CN110073283A - 带有三层汇流条的电活性器件 - Google Patents

Abstract

公开了电活性封装件，其包括活性膜和安置在活性膜的相反两侧上的一对透明导电层。透明导电层各自包括延伸超出活性膜的边缘的伸出段，所述伸出段位于所述电活性封装件的周边。公开了汇流条，其包括一对导电层和安置在导电层之间的绝缘层。汇流条沿所述电活性封装件的周边的至少一部分延伸并安置在透明导电层的伸出段之间。还公开了电活性窗及其制造方法。

Description

带有三层汇流条的电活性器件

对相关申请的交叉引用

本申请要求2016年12月21日提交的美国临时专利申请序号62/437,163的权益，其整个公开内容经此引用并入本文。

发明背景

1. 发明领域

本发明的实施方案涉及可用于透明窗户或玻璃窗（glazings）的电活性器件或封装件（package）。更详细地，本发明的实施方案包括在有利于导电电极之间的电隔离的同时提供与电活性器件的导电电极的电接触的汇流条。

2. 相关技术描述

电活性器件在本领域中公知用于各种应用。电活性器件广义地包含在施加刺激下改变性质、生成输出和/或发挥其它功能的电活性材料。例如，某类电活性器件，在本文中称为电活性动态器件，包含可在电刺激的影响下改变它们的光透射率、吸收率、发射率和/或反射率的电活性材料。因此，这些电活性动态器件可用于要求电活性材料改变颜色和/或光透射的应用。这样的电活性动态器件可包括电致变色器件、聚合物分散液晶（PDLC）器件等。更详细地，电致变色器件中的电活性材料可包括通过电化学诱导的氧化-还原反应可发生变暗或变浅的材料。

另一类电活性器件，在本文中称为电活性伏打（voltaic）器件，包含可在施加刺激下生成电能的电活性材料。例如，这样的电活性伏打器件可包括在暴露于日光或其它光源时生成电流的光伏器件。

一般而言，电活性器件通常包括两个基板，如两片玻璃或其它刚性或柔性基板，其被充满电活性材料的空间隔开。更详细地，电活性器件通常包括在电活性材料的相反两侧上的透明导电层。这样的透明导电层可经由电连接连向电子电路。在电活性伏打器件的情况下，当电活性材料生成电流时，电流可经由电连接传送到电子电路。相反，在电活性动态器件中，当通过电子电路经由电连接并跨过透明导电层施加电压电位时，电活性动态材料被激励（energized）或去激励（de-energized）（例如发生氧化-还原反应）并使其改变颜色。例如，当电致变色材料被激励时，可使其变暗。或者，当电致变色材料被去激励时，可使其变浅。应该理解的是，术语电活性动态器件中的术语“动态”用于表示电活性动态器件产生的光学变化是主动诱发的，例如通过经由上文提到的电子电路施加电压电位。这样的动态器件在运行上不同于以被动方式发生电活性变化的无源器件。例如，无源器件的一个实例可包括眼镜/太阳眼镜的光致变色透镜，其在放置于或暴露于日光时被动变暗。具体而言，这样的光致变色透镜可包含嵌在其中的卤化银，其在暴露于来自太阳的紫外线（UV）时变暗。

电活性器件可常用于车辆应用，如挡风玻璃、窗户、天窗和镜子，以及其它透明窗户应用，如建筑窗户。对于电活性器件的这样的应用，已使用各种类型和配置的电连接以向/从透明导电电极（或层）和电活性材料传送电压电位。但是，此类之前使用的电连接具有许多缺点。

用于为透明导电层提供电连接的之前使用的常见方法包括通过用于将电活性器件层压在玻璃基板内的层压胶粘剂埋入电线。尽管这种方法很好地适用于单线导体，如用于挡风玻璃加热或除冰，该方法通常不适用于为两个相对的透明导电层提供连接。

通常通过使透明导电层延伸超出活性区，即透明导电层与电活性材料接触的区域来实现为两个相对的透明导电层提供电连接。因此，可以在延伸超出活性区的透明导电层的周边部分进行电连接。但是，透明导电层如此延伸超出活性区带来几个问题。例如，延伸超出活性区的这两个透明导电层的部分通常互相面对并因此暴露于电短路。这可通过截短两个透明导电层的一个、通过在透明导电层周围使用绝缘体和/或通过在沿电活性器件的周边的任何特定区域中仅接触一个透明导电层来缓解。但是，这样的标准缓解选项限制连向透明导电层的电连接的有效载流能力（active current-carrying capability），这可能增加电活性器件的开关时间。此外，在电活性动态器件中，已知这样的选项通过电活性动态器件的部分引入可见的“透镜”或“虹彩”效应。具体而言，这样的“虹彩”效应表现为在电活性动态器件的周边与中心之间的颜色变化。

此外，用焊料或导电胶粘剂或带材直接在透明导电层的周边进行电连接会造成通常薄和脆的透明导电层的破碎、断裂或层离，这会形成不可靠的连接和器件故障/失效。在玻璃层压过程中也可能发生这样的问题。另外，对透明导电层作出的某些改动（例如截短透明导电层的部分）会沿透明导电层的周边建立不合意的线性应力集中。随后来自玻璃铺叠（layup）、除气和层压压力的应变可增强这样的应力。电活性器件在其使用寿命期间的机械和热循环过程中也可能发生这样的应变。

因此，需要包括有利于可靠电连接到透明导电层、同时在各透明导电层之间提供电隔离的组件的电活性器件。此外，需要有利于这样的电连接、同时在电活性器件的制造过程中和使用寿命的全程保持透明导电层的结构和功能完整性的电活性器件。

