CN109121433A - 包含用于防止离子迁移的装置的电致变色装置和及其形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种电致变色装置能够包含：基板；电致变色层或对电极层，其处于所述基板上方并且包含移动离子；第一透明导电层，其处于所述基板上方并且包含Ag。在一个实施例中，所述电致变色装置可以包含阻挡层，其安置在第一透明导电层与所述电致变色层或所述对电极层之间。在另一个实施例中，所述电致变色装置可以包含用于防止(1)所述移动离子迁移到所述第一透明导电层中，(2)Ag迁移到所述电致变色层或所述对电极层中，或(1)和(2)两者的装置。一种形成电致变色装置的方法能够包含：在基板上方形成电致变色层或对电极层；形成阻挡层；以及在所述基板上方形成第一透明导电层。

Description

包含用于防止离子迁移的装置的电致变色装置和及其形成 方法
技术领域
本发明涉及电致变色装置，并且更具体地说涉及包含用于防止离子迁移的装置的电致变色装置及其形成方法。
电致变色装置有助于阻挡可见光的透射并且防止建筑物的房间或车辆的乘客室变得太热。低辐射率膜可以用于反射太阳热能，这也可以有助于防止建筑物的房间或车辆的乘客室变得太热。低辐射率膜可以包含Ag，并且与电致变色装置间隔开且不是其一部分。期望进一步改进窗户设计。
附图说明
实施例通过实例的方式示出，并且不限于附图。
图1包含根据如本文所描述的实施例的形成电致变色装置的方法的流程图。
图2包含工件的横截面视图的图示，所述工件包含基板和部分形成的电致变色叠层。
图3包含在形成阻挡层后的图2的工件的横截面视图的图示。
图4包含在形成透明导电层后的图3的工件的横截面视图的图示。
图5包含在图案化电致变色叠层之后的图4的工件的横截面视图的图示。
图6包含在形成母线后的图5的工件的横截面视图的图示。
图7包含在形成基本上完成的电致变色装置之后的图6的工件的横截面视图的图示。
图8包含绝缘玻璃单元的横截面视图的图示，所述绝缘玻璃单元包含图7 的电致变色装置。
技术人员了解到，附图中的元件是为了简单和清楚起见而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中一些元件的尺寸可能相对于其它元件而被放大以有助于改善对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
提供结合图的以下描述以辅助理解本文中公开的教导。以下讨论将集中于所述教导的具体实施方式和实施例。提供这种焦点以帮助描述所述教导并且所述焦点不应当被解释为对所述教导的范围或适用性的限制。
在本说明书中，折射率在550nm处测量。
如在本文中所使用的，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其它变体旨在涵盖非排他性包含物。例如，包括一系列特征的过程、方法、物品或设备不一定仅限于那些特征，而是可以包含未明确列出的或这种过程、方法、物品或设备所固有的其它特征。进一步地，除非有相反的明确说明，否则“或”是指包括性的或而不是指排他性的或。例如，条件A或B通过以下中的任何一个来满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)、A为假(或不存在)且B为真(或存在)以及A和B均为真(或存在)。
“一种(a/an)”用于描述本文所描述的元件和部件。这仅仅是为了方便起见并且给出对本发明的范围的一般理解。除非另有清楚地说明其含义，否则这种描述应当被理解为包含一个或至少一个，并且单数还包含复数，或反之亦然。
使用词语“约”、“近似”或“基本上”旨在表示参数的值接近于所述的值或位置。然而，微小的差异可能防止值或位置不是如所述那样精确。因此，所述值的最高百分之十(10％)的差异是与完全如所描述的理想目标的合理差异。
除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。材料、方法和实例仅是说明性的并且不意欲是限制性的。在本文未描述的程度上，关于具体材料和加工动作的许多细节是常规的，并且可以在教科书和玻璃、气相沉积以及电致变色领域内的其它来源中找到。
在一个方面中，一种电致变色装置可以包含：基板；在所述基板上方的电致变色层或对电极层，其中所述电致变色或所述对电极层包含移动离子；第一透明导电层，其处于所述基板上方并且包含Ag；以及阻挡层，其安置在所述第一透明导电层与所述电致变色层或所述对电极层之间。在另一方面中，一种电致变色装置可以包含基板；在所述基板上方的电致变色层或对电极层，其中所述电致变色层或所述对电极层包含移动离子；第一透明导电层，其处于所述基板上方并且包含Ag；以及用于防止(1)所述移动离子迁移到所述第一透明导电层中，(2)Ag迁移到所述电致变色层或所述对电极层中，或(1)和(2)两者的装置。
