CN117940845A - 电光元件电极 - Google Patents

Abstract

公开一种装置，其包括第一和第二基板、第一和第二电极以及电光介质。所述第一和第二基板可以基本上间隔开的方式设置。所述第一和第二电极中的每一者与所述第一和第二基板中的一者相关联，并且所述电光介质设置在其间。此外，所述第一和第二电极中的至少一者包括第一导电层、第二导电层和绝缘层。所述第一导电层可分布在多个点上。所述第二导电层可设置在所述第一导电层与所述电光介质之间。所述绝缘层可设置在所述第一导电层与所述第二导电层之间，并且图案化有与所述多个点对准的多个孔。所述孔可操作以允许所述第一导电层与所述第二导电层之间的电连通。

Description

电光元件电极

相关申请交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2021年9月16日提交的名称为“电光元件电极(Electro-Optic Element Electrodes)”的第63/244,799号美国临时申请的优先权，所述临时申请的公开内容特此以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及电光元件，并且更具体地，涉及电光元件的电极。

背景技术

电光元件在例如可调光窗或后视组件等各种装置中越来越常见。这些电光元件依赖于设置在两个电极之间的电光介质的激活。电光介质可至少部分地基于其所暴露于的电势而可变地激活。这些电光元件的电极通常是跨装置的观察区设置的导电层。然而，这些电极具有薄层电阻，所述薄层电阻跨相应电极随着到电触点或总线的距离增加而增加。薄层电阻的这种增加可使电势减小。这可被称为电势降。因此，由电极施加的电势在电极两端可能不均匀。这种均匀性的缺乏可能导致元件上对电光介质的不一致激活，这在视觉上可能较明显。因此，需要具有改进的电极的电光元件。

附图说明

在各图式中：

图1是电光元件的横截面示意性表示；

图2a是电光元件的电极的实施例的横截面示意性表示；

图2b是电光元件的电极的实施例的透视图；

图2c是电光元件的电极的实施例的透视图；

图2d是电光元件的电极的实施例的一部分的分解透视图；

图2e是电光元件的电极的实施例的一部分的分解透视图；

图3a是电光元件的电极的层的实施例的示意性表示；

图3b是电光元件的电极的层的实施例的示意性表示；

图4a是电路径歧支(manifold)的实施例的示意性表示；

图4b是电路径歧支的实施例的示意性表示；

图5是电光元件的电极的层的实施例的示意性表示；并且

图6是电光元件的电极的层的实施例的示意性表示。

具体实施方式

出于本文中的描述的目的，在附图中所示的且在本公开中所描述的特定装置和过程仅仅是在所附权利要求书中所限定的发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求书另外明确陈述，否则与本文中所公开的实施例相关联的特定特征不应被视为限制性的。

本公开涉及一种具有改进的电极的电光元件。因此，图1示出电光元件100的实施例的横截面表示。电光元件100可包括第一基板110、第二基板120、至少两个电极130、密封件140、腔室150、电光介质160。此外，电光元件100可在基本激活状态与基本未激活状态之间操作。此类状态之间的操作可对应于电光元件100的可变透射率。例如，电光元件100可以是窗、天窗、后视镜组件、滤光器或传感器隐藏装置。在一些实施例中，电光元件100可包括多个区101。每个区可用于将电光元件100分成多个部分。此外，每个区101可独立地激活。因此，电光元件100可在一个或多个区101中基本上选择性地激活。

