ES2564399T3

ES2564399T3 - Procedimiento para fabricación de dispositivos electrocrómicos

Info

Publication number: ES2564399T3
Application number: ES09759022.8T
Authority: ES
Inventors: Nety M. Krishna; Byung Sung Leo Kwak
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2029-05-22
Also published as: TWI479247B; CN102057323A; EP2294479A4; TW201013286A; US8693078B2; EP2294479A2; WO2009148861A3; US20120218620A1; US20090304912A1; US8168265B2; EP2294479B1; WO2009148861A2; CN102057323B

Abstract

Un procedimiento de fabricación de un dispositivo (300) electrocrómico que comprende: depositar una primera capa (320) conductora transparente seguida de un cátodo (330) sobre un substrato (310) transparente; formación de motivos por láser focalizado de dicha primera capa conductora transparente y dicho cátodo; depositar una capa (340) de electrolito, seguida de una capa (350) de contraelectrodo, seguida de una segunda capa (360) conductora transparente; formación de motivos por láser focalizado de dicha capa de electrolito, dicha capa de contraelectrodo y dicha segunda capa conductora transparente para exponer la superficie superior de la primera capa conductora transparente; depositar una capa (370) de barrera de difusión; y formar contactos eléctricos separados con dicha primera capa conductora transparente y dicha segunda capa conductora transparente a través de la capa de barrera de difusión.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento para fabricacion de dispositivos electrocromicos Campo de la invencion

La presente invencion se refiere, por lo general, a dispositivos electrocromicos, y mas particularmente a un 5 procedimiento para fabricacion de dispositivos electrocromicos que incluyen formacion de motivos/trazado por laser.

Antecedentes de la invencion

Unos dispositivos electrocromicos son dispositivos que cambian propiedades de transmision de luz (y de calor) como respuesta a una tension aplicada a lo largo del dispositivo. Pueden fabricarse dispositivos electrocromicos que intercambian electricamente entre estados transparente y translucido (en los que la luz transmitida es de color). Es 10 mas, pueden fabricarse algunos dispositivos electrocromicos de hidruro metalico de transicion que intercambian entre estados transparente y reflectante. Se incorporan dispositivos electrocromicos en una gama de productos, que incluyen ventanas arquitectonicas, espejos retrovisores, y vidrio protector para cajas de visualizacion para museo. Cuando se incorporan en ventanas arquitectonicas, existe la necesidad de que los dispositivos electrocromicos tengan una vida util garantizada de al menos diez anos y, preferentemente, treinta anos o mas. Sin embargo, una 15 exposicion de los dispositivos electrocromicos a oxfgeno y agua de la atmosfera puede degradar el rendimiento de los dispositivos y reducir la vida util de los dispositivos. Por lo tanto, existe la necesidad de dispositivos electrocromicos disenados para aguantar los efectos perjudiciales de sustancias oxidantes ambientales.

Unas ventanas arquitectonicas estan, por lo general, en forma de una unidad de vidrio aislante (por sus siglas en ingles: IGU). Una IGU comprende dos hojas de vidrio separadas selladas a lo largo de los cuatro bordes. El volumen 20 interior se llena con un gas inerte, como argon, con el objeto de proporcionar aislamiento termico. Cuando se incorpora un dispositivo electrocromico dentro de la IGU, se fabrica sobre la hoja de vidrio exterior (la hoja que mira hacia afuera) y se posiciona sobre la superficie que mira hacia el interior de esta. El entorno inerte dentro de la IGU no afecta al rendimiento del dispositivo electrocromico. Sin embargo, en caso de un fallo del sellado de la IGU, por ejemplo, todavfa existe la necesidad de proteger los dispositivos electrocromicos contra sustancias oxidantes 25 ambientales.

El documento WO 01/90809 A1 desvela un dispositivo electrocromico que comprende una capa electrocromica grabada y unos conductores transparentes grabados. El documento EP 1 434 083 A2 desvela un dispositivo electrocromico que comprende una resina de sellado lfquida transparente.