在另外的方面中，一种形成电致变色装置的方法可以包含：提供基板；在所述基板上方形成电致变色层或对电极层，其中在形成所述电致变色层或所述对电极层之后，所述电致变色层或所述对电极层包含移动离子。所述方法可以进一步包含：形成阻挡层；以及形成第一透明导电层，所述在基板上方处于所述基板上方并且包含Ag，其中形成所述阻挡层是在形成所述电致变色层或所述对电极层与形成所述第一透明导电层之间形成的。
将Ag结合到电致变色装置的透明导电层中允许低辐射率电致变色叠层，并且因此不需要与电致变色叠层间隔开的单独的低辐射率膜。然而，发明人发现，当Ag存在于透明导电层中时，电致变色装置可以正常操作一次、操作少于几个小时或者可能根本不能正常操作。尽管不受理论束缚，但是如Li+等移动离子可以迁移到透明导电层中。可替代地，Ag可以迁移到电致变色层或对电极层中并且与移动离子竞争或干扰移动离子。用于防止移动离子或Ag迁移的阻挡层或装置允许在电致变色叠层的层内集成低辐射率膜并且仍然保持电致变色装置的可接受性能。
如附图中所示和下文描述的实施例有助于理解用于实施如本文所描述概念的具体应用。这些实施例是示例性的并且不旨在限制所附权利要求书的范围。
图1包含根据实施例的形成电致变色装置的工艺流程。所述工艺可以包含：在框102处，在基板上方形成部分制造的电致变色叠层。图2包含在形成电致变色叠层之后的部分制造的电致变色装置的横截面视图的图示。电致变色装置可以包含透明基板200，所述透明基板包含玻璃基板、蓝宝石基板、氧氮化铝(AlON)基板、尖晶石基板或透明聚合物。在具体实施例中，透明基板200可以包含超薄玻璃，所述超薄玻璃是厚度在50微米到300微米范围内的矿物玻璃。透明聚合物可以包含聚丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚硅氧烷、聚醚、聚乙烯基化合物、另一类合适的透明聚合物或其混合物。在另一个实施例中，透明基板200可以是层压板，所述层压板包含构成先前描述的透明基板的材料层。在另一个实施例中，层压板可以包含反射紫外辐射的太阳能控制层或低辐射率材料。基板200可以是柔性的，也可以不是柔性的。
在实施例中，透明基板200可以是玻璃基板，所述玻璃基板可以是包含SiO2和一种或多种其它氧化物的矿物玻璃。这种其它氧化物可以包含Al2O3、碱金属的氧化物、碱土金属的氧化物、B2O3、ZrO2、P2O5、ZnO、SnO2、SO3、As2O2、 or Sb2O3。透明基板200可以包含着色剂，如铁、钒、钛、铬、锰、钴、镍、铜、铈、钕、镨或铒的氧化物；或金属胶体，如铜、银或金；或元素或离子形式的那些，如硒或硫。
在透明基板200是玻璃基板的实施例中，所述玻璃基板是至少50wt％的 SiO2。在实施例中，SiO2含量在50wt％到85wt％的范围内。例如，当主表面沿着被形成的层压板的暴露表面时，Al2O3可以有助于抗划伤性。当存在时，Al2O3含量可以在1wt％到20wt％的范围内。B2O3可以有效地用于降低玻璃的粘度和其热膨胀系数。B2O3含量可以不大于20wt％，并且在具体实施例中小于15wt％。碱土金属包含镁、钙、锶和钡。碱土金属的氧化物可用于降低玻璃的粘度并且促进熔合，而不会严重损害膨胀系数。与一些其它氧化物相比，钙和镁对玻璃密度的影响相对较低。碱金属氧化物的总含量可以不大于25wt％、20wt％或 15wt％。碱金属的氧化物可以降低玻璃基板的粘度及其失透倾向。碱金属氧化物的总含量可以为至多8wt％、5wt％或1wt％。在一些应用中，期望玻璃基板是透明的，并且因此着色剂的含量低。在具体实施例中，铁含量小于200ppm。
玻璃基板可以包含热强化玻璃、钢化玻璃、部分热强化或钢化玻璃或退火玻璃。与本领域中已知的那些术语一样，“热强化玻璃”和“钢化玻璃”是已经经过热处理以引起表面压缩和以其它方式强化玻璃的两种类型的玻璃。经热处理的玻璃分为全回火玻璃或热强化玻璃。在实施例中，玻璃基板是钢化玻璃并且具有约69Mpa或更高的表面压缩和约67MPa或更高的边缘压缩。在另一个实施例中，透明基板是热强化的并且具有范围为24Mpa到69Mpa的表面压缩以及38Mpa与67MPa之间的边缘压缩。术语“退火玻璃”是指在没有通过热处理和随后的快速冷却赋予的内部应变的情况下生产的玻璃。因此，退火玻璃仅排除热强化玻璃或钢化玻璃。玻璃基板可以被激光切割。