第一基板110可以在电磁光谱的可见和/或红外区中是基本上透明的。此外，第一基板110可具有第一表面111和第二表面112。第一表面111和第二表面112可彼此相对设置，其中第二表面112相对于第一表面110在第一方向上设置。第一方向可被限定为与第一表面111基本上正交的方向。此外，一个或多个区101可由概念性阻隔件限定，所述概念性阻隔件基本上垂直于第一表面111和第二表面112延伸。另外，举例来说，第一基板110可由多种材料中的任一种制造，所述材料例如：铝硅酸盐玻璃，例如可从AGC商购获得的Falcon；硼铝硅酸盐(“BAS”)玻璃；聚碳酸酯，例如可从Professional Plastics商购获得的聚碳酸酯，其可以是硬涂覆的；聚对苯二甲酸乙二醇酯，例如但不限于可从/>获得的CPET；钠钙玻璃，例如超透明钠钙玻璃；浮法玻璃；天然和合成聚合树脂和塑料，例如聚乙烯(例如，低密度和/或高密度)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚砜、丙烯酸聚合物(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA))、聚甲基丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺(例如，脂环族二胺十二烷二酸聚合物(即，/>CX7323))、环氧树脂、环烯烃聚合物(COP)(例如，Zeonor 1420R)、环烯烃共聚物(COC)(例如，Topas 6013S-04或Mitsui Apel)、聚甲基戊烯、纤维素酯基塑料(例如，三醋酸纤维素)、透明含氟聚合物、聚丙烯腈；和/或它们的组合。虽然仅出于说明的目的公开了特定的基板材料，但是许多其它基板材料同样是合适的，只要这些材料至少基本上是透明的，并且表现出适当的物理性质，例如强度和对装置的环境条件的耐受性，例如来自阳光的紫外线暴露、湿度和极端温度。

类似地，第二基板120可具有第三表面123和第四表面124。第三表面123和第四表面124可彼此相对设置，其中第四表面124相对于第三表面123设置在第一方向上。另外，第二基板120可相对于第一基板110以基本上平行且间隔开的关系设置在第一方向上。因此，第三表面123可面向第二表面112。在一些实施例中，第二基板120可以在可见和/或红外区中是基本上透明的。因此，第二基板120可以由适合于第一基板110的相同或相似的材料构成。在其它实施例中，例如对于后视镜组件，可能不需要实质的透明。在此类实施例中，第二基板120还可选自基本上不透明的材料和/或反射材料。

至少两个电极130可包括第一电极130a和第二电极130b。第一电极130a可与第一基板110的第二表面112相关联。因此，第一电极130a可设置在第二表面112上。类似地，第二电极130b可与第二基板120的第三表面123相关联。因此，第二电极130b可设置在第三表面123上。此外，电极130中的每一者可大体上与电光介质160电连通。在一些实施例中，第一电极130中的一者或多者在电磁波谱的可见区和/或红外区中可以是基本透明的、反射的和/或半透射半反射的。另外，在一些实施例中，电极130中的一者或多者可由电光元件100的区101划分。

另外，电极130中的至少一者可具有分层构造。因此，第一电极130a和/或第二电极130b可具有分层构造。如图2a-e中所示，分层构造可包括第一导电层131、绝缘层136和/或第二导电层138。图2a示出电极130的实施例的横截面示意图。另外，图2b-c示出电极130的替代实施例的透视图。此外，图2d和2e是电极130的一部分的分解透视图。具体地，图2d示出图2b中所示的实施例，并且图2e示出图2c中所示的实施例。在一些实施例中，图2d和2e中所示的电极130的部分对应于电光元件101的一个区101。

如图3a-b中另外所示，第一导电层131可以是导电的。在一些实施例中，第一导电层131可具有大于1,000S/cm的高电导率。另外，第一导电层131可由透明导电氧化物(TCO)制成，所述透明导电氧化物例如掺氟氧化锡(FTO)、掺锡氧化铟(ITO)、掺杂氧化锌、氧化铟锌或本领域已知的其它材料。在一些实施例中，第一导电层131可与一个或多个电触点或总线电连通。因此，电触点或总线可操作以向第一导电层131供应电势。此外，第一导电层131可分布在多个点上。所述多个点可包括任何数目的点。这些点可以仅仅是位置，并且不具有任何物理特征。在一些实施例中，所述点可基本上均匀地分布在电极130和/或第一导电层131的一定范围内。

在一些实施例中，如对应于图2b和2d中所示的实施例的图3a中所示，第一导电层131在其间可以是基本上均匀的。在其它实施例中，如对应于图2c和2e中所示的实施例的图3b中所示，第一导电层131可具有电分布图案。所述电分布图案可操作以根据所述图案将电流分布在第一导电层131上。所述图案可由第一导电层131中的一个或多个电路径133限定。电路径133可通过所述层的平面内的第一导电层131的部分的一个或多个不存在或移除(例如通过隔离线134)来限定。层的平面可以是基本上平行于第二表面112和/或第三表面123的平面。