En la Figura 1 se representa un dispositivo 100 electrocromico de la tecnica anterior. Vease la Patente de los 30 Estados Unidos N.° 5.995.271 para Zieba y col. El dispositivo 100 comprende un substrato 110 de vidrio, capa 120 inferior de oxido conductor transparente (por sus siglas en ingles: TCO), un catodo 130, un electrolito 140 solido, un contraelectrodo 150, capa 160 superior de TCO, un revestimiento 170 protector, un primer contacto 180 electrico (con la capa 120 inferior de TCO), y un segundo contacto 190 electrico (con la capa 160 superior de TCO). Es mas, puede haber una capa de barrera de difusion (no mostrada) entre el substrato 110 de vidrio y la capa 120 inferior de 35 TCO, para reducir la difusion de iones desde el substrato de vidrio a la capa de TCO, y viceversa. Notese que las capas componentes no se dibujan a escala en el dispositivo electrocromico mostrado en la FIG. 1. Por ejemplo, un substrato de vidrio normal es del orden de un espesor de un milfmetro y un dispositivo electrocromico normal cubre el area totalmente expuesta del vidrio arquitectonico, o espejo retrovisor, por ejemplo. Pueden usarse otros materiales de substrato, por ejemplo, plasticos como poliimida (PI), tereftalato de polietileno (PET) y naftalato de 40 polietileno (PEN). En la tabla de mas abajo, se proporcionan unos espesores de capa componente normales:

Capa componente: Espesor (micras)

capa de TCO inferior: 0,1 a 1,0

catodo: 0,1 a 1,0

electrolito solido: 0,005 a 0,5

contraelectrodo: 0,1 a 1,0

capa de TCO superior: 0,1 a 1,0

capa de barrera de difusion: 0,1 a 1,0

Un intercambio de un estado transparente a uno de color, se produce, por ejemplo, cuando se llevan iones (como iones de litio o de hidrogeno) desde el contraelectrodo 150, a traves del electrolito 140 solido (no conductor electricamente), hasta el catodo 130. El contraelectrodo 150 es una pelfcula de almacenamiento de ion, y el catodo 45 130 es electrocromico - proporcionando el cambio deseado de propiedades de transmision de luz. Tambien es

posible que el contraelectrodo 150 funcione como la capa electrocromica si esta capa experimenta una “coloracion

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anodica”, en la que la capa cambia de transparente a de color con desintercalacion del ion. En este caso, el catodo se convierte en el contraelectrodo. Tambien puede crearse mayor contraste combinando los efectos de ambos electrodos. Una exposicion mas detallada del funcionamiento de dispositivos electrocromicos se encuentra en Granquvist, C.-G., Nature Materials, v. 5, n.° 2, feb. 2006, pag. 89-90. Para que el dispositivo funcione adecuadamente, la capa 120 inferior de TCO y el catodo 130 deben estar aislados electricamente del contraelectrodo 150 y de la capa 160 superior de TCO. Un contacto electrico con circuitos de control externos se hace a traves de los contactos 180 y 190 electricos primero y segundo.

Como esta claro por la FIG. 1, el dispositivo 100 requiere una formacion de motivos de las cinco capas 120-160 de dispositivo activas. Esta formacion de motivos puede hacerse usando tecnicas de litograffa basadas en mascara ffsica/sombra convencionales. El uso de tecnicas de litograffa tradicionales con mascaras ffsicas lleva a muchas desventajas, especialmente relacionadas con una fabricacion de alto volumen (por sus siglas en ingles: HVM). Por ejemplo, el uso de mascaras ffsicas: (1) anade un requisito de inversion de capital significativo para HVM y un escalado de area grande; (2) aumenta el coste de propiedad (coste de mascara de consumo, limpieza, sustancias qmmicas, etc.); (3) disminuye la produccion debido a requisitos de alineacion; y (4) tiene como resultado una perdida de resultados, ya que las mascaras son propensas a imperfecciones que se traducen en defectos en los dispositivos electrocromicos, como centros de color y agujeritos en capas protectoras. La presencia de agujeritos en capas protectoras llevara eventualmente a un fallo de los dispositivos electrocromicos debido a que sustancias oxidantes alcanzan las capas activas de los dispositivos. Esto se produce para dispositivos electrocromicos sellados en IGUs cuando el sellado de la IGU se ve comprometido y unas sustancias oxidantes de la atmosfera se filtran dentro de la unidad. Las vidas utiles de dispositivo deseadas de decenas de anos no pueden conseguirse con defectos de agujeritos en las capas protectoras. En procedimientos de HVM, el uso de mascaras ffsicas (extendido para tecnologfas de fabricacion de dispositivo electrocromico del estado de la tecnica tradicional y actual) contribuira a una complejidad mas alta y un coste mas alto de fabricacion. La complejidad y el coste son el resultado del requisito de fabricar unas mascaras muy precisas y la necesidad de usar sistemas de gestion (automatizados) para alineacion y regeneracion de mascara. Unos coste y complejidad de este tipo pueden inferirse de procedimientos de fotolitograffa bien conocidos usados en la industria del circuito integrado basado en silicio. Ademas, el coste mas alto es el resultado de la necesidad de mantenimiento de las mascaras, asf como de limitaciones de produccion por las etapas de alineacion anadidas. La adaptacion se hace cada vez mas diffcil y costosa, ya que la fabricacion se escala a substratos de area mayores. Es mas, el propio escalado (a substratos mayores) puede estar limitado debido a la disponibilidad y capacidad limitadas de las mascaras ffsicas. Esto es particularmente cntico para las aplicaciones de ventana arquitectonica, en las que se requieren innumerables formas y tamanos. Por lo tanto, existe la necesidad de procedimientos de fabricacion compatibles con una fabricacion coste-efectiva, flexible y de alto volumen para dispositivos electrocromicos. Es mas, debido a las cuestiones de resultados asociadas con etapas de fabricacion de litograffa basadas en mascara, queda la necesidad de procedimientos mejorados para formacion de motivos de las numerosas capas componentes de dispositivos electrocromicos.