透明导电层202覆盖透明基板200。透明导电层202可以包含掺杂的金属氧化物。掺杂的金属氧化物可以包含氧化锌或氧化锡，其中任一种可以掺杂有如Al、Ga或In等第13族元素。氧化铟锡(ITO)和氧化铝锌(AZO)是可以使用的示例性非限制性材料。在另一个实施例中，透明导电层202可以是聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩(例如，聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)(PDOT))、另一种合适的导电有机聚合物或其任何组合。如果需要或期望，可以将有机化合物磺化。如图2中所示，透明导电层202具有切口以允许随后形成的母线接触透明导电层202的右边部分，而不会将这种母线电短接到透明导电层202的左边部分。透明导电层202的厚度在150nm到600nm的范围内。
电极层204、电解质层206以及另一个电极层208覆盖透明导电层202和透明基板200。电极层204可以是电致变色(EC)层或对电极(CE)层，并且电极层208是CE层或EC层中的另一个。
根据偏置条件，EC层可以具有可见光和近红外辐射(例如，波长在700nm 到2500nm范围内的电磁辐射)的可变透射。例如，在缺乏电场的情况下，电致变色装置处于高透射(“漂白(bleached)”)状态，并且在存在电场的情况下，如Li+、Na+或H+等移动离子可以从CE层迁移，穿过电解质层到达EC层，并且减少可见光和近红外辐射透射穿过电致变色装置。较低透射状态还可以被称为有色或着色状态。EC层可以包含如铱、铑、钌、钨、锰、钴等过渡金属的氧化物。在具体实施例中，EC层包含WO3。在最初形成时，EC层可以不包含使 EC层具有减少的透射的任何显著量的移动离子。在另一个实施例中，EC层可以包含至少一些移动离子，然而，电致变色装置可以被反向偏置成将移动离子从EC层移动，穿过电解质层206到达CE层。在实施例中，所沉积的EC层的厚度在80nm到600nm的范围内。
CE层可以提供主要的移动离子来源。此外，当电致变色装置处于其高透射状态和其低透射状态时，CE层对可见光保持基本透明。CE层可以包含过渡金属元素的氧化物。在实施例中，CE层可以包含镍的氧化物。镍可以处于其二价态(Ni2+)、其三价态(Ni3+)或其组合。CE层可以包含如铱、铑、钌、钨、锰、钴等过渡金属元素的氧化物。CE层还可以提供可以穿过电解质层206的移动离子。移动离子可以在形成时结合到CE层中。在成品装置中，CE层可以用以下化学式表示：
AxNi2+ (1-y)Ni3+ yMzOa，
其中：
A是产生移动离子的元素，如Li、Na或H；
M是金属；并且
0<x≤10、0≤y≤1、0≤z≤10，且(0.5x+1+0.5y+z)≤a≤(0.5x+1+0.5y +3.5z)。
在具体的非限制性实施例中，A是Li，M是W，并且在成品装置中，CE 层可以由以下化学式表示：
LixNi2+ (1-y)Ni3+ yWzO(1+0.5x+0.5y+3z)，
其中1.5≤x≤3、0.4≤y≤0.95且0.15≤z≤1。
在实施例中，CE层的厚度在80nm到500nm的范围内。
电解质层206包含固体电解质，当跨电解质层的电场从高透射状态变为低透射状态时，所述固体电解质允许离子迁移穿过电解质层206，或者反之亦然。在实施例中，电解质层206可以是陶瓷电解质。在另一个实施例中，电解质层 206可以包含硅酸盐基材料或硼酸盐基材料。电解质层206可以包含硅酸盐、硅酸铝、硼酸铝、硼酸盐、硅酸锆、铌酸盐、硼硅酸盐、磷硅酸盐、氮化物、氟化铝或其它合适的陶瓷材料。可以使用其它合适的离子传导材料，如五氧化二钽或基于镧系元素-过渡金属氧化物的石榴石或钙钛矿材料。在另一个实施例中，如所形成的，电解质层206可以包含移动离子。因此，可以使用任何前述的掺锂化合物或含锂化合物。可替代地，可以执行单独的锂化操作，如溅射锂。电解质层206可以包含具有交替或不同材料的多个层，所述多个层包含至少一对相邻层之间的反应产物。在另外的实施例中，电解质层206的折射率和厚度被选择成具有可接受的可见光透射，同时将电子电流保持为非常低。在另一个实施例中，电解质层206具有低的电子电导率或不具有显著的电子电导率(例如，低泄漏电流)。电解质层206的厚度可以在10nm到70nm的范围内。
所述方法可以进一步包含：在图1中的框122处，在电致变色叠层上方形成阻挡层。阻挡层有助于防止以下现象或至少降低其可能性：(1)Ag从随后形成的层迁移到下层中，(2)移动离子从下层迁移到随后形成的层中，或(1)和 (2)两者。因此，阻挡层有助于允许使用包含Ag的导电层，而不会导致过早的装置故障或不可接受的性能。
