésta, de tal manera que, macroscópicamente, el electrólito aparece como un simple medio de los iones. El contraelectrodo debe estar constituido por una capa neutra en coloración o, al menos, transparente o poco coloreada cuando la capa electrocrómica está en el estado coloreado.

El óxido de tungsteno que es un material electrocrómico catódico, es decir su estado coloreado corresponde al estado más reducido, un material electrocrómico anódico a base de óxido de níquel o de iridio se puede, por ejemplo, utilizar para el contraelectrodo. Se propuso también utilizar un material ópticamente neutro en los estados de oxidación en cuestión, tales como, por ejemplo, el óxido de cerio o los materiales orgánicos tales como los polímeros conductores electrónicos (polianilina) o el azul de Prusia.

Se pueden ordenar actualmente los sistemas electrocrómicos en dos categorías en función del electrólito utilizado.

En la primera categoría el electrólito se puede así presentar en forma de un polímero o un gel, tal como, por ejemplo, un polímero de conducción protónico, tales como los descritos en las patentes europeas n° 253713, y 67346 o un polímero de conducción de iones litio, tales como los descritos en las patentes europeas n° 382623, 518754 o 53248. Se habla entonces de sistemas electrocrómicos mixtos.

En la segunda categoría, el electrólito puede también estar constituido por una capa mineral que forma un conductor iónico que se aísla eléctricamente. Estos sistemas electrocrómicos se designan entonces como "todo sólido". Se podrá referir a las patentes europeas n° 867752 y 83136.

Se conocen otros tipos de sistemas electrocrómicos, tales como, en particular, los sistemas electrocrómicos denominados "todo polímero", en los cuales dos capas electroconductoras están dispuestas por una y parte y otra de un apilamiento que comprende un polímero de coloración catódico, un polímero aislante electrónico conductor iónico (de H+ o L¡+ muy especialmente) y por fin un polímero de coloración anódico (tal como la polianilina o el polipirrol).

Se sabe que la técnica actual de fabricación de los dispositivos electrocrómicos consiste, de manera esquemática, en depositar sucesivamente sobre un substrato soporte, transparente o no, un electrodo electroconductor inferior, generalmente una capa de óxido de indio y de estaño (ITO) para "Indium Tin Oxide", de las capas funcionales electrocrómicos, por ejemplo, de óxido de iridio (IrOx), de óxido de tungsteno (W3), de óxido de tantalio (TA25), y un electrodo electroconductor superior. Habitualmente el apilamiento se termina por un polímero de estructura laminar y un contrasubstrato.

Por supuesto los dos electrodos electroconductores inferior y superior deben estar unidos a conectores de

suministro de corriente respectivos. Esta conexión habitualmente se obtiene por medio de oropeles metálicos que se ponen respectivamente en contacto con el electrodo superior y con el electrodo inferior.

Si el contacto del conector con el electrodo superior apenas presenta dificultades en el principio, sin embargo, no es lo mismo, en lo que se refiere al contacto del conector con el electrodo inferior debido a su no accesibilidad debida a la deposición de las distintas capas. Esta es la razón por la que se propuso preservar una zona de ésta, denominada zona de conexión, por medio de una máscara adhesiva durante la deposición de las capas electrocrómicas. Una vez efectuada la deposición de las distintas capas basta entonces con retirar el adhesivo para quitar al mismo tiempo las capas depositadas sobre éste y de tener asi acceso al electrodo inferior, recibiendo este último entonces el conector que se le destina.

Esta técnica presenta una serie de inconvenientes vinculados, en particular, por una parte con la utilización de la máscara adhesiva y, por otra parte, con los medios utilizados para asegurar la fijación de los conectores sobre los

electrodos.

Por lo que se refiere a la máscara adhesiva, se tendrá en cuenta que la colocación de ésta es una operación larga y delicada, en la medida en que, por una parte, se debe aplicar de manera perfecta sobre el electrodo inferior con el fin de no perturbar la deposición de las capas posteriores y, por otra parte, la longitud que se debe cubrir es importante, en particular, cuando la conexión del electrodo inferior se hace sobre toda la periferia del substrato.

A continuación, durante la retirada de la máscara, las capas que se depositaron sobre éste tienden a desmoronarse y a volverse a depositar a continuación en forma de polvo sobre el apilamiento, creando así disfunciones del dispositivo. Esta es la razón por la que, con el fin de evitar tal inconveniente, la retirada de la máscara se acompaña habitualmente de una aspiración, lo que impone para esta operación la intervención de dos operadores.

Por otra parte, sucede que en las fases de deposición de las distintas capas que siguen la aplicación de la máscara adhesiva, esta última se retracta bajo el efecto del calor, aunque, durante la aplicación de la capa electroconductora que forma el electrodo superior, este último puede verse obligado a venir en contacto con el electrodo inferior que crea así un cortocircuito más o menos parcial teniendo como resultado disminuir el contraste que el dispositivo está en condiciones de otorgar. Con el fin de atenuar tal riesgo se tiene que realizar un calafateo controlado de la periferia de la zona recubierta por la máscara, es decir, un recorte que atraviesa las distintas capas depositadas y que se detiene a nivel de la que forma el electrodo inferior.