Una formacion de motivos de las cinco capas 120-160 de dispositivo activas, mostrada en la FIG. 1, puede hacerse usando tecnicas de trazado por laser. Vease la Patente de los Estados Unidos N.° 5.724.175 para Hichwa y col. Sin embargo, el procedimiento de trazado por laser de Hichwa y col. tiene como resultado una contaminacion de los bordes expuestos de las capas electrocromicas activas debido a la redeposicion durante la eliminacion por laser de material sobre las paredes de la zanja que se esta cortando. Esta contaminacion puede afectar al rendimiento del dispositivo electrocromico. Es mas, se generan materiales particulados durante una eliminacion por laser y estas parffculas se depositan sobre la superficie del dispositivo. Cuando se aplica el revestimiento protector, la presencia de materiales particulados sobre la superficie puede llevar a agujeritos en el revestimiento. Unos agujeritos en el revestimiento protector pueden tener como resultado una exposicion del dispositivo a sustancias oxidantes del ambiente, y en ultimo caso a un fallo de dispositivo prematuro. Existe la necesidad de procedimientos de trazado por laser que no afecten al rendimiento de dispositivo electrocromico.

En conclusion, existe la necesidad de procedimientos de formacion de motivos mejorados para dispositivos electrocromicos y la necesidad de mejora en la integracion de procedimientos de formacion de motivos en la fabricacion de dispositivo para dispositivos electrocromicos.

Sumario de la invencion

Los conceptos y metodos de la invencion permiten que se reduzcan el coste y complejidad de fabricacion de un volumen alto de dispositivo electrocromico, eliminando y/o minimizando el uso de mascaras convencionales para potenciar el caracter fabricable de los productos a volumen y produccion altos y en substratos de area grandes. Esto puede reducir significativamente el coste para una aplicabilidad en mercado amplio, asf como proporcionar mejoras de resultado. Esto se consigue al mismo tiempo que se asegura que las capas activas del dispositivo se protegen a largo plazo de sustancias oxidantes del entorno. Segun unos aspectos de la invencion, estas y otras ventajas se consiguen con el uso de formacion de motivos/trazado por laser para satisfacer algunos o todos los requisitos de formacion de motivos, integrando al mismo tiempo el trazado por laser con el objeto de asegurar que las capas activas del dispositivo se protegen para asegurar una fiabilidad a largo plazo. Se concibe que el laser se use para formar motivos de las capas componentes de dispositivos electrocromicos, eliminando directamente (eliminacion) el material de la capas componentes. De por sf, esta invencion considera una formacion de motivos por laser integrada en el procedimiento de fabricacion juzgada como apropiada y necesaria para el caracter fabricable, el resultado, la