在一些此类实施例中，电路径133可另外分成多个群组。每个群组可对应于电光元件100的区101。此外，每个群组可彼此电隔离，使得电触点或总线可独立地连接到每个区101，使得可独立地控制供应到每个区101的电势。

在一些实施例中，电路径133可分布在第一导电层131和/或区101上，以便实现从电触点或总线到跨第一导电层131和/或区101的多个点中的一者的期望电阻。此外，从电触点或总线到跨整个第一导电层131或其个别区的点中的每一者的电阻可基本上相等。因此，每个点可经由电路径133或彼此连接的一系列电路径133电连接到电触点或总线。因此，在一些实施例中，多个点中的每个点处的电势可跨整个第一导电层131或其个别区131相对于彼此基本上相等。

在一些此类实施例中，为了实现跨多个点基本上相等的电势，电路径133可形成一个或多个歧支135，如图4a-b中所示。如本文中所使用，“歧支”135可意指从共同电路径133形成分支的电路径133的集合。在一些实施例中，一个或多个歧支135可以轮毂和辐条构造布置。在一些此类实施例中，所述点中的一个点可在每个辐条的远端内。另外或替代地，电路径133可相对于彼此具有不同宽度。电路径133的宽度可限定为其小部分在第一导电层131的平面内且基本上平行于第二表面112和/或第三表面123的平面。宽度可变化以改变相应电路径133的电阻，使得一个或多个点中的每个点与沿着电路径133或一系列电路径133的电触点或总线之间的总电阻。因此，可选择一个或多个电路径133的宽度以在一个或多个点之间实现基本上相等的电势。在一些实施例中，较短电路径133可具有较窄宽度，并且较长电路径133可具有较宽宽度。在一些此类实施例中，这些电路径133可具有共同歧支135。此外，每个电路径133的宽度可与形成其的歧支135的分支或辐条的长度成比例地变化，如图4b中所示。

绝缘层136可设置在第一导电层131与电光介质160之间。此外，绝缘层136可与第一导电层131对接接触。在一些实施例中，绝缘层136可表征为具有相对低的电导率。因此，绝缘层136可具有小于1000S/cm的电导率。在一些实施例中，绝缘层136可包括介电材料的多个子层。另外或替代地，绝缘层136可表征为具有比第一导电层131的电阻率大10倍或100倍或更多倍的电阻率。在一些实施例中，绝缘层136在电磁波谱的可见区和/或红外区中可以是基本上透明的。另外，如图5中所示，绝缘层可包括一个或多个孔137。每个孔137可对应于第一导电层131的一个或多个点中的一个点并且与所述点对准。具体地，所述孔可在基本上垂直于第一表面111、第二表面112、第三表面123和/或第四表面124的方向上对准。在一些实施例中，绝缘层136的孔137中的一个或多个孔可填充有导电材料。

在一些实施例中，可选择每个孔137的形状和/或大小。此外，每个孔137的形状和/或大小可跨绝缘层136变化，以便增强或减小穿过其中的电阻，并且因此增加孔137的位置之间的电势的均匀性。此类构造对于其中第一导电层131在其间基本均匀的实施例来说可能特别有益。

如图6所示，第二导电层138可设置在电光介质160与绝缘层136之间。因此，第二层138还可设置在第一导电层131与电光介质160之间。因此，绝缘层136可设置在第一导电层131与第二导电层138之间。此外，第二导电层138可与绝缘层136对接接触。此外，第二导电层138可经由绝缘层136的一个或多个孔137与第一导电层131电连通。在一些实施例中，第二导电层138可具有大于1,000S/cm的高电导率。另外，第二导电层138可由透明导电氧化物(TCO)制成，所述透明导电氧化物例如掺氟氧化锡(FTO)、掺锡氧化铟(ITO)、掺杂氧化锌、氧化铟锌或本领域已知的其它材料。此外，第二导电层138在其间可以是基本上均匀的。

