[0075]在圖6E中一般地示出了控制電致變色元件47的透射率的第二模式。在該模式中,在狀態 O’,AN0DE_T0P 和 AN0DE_B0TT0M 信號都為正電壓,而 CATHODE_LEFT 和 CATH0DE_RIGHT信號都為負電壓。這是通過使得晶體管865、864、900和903導通,同時使得晶體管863,866,901和902截止完成的。在預定的時間段之后,或當ECJMONITOR電流達到穩態時,處理電路78使得驅動器電路84改變為狀態I’。在該狀態,AN0DE_B0TT0M信號為正電壓,CATHODE_RIGHT信號為負電壓,并且AN0DE_T0P和CATHODE_LEFT信號為高阻抗。這是通過使得晶體管900和903導通,同時使得晶體管863 — 866,901和902截止完成的。在一個時間段之后,處理電路78使得驅動器電路84改變為狀態2’。在狀態2’,AN0DE_B0TT0M信號為正,CATHODE_LEFT信號為負,并且AN0DE_T0P和CATHODE_RIGHT信號為高阻抗。這是通過使得晶體管900和864導通,同時使得晶體管863、865、866和901 — 903截止完成的。在一個時間段之后,處理電路78使得驅動器電路84改變為狀態3’。在這個狀態中,AN0DE_T0P 信號是正,CATHODE_LEFT 信號為負,并且 AN0DE_B0TT0M 和 CATHODE_RIGHT 信號為高阻抗。這是通過使得晶體管865和864導通,同時使得晶體管863、866和900 — 903截止完成的。在一個時間段之后,處理電路78使得驅動器電路84改變為狀態4’。在狀態4’,AN0DE_T0P 信號是正,CATHODE_RIGHT 信號為負,并且 AN0DE_B0TT0M 和 CATHODE_LEFT 信號為高阻抗。這是使得晶體管865和903導通,同時使得晶體管863、864、866和900 — 902截止完成的。在一個時間段之后,處理電路78使得驅動器電路84返回狀態I’。以這種方式,處理電路78使得驅動器電路84在電致變色元件47被保持為黑暗狀態的時間段期間在狀態1’、2’、3’和4’之間反復循環。在本實施例中,處理電路78使得驅動器電路84將電致變色元件47保持為最黑的黑暗狀態。在可替換的實施例中,處理電路78利用這個模式將電致變色元件47保持在最黑的黑暗狀態之外的透射率狀態。應當理解,通過如上面討論的排序 AN0DE_T0P、AN0DE_B0TT0M、CATH0DE_LEFT 和 AN0DE_B0TT0M 信號,可以避免電致變色介質中的電致變色材料的偏析(segregat1n)。當由以在變暗過程中形成的不同質量的離子種類(species)組成的分子形成電致變色介質時,可能發生這種偏析。更具體地,當在電致變色介質上施加電壓時,通常無色的分子分裂為可能各自具有不同重量和顏色的離子種類(陰離子和陽離子)。當電致變色設備保持為變暗狀態時,較重的離子種類趨于降落到設備的底部,同時取代向設備的頂部移動的較輕的種類。由于這些偏析的種類可能具有不同的顏色,所以窗戶可能表現出不均勻的顏色。
[0076]應當理解,可以改變作為AN0DE_T0P、AN0DE_B0TT0M、CATHODE_LEFT 和 AN0DE_BOTTOM信號的正和負電壓施加的電壓電平,以便避免電致變色介質中的電致變色材料的偏析,而不會明顯地影響電致變色介質的透射率。這可以通過將施加的電壓的變化持續時間保持為足夠短,從而可以避免電致變色介質的偏析,而大體上不會影響窗戶的透射率來實現。雖然上面討論了兩個模式,但是應當理解,圖6D和6E中一般所示的第一模式和第二模式可被組合成一個模式。還應當理解,可以采用除了圖6D和6E中一般所示的模式之外的其他模式,以便保持電致變色元件47的透射率級別,同時避免電致變色介質的偏析。