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funcionalidad y la fiabilidad a largo plazo de un dispositivo electrocromico. Esto incluye un procedimiento de fabricacion para un dispositivo electrocromico segun se relata en la reivindicacion independiente adjunta. Otros aspectos se relatan en las reivindicaciones dependientes correspondientes. En este procedimiento, una formacion de motivos por laser de la primera capa conductora transparente y la capa de catodo se produce antes de la deposicion y una formacion de motivos por laser de las capas restantes, eliminando por consiguiente cualquier contaminacion de las capas restantes debida a una redeposicion del material conductor transparente y material de catodo sobre sus superficies. Es mas, durante una formacion de motivos por laser focalizado, puede eliminarse material eliminado generado por la formacion de motivos por laser focalizado. En general, pueden minimizarse una redeposicion de material eliminado y una contaminacion de material particulado debida a una eliminacion por laser usando tacticas como separacion espacialmente de bordes de unas capas superior e inferior y/o formacion de motivos de capas inferiores antes de una deposicion de capas superiores.

Un ejemplo de un procedimiento de fabricacion para un dispositivo electrocromico util para comprender la invencion incluye las siguientes etapas: (1) depositar secuencialmente capas correspondientes a un dispositivo electrocromico sobre un substrato, siendo una primera capa una primera capa conductora transparente y siendo una ultima capa una segunda capa conductora transparente; (2) formacion de motivos por laser focalizado de las capas, en la que la formacion de motivos afsla unos dispositivos electrocromicos separados sobre el substrato y expone la superficie de una primera capa conductora transparente para hacer contacto electrico; (3) durante la formacion de motivos por laser focalizado, eliminar material eliminado generado por la formacion de motivos por laser focalizado; (4) depositar una barrera de difusion; y (5) formar contactos electricos separados con la primera capa conductora transparente y la segunda capa conductora transparente.

En los procedimientos de mas arriba, como mediante el procedimiento de formacion de motivos por laser se elimina material, este puede eliminarse mediante: succion al vado en inmediaciones muy proximas al lugar de eliminacion por laser; y/o un chorro de gas inerte dirigido a lo largo de la superficie del dispositivo en la vecindad de eliminacion por laser. Ademas, puede colocarse estrategicamente una superficie (enfriada) cerca del punto focal de la region de eliminacion (p. ej., en la que se coloca la succion o chorro de gas) para capturar (por medio de deposicion) los materiales eliminados. Es mas, la etapa de formacion de motivos por laser puede llevarse a cabo mediante un rayo laser focalizado directamente sobre las capas depositadas desde arriba, mediante un rayo laser dirigido a traves del substrato transparente, o mediante una combinacion de ambos.

Breve descripcion de los dibujos

Estos y otros aspectos y caractensticas de la presente invencion se haran evidentes para aquellos expertos en la tecnica de manera comun tras revision de la descripcion que sigue de unos modos de realizacion espedficos de la invencion junto con las figuras que se acompanan, en las que:

La FIG. 1 ilustra un dispositivo electrocromico de la tecnica anterior;

Las FIG. 2A a 2E ilustran un ejemplo de procedimiento de fabricacion de dispositivo electrocromico util para comprender la invencion;

Las FIG. 3A a 3E ilustran un procedimiento de fabricacion de dispositivo electrocromico segun un modo de realizacion de la invencion;

La FIG. 4 ilustra unos ejemplos de trazado por laser y unas etapas de procedimiento de eliminacion de material eliminado en la fabricacion de dispositivos electrocromicos segun unos aspectos de la invencion;

La FIG. 5 ilustra un ejemplo adicional de trazado por laser y unas etapas de procedimiento de eliminacion de material eliminado en la fabricacion de dispositivos electrocromicos segun unos aspectos de la invencion; y La FIG. 6 ilustra otro ejemplo de trazado por laser y unas etapas de procedimiento de eliminacion de material eliminado en la fabricacion de dispositivos electrocromicos segun unos aspectos de la invencion.

Descripcion detallada de los modos de realizacion preferentes

Ahora va a describirse la presente invencion en detalle con referencia a los dibujos, que se proporcionan como ejemplos ilustrativos de la invencion, con el objeto de que permitan a aquellos expertos en la tecnica poner en practica la invencion. Especialmente, las figuras y ejemplos de mas abajo no estan concebidos para limitar el ambito de la presente invencion a un modo de realizacion unico, sino que son posibles otros modos de realizacion a modo de intercambio de algunos o todos los elementos descritos o ilustrados. Es mas, donde algunos elementos de la presente invencion pueden implementarse parcial o totalmente usando unos componentes conocidos, solo se describiran aquellas porciones de unos componentes conocidos de este tipo que son necesarias para una comprension de la presente invencion, y se omitiran unas descripciones detalladas de otras porciones de unos componentes conocidos de este tipo, con el objeto de no obscurecer la invencion.