概述

本发明的实施方案包括电活性器件、电活性封装件和三层汇流条或双导电（biconductive）汇流条（“汇流条”）。所述电活性封装件可包括活性膜和安置在活性膜的相反两侧上的一对透明导电层。透明导电层各自包括延伸超出活性膜的边缘的伸出段，所述伸出段位于所述电活性封装件的周边。汇流条包括一对导电层和安置在导电层之间的绝缘层。汇流条沿所述电活性封装件或器件的周边的至少一部分延伸并安置在透明导电层的伸出段之间。导电层各自包括与外边缘相隔导电层的宽度的内边缘，且绝缘层包括与外边缘相隔绝缘层的宽度的内边缘。因此，导电层和绝缘层的内边缘大致对齐，且导电层和绝缘层的外边缘大致对齐。此外，汇流条围绕所述电活性封装件的周边的多于一半延伸。

实施方案另外包括制造电活性窗或玻璃窗的方法。所述方法包括提供基板层的初始步骤。下一步骤包括将电活性封装件施加到基板层上，所述电活性封装件包括位于活性膜两侧的一对透明导电层。所述电活性封装件包括围绕其周边的至少一部分延伸的周边空间，这样的周边空间存在于延伸超出活性膜的这对透明导电层的伸出段之间。所述方法包括在所述周边空间中插入汇流条的进一步步骤，所述汇流条包括位于绝缘层两侧的一对导电层。导电层各自包括与外边缘相隔导电层的宽度的内边缘，且绝缘层包括与外边缘相隔绝缘层的宽度的内边缘。因此，导电层和绝缘层的内边缘大致对齐，且导电层和绝缘层的外边缘大致对齐。此外，汇流条围绕所述电活性封装件的周边的多于一半延伸。

本发明的实施方案另外包括一种电活性窗，其包括活性膜、第一透明导电层和第二透明导电层。第一透明导电层包括至少部分接触活性膜的上表面的内表面或电活性接触表面。第一透明导电层的内表面或电活性接触表面沿第一透明导电层的伸出段延伸，这样的伸出段延伸超出所述活性膜。第二透明导电层同样包括至少部分接触活性膜的下表面的内表面或电活性接触表面。第二透明导电层的内表面或电活性接触表面沿第二透明导电层的伸出段延伸，这样的伸出段延伸超出所述活性膜。所述电活性窗进一步包括安置在第一透明导电层的伸出段和第二透明导电层的伸出段之间的汇流条。所述汇流条包括绝缘层，以及位于绝缘层两侧的第一导电层和第二导电层。第一导电层的外表面沿伸出段与第一透明导电层的电活性接触表面的大部分接触，且第二导电层的外表面沿伸出段与第二透明导电层的电活性接触表面的大部分接触。此外，汇流条的厚度匹配活性膜的厚度。本文所用的术语内和外被理解为相对于它们与活性膜或与汇流条的绝缘层的距离，视情况而定。

本发明的实施方案还包括一种电活性玻璃窗，其包括包括第一主表面和第二主表面的活性膜。所述电活性玻璃窗另外包括具有至少部分接触活性膜的第一主表面的电活性接触表面的第一透明导电层。第一透明导电层的电活性接触表面沿第一透明导电层的伸出段延伸，这样的伸出段延伸超出所述活性膜。所述电活性玻璃窗另外包括具有至少部分接触活性膜的第二主表面的电活性接触表面的第二透明导电层。第二透明导电层的电活性接触表面沿第二透明导电层的伸出段延伸，这样的伸出段延伸超出所述活性膜。所述电活性玻璃窗进一步包括安置在第一透明导电层的伸出段和第二透明导电层的伸出段之间的汇流条。所述汇流条包括绝缘层，以及位于绝缘层两侧的第一导电层和第二导电层。第一导电层的外表面沿伸出段与第一透明导电层的电活性接触表面的大部分接触，且第二导电层的外表面沿伸出段与第二透明导电层的电活性接触表面的大部分接触。第一导电层的外表面通常与活性膜的第一主表面共面，且第二导电层的外表面通常与活性膜的第二主表面共面。

提供这一概述从而以简化形式介绍下面在详述中进一步描述的一系列概念。这一概述无意指定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也无意用于限制所要求保护的主题的范围。本发明的其它方面和优点从下列实施方案详述和附图中显而易见。

附图简述

下面参照附图详细描述本发明的实施方案，其中：

图1是包括根据本发明的实施方案的电活性器件的车辆挡风玻璃的局部分解图；

图2是沿线段2—2截取的图1的车辆挡风玻璃的横截面视图，其特别显示车辆挡风玻璃内的电活性器件；和

图3是来自图2的电活性器件的横截面视图，其特别图示说明电活性器件的活性膜，其是电致变色膜，其包括电致变色层、电解质层和离子存储层；

图4是在透明窗户内的电活性器件的另一实施方案的横截面视图；且

图5是来自图4的电活性器件的横截面视图，其特别图示说明电活性器件的活性膜，其是电致变色膜，其包括电致变色层、电解质层和离子存储层。

附图不将本发明限于其中公开和描述的具体实施方案。附图不一定成比例，而是强调清楚图示说明本发明的原理。

详述

本发明的下列详述参照附图，它们图示说明可用于实施本发明的具体实施方案。这些实施方案意在足够详细地描述本发明的方面以使本领域技术人员能够实施本发明。可以使用其它实施方案并可作出改变而不背离本发明的范围。下列详述因此不应在限制意义上解释。本发明的范围仅由所附权利要求以及这样的权利要求有权享有的等同物的完整范围限定。