[0077]驅動器電路84使用EC_VM0NIT0R和ECJMONITOR信號來監視通過H橋電路提供的電壓和電流,并且將所監視的電壓和電流提供給處理電路78 ο這允許處理電路78確定電致變色元件47的透射率狀態,并且調整信號ECBRO - ECBR7以便改變和/或保持電致變色元件47的透射率。下面討論適合的清透順序。
[0078]驅動器電路84還被示出為通過二極管網絡聯結到地。耦接到驅動器電路84的二極管網絡包括二極管950 - 952。通過二極管網絡將驅動器電路84聯結到地,可以保護驅動器電路84免受過電流。
[0079]驅動器電路84還被示出為(圖6B)具有感測電路99,感測電路99配置為感測由驅動器電路84提供的電流,并且對提供給處理電路78的EC_MONITOR信號進行操作。
[0080]驅動器電路84還被示出為具有耦接到由電源電路72提供的VCLAMP電壓的電流電路87。電流電路87包括晶體管、電阻和二極管。如圖所示,電流電路87操作,以便吸收存儲在窗戶驅動器電路84內的多余電能。
[0081]如圖6A和6B所示,驅動器電路84、電流電路87和感測電路99可以包括各種分立組件,包括電容、電阻、二極管和電感。每個電阻809、813-815、819-820、843-846、911、913和914可以具有1k歐姆的電阻。電阻811、812、816-818、821-833和836-842可以分別具有18.7k歐姆、1k歐姆、59k歐姆、10歐姆、10歐姆、10歐姆、10歐姆、0.1歐姆、0.1歐姆、100歐姆、100歐姆、Ik歐姆、Ik歐姆、66.5k歐姆、66.5k歐姆、10k歐姆、200k歐姆、402k歐姆、4.64k歐姆、O、1.2k歐姆、1.2k歐姆、Ik歐姆、12歐姆、270歐姆和Ik歐姆的電阻值。每個電阻923-926可以具有47k歐姆的電阻值、每個電阻927-928可以具有Ik歐姆的電阻值、并且每個電阻929-930可以具有54.9k歐姆的電阻值。每個電阻910、912和835可以分別具有220歐姆、21.5k歐姆和93.1k歐姆的電阻值。每個電容875、879、881、885、890和893-896可以具有 0.1 UF 的電容值。每個電容 870-874、876-878、880、882-884、886-889、890 和 891可以分別具有 0.01 yF、10 yF、0.01 yF、0.001 yF、0.01 yF、0.01 μ F、I μ F、I μ F、4.7 yF、4.7 μ F、0.01 μ F、4.7 μ F、0.01 μ F、0.01 μ F、220pF、220pF、0.01 μ F 和 220 μ F 的電容值。每個電容917-922和960-961可以具有0.1 μ F的電容值。每個電容915、931和932可以分別具有3300pF、220pF和220pF的電容值。圖6A的電感808可以具有33 μ H的電感值。
[0082]參考圖7,一般地示出了用于控制圖3的窗戶控制單元9的處理電路78。處理電路78包括用于控制圖3中一般地示出的窗戶控制單元9的微控制器870。微控制器870包括用于存儲控制窗戶控制單元9必需的指令和算法的存儲器。微控制器870還包括用于執行存儲在存儲器內的指令和算法的邏輯。如圖所示,微控制器870是由Freescale銷售的微控制器MC9S08AW60。微控制器870還被示出為耦接到與窗戶控制系統總線相連的收發器871。收發器871配置為從半導體窗戶控制系統總線13接收信號,對該信號解碼,并且將它們提供給微控制器870,以便允許微控制器870通過窗戶控制系統總線發送和接收指令。
[0083]微控制器870被示出為具有用于與窗戶控制單元9中的其他設備通信和控制窗戶控制單元9中的其他設備的多個輸入、多個輸出和多個組合的輸入/輸出線,所述其他設備諸如用戶輸入機構60、電源電路72、驅動器電路84和出現在窗戶控制系統總線上的設備。如圖所示,處理電路78從用戶輸入機構60接收指示電致變色窗戶10的用戶選擇的透射率狀態的用戶輸入信號。微控制器870以“較暗”和“較亮”請求信號的形式接收這些輸入。基于這些信號,微控制器870通過線路ECBRO - ECBR7向驅動器電路84發出控制信號,以便控制電致變色窗戶10的透射率狀態。另外,微控制器870通過DOTO — D0T4提供信號,以便使得用戶輸入機構60通過LED顯示電致變色窗戶10的當前狀態、電致變色窗戶10的用戶選擇的狀態、電致變色窗戶1是否處于改變狀態的過程中,和/或系統中是否存在錯誤。