En general, la presente invencion considera un procedimiento alternativo de formacion de motivos de algunas o todas las capas en una estructura de dispositivo electrocromico usando una tecnica de formacion de motivos/trazado por laser. Los presentes inventores reconocen que reduciendo y/o minimizando el uso de mascaras ffsicas beneficie en gran medida el procedimiento de fabricacion para dispositivos electrocromicos, particularmente para fabricacion de alto volumen y substratos grandes. Algunos de los beneficios clave de formacion de motivos por laser son: el impacto positivo en el resultado; y el laser permite flexibilidad en una formacion de motivos de dispositivo para

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adaptarse a unos factores de forma definidos por el mercado final, sin tener que crear nuevas mascaras o reffculas ffsicas caras. Unas tecnicas de formacion de motivos por laser, tambien referidas como trazado por laser, se conocen bien en las industrias del semiconductor y fotovoltaica. La presente invencion concibe el uso de laseres para eliminar material directamente (eliminar material) para crear unas capas componentes formadas de motivos en los dispositivos electrocromicos. Estos laseres se optimizan y focalizan cuidadosamente, con el objeto de proporcionar una colocacion de borde precisa para las caractensticas de formacion de motivos y para permitir una eliminacion de una capa al mismo tiempo que se deja una capa por debajo intacta. Ya que unos dispositivos electrocromicos se fabrican sobre unos substratos transparentes, los laseres pueden dirigirse tanto a traves del substrato o desde arriba para formar motivos de las capas componentes. En el caso de substratos de area grandes, y para reducir unos tiempos de procedimiento de formacion de motivos, pueden usarse multiples laseres a la vez para formar motivos de dispositivos sobre un substrato unico. Es mas, como se describe en la presente memoria, se emplean tecnicas para minimizar una redeposicion de material durante una eliminacion por laser sobre los bordes expuestos de las capas activas del dispositivo electrocromico. Estos mismos enfoques pueden usarse para minimizar una deposicion de material particulado de material eliminado sobre todas las superficies del dispositivo.

Pueden usarse varios tipos de laseres para llevar a cabo la funcion de formacion de motivos/trazado por laser dependiendo de las caractensticas de absorcion optica de los materiales usados para el dispositivo electrocromico y sus espesores. Algunos de los laseres que pueden emplearse incluyen laseres de CO2 de alta potencia (p. ej., longitud de onda de 10 micras) y laseres de estado solido dopados con Nd (p. ej., Nd:YAG a 1.046 nm, y 523 nm con un doblador de frecuencia). Pueden usarse multiples laseres para llevar a cabo la funcion de formacion de motivos/trazado por laser, que incluyen laseres con diferentes longitudes de onda. La profundidad de la eliminacion (el numero de capas en el apilamiento de dispositivo que se eliminan) se controla mediante la potencia de laser, velocidad de focalizacion y escaneo. Es mas, una especificidad de la capa que hay que eliminar puede conseguirse usando una longitud de onda de laser espedfica que afecte solo a la capa deseada. La formacion de motivos/trazado por laser se realiza normalmente en un entorno de gas inerte, o bajo vado. Unos residuos y gases generados durante una eliminacion de las capas de dispositivo pueden eliminarse usando un vado/succion en las inmediaciones proximas al lugar de eliminacion. Es mas, unos residuos y gases pueden eliminarse de la vecindad del dispositivo electrocromico mediante aplicacion de un chorro de gas inerte a lo largo de la superficie del dispositivo en la region en la que esta teniendo lugar una eliminacion por laser. Aun mas, puede colocarse estrategicamente una superficie (enfriada) cerca del punto focal de la region de eliminacion (p. ej., en la que se coloca la succion o chorro de gas) para capturar (por medio de deposicion) los materiales eliminados. La superficie (enfriada) puede ser la de una placa hecha de metal, u otros materiales, o de cualquier objeto que sea adecuado para uso en el entorno de eliminacion por laser para capturar un material eliminado (por medio de deposicion). Por lo general, los materiales eliminados no son volatiles y se depositaran facilmente sobre unas superficies a temperatura ambiente. Aquellos expertos en la tecnica de formacion de motivos/trazado por laser estaran familiarizados con la eleccion de laseres para aplicaciones de formacion de motivos/trazado, y preparacion de herramientas por laser para implementar procedimientos de formacion de motivos/trazado.