在本说明书中，提到“一个实施方案”、“一实施方案”或“实施方案”是指提到的一个或多个特征包括在该技术的至少一个实施方案中。在本说明书中单独提到“一个实施方案”、“一实施方案”或“实施方案”不一定是指同一实施方案并且也不互相排斥，除非这样规定和/或除非本领域技术人员从说明书中显而易见。例如，一个实施方案中描述的特征、结构、作用等也可能包括在另一些实施方案中，但不一定包括。因此，本技术可包括本文所述的实施方案的各种组合和/或整合。

本发明的实施方案涉及可用于窗户透明玻璃（window transparencies）或玻璃窗，例如图1中图示说明的车辆挡风玻璃10的电活性器件。该电活性器件也可用于其它类型的车辆窗户（例如天窗、moonroofs、侧窗等）和灯具。但是，应该理解的是，本发明的实施方案的电活性器件也可用于其它透明窗户或玻璃窗应用，如在建筑窗户中。当用于车辆挡风玻璃10时，电活性器件可包括电活性动态器件（例如电致变色或PDLC），其可用于选择性改变车辆挡风玻璃10的颜色。例如，可以使车辆挡风玻璃10变暗或变浅，以分别限制或增加允许透过的光的量。如上所述，短语电活性动态器件中的术语“动态”在本文中用于表示可主动引起电活性器件的电活性状态改变（例如变暗或变浅），例如通过经由下文更详细论述的电子电路施加电压电位和所得电流。尽管下面提供的大部分描述以电活性器件12为电活性动态器件，如电致变色或PDLC器件提供，但应该理解的是，本发明的实施方案还考虑作为电活性伏打器件，如光伏器件的电活性器件12。

参照图1，车辆挡风玻璃10包括集成在其中的电活性器件12。在图2的横截面视图中更详细图示说明电活性器件12。参照图2，电活性器件12可大致包括活性膜14、安置在活性膜14的相反两侧上的一对透明导电层16、17、在透明导电层16、17和活性膜14的两侧的一对聚合物层18、19，和沿电活性器件12的周边的至少一部分延伸并安置在透明导电层16、17之间的汇流条20。围绕电活性器件12的周边延伸的汇流条20可能最佳显示在图1中。汇流条20可作为三层形成，包括一对导电层22、24和安置在导电层22、24之间的绝缘层26。由于汇流条20可包括各自独立地导电的这对导电层22、24，汇流条20可被视为是双导电的。

本发明的实施方案考虑了电活性器件12可用于透明窗户或玻璃窗，例如图1中图示说明的车辆挡风玻璃10。电活性器件12的汇流条20可用于为这对透明导电层16、17提供电连接，以可在透明导电层16、17之间和跨过安置在它们之间的活性膜14施加电压电位。因此，在电活性器件12是电活性动态器件的实施方案中，可使电流流过活性膜14，由此激励或去激励活性膜（即发生氧化-还原反应），并使其选择性改变其颜色。因此，例如，电活性器件12可使车辆挡风玻璃10选择性变暗或变浅。电活性器件12可包括在透明导电层16、17和活性膜14的两侧的一对聚合物层18、19，或更具体地，在实施方案中，透明导电层16、17可在聚合物层18、19上形成。聚合物层18、19可包含各种类型的通常透明的聚合物，如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。更详细地，透明导电层16可与活性膜14相对安置或形成在聚合物层18上，且透明导电层17可与活性膜14相对形成在聚合物层19上。因此，电活性器件12在一些实施方案中可配置为电活性封装件多层（electroactive package multilayer）（“电活性封装件”），其包括分别负载（或形成）在聚合物层18、19上的透明导电层16、17，并具有安置在透明导电层16、17之间并由透明导电层16、17支承的活性膜14。

参照电活性器件10是电活性动态器件的实施方案，活性膜14可包含可在外加电压电位和/或感应电流的影响下改变其光透射率、吸收率、发射率和/或反射率的任何类型的电活性材料。例如，活性膜14可由电致变色材料，如氧化钨，聚合物分散液晶（PDLC）材料等形成。更详细地，某些电致变色材料，如氧化钨或三氧化钨用于可被视为“电流驱动”的器件，因为它们的运行依赖于通常高电流以在电致变色材料内发生化学反应（例如氧化-还原）。其它合适的电致变色材料包括其它过渡金属氧化物，如氧化镍，聚苯胺和紫精。这样的“电流驱动”器件通常需要低电压（例如低于5伏DC）并可提供相对缓慢的开关操作或速度。相反，某些PDLC材料用于可被视为“场驱动”的器件，因为它们的运行依赖于通常高电压电位以在PDLC材料内产生结构变化（例如液晶定向）。这样的“场驱动”器件通常需要高电压（例如30 - 100伏AC）并可提供相对较快的开关操作。

在涉及电活性动态器件的本发明的一些具体实施方案中，活性膜14可包含固体或半固体（例如凝胶）基质。例如，如图3中图示说明，活性膜14可包括具有三个独立层的电致变色膜，包括电致变色层27（例如氧化钨或二氧化钛）、电解质层28和离子存储层29。在另一些实施方案中，活性膜14可包括多于或少于三个独立层。在再一些实施方案中，例如当电活性器件10是电活性伏打器件时，活性膜14可包含可在特定条件的影响下生成电流的任何其它类型的电活性材料。例如，对于光伏器件，活性膜14可由表现出光伏效应的光伏材料形成，这可包括单晶硅、多晶硅、非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒化物/硫化物等。