图3包含在层208上形成阻挡层309之后的电致变色装置的图示。阻挡层 309可以包含三价金属、四价金属或五价金属的氧化物或氮化物。在实施例中，阻挡层309可以包含Al2O3、TiO2、Ta2O5、ZrO2、HfO2、另一种合适的金属氧化物等。在具体的实施例中，阻挡层309包含Al2O3或TiO2。在另一个实施例中，阻挡层309可以包含AlN、TiN、TaN、ZrN、HfN、另一种合适的金属氮化物等。在另外的实施例中，阻挡层309可以包含金属-硅化合物，如钛硅氮化物、氮化钽硅或氮化钨硅。
阻挡层309的厚度被选择为提供可见光的充分透射(例如，在400nm到 700nm范围内的波长下电磁辐射的透射>75％)。在实施例中，阻挡层309的厚度足以提供连续层。阻挡层309的厚度为至少5nm、至少11nm或至少15nm。阻挡层309可能不足以厚到防止电荷载流子隧穿或以其它方式穿过阻挡层309。阻挡层309的厚度为至多200nm、至多100nm或至多80nm。在具体实施例中，阻挡层309的范围为5nm到200nm、11nm到100nm或15nm到80nm。
阻挡层309可以被形成为层208上方的保形层。在实施例中，阻挡层309 可以通过原子层沉积(ALD)形成。在另一个实施例中，阻挡层309可以通过化学气相沉积(CVD)形成。沉积可以使用等离子体辅助技术或在没有等离子体辅助的情况下执行。与CVD相比，ALD可以具有更好的厚度控制。因此， ALD非常适合于形成阻挡层309。
阻挡层309的含金属的前体可以包含有机金属化合物、金属卤化物或金属羰基化合物。在实施例中，有机金属化合物包含金属烷基化合物、金属醇盐化合物或二烷基-氨基金属，其中每个烷基或醇盐基团具有不超过四个碳原子。在具体实施例中，有机金属化合物包含四(烷基)金属(IV)、四(二烷基氨基)金属 (IV)、四(醇盐)金属(IV)或双(烷基环戊二烯基)烷氧基烷基金属(IV)，其中每个烷基和每个醇盐基团具有至多四个碳原子。在另一个具体实施例中，有机金属化合物包含五(烷基)金属(V)、五(二烷基氨基)金属(V)或五(烷氧基)金属(V)，其中每个烷基和每个醇盐基团最多具有四个碳原子。当形成含铝化合物时，有机金属化合物可以包含Al(CH3)3。在具体实施例中，阻挡层309包含硅，并且阻挡层309可以使用含硅气体形成。例如，阻挡层309可以包含钛硅氮化物、钽硅氮化物或钨硅氮化物。当阻挡层309包含金属氧化物时，金属前体可以与H2O、H2O2、O2或O3或其任何组合反应。当阻挡层309包含金属氮化物时，金属前体可以与气体反应，所述气体可以包含NH3、N2H2、或N2和 H2的混合物或其任何组合。
对于ALD，可以沿暴露表面形成含金属前体单层。含金属的前体可以与含氧气体或含氮气体反应以形成金属氧化物或氮化物。迭代单层沉积和反应，直到达到期望层厚度。阻挡层309是致密的、保形的，并且基本上没有针孔。沉积温度可以在低于100℃的温度下进行。
所述方法可以进一步包含：在图1中的框124处，在阻挡层上方形成包含 Ag的透明导电层。参考图4，透明导电层410覆盖透明基板200、透明导电层 202、电极层204、电解质层206、电极层208以及阻挡层309。透明导电层410 可以包含一个或多个膜。所述膜之一包含Ag以提供良好的电导率和低发射率。因此，不需要与电致变色叠层间隔开的单独的低辐射率层。在实施例中，氧化物膜或氮化物膜可以沿着Ag膜的一侧或两侧。在实施例中，可以使用种子膜。在具体实施例中，种子层可以包含透明导电氧化物。透明导电氧化物可以包含掺杂的金属氧化物，如掺杂的氧化锌或掺杂的氧化锡，其中任一种可以掺杂有如Al、Ga或In等第13族元素。氧化铟锡(ITO)和氧化铝锌(AZO)是可以使用的示例性非限制性材料。
阻挡层309、透明导电层410内的膜或两者可以包含具有相对高折射率的材料。透明导电层410还可以包含具有中间折射率的膜，所述中间折射率在(1) 阻挡层309或透明导电层内的膜(例如，AZO或ITO)与(2)Ag、空气或另一种气体的折射率之间。中间折射率的膜可以有助于减少全反射。在实施例中，具有中间折射率的膜可以包含SiO2。对于透明导电层402内包含通常被认为是绝缘体的材料(例如，SiO2、Si3N4等)的任何膜可以具有小于50nm的厚度。
在另一个实施例中，透明导电层402可以包含可以使用的薄阻挡层，并且可以包含NiCr、Ti、NiCrOx、TiOx或其混合物，其中1≤x≤2，以在AZO或另一种透明导电氧化物与Ag接触时降低氧化Ag的可能性。阻挡层可以覆盖在 Ag之上或之下，或阻挡层可以覆盖在Ag之上和之下。在所有实施例中，可以不需要阻挡层。当存在时，阻挡层可以具有范围为0.5nm到5nm的厚度。