Las FIG. 2A a 2E muestran un primer ejemplo de un procedimiento para fabricacion de un dispositivo 200 electrocromico util para comprender la invencion. La FIG. 2a muestra un apilamiento de cinco capas que se han depositado sobre el substrato 210. El substrato puede ser de vidrio o plastico. Las capas, en orden desde el substrato, son una capa 220 inferior de oxido conductor transparente (por sus siglas en ingles: TCO), un catodo 230, un electrolito 240 solido, un contraelectrodo 250, y una capa 260 superior de TCO. Las capas se depositan una tras otra usando unas tecnicas de deposicion conocidas por aquellos expertos en la tecnica. Las capas 220 y 260 inferior y superior de TCO son de oxido de estano e indio (por sus siglas en ingles: ITO) depositado por pulverizacion normal. El catodo 230 y contraelectrodo estan hechos de manera normal de oxidos de metal de transicion y se depositan de manera normal mediante procedimientos de deposicion de vapor ffsicos. El electrolito 240 solido esta hecho de manera normal de electrolitos solidos de ceramica/oxido, como oxinitruro de fosforo de litio y LixSiO2, que pueden depositarse usando varios procedimientos que incluyen procedimientos de deposicion de vapor ffsicos y qrnmicos. La FIG. 2B muestra el apilamiento tras la etapa de primera formacion de motivos. Esta etapa de formacion de motivos: (1) afsla electricamente unos dispositivos individuales mediante corte a traves del apilamiento completo hacia abajo hasta el substrato; y (2) expone la superficie superior de la capa 220 inferior de TCO para permitir hacer contacto electrico con la capa 220 inferior de TCO. La primera formacion de motivos se implementa preferentemente mediante una herramienta de formacion de motivos por laser. La FIG. 2C muestra la adicion de una capa 270 de barrera de diffusion, que cubre el apilamiento completo incluyendo los bordes verticales expuestos. La capa 270 de barrera de diffusion debena ser transparente, aislante electricamente, y ser capaz de pasivizar las superficies expuestas, con baja permeabilidad a sustancias oxidantes ambientales, como o2 y H2O. La FIG. 2D muestra el dispositivo despues de que la barrera 270 de diffusion se haya formado de motivos para abrir unas areas 272 y 274 para hacer contacto electrico, respectivamente, con las capas 220 y 260 inferior y superior de TCO. La segunda formacion de motivos se implementa preferentemente mediante una herramienta de formacion de motivos por laser. Finalmente, la FIG. 2E muestra el dispositivo despues de hacer un primer contacto 280 electrico (con la capa 220 inferior de TCO) y un segundo contacto 290 electrico (con la capa 260 superior de TCO). Opcionalmente, puede anadirse una capa de barrera de diffusion entre el substrato 210 y la capa 220 inferior de TCO. (No mostrada en la FIG. 2). Esta capa de barrera de diffusion debena ser transparente, aislante electricamente, y ser capaz de pasivizar las superficies expuestas, con baja permeabilidad a iones, como Na, B y Li (en el caso de dispositivos electrocromicos de Li).

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En un segundo ejemplo de un procedimiento para fabricacion de un dispositivo electrocromico util para comprender la invencion, se sigue el procedimiento segun las FIG. 2A hasta 2C, entonces se hacen los contactos electricos a traves de la capa 270 de barrera, sin necesidad de abrir unas areas 272 y 274 de contacto en la capa 270 de barrera. Este procedimiento de hacer contacto funciona difundiendo el material de contacto a traves de la capa de barrera de difusion para hacer un camino conductor electricamente. Esto tiene como resultado el mismo dispositivo final como se muestra en la FIG. 2E, excepto que los contactos 280 y 290 electricos primero y segundo se situan sobre la capa 270 de barrera de difusion y hacen contacto electrico con las capas 220 y 260 inferior y superior de TCO, respectivamente, a traves de la capa 270 de barrera de difusion (hecha localmente conductora mediante material de contacto difundido dentro de la capa de barrera de difusion). Este procedimiento es aplicable cuando la capa de barrera de difusion es ya sea muy fina o relativamente porosa. Este puede ser el caso cuando las exigencias en la capa de barrera de difusion son menos estrictas, debido a la presencia de un procedimiento alternativo para proteger los dispositivos electrocromicos de sustancias oxidantes ambientales. Por ejemplo, los dispositivos electrocromicos pueden incorporarse dentro de unidades de vidrio aislante bajo (por sus siglas en ingles: IGUs) que estan selladas con un gas inerte dentro.