在实施方案中，当活性膜14包括具有三个独立层（包括电致变色层27、电解质层28和离子存储层29（或第二电致变色层））的电致变色膜且该活性膜是电活性器件12的一部分时，其可被进一步描述为具有充当工作电极的一侧和充当对电极的另一侧。参照图3，工作电极由聚合物层18、透明导电涂层38和电致变色层27构成，且对电极由聚合物层19、透明导电涂层38和离子存储层29构成。这两个电极通过电解质层28（也称为导电电解质）连接。电活性器件12可随后如下文进一步描述包封在胶粘剂（如层压胶粘剂52）之间，然后层压在玻璃或其它刚性基板之间。活性膜14可包括与第二主表面32相隔活性膜14的厚度的第一主表面30。活性膜14可具有随电活性器件12的要求而变的厚度。例如，一些实施方案可提出活性膜14具有5至50微米（0.197/1000至1.967/1000英寸）、6至40微米（0.236/1000至1.575/1000英寸）、7至30微米（0.276/1000至1.181/1000英寸）、8至20微米（0.315/1000至0.787/1000英寸）、9至15微米（0.354/1000至0.591/1000英寸）、或大约10微米（0.394/1000英寸）的厚度。在另一些实施方案中，活性膜14的厚度可为至少10微米（0.394/1000英寸）、至少15微米（0.591/1000英寸）、至少20微米（0.787/1000英寸）、至少30微米（1.181/1000英寸）、至少40微米（1.575/1000英寸）或至少50微米（1.967/1000英寸）。

透明导电层16、17可由足够透明以用于透明窗户或玻璃窗应用的任何类型的导电材料形成。例如，在一些实施方案中，透明导电层16、17可包含各种形式的透明导电氧化物，如氧化锡、氧化锌、掺杂氧化物（例如铟掺杂的锡或锌的氧化物）等，或其组合。如图2中图示说明，透明导电层16可包括与活性膜14的第一主表面30接触的电活性接触表面34。类似地，透明导电层17可包括与活性膜14的第二主表面32接触的电活性接触表面36。此外，透明导电层16、17的长度和/或宽度可长于活性膜14的长度和/或宽度，以使透明导电层16、17延伸超出活性膜14的周边或边缘。因此，透明导电层16、17各自具有超出活性膜14的伸出段38。类似地，应该理解的是，透明导电层16、17的电活性接触表面34、36的一部分与超出活性膜14的伸出段包括在一起。电活性接触表面34、36的这样的部分可在围绕电活性器件12的周边的任何给定位置彼此面对。

图2显示在电活性器件12的相反两侧上具有伸出段38的透明导电层16、17。但是，应该理解的是，图2是图1的横截面视图，并且当电活性器件12围绕透明窗户或玻璃窗（例如车辆挡风玻璃10）延伸时，透明导电层16、17可包括围绕电活性器件12的整个周边的伸出段38。透明导电层16、17的伸出段38，与活性膜14结合，形成并划定周边空间，其如图2中所示可至少部分被汇流条20填充。

有益地，这样的电活性封装件可在卷到卷配置中形成，以使电活性器件12可通过展开一段电活性封装件并将其切割成用于特定最终用途（例如车辆挡风玻璃10）的具体尺寸形成。如下文更详细描述，可将由电活性封装件形成的电活性器件12层压到相对的基板44，例如形成车辆挡风玻璃10的玻璃层上。为了提供电活性器件12的电活性功能，应该为透明导电层16、17提供电连接。因此，在电活性动态器件中，电连接可用于生成跨过活性膜14的电压电位并引发经过其中的电流。如下文更详细描述，本发明的实施方案的汇流条20配置成提供这样的电连接。

如上所述，汇流条20可包括一对导电层22、24和安置在它们之间的绝缘层26。该绝缘层可包含具有足够的电绝缘性质以电隔离这对导电层22、24的各种类型的材料。例如，绝缘层26可由聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等形成。在一些实施方案中，该绝缘层可由更常见的绝缘体，如纸或其它木制品形成。在一些实施方案中，绝缘层26可由通常柔性的材料形成。因此，绝缘层26可配置成围绕平行于其主表面的轴（即在观察图2的图时的水平轴）弯曲。要理解的是，绝缘层的主表面是接触导电层22、24的表面。替代地或结合地，绝缘层26可配置成围绕垂直于其主表面的轴（即在观察图2的图时的垂直轴）弯曲。可通过经过汇流条20的至少一部分形成锯齿而进一步增强这样的柔性。如下文更详细描述，汇流条的弯曲能力允许将电活性器件12并入具有曲面或其它非平坦轮廓的应用（例如窗户透明玻璃或玻璃窗）中。但是，本发明的实施方案可包括由刚性材料形成的绝缘层26，以使汇流条20是刚性的。

汇流条20的导电层22、24可包含各种类型的导电材料，如铜、镍、铝、其合金，以及导电聚合物和导电墨水（例如银墨水）。一般而言，导电层22、24应该与透明导电层16、17电相容，以提供连向其的一致的电连接。在一些实施方案中，导电层22、24可优选是耐腐蚀性的（non-corrosive）（例如难氧化），如足够贵重的金属。导电层22、24可通过各种施加方法，如通过溅射、电镀、印刷等在绝缘层26上形成。在一些实施方案中，可以形成导电层22、24以具有通常邻近（contiguous）的外表面46（即与绝缘层26相对的表面）。在另一些实施方案中，可形成导电层22、24以具有图案化的外表面46。

在一些实施方案中，例如当使用溅射形成导电层22、24时，可在绝缘层26上形成导电层22、24以使汇流条20的所有层具有大致相等的宽度。具体而言，例如，可以形成绝缘层26以包括与外边缘相隔绝缘层26的宽度（即图2中的水平距离）的内边缘。类似地，导电层22、24各自可溅射涂布在绝缘层26上以使其包括与外边缘相隔导电层22、24的宽度（即图2中的水平距离）的内边缘。换言之，导电层22、24和绝缘层26的内边缘（即与活性膜14相邻的边缘）可大致对齐，而导电层22、24和绝缘层26的外边缘（即远离活性膜14的边缘）也可大致对齐。