许多不同的膜叠层可以用于透明导电层410。示例性的非限制性叠层包含 SiO2/AZO/Xo/Ag/Xu/AZO/SiO2，其中Xo是覆盖Ag的阻挡层，并且Xu是Ag 下面的阻挡层。Xo和Xu可以具有先前关于任选的阻挡层描述的组合物和厚度中的任何一种。Xo和Xu可以具有相同的组合物或不同的组合物，并且可以具有相同的厚度或不同的厚度。在另一个实施例中，叠层的顶部和底部可以是透明氧化物层、透明氮化物层或其任何组合。因此，先前实例中的SiO2可以由 Si3N4、TiOx、SnOx、SnZnOx(组合物Sn:Zn可以在10:90到90:10之间变化)、 SiZrOx、SiZrN、ZrOx代替或与其结合使用，其中1≤x≤2。
除了阻挡层309之外，EC叠层内的所有其它层可以通过物理气相沉积形成。可替代地，任何一个或多个这种其它层可以可替代地使用化学气相沉积、原子层沉积、另一种合适的技术或其任何组合来形成。
在所示实施例中，所述方法可以包含：在图1的框142处，去除电致变色叠层的在随后将形成母线的区域处的部分。在图5中，层204、206、208、309 和410被图案化以限定开口502和510，透明导电层202暴露在所述开口中。在另一个实施例中，与开口502相比，开口510可以延伸到不同的深度。例如，开口510可以延伸到各种不同的深度，只要透明导电层410在开口510内暴露即可。例如，层410被图案化为使得透明导电层410内的Ag膜沿开口510的底部暴露。在另一个实施例中，开口510可以延伸穿过透明导电层202，使得基板200沿开口510的底部暴露。在阅读本说明书之后，技术人员将能够确定满足具体应用的需要或期望的开口510的深度。可以使用如激光烧蚀等烧蚀技术来执行对电致变色叠层的部分的去除，或者可以使用蚀刻技术来去除所述部分。在阅读本说明书之后，技术人员将理解，电致变色装置的其它部分还可以具有激光去除操作，以在此时或在另一时间图案化或去除一个或多个层的部分，原因与母线形成无关。此外，母线可以在EC叠层的所有层上方形成，而不是在激光线内形成。
所述方法可以进一步包含：在图1中的框144处，形成母线。母线可以通过沉积母线前体来形成。在实施例中，母线前体可以是银膏。母线前体可以被烧制以形成母线。图6包含在形成母线602和母线610之后的图示。在实施例中，母线602和母线610的厚度在12微米到40微米的范围内。在阅读本说明书之后，技术人员将能够确定厚度以提供母线602和母线610的所需要或期望的电特性。
所述方法可以进一步包含：在图1中的框162处，执行完工操作。具体的完工操作可以取决于具体的应用。如图7所示，在开口702处去除层410和层 309的部分，使得母线602不电连接到大部分透明导电层410。因此，母线602 是透明导电层202的主要连接，并且母线610是透明导电层410的主要连接。在所述工艺中，此时，形成电致变色装置700。在另一个实施例(未示出)中，如图5所示，母线602被形成为使得其不接触开口502内的叠层侧面。在此实施例中，不需要去除层410和层309的部分。在另外的实施例中，如果阻挡层 309是电子绝缘体，则开口702可以不延伸穿过阻挡层309。
在另外的实施例中，电致变色装置700可以是车辆窗户的至少一部分。在车辆应用中，电致变色装置700可以弯曲或以其它方式成形为适形于车辆的车身形状。用于弯曲或以其它方式成形电致变色装置的温度可以处于至少600℃的温度。在具体实施例中，温度在600℃到700℃的范围内。可以局部施加热量。阻挡层309可以有助于降低在弯曲或以其它方式成形期间显著不利地影响透明导电层410的可能性。烧制以形成母线的烧结部分可以在用于弯曲电致变色装置的热循环期间发生。
在实施例中，可以形成如图8所示的绝缘玻璃单元800。电致变色装置700 可以耦合到对可见光透明的对基板802。对基板802可以包含钢化玻璃或强化玻璃。在具体实施例中，可以在电致变色装置700与对基板802之间使用粘合剂(未示出)。绝缘玻璃单元800可以进一步包含玻璃面板804、隔离物822以及密封材料824。类似于对基板802，玻璃面板804可以包含钢化玻璃或强化玻璃。此外，玻璃面板804可以是层压板的一部分，所述层压板可以包含太阳能控制层，其类似于先前关于基板200描述的太阳能控制层。绝缘玻璃单元可以包含基板200内而不是玻璃面板804内的太阳能控制层，在玻璃面板804内或附接到所述玻璃面板的太阳能控制层，或者可以使用具有基板200中的每一个并且在玻璃面板804内或附接到所述玻璃面板的太阳能控制层。在此最后的替代方案中，太阳能控制层可以提供不同的功能。例如，靠近建筑物外部的太阳能控制层可以有助于拒绝近红外辐射，并且靠近建筑物内部的另一个太阳能控制层可以包含低辐射率材料或有助于抑制紫外线辐射。在密封操作期间，惰性气体(如氩气或氪气)、N2、空气等可以填充间隙806。