[0084]如圖所示,微控制器870從電源電路72接收供電電壓VDD。微控制器870還被示出為耦接到窗戶控制系統總線,并且配置為通過窗戶控制系統總線從用于控制電致變色窗戶10的主控制電路90接收窗戶控制超控信號。當微控制器870通過窗戶控制系統總線從主控制電路90接收到超控信號時,其將信號通過ECBRO - ECBR7提供給驅動器電路84,以便使得電致變色窗戶10進入由從主控制電路90接收的超控信號所確定的狀態,而不是用戶通過用戶輸入機構60選擇的狀態。
[0085]如上所述,微控制器870可以包括用于確定何時結束超控狀態,以及當超控狀態結束時電致變色窗戶10應當進入什么狀態的各種模式。如上所述,微控制器870從驅動器電路84接收指示驅動器電路84提供給電致變色窗戶10的電壓和電流的信號。通過結合用戶輸入信號“較亮”和“較暗”使用這些被監視的電壓和電流信號,微控制器870可以確定電致變色窗戶10的當前狀態,以及基于用戶輸入和/或從主控制電路90接收的超控信號,確定是否需要改變狀態。
[0086]微控制器870還配置為監視提供給用戶輸入機構60的背光LED的電能,并且控制提供給用戶輸入機構60的LED的電能。在一個實施例中,當超控狀態有效并且用戶選擇的透射率狀態正被超控時,微控制器870使得背光LED關閉。在另一個實施例中,當用戶輸入機構60不運行時,微控制器870使得用戶輸入機構60的背光LED關閉。
[0087]處理電路78還被示出為耦接到丟失檢測電路79,該丟失檢測電路79包括可以具有1k歐姆電阻值的電阻790,各自可以具有402k歐姆電阻值的電阻791和792,可以具有I UF電容值的電容793,以及二極管和比較器。在操作中,丟失檢測電路79從處理電路78接收稱為HMER_SET的輸入信號。該信號指示提供給窗戶控制電路的電能。HMER_SET信號耦接到電容,并且作為輸入耦接到丟失檢測電路79的運算放大器。該運算放大器的輸出被反饋到運算放大器的另一個輸入。
[0088]如圖所示,如TIMER_SET信號指示的,丟失檢測電路79配置為在給窗戶控制單元9供電的同時,在電容上存儲電荷。當從窗戶控制單元9移去電源時,由于HMER_SET不再提供對電容充電的信號,所以電容上的電荷隨著時間下降。當對窗戶控制單元9重新施加電源時,電容上剩余的電荷量被作為輸入提供給微控制器870,并且由微控制器870用來確定從窗戶控制單元9移去電源的近似時間量。如果從窗戶控制單元9移去電源的時間量小,例如,兩分鐘或更少,則微控制器870指示電致變色窗戶10返回到電源被移去之前的狀態。如果微控制器870確定已移去電源的時間超過了兩分鐘,則微控制器870指示電致變色窗戶10進入預定的透射率狀態。
[0089]主控制電路還可以選擇性控制窗戶組,以便減少在交通工具的電源上的耗用功率。例如,在將另一組窗戶變暗之前,可以順序地使選擇的一組窗戶10變暗,以便減少如果一次使所有窗戶變暗將會發生的瞬時電流汲取。另外,主控制電路可以使一個或所有窗戶以逐級的方式逐漸變暗,以便進一步管理窗戶系統的功率使用。
[0090]微控制器870還被示出為耦接到重置電路81。該重置電路81包括耦接到電阻、電容和由電源電路72提供的VDD電壓的重置監視器IC810。該重置監視器IC810監視由電源電路72提供的VDD電壓,以便確定電壓VDD何時落在重置電壓閾值之下。當重置監視器IC810確定VDD落在重置電壓閾值之下時,重置監視器IC810在預定的時間段期間發出重置信號。該重置信號用于重置微控制器870,并且還耦接到驅動器電路84,以便使得驅動器電路84內的H橋電路將電致變色供電43和電致變色供電45短路到地,使得電致變色窗戶10清透。