在其中一个电极不具有分层构造的实施例中，那些电极130可由透明导电氧化物(TCO)制造，例如掺氟氧化锡(FTO)、掺锡氧化铟(ITO)、掺杂氧化锌、氧化铟锌或本领域中已知的其它材料。

密封件140可以外围方式设置以至少部分地限定腔室150。腔室150设置在第一基板110与第二基板120之间。因此，腔室150可由密封件140结合以下中的至少两者来限定：第一基板110、第二基板120、第一电极130a和第二电极130b。在一些实施例中，腔室150可更具体地由密封件140、第一电极130a和第二电极130b限定。密封件140可包括能够接合到第一基板110、第二基板120、第一电极130a和第二电极130b中的至少两者的任何材料，以继而抑制氧气和/或湿气进入腔室150，以及抑制电光介质160无意泄漏出来。例如，密封件140可包含环氧树脂、聚氨酯、氰基丙烯酸酯、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚硫化物、苯氧基树脂、聚烯烃和硅酮。

电光介质160可设置在腔室150中。因此，电光介质160可设置在电极130之间。此外，电光介质160可至少部分地基于暴露于特定电势而可在基本激活状态与未激活状态之间操作。因此，电光介质160可以是电致变色介质、聚合物分散型液晶(PDLC)介质、扭曲向列液晶介质或悬浮颗粒液晶介质。在电光介质160为电致变色的实施例中，在激活状态中，电光介质160可操作以在电磁波谱中的一个或多个波长处相对于未激活状态呈现出其消光系数的变化。在一些此类实施例中，这种变化可在电磁波谱的可见区中发生。

在操作中，可将电势施加到电极130。具体地，电势可经由电触点和/或总线施加到电极130。此外，电流可跨第一导电层131传导到一个或多个点。另外，此电流可通过绝缘层136中的一个或多个孔137传导到第二导电层138。继而，第二导电层138可侧向分配电流，并且由此将电势施加到电光介质160以用于激活。此类电光元件100可具有以下优点：由电极130施加的电势在其间可具有增加的均匀性。

在每个孔137的形状和/或大小跨绝缘层136变化的实施例中，可选择从中穿过的电导率的电阻以补偿跨第一导电层131的电势降。此补偿可实现增加的均匀性优点。

在第一导电层131具有电分布图案的实施例中，电流可经由一个或多个电路径133传导到一个或多个点。此类构造可能优于其中第一导电层131在其间基本上均匀的实施例，因为仅使用孔137的形状和大小来准确控制电阻并因此实现增加的电势均匀性可能具有挑战性。电路径133的使用可允许通过孔137实现电势均匀性的更准确、更容易构造和有成本效益的增加。此外，电路径133可电分离成多个群组。通过将电路径133分离成电隔离群组，可独立地控制施加到每个群组的电势，从而允许相应区101内的电势被独立地控制。因此，可在电活性介质160在不同区101中选择性地激活到不同程度的情况下实现电光元件100的分段操作。

如本文中所使用，在用于两个或更多个项目的列表中时，术语“和/或”意指所列项目中的任一个项目自身可被单独采用，或者可采用所列项目中的两个或更多个项目的任何组合。举例来说，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C，那么所述组合物可含有：仅A；仅B；仅C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。

在此文档中，例如“第一”、“第二”等关系术语仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不必需要或意指此类实体或动作之间的任何实际此类关系或次序。

出于本公开的目的，术语“相关联”通常意指两个部件(电气的或机械的)彼此直接或间接的接合。此类接合在本质上可为静止的或在本质上为可移动的。此类接合可使用两个(电气或机械)部件和彼此或与两个部件一体地形成为单个整体的任何额外的中间构件实现。除非另外说明，否则这种接合本质上可以是永久性的，或本质上可以是可移除的或可释放的。

“透明”一词表示相对意义。“透明”是指在所讨论的波长上大体上可以透射的光学元件或材料，且通常允许此类波长的光通过。所讨论的波长将根据上下文而变化。但如果所讨论的波长不明显，则所讨论的波长通常指可见光。