任选地，在形成电致变色装置700之后，可以对电致变色装置700进行退火以减轻应力或实现其它目的。退火可以与烧制分开进行。在另一个实施例中，烧制的烧结部分可以与退火操作组合。阻挡层309可以允许使用更高的退火温度、如空气等氧化环境或两者均，而不会显著不利地影响透明导电层410。退火可以在100℃到600℃的温度范围内进行。
用于防止(1)移动离子迁移到第一透明导电层中，(2)Ag迁移到电致变色层或对电极层中，或(1)和(2)两者的装置有助于在Ag膜用作透明导电层410的一部分时保持电致变色装置更长时间的操作。如先前所描述的，阻挡层309提供了用于防止移动离子或Ag迁移的装置。
在另一个实施例中，透明导电层202可以具有如先前关于透明导电层410 描述的组合物。阻挡层可以在层202与层204之间使用并且具有组合物，并且如先前关于阻挡层309描述的那样形成被形成。
如本文所描的实施例可以允许在EC叠层内集成低辐射率膜并且仍然具有良好的操作特性。阻挡层309或用于防止移动离子或Ag迁移的其它装置可以有助于减少或消除如Li+等移动离子迁移到透明导电层中，或Ag迁移到EC层或CE层中。因此，不需要与EC叠层分开并且间隔开的低辐射率膜。在透明导电层内，低辐射率膜可以是Ag膜，所述Ag膜具有良好的电导率并且具有允许可见光充分透射穿过电致变色装置的厚度。
许多不同方面和实施例都是有可能的。下文描述那些方面和实施例中的一些。在阅读本说明书之后，技术人员将了解，那些方面和实施例仅是说明性的并且不限制本发明的范围。示例性实施例可以与如下文所列的实施例中的任何一种或多种一致。
实施例1.一种电致变色装置，其包括：
基板；
所述基板上方的电致变色层或对电极层，其中所述电致变色层或所述对电极层包含移动离子；
第一透明导电层，其处于所述基板上方并且包含Ag；以及
阻挡层，其安置在第一透明导电层与所述电致变色层或所述对电极层之间。
实施例2.一种电致变色装置，其包括：
基板；
所述基板上方的电致变色层或对电极层，其中所述电致变色层或所述对电极层包含移动离子；
第一透明导电层，其处于所述基板上方并且包含Ag；以及
用于防止：
(1)所述移动离子迁移到所述第一透明导电层中；
(2)Ag迁移到所述电致变色层或所述对电极层中；或
(1)和(2)两者的装置。
实施例3.根据实施例1或实施例2所述的电致变色装置，其中所述电致变色装置包含电致变色叠层，所述电致变色叠层包括：
所述第一透明导电层；
所述阻挡层；
所述电致变色层；
所述对电极层；以及
第二透明导电层，
其中所述第一透明导电层耦合到所述电致变色层和所述对电极层中的一个，并且所述第二透明导电层耦合到所述电致变色层和所述对电极层中的另一个。
实施例4.一种形成电致变色装置的方法，其包括：
提供基板；
在所述基板上方形成电致变色层或对电极层，其中在形成所述电致变色层或所述对电极层之后，所述电致变色层或所述对电极层包含移动离子；
在所述基板上方形成阻挡层；以及
形成第一透明导电层，所述第一透明导电层处于所述基板上方并且包含 Ag，
其中形成所述阻挡层是在形成所述电致变色层或所述对电极层与形成所述第一透明导电层之间形成的。
实施例5.根据实施例4所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用原子层沉积执行的。
实施例6.根据实施例4的所述方法，其中形成所述阻挡层是使用化学气相沉积执行的。
实施例7.根据实施例4到6中任一项所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用含金属的前体执行的，所述含金属的前体包含有机金属化合物、金属卤化物或金属羰基化合物。
实施例8.根据实施例7所述的方法，其中所述有机金属化合物包含金属烷基化合物、金属醇盐化合物或二烷基-氨基金属，其中每个烷基或醇盐基团具有不超过四个碳原子。
实施例9.根据实施例7或8所述的方法，其中所述有机金属化合物包含四 (烷基)金属(IV)、四(二烷基氨基)金属(IV)、四(醇盐)金属(IV)或双(烷基环戊二烯基)烷氧基烷基金属(IV)，其中每个烷基和每个醇盐基团具有至多四个碳原子。
实施例10.根据实施例7或8所述的方法，其中有机金属化合物包含五(烷基)金属(V)、五(二烷基氨基)金属(V)或五(烷氧基)金属(V)，其中每个烷基和每个醇盐基团最多具有四个碳原子。
实施例11.根据实施例7到9中任一项所述的方法，其中所述有机金属化合物包含Al(CH3)3。