汇流条20可围绕电活性器件12的周边安置以围绕电活性器件12的周边提供与透明导电层16、17的电连接。在一些实施方案中，如图1中图示说明，汇流条20可围绕电活性器件12的整个周边安置（如集成在车窗10中）。在这样的实施方案中，汇流条20可形成为连续圈（loop）、环（annulus）、圆（ring）或其它封闭形状。在另一些实施方案中，汇流条20可能没有形成连续的封闭形状。反而，汇流条20可由两个或更多个节或段形成，它们围绕电活性器件12的整个周边布置。例如，汇流条20可作为多个大致线性段（例如以矩形方式布置的四个线性段）形成。作为进一步的替代方案，汇流条20的这样的段可以其它形状形成以围绕电活性器件12的周边，例如以矩形方式布置的两个“L”形段。因此，汇流条20可围绕电活性器件12的整个周边安置以围绕透明导电层16、17的整个周边提供与透明导电层16、17的电连接。或者，在一些实施方案中，汇流条20可以不围绕电活性器件12的整个周边。无论如何，本发明的实施方案可提出，汇流条20可围绕电活性器件12的周边的至少40%、至少45%、至少50%（即至少一半）、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%。

此外，导电层22、24各自的外表面46可接触各自透明导电层16、17的电活性接触表面的伸出段38的大部分。具体而言，导电层22的外表面46可接触透明导电层16的电活性接触表面的伸出段38的大部分，而导电层24的外表面46可接触透明导电层17的电活性接触表面的伸出段的大部分。本文所用的术语“大部分”应被解释为是指导电层22、24各自的外表面46覆盖各自透明导电层16、17的电活性接触表面的伸出段38的表面积的至少75%、至少80%、至少90%、至少95%或至少99%。如上所述，透明导电层16、17的伸出段38可大致围绕电活性器件12的整个周边形成。因此，伸出段38的表面积的“大部分”包括围绕电活性器件12的整个周边的表面积。

但是，此外，当观察电活性器件12的横截面时，例如在图2中，导电层22、24的外表面46以线段（line segments）形式图示说明，透明导电层16、17的电活性接触表面的伸出段38也如此。在这样的情况下，导电层22、24的外表面46仍然可与透明导电层22、24的各自电活性接触表面的伸出段38的大部分接触。如这样的情况中所用，术语“大部分”应被解释为是指导电层22、24各自覆盖各自透明导电层16、17的电活性接触表面的伸出段38的线段的至少75%、至少80%、至少90%、至少95%或至少99%。

本发明的实施方案可另外提出汇流条20的厚度大致匹配活性膜14的厚度。因此，例如，汇流条20可具有5至50微米（0.197/1000至1.967/1000英寸）、6至40微米（0.236/1000至1.575/1000英寸）、7至30微米（0.276/1000至1.181/1000英寸）、8至20微米（0.315/1000至0.787/1000英寸）、9至15微米（0.354/1000至0.591/1000英寸）、或大约10微米（0.394/1000英寸）的厚度。在另一些实施方案中，汇流条20的厚度可为至少10微米（0.394/1000英寸）、至少15微米（0.591/1000英寸）、至少20微米（0.787/1000英寸）、至少30微米（1.181/1000英寸）、至少40微米（1.575/1000英寸）或至少50微米（1.967/1000英寸）。

为了实现汇流条20和活性膜14的厚度之间的这样的匹配，汇流条20可直接形成为匹配活性膜14的厚度。例如，以绝缘层26开始，可以例如通过溅射、电镀等将导电层22、24施加到其上，直至汇流条20的厚度大致匹配活性膜14的厚度。在另一些实施方案中，汇流条20可包括一个或多个可压缩层，如绝缘层26。在这样的实施方案中，在将汇流条20插入透明导电层16、17之间时，如果汇流条20厚度大于活性膜14的厚度，汇流条20仍会被透明导电层16、17压缩，直至其厚度大致匹配活性膜14的厚度。在再一些实施方案中，汇流条20的绝缘层26可由具有适当的玻璃化转变温度的材料形成以允许绝缘层26在将电活性器件12层压在透明窗户或玻璃窗内的过程中所用的一个或多个温度下可变形。因此，即使汇流条20最初比活性膜14厚，但在将电活性器件12层压在透明窗户或玻璃窗内的过程中，绝缘层26会由于在层压过程中所用的温度而软化和/或熔融，以使汇流条20在插入透明导电层16、17之间时被压缩，直至其厚度大致匹配活性膜14的厚度。

由于在一些实施方案中汇流条20的厚度匹配活性膜14的厚度，导电层22、24的外表面46可分别与活性膜14的主表面30、32大致共面。导电层22、24的外表面46与主表面30、32共面的这样的配置使得外表面46与透明导电层16、17的伸出段38接触，如上所述。具体而言，这样的配置允许外表面46与透明导电层16、17的伸出段38的“大部分”接触，如上所述。

此外，由于汇流条20的厚度可配置为匹配活性膜14的厚度，导电层22、24可与透明导电层16、17接触而不要求修改透明导电层16、17。例如，不要求截短透明导电层16、17的一部分或以其它方式改变尺寸/改变形状以利于插入汇流条20和与汇流条20连接。因此，透明导电层16、17各自可具有在它们围绕电活性器件12的范围内大致均一的厚度。通过提供均一厚度，可使透明导电层16、17的载流能力在它们围绕电活性器件12的范围内保持在高和均一的水平。此外，可在透明窗户或玻璃窗的制造和使用寿命的过程中保持透明导电层16、17的结构完整性。