El primer ejemplo de un procedimiento de la invencion, descrito mas arriba con referencia a las FIG. 2A-2E, incluye una etapa de primera formacion de motivos que corta a traves de las cinco capas del apilamiento. Cuando se usa formacion de motivos/trazado por laser para implementar esta etapa de formacion de motivos puede haber algun riesgo de redeposicion de material eliminado sobre los bordes nuevamente expuestos del apilamiento. Esta redeposicion puede tener como resultado un cortocircuito entre capas o contaminacion de las capas activas. Si una redeposicion es un problema hay procedimientos alternativos de la invencion que pueden usarse que separan espacialmente los bordes y minimizan una redeposicion mediante formacion de motivos de alguna de las capas conductoras inferiores antes de depositar y formar motivos de las capas superiores. Estos procedimientos incluyen la adicion de una o mas etapas de formacion de motivos. Un ejemplo de un procedimiento de este tipo es el modo de realizacion mostrado en las FIG. 3A a 3E, en las que los bordes del catodo 330 estan separados espacialmente de los bordes de las capas en el apilamiento sobre este y el catodo 330 y una capa 320 inferior de oxido conductor transparente forman motivos antes de una deposicion y formacion de motivos de las capas superiores.

Las FIG. 3A a 3E muestran un modo de realizacion de un procedimiento para fabricacion de un dispositivo 300 electrocromico segun la invencion. La FIG. 3A muestra un apilamiento de dos capas que se han depositado sobre el substrato 310. Las capas, en orden desde el substrato, son una capa 320 inferior de oxido conductor transparente (por sus siglas en ingles: TCO), y un catodo 330. Las capas se depositan una tras otra usando unas tecnicas de deposicion conocidas por aquellos expertos en la tecnica. La FIG. 3B muestra el apilamiento despues de la etapa de primera formacion de motivos. Esta etapa de formacion de motivos: (1) afsla electricamente unos dispositivos individuales mediante corte a traves del apilamiento hacia abajo hasta el substrato; y (2) expone la superficie superior de la capa 320 inferior de TCO para permitir hacer contacto electrico con la capa 320 inferior de TCO. La primera formacion de motivos se implementa preferentemente mediante una herramienta de formacion de motivos por laser. La FIG. 3C muestra la adicion de otras tres capas: un electrolito 340 solido, un contraelectrodo 350, y una capa 360 superior de TCO. Las capas se depositan unas tras otra usando unas tecnicas de deposicion conocidas para aquellos expertos en la tecnica. La FIG. 3D muestra el apilamiento despues de la etapa de formacion de motivos segunda. Esta etapa de formacion de motivos: (1) afsla electricamente el contraelectrodo 350 y una capa 360 superior de TCO; y (2) expone la superficie superior de la capa 320 inferior de TCO de nuevo para permitir hacer contacto electrico con la capa 320 inferior de TCO. La segunda formacion de motivos se implementa preferentemente mediante una herramienta de formacion de motivos por laser. La FIG. 3E muestra la adicion de una capa 370 de barrera de difusion, que cubre el apilamiento completo incluyendo los bordes verticales expuestos. El procedimiento continua ahora ya sea como en el primer modo de realizacion del procedimiento, como se muestra en las FIG. 2A-2E, o el segundo modo de realizacion descrito mas arriba.