实施例12.根据实施例4到11中任一项所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用H2O、H2O2、O2或O3或其任何组合执行的。
实施例13.根据实施例4到12中任一项所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用NH3、N2H2、或N2和H2的混合物或其任何组合执行的。
实施例14.根据实施例4到13中任一项所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用含硅气体执行的。
实施例15.根据实施例4到14中任一项所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用等离子体辅助技术形成的。
实施例16.根据实施例4到15中任一项所述的方法，其进一步包括：
形成所述电致变色层或所述对电极层中的另一个；以及
形成第二透明导电层，
其中所述第一透明导电层耦合到所述电致变色层和所述对电极层中的一个，并且所述第二透明导电层耦合到所述电致变色层和所述对电极层中的另一个。
实施例17.根据前述实施例中任一项所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层是保形的。
实施例18.根据前述实施例中任一项所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层具有至少5nm、至少11nm或至少15nm的厚度。
实施例19.根据前述实施例中任一项所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层具有至多200nm、至多100nm或至多80nm的厚度。
实施例20.根据前述实施例中任一项所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层的厚度范围为5nm到200nm、11nm到100nm或15nm到80nm。
实施例21.根据实施例4到12以及15到20中任一项所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层包含金属氧化物。
实施例22.根据实施例21所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层包含Al2O3。
实施例23.根据实施例21所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层包含TiO2。
实施例24.根据实施例4到11、13以及15到20中任一项所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层包含金属氮化物。
实施例25.根据实施例24所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层包含AlN。
实施例26.根据实施例24所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层包含TiN。
实施例27.根据实施例4、11以及14到20中任一项所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层包含金属-硅化合物。
实施例28.根据实施例27所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层包含钛硅氮化物、氮化钽硅或氮化钨硅。
实施例29.根据前述实施例中任一项所述的电致变色装置或方法，其中所述阻挡层与所述第一透明导电层内的所述Ag间隔开。
实施例30.根据前述实施例中任一项所述的电致变色装置或方法，其进一步包括第一透明导电氧化物，其处于所述Ag与所述阻挡层之间。
实施例31.根据前述实施例中任一项所述的电致变色装置或方法，其进一步包括沿所述Ag的与所述阻挡层相反的一侧的第二透明导电氧化物。
实施例32.根据前述实施例中任一项所述的电致变色装置或方法，其进一步包括在所述电致变色层与所述对电极层之间的电解质层。
应注意，并非需要上文在一般描述或实例中所描述的所有活动，可能不需要具体活动的一部分，并且除了所描述的活动之外还可以进行一个或多个另外的活动。仍进一步地，活动列出的顺序不一定是其进行的顺序。
为了清楚起见，在本文单独实施例的上下文中描述的某些特征还可以在单个实施例中以组合形式提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的各种特征还可以被单独提供或以任何子组合形式提供。此外，对范围中所述值的引用包含所述范围内的每个值。