最后，如图2中图示说明，本发明的实施方案提出电活性器件12包括附着于汇流条20的一个或多个导电线50。导电线50可直接或间接连向在汇流条20对面的电组件（未显示），如电源或储能元件/动力传输元件。因此，例如，导电线50可用于电活性动态器件以跨过电活性器件12的部分传输电压电位。具体而言，电活性器件12在一些实施方案中可包括附着于汇流条20的至少两个导电线50，一个导电线50连向汇流条20的一个导电层22、24。因此，通过导电线50和导电层22、24，可在透明导电层16、17之间和跨过活性膜14施加电压电位，以可经过活性膜14诱发电流。在替代性实施方案中，例如在电活性伏打器件中，导电线50可用于从电活性器件12（经由透明导电层16、17和导电层22、24）向储能元件/动力传输元件传送电流。

如上所述，在一些实施方案中，汇流条20可围绕电活性器件12的整个周边延伸。因此，即使在仅将两个导电线50连接到汇流条20的实施方案中，这样的实施方案可足以围绕电活性器件12的整个周边提供与透明导电层16、17的电连接。有益地，围绕电活性器件12的整个周边建立电连接的能力可提高电活性器件12的选择性运作的速度（例如从浅到暗或从暗到浅转变，因为可以更均匀的方式经过活性膜14诱发电流）。但是，在另一些实施方案中，电活性器件12可包括安置在围绕电活性器件12的周边的各种位置的多对导电线50以经由相对的透明导电层16、17更均匀地施加跨过活性膜14的电压电位（和经过活性膜14的电流）。

导电线50可包含各种材料，如金属（例如铜）线、导电带等。可通过各种连接方法，如通过焊料、胶粘剂等将导电线50连接到汇流条20的导电层22、24。在一些实施方案中，例如图2和3中图示说明，可在位于可用于将电活性器件12层压到基板44上的层压胶粘剂52外的接触点将导电线50连接到导电层22、24。如下文更详细描述，层压胶粘剂52可包含PVB或其它材料。在另一些实施方案中，如图4和5中所示，可在位于层压胶粘剂52内的接触点将导电线50连接到导电层22、24。在实施方案中，层压胶粘剂52可完全包围汇流条和电致变色器件，以使层压胶粘剂52停止或结束于与基板44相同的大致位置（general point）。图5图示说明具有连接的导电线50的电活性器件12的一个实施方案，其包括活性膜14，所述活性膜14具有电致变色层27、电解质层28和离子存储层29的每一种。

为了形成包括如本文所述的电活性器件12的透明窗户或玻璃窗，本发明的实施方案包括用于形成这样的透明窗户或玻璃窗的制造方法。一般而言，该制造方法可大致包括将电活性封装件（如上所述）层压在一对基板，如玻璃层之间。更详细地，该方法可包括提供第一基板层44的初始步骤。如上所示，在一些实施方案中，基板层44可以是玻璃层。接着，可将层压胶粘剂52的层施加到第一基板层44上。层压胶粘剂52可包含足以实施本文所述的层压的各种材料。例如，在一些实施方案中，层压胶粘剂52可包含PVB片材。在一些实施方案中，可在升高的温度下将层压胶粘剂52施加到第一基板层44上以促进PVB片材的软化和/或熔融。接着，可经由层压胶粘剂52将电活性封装件施加到第一基板层44上（即安置在层压胶粘剂52上）。如上所述，电活性封装件可包括位于活性膜14两侧的一对透明导电层16、17。在一些实施方案中，电活性封装件可进一步包括位于透明导电层16、17和活性膜14两侧的一对聚合物层18、19。此外，这对透明导电层16、17可包括延伸超出活性膜14的伸出段38以形成围绕电活性封装件的周边延伸的周边空间。在一些实施方案中，可从一卷电活性封装件多层材料上按尺寸裁切电活性封装件。在一些实施方案中，裁切电活性封装件可产生光滑边缘，以要求电活性封装件的一侧或多侧的一部分活性膜14从透明导电层16、17之间清除，以建立围绕电活性封装件的整个周边的周边空间。可以通过化学蚀刻、激光烧蚀、刮除等进行活性膜14的这样的清除。

该制造方法可包括在围绕电活性封装件的周边的周边空间中插入汇流条20的附加步骤。如上所述，汇流条20可包括位于绝缘层26两侧的一对导电层22、24。一般而言，可插入汇流条20以使导电层22、24的外表面46与透明导电层16、17的伸出段38接触。在一些实施方案中，可要求透明导电层16、17的周边部分轻轻地互相弯曲分开以利于插入汇流条20。在某些实施方案中，导电层22、24可包括在它们的外表面46上的胶粘剂和/或胶带以利于牢固契合在电活性封装件的周边空间内并与透明导电层16、17保持接触。此外，可以插入汇流条20以使其不干扰活性膜14。因此，在一些实施方案中，例如图2至5中图示说明，在汇流条20和活性膜14之间可存在间隙58。在某些实施方案中，可在这种“间隙”中提供“塞子（plug）”，而在另一些情况下，电活性器件12可能不要求在汇流条20和活性膜14之间安置“塞子”或其它封堵材料。

可以插入汇流条20以使汇流条20的至少一部分延伸超出电活性封装件，尤其超出透明导电层16、17。在另一些实施方案中，可以插入汇流条20以使汇流条20的至少一部分延伸超出层压胶粘剂52。在再一些实施方案中，可以插入汇流条20以使汇流条20的至少一部分延伸超出基板44。