[0091]微控制器870還被示出為從用戶輸入機構60接收背光監視器(BACKLIGHT)和LED監視器(LED_MON)信號。微控制器870監視這些信號,以便確定用戶輸入機構60的開關是否被卡住,或LED是否不能打開,微控制器870禁用用戶輸入機構60,并且選擇電致變色窗戶10的預定透射率狀態。應當理解,雖然用戶輸入機構60被禁用,但是仍然可用在窗戶控制系統總線13上從主控制器90接收的超控信號來控制電致變色窗戶10。微控制器870還可以在總線13上向主控制器傳輸信號,告知開關故障或LED故障。
[0092]微控制器870還被示出為接收模擬VMON_AD和MON_AD信號。如圖7所示,VMON_AD是已被濾波器電路82濾波的、由驅動器電路84提供的EC_VMONITOR信號。MON_AD信號是已被濾波器電路83濾波的、由驅動器電路84提供的ECJMONITOR信號。微控制器870利用由M0N_AD和VM0N_AD提供的值來確定可變透射率窗戶10的透射率狀態,并且檢測電致變色設備和相關布線的故障。
[0093]處理電路78被示出為包括各種電阻和電容。電阻933-942和790-792可以分別具有47歐姆、47歐姆、1k歐姆、100歐姆、100歐姆、I μ歐姆、10k歐姆、4.7k歐姆、Ik歐姆、Ik歐姆、1k歐姆、402k歐姆和402k歐姆的電阻值。電容943、946-954和793可以分別具有 0.1 μ F、220pF、0.1 μ F、220pF、0.1 μ F、220pF、0.1 μ F、0.1 μ F、0.1 μ F 和 I μ F 的電容值。
[0094]圖8 一般地示出了安裝在多乘客交通工具諸如飛機中的可變透射率窗戶10和窗戶控制單元9。如圖所示,可變透射率窗戶10和窗戶控制單元9定位鄰近于內窗框22。窗戶控制單元9包括用戶輸入機構60,該用戶輸入機構60包括第一用戶輸入區域62、第二用戶輸入區域64和指示燈66。還以虛線示出了從屬控制電路70和分別耦接到可變透射率窗戶10的導電結構41、41’、46和46’的電致變色供電43、43’、45和45’。如圖所示,用戶輸入機構60具有第一用戶輸入區域62和第二用戶輸入區域64,該第一用戶輸入區域62和第二用戶輸入區域64配置為被可變透射率窗戶10的用戶物理地接觸,以便改變可變透射率窗戶10的選擇的透射率狀態。指示燈66配置為顯示指示窗戶的當前透射率狀態、窗戶的選擇的透射率狀態、窗戶當前是否正在改變狀態和/或窗戶控制系統是否處于錯誤狀態的燈光。如圖所示,由不透潮氣的材料制造用戶輸入機構60,并且將其密封以便防止潮氣和灰塵進入用戶輸入機構60和從屬控制電路70的內部電子和機械結構。
[0095]2.機械、化學和制造方面
[0096]圖9是可變透射率窗戶10和窗戶控制單元9的元件的截面圖。可變透射率窗戶10包含包括第一襯底44和第二襯底34的電致變色元件47。在本實施例中,襯底44和34是薄玻璃襯底。在可替換的實施例中,襯底44和34是由玻璃或其他適合的襯底材料制成的不同厚度的清透的襯底。每個襯底44和34分別具有沉積在其上的透明的高導電層38和36。在優選實施例中,由玻璃制成第一襯底44和第二襯底34,并且優選地具有小于大約1.2mm,更優選地小于大約0.8mm,并且最優選地小于大約0.6mm的厚度。在可替換的實施例中,襯底可彎曲。在本實施例中,透明的高導電層36和38包括優選地至少兩個整波厚度的銦錫氧化物(IT0)。在可替換的實施例中,透明的高導電層36和38可由摻雜氟的錫氧化物、摻雜氟的鋅氧化物、銦鋅氧化物(ZnxInyOz)、美國專利N0.5,202,787中描述的材料,通過引用將其全部公開內容結合在此,諸如可從俄亥俄州托萊多市的Libbey Owens-Ford公司獲得的TEC 20或TEC 15,或其他透明導電材料,諸如例如,在題目為“VEHI⑶LAR REARVIEW MIRRORELEMENTS AND ASSEMBLIES INCO