术语“半透射半反射”通常指反射从至少一侧入射的光的至少一部分并透射从至少一侧入射的光的至少一部分的光学配置。具体地说，“半透射半反射”描述在光波范围具有非零透射率水平并且还在一个区内具有非零反射率水平的光学元件或部件。适用的光波范围将基于上下文而变化。然而，如果光的相关波段不明显，则光的波段通常指可见光。

本领域普通技术人员应将术语“基本上”及其变型理解为描述等于或近似等于值或描述的特征。例如，“基本上平面”表面预期表示平面的或大致平面的表面。此外，“大体上”旨在表示两个值相等或近似相等。如果存在本领域普通技术人员不清楚的术语使用，则给定使用所述术语的上下文，“基本上”可表示彼此相差约10％以内，诸如彼此相差约5％以内，或彼此相差约2％以内的值。

术语“包括(comprises/comprising)”或其任何其它变体旨在涵盖非排他性包括物，使得包括一系列元件的过程、方法、制品或设备并不仅包含那些元件，而是可以包含并未明确列出的或并非这种过程、方法、制品或设备所固有的其它元件。在没有更多约束的前提下，之前加“包括……”的要素并不妨碍包括所述要素的过程、方法、制品或设备中存在额外的相同要素。

应理解，尽管在本公开中描述了若干实施例，但本领域的技术人员可理解众多变化、改变、变换和修改，并且除非其语言另外明确陈述，否则本公开旨在涵盖处于所附权利要求书的范围内的这些变化、改变、变换和修改。

Claims (18)

1.一种装置，其包括：

第一基板，其具有第一表面和第二表面；

第二替代物，其具有第三表面和第四表面，所述第二基板相对于所述第一基板以基本上平行且间隔开的关系设置；

第一电极，其与所述第二表面相关联；

第二电极，其与所述第三表面相关联；以及

电光介质，其设置在所述第一电极与所述第二电极之间；

其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一者包括：

第一导电层，其与电触点和总线中的至少一者电连通，所述第一导电层分布在多个点上；

第二导电层，其设置在所述第一导电层与所述电光介质之间；以及

绝缘层，其设置在所述第一导电层与所述第二导电层之间，所述绝缘层图案化有与所述多个点对准的多个孔，所述多个孔可操作以允许所述第一导电层与所述第二导电层之间的电连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述点在所述第一导电层的某一范围上基本上均匀地分布。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一导电层在其间基本上均匀。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一导电层具有电分布图案。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述电分布图案包括通过所述层的平面内所述第一导电层的部分的不存在而限定的一个或多个电路径。

6.根据权利要求5所述的装置，其中沿着电触点和总线中的所述至少一者与所述点中的每一者之间的所述电路径的电阻基本上相等。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述一个或多个电路径被分成对应于所述装置的多个区的多个电隔离群组，使得所述电光介质能够基本上选择性地改变每个区内的所述电光介质的激活。

8.根据权利要求7所述的装置，其中对于每个群组，沿着所述电触点和所述总线中的所述至少一者与对应区内的所述点中的每一者之间的所述电路径的电阻基本上相等。

9.根据权利要求5所述的装置，其中所述电路径相对于彼此具有不同宽度以改变所述电路径相对于彼此的电阻。

10.根据权利要求5所述的装置，其中所述电路径形成以轮毂和辐条构造布置的一个或多个歧支。

11.根据权利要求10所述的装置，其中形成所述歧支的辐条的所述电路径的宽度与其长度成比例。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述绝缘层包括介电材料的多个子层。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述绝缘层的电阻率是所述第一导电层的电阻率的至少10倍大。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述绝缘层的电阻率是所述第一导电层的所述电阻率的至少100倍大。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述孔填充有导电材料。

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述孔的形状和大小中的至少一者变化以改变从中穿过的电阻，从而增加所述孔的位置处的电势之间的均匀性。

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述点处的所述电势基本上相等。

18.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二导电层基本上均匀。