该制造方法的下一步骤可包括在电活性封装件和第一基板层44上施加层压胶粘剂52的附加层。该方法的附加步骤可包括在电活性封装件和介于中间的层压胶粘剂52上施加第二基板层44，其可以是玻璃片，以形成透明窗户或玻璃窗（也可被称为层压件）。为了确保在电活性器件12中和/或在所得透明窗户或玻璃窗中没有截留空气或气体，可将电活性器件12置于真空环境中（在插入汇流条20之前、过程中和/或之后）以促进电活性器件12和/或透明窗户或玻璃窗的除气。最后，在一些实施方案中，可将所得透明窗户或玻璃窗引入高压釜，或本领域中已知的其它方法，以在升高的温度和/或升高的压力下调理，以促进层压胶粘剂的进一步软化和/或熔融，以完成透明窗户或玻璃窗的层压。在一些实施方案中，这样的升高的温度也可软化和/或熔融汇流条20的绝缘层26以确保汇流条20的厚度大致匹配活性膜14的厚度。

上述电活性器件12可用于各种应用，如车辆和建筑物的窗户透明玻璃或玻璃窗。例如，如图1中图示说明，电活性器件12可集成在车辆挡风玻璃10中。因此，电活性器件12可包括电活性动态器件，其可用于使车辆挡风玻璃10选择性变暗或变浅，以分别限制或增加允许透过的光的量。因此，例如，在温暖的晴天，车辆使用者可决定让车辆挡风玻璃10变暗以限制允许进入车辆内的阳光的量，由此降低车辆内部加热的量。另一方面，在冷天，车辆使用者可决定让车辆挡风玻璃10变浅以增加允许进入车辆内的阳光的量，由此提高车辆内部加热的量。如上所述，可通过跨过电活性器件12的活性膜14施加变化的电压电位来实施车辆挡风玻璃的这样的变暗和变浅。具体而言，汇流条的导电层22、24可将透明导电层16、17电连接到电源，以因此跨过活性膜14生成电压电位并诱发经过其中的电流。例如，为了使窗户10变暗（即激励活性膜14），可以如图2至5中所示配置电活性器件12，具有连接至导电层22的负极和连接至导电层24的正极。在这样的配置中，电子可从连接至导电层22的负极流过透明导电层16、流过活性膜14、流过透明导电层17、流过导电层24并流向正极。相反，为了使窗户10变浅（即将活性膜14去激励），可以切换电极（poles）的极性。在这样的配置中，电子可从连接至导电层24的负极流过透明导电层17、流过活性膜14、流过透明导电层16、流过导电层22并流向正极。

有益地，本发明的实施方案的电活性器件12提供优于之前使用的电活性器件的几个优点。例如，汇流条20可围绕电活性封装件的大致整个周边与电活性封装件连接。因此，汇流条20可围绕电活性器件12的整个周边提供与各个透明导电层16、17的电连接。但是，此外，汇流条20的绝缘层26确保透明导电层16、17互相电隔离以避免电活性器件12的短路和故障。通过围绕电活性器件12的大致整个周边提供与各个透明导电层16、17的电连接，可以更均匀的方式跨过透明导电层16、17施加电压电位以提高透明导电层16、17到活性膜14的载流能力。因此，本发明的实施方案提供活性膜14的降低的开关时间，并减轻跨过电活性器件12的可见“透镜”或“虹彩”效应。与某些之前使用的电致变色器件（其中仅在器件周围的离散位置进行电连接，由此降低该器件的载流能力，这带来提高的开关时间和可见的透镜或虹彩效应）相比时实现这样的益处。

为了促进汇流条20围绕电活性封装件的整个周边提供与透明导电层16、17的电连接的能力，汇流条20可如上所述是柔性的。因此，汇流条可依循电活性器件12的轮廓和/或依循与电活性器件12集成的透明窗户或玻璃窗。例如，某些车辆挡风玻璃是曲面的以提供车辆的空气动力表面。通常，电活性封装件的组件（例如活性膜14、透明导电层16、17和聚合物层18、19）可形成为柔性的以依循此类车辆挡风玻璃的轮廓。类似地，如上所述，汇流条也可以是柔性的以可配置为匹配电活性器件12和因此车辆挡风玻璃10的轮廓（即表面轮廓和边缘轮廓两者）。这样的柔性的益处还在于，其通过降低汇流条20在电活性器件12的制造过程中和在电活性器件12并入其中的透明窗户或玻璃窗的使用过程中施加于汇流条20的各种应力下破裂的可能性而增强电活性器件12的耐久性。在一些之前使用的电致变色器件中，例如，与透明导电层的电连接是刚性的，因此容易破碎、断裂和/或层离。

也可通过使用通常更耐久的导电层22、24和绝缘层26的材料来增强汇流条20的耐久性。不同于专门因其光学性质选择的电活性封装件的组件，汇流条20的光学性质不那么重要，因为汇流条20通常安置在电活性器件12和/或透明窗户或玻璃窗的周边。因此，汇流条20可由具有更高耐久性的材料形成，而不要求此类材料具有特定光学性质。更详细地，如图1中图示说明，将汇流条20安置在电活性器件12和/或车辆挡风玻璃10的周边。因此，可将汇流条20安置在覆盖并包围车辆挡风玻璃10和电活性器件12（包括汇流条20）的周边的封边材料60下方。因此，汇流条20的光学性质通常无关紧要，且汇流条20可由具有有益电性质和结构性质但没有电活性封装件所需的必要光学性质的材料形成。

通过要求汇流条20的厚度匹配活性膜14的厚度的某些实施方案可进一步增强电活性器件12的耐久性。这样的厚度匹配使电活性封装件组件的周边部分在电活性器件12的制造和使用过程中受到降低的应力的影响。例如，在之前使用的电活性器件中，透明导电层通常需要修改，如截短或以其它方式改变层的部分的形状，以促进电连接。本发明的实施方案通过规定汇流条20厚度匹配活性膜14的厚度而减少对透明导电层16、17的这样的修改的需要。因此，汇流条20的尺寸适合导电层22、24在不对透明导电层16、17作出任何修改的情况下接触透明导电层16、17。因此，透明导电层16、17的厚度可围绕电活性器件12大致均一以提供透明导电层16、17的结构完整性，以降低围绕透明导电层16、17的周边的线性应力集中，并提供围绕透明导电层16、17的均匀和一致的电导率。可在电活性器件12和/或透明窗户的制造过程中以及在透明窗户的使用寿命的过程中实现透明导电层16、17上的这样的降低的应力。汇流条20和活性膜14之间的尺寸匹配也可降低透明导电层16、17经受的应力，因为汇流条20可为透明导电层16、17提供额外支承。