Además, la selección de la máscara adhesiva es una operación delicada en la medida en que ésta debe conservar su integridad a pesar de las distintas tensiones físicas a las cuales se somete durante las etapas de deposición de las distintas capas. Debe así estar, en particular, en condiciones de sufrir depresiones importantes sin ser propenso a la desgasificación, y presentar un buen comportamiento a la temperatura. En consecuencia de tal pliego de condiciones muy estricto se comprende... [Seguir leyendo]

1.- Dispositivo electrocrómico de transmisión o reflexión controlada de al menos una superficie activa (CDEF), de tipo con control electrónico, que incluye sobre un substrato portador (3) un apilamiento que comprende al menos sucesivamente una capa que forma un electrodo inferior electroconductor (4), diversas capas funcionales (7) en que al menos una capa electrocrómica, y una capa que forma un electrodo superior electroconductor (9), incluyendo el dispositivo también un primer conector de suministro de corriente (15), un segundo conector de suministro de corriente (21) y los medios de conexión (2, 21 a) y, en el cual:

al menos un calafateo (12), denominado selectivo, atraviesa el electrodo superior (9) y las distintas capas que separan éste del electrodo inferior (4) sin atravesar este último, separando este calafateo selectivo (12) al menos la superficie del electrodo superior (9) en dos zonas aisladas eléctricamente una de la otra, a saber una zona libre (9a) y una zona activa (9b) que contiene la superficie activa (CDEF),

al menos una zona libre (9a) del electrodo superior (9) recibe el primer conector de suministro de corriente (15) unido por soldadura a la zona activa (4b) del electrodo inferior (4), y caracterizado porque

al menos un calafateo (5), denominado total, atraviesa el electrodo superior (9) y las distintas capas que separan éste del substrato (3), separando este calafateo total (5) al menos la superficie del electrodo inferior (4) en dos zonas aisladas eléctricamente una de la otra, a saber una zona libre (4a) y una zona activa (4b) que contiene la superficie activa (CDEF),

la superficie activa (CDEF) del electrodo superior (9) está en contacto eléctrico con los medios de conexión (2,21a) unidos al segundo conector de suministro de corriente (21), aislado eléctricamente de la zona libre (9a) unido al electrodo inferior (4),

y porque el calafateo total (12) divide la superficie del electrodo superior (9) en dos zonas, a saber una segunda zona libre (9a) y una zona activa que contiene la superficie activa (CDEF), estando el segundo conector de suministro de corriente (21) dispuesto en la segunda zona libre (9a) del electrodo superior (9).

2.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de conexión están constituidos por una red de hilos finos (2) paralelos y conductores de la corriente eléctrica.

3.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según la reivindicación 2, caracterizado porque incluye bandas aislantes y transparentes que están dispuestas entre las zonas libres (9a, 9a) del electrodo superior (9) y los segundos conectores de suministro de corriente (21) entre los cuales están dispuestos los hilos (2).

4.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de conexión están constituidos por un marco metálico (21a), en particular, un oropel, dispuesto en periferia de la zona activa (9b).

5.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye un soporte transparente (22), en particular, constituido de un polímero termoplástico, tal como, por ejemplo, de poliuretano o de polivinilbutiral, PVB, los medios de conexión (2, 21a) siendo soportados por el soporte transparente.

6.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según la reivindicación 5, caracterizado porque el soporte (22) constituye un intercalar de laminado.

7.- Dispositivo electrocrómico siguiente la reivindicación 1, caracterizado porque el primer conector de suministro de corriente (15) unido por soldadura al electrodo inferior (4) está dispuesto sobre varias zonas libres (9a, 9a) del electrodo superior (9), y algunos medios de aislamiento eléctrico están previstos entre dicho segundo conector de suministro de corriente (21) y la superficie del electrodo superior (9).

8.- Dispositivo electrocrómico según la reivindicación 7, caracterizado porque los medios de aislamiento están constituidos por una hoja fina (26) aislante eléctricamente.

9.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el substrato portador (3) es un substrato de función vidriera, en particular, de vidrio o de material plástico.

1.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la unión por soldadura entre el primer conector de suministro de la corriente (15) y el electrodo inferior (4) es una soldadura de tipo de ultrasonidos.

11.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer conector de suministro de corriente (15) está dispuesto sobre la totalidad de la periferia del electrodo superior (9).

12.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores

caracterizado porque al menos uno de los electrodos (4,9) está formado por al menos una capa de óxido mixta de estaño y de indio, ¡TO.

13.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las zonas libres (4a, 9a, 9'a) definidas por los calafateos de tipo total (5) y selectivo (12) se

sitúan en periferia de éste.

14.- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según la reivindicación 13, caracterizado porque el substrato (3) está de forma rectangular y porque los calafateos de tipo selectivo (5) y total (12) se realizan respectivamente en paralelo a los lados opuestos (3a, 3b) del substrato (3).

- Dispositivo electrocrómico de transmisión controlada según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 1 caracterizado porque los calafateos de tipo total (5) y selectivo (12) son respectivamente perpendiculares.

16.- Acristalamiento electrocrómico, caracterizado porque incluye un dispositivo electrocrómico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que presenta, en particular, una transmisión y/o reflexión luminosa y/o energética variable, con el substrato o al menos una parte de los substratos transparente(s) o parcialmente transparente(s), de material plástico, preferentemente montado en acristalamiento múltiple y/o laminado, o en doble acristalamiento.