上文已经针对具体实施例描述了益处、其它优点和问题的解决方案。然而，可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的益处、优点、问题的解决方案和任何一个或多个特征不应被解释为任何或所有权利要求书的关键、必需或基本特征。
本文所描述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。说明书和图示不旨在用作使用本文描述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。也可以在单个实施例中组合地提供单独的实施例，并且相反地，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地提供或以任何子组合形式提供。此外，对范围中所述值的引用包含所述范围内的每个值。只有在阅读本说明书之后，许多其它实施例对于技术人员才是显而易见的。可以使用其它实施例并且从本公开中得出其它实施例，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或其它改变。因此，本公开应被视为说明性的而非限制性的。

Claims (15)

1.一种电致变色装置，其包括：
基板；
所述基板上方的电致变色层或对电极层，其中所述电致变色层或所述对电极层包含移动离子；
第一透明导电层，其处于所述基板上方并且包含Ag；以及
阻挡层，其安置在第一透明导电层与所述电致变色层或所述对电极层之间。
2.根据权利要求1所述的电致变色装置，其中所述阻挡层是保形的。
3.根据权利要求1所述的电致变色装置，其中所述阻挡层的厚度范围为5nm到200nm、11nm到100nm或15nm到80nm。
4.根据权利要求1所述的电致变色装置，其中所述阻挡层与所述第一透明导电层内的所述Ag间隔开。
5.根据权利要求1所述的电致变色装置，其进一步包括第一透明导电氧化物，其处于所述Ag与所述阻挡层之间。
6.根据权利要求1所述的电致变色装置，其中所述电致变色装置包含电致变色叠层，所述电致变色叠层包括：
所述第一透明导电层；
所述阻挡层；
所述电致变色层；
所述对电极层；以及
第二透明导电层，
其中所述第一透明导电层耦合到所述电致变色层和所述对电极层中的一个，并且所述第二透明导电层耦合到所述电致变色层和所述对电极层中的另一个。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的电致变色装置，其中所述阻挡层包含金属氧化物。
8.根据权利要求7所述的电致变色装置，其中所述阻挡层包含Al2O3。
9.根据权利要求7所述的电致变色装置，其中所述阻挡层包含TiO2。
10.一种电致变色装置，其包括：
基板；
所述基板上方的电致变色层或对电极层，其中所述电致变色层或所述对电极层包含移动离子；
第一透明导电层，其处于所述基板上方并且包含Ag；以及
用于防止：
(1)所述移动离子迁移到所述第一透明导电层中；
(2)Ag迁移到所述电致变色层或所述对电极层中；或
(1)和(2)两者的装置。
11.一种形成电致变色装置的方法，其包括：
提供基板；
在所述基板上方形成电致变色层或对电极层，其中在形成所述电致变色层或所述对电极层之后，所述电致变色层或所述对电极层包含移动离子；
在所述基板上方形成阻挡层；以及
形成第一透明导电层，所述第一透明导电层处于所述基板上方并且包含Ag，
其中形成所述阻挡层是在形成所述电致变色层或所述对电极层与形成所述第一透明导电层之间形成的。
12.根据权利要求11所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用含金属的前体执行的，所述含金属的前体包含有机金属化合物、金属卤化物或金属羰基化合物。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述有机金属化合物包含金属烷基化合物、金属醇盐化合物或二烷基-氨基金属，其中每个烷基或醇盐基团具有不超过四个碳原子。
14.根据权利要求13所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用H2O、H2O2、O2或O3或其任何组合执行的。
15.根据权利要求11到14中任一项所述的方法，其中形成所述阻挡层是使用原子层沉积执行的。
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