应该理解的是，尽管上文的详述大部分描述电活性动态器件形式的电活性器件12，如电致变色和PDLC器件，但本发明的实施方案的电活性器件12可类似地包括电活性伏打器件，如光伏器件。在这样的实施方案中，电活性器件12的结构可与上文描述和图2至5中图示说明的相同或类似。但是，电活性器件12的功能可能不同。例如，在光伏器件形式的电活性伏打器件中，活性膜可在暴露于阳光或其它光源时产生电流。因此并参照图2和3，可由活性膜14产生电流，以使电子从连接至导电层22的负极流过透明导电层16、流过活性膜14、流过透明导电层17、流过导电层24并流向正极。因此，电活性器件12可向单独的电子器件（例如电存储器件）提供电流以供即时或将来使用。但是，上述对电活性动态器件形式的电活性器件12描述的所有益处，如耐久性和电连接益处，同样可适用于电活性伏打器件形式的电活性器件12。

尽管已经参照附图中图示说明的优选实施方案描述了本发明，但要指出，可以使用等同物并在其中作出替代而不背离如权利要求书中列举的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种电活性封装件，其包括：

活性膜；

安置在所述活性膜的相反两侧上的一对透明导电层，其中所述透明导电层各自包括延伸超出所述活性膜的边缘的伸出段，且其中所述伸出段位于所述电活性封装件的周边；和

沿所述电活性封装件的周边的至少一部分延伸并安置在所述透明导电层的伸出段之间的汇流条，

其中所述汇流条包括一对导电层和安置在所述导电层之间的绝缘层，

其中所述导电层各自包括与外边缘相隔所述导电层的宽度的内边缘，其中所述绝缘层包括与外边缘相隔所述绝缘层的宽度的内边缘，其中所述导电层的内边缘和所述绝缘层的内边缘大致对齐，且其中所述导电层的外边缘和所述绝缘层的外边缘大致对齐。

2.权利要求1的电活性封装件，其中所述汇流条围绕所述电活性封装件的周边的多于一半延伸。

3.权利要求1的电活性封装件，其中所述活性膜包含氧化钨的固体基质。

4.权利要求1的电活性封装件，其中所述活性膜包含聚合物分散液晶（PDLC）材料。

5.权利要求1的电活性封装件，其中所述透明导电层各自包含金属氧化物层。

6.权利要求1的电活性封装件，其中所述汇流条的厚度匹配所述活性膜的厚度。

7.权利要求6的电活性封装件，其中所述活性膜的厚度大于10微米（0.394/1000英寸）。

8.权利要求1的电活性封装件，其中所述汇流条的导电层包含溅射涂布在所述绝缘层上的金属。

9.权利要求1的电活性封装件，其中所述电活性封装件进一步包括安置在所述透明导电层的与所述活性膜相对侧上的一对聚合物层。

10.权利要求1的电活性封装件，其中所述透明导电层各自包括电活性接触表面，其中所述电活性接触表面彼此面对并至少部分与所述活性膜接触。

11.权利要求10的电活性封装件，其中所述汇流条沿所述伸出段与所述透明导电层的电活性接触表面的大部分接触。

12.权利要求1的电活性封装件，其进一步包括从所述汇流条伸出的至少一对导电线，其中所述对的每根线从所述汇流条的一个导电层伸出。

13.一种电活性窗，其包括：

活性膜；

具有至少部分接触所述活性膜的上表面的内接触表面的第一透明导电层，其中所述第一透明导电层的内接触表面进一步沿所述第一透明导电层的伸出段延伸，这样的伸出段延伸超出所述活性膜；

具有至少部分接触所述活性膜的下表面的内接触表面的第二透明导电层，其中所述第二透明导电层的内接触表面进一步沿所述第二透明导电层的伸出段延伸，这样的伸出段延伸超出所述活性膜；和

安置在所述第一透明导电层的伸出段和所述第二透明导电层的伸出段之间的汇流条，其中所述汇流条包括绝缘层、第一导电层和第二导电层，其中所述导电层位于所述绝缘层两侧，

其中所述第一导电层的外表面沿所述伸出段与所述汇流条的第一透明导电层的电活性接触表面的大部分接触，且其中所述第二导电层的外表面沿所述伸出段与所述汇流条的第二透明导电层的电活性接触表面的大部分接触。

14.权利要求13的电活性窗，其中所述汇流条的厚度匹配所述活性膜的厚度。

15.权利要求14的电活性窗，其中将所述第一透明导电层、所述第二导电层、所述活性膜和所述汇流条层压在两个透明基板之间。

16.权利要求15的电活性窗，其中所述两个透明基板包括玻璃。

17.权利要求16的电活性窗，其中所述电活性窗进一步包含层压胶粘剂以促进层压。

18.权利要求17的电活性窗，其中所述电活性窗进一步包括在连接点连接到所述汇流条的一对或多对导电线，其中所述连接点位于所述层压胶粘剂内。

19.权利要求17的电活性窗，其中所述电活性窗进一步包括在连接点连接到所述汇流条的一对或多对导电线，其中所述连接点位于所述层压胶粘剂外。

20.权利要求17的电活性窗，其中所述汇流条的绝缘层在层压过程中可变形。