La FIG. 4 muestra un apilamiento 400 con un substrato 410 y unas capas 420-470, equivalentes a unas capas 120170 descritas mas arriba. El apilamiento 400 esta sujeto a formacion de motivos/trazado por laser mediante un laser 401 focalizado sobre el apilamiento a traves del substrato 410 y un laser 402 focalizado sobre el apilamiento desde arriba. El laser 401 se focalizo inicialmente sobre una capa 470 y eliminada la capa la focalizacion de laser se movio hacia abajo hasta la capa 460 y entonces hasta la capa 450 (mostrado en la FIG. 4), formando un agujero 405. Como el laser elimina las capas del apilamiento 400, se producen unos residuos 403. Un tubo 406 (mostrado en seccion transversal) se conecta a un generador de bomba/succion de vacfo y se muestra eliminando unos residuos 403 a lo largo del tubo 406 en una direccion 404. Dependiendo del motivo requerido, el numero de capas que hay que eliminar, y las propiedades opticas de las capas componentes, el laser puede escanearse para eliminar material capa por capa (requiriendo escaneo repetido del mismo area de motivo - una vez para cada capa que hay que eliminar) o puede escanearse a traves del area de motivo una vez, cortando a traves de multiples capas. El laser 402 se focalizo inicialmente sobre una capa 470 y eliminada la capa la focalizacion de laser se movio hacia abajo hasta una capa 460 y entonces hasta una capa 450 (mostrado en la FIG. 4), formando un agujero 405. Como el laser elimina las capas del apilamiento 400, se producen unos residuos 403. Un tubo 407 (mostrado en seccion transversal) se conecta a un generador de bomba/succion de vacfo y se muestra eliminando unos residuos 403 a lo largo del tubo 407 en una direccion 404. El rayo 402 laser se muestra viajando a traves del tubo 407; sin embargo, el tubo puede colocarse en un lado del rayo laser si se desea. El rayo 402 laser se escanea como se describe mas arriba para un rayo 401 laser.

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La FIG. 5 muestra un apilamiento 500 con un substrato 510 y unas capas 520-570, equivalentes a unas capas 120170 descritas mas arriba. El apilamiento 500 esta sujeto a formacion de motivos/trazado por laser mediante un laser 501 focalizado sobre el apilamiento a traves del substrato 510 y un laser 502 focalizado sobre el apilamiento desde arriba, focalizandose ambos laseres simultaneamente sobre la misma area general. Juntos los laseres han eliminado material para formar un agujero 505. El laser 502 se muestra focalizado sobre una capa 550 y un laser 501 se muestra focalizado sobre una capa 540. Como los laseres eliminan las capas del apilamiento 500, se producen unos residuos 503 y burbujas 599, de material vaporizado. Unos tubos 509 y 508 (mostrados en seccion transversal) forman juntos un espacio anular a traves del que se eliminan unos residuos 503 en una direccion 504. (El espacio anular se conecta a un generador de bomba/succion de vado). El rayo 502 laser se muestra viajando a traves del medio de un tubo 508; sin embargo, pueden usarse unos tubos como se muestran en la FIG. 4, en lugar de unos tubos 508 y 509. Los rayos 501 y 502 laser se escanean como se describe mas arriba para un rayo 401 laser.

La FIG. 6 muestra un apilamiento 600 con un substrato 610 y unas capas 620-670, equivalentes a unas capas 120170 descritas mas arriba. El apilamiento 600 esta sujeto a formacion de motivos/trazado por laser mediante un laser 602 focalizado sobre el apilamiento desde arriba. El laser 602 se focalizo inicialmente sobre una capa 670 y eliminada la capa la focalizacion de laser se movio hacia abajo hasta una capa 660 y entonces hasta una capa 650 (mostrado en la FIG. 6), formando un agujero 605. Como el laser elimina las capas del apilamiento 600, se producen unos residuos 603 y burbujas 699, de material vaporizado. Un tubo 695 (mostrado en seccion transversal) se conecta a un abastecimiento de gas inerte, como argon, y suministra un chorro de gas inerte sobre la superficie del apilamiento 600, en la direccion 696. El chorro de gas inerte sopla los residuos 603 lejos del lugar de eliminacion por laser a traves de la superficie de la oblea. Aqu se muestran los residuos siendo recogidos mediante un tubo 606 de succion. Sin embargo, un chorro de gas inerte solo puede ser efectivo para eliminar unos residuos lejos del lugar de eliminacion por laser y fuera de la superficie del apilamiento 600. Un tubo 606 (mostrado en seccion transversal) se conecta a un generador de bomba/succion de vacfo y se muestra eliminando unos residuos 603 a lo largo del tubo 606 en una direccion 604. El rayo 602 laser se escanea como se describe mas arriba para un rayo 401 laser.

Aunque la presente invencion se ha descrito particularmente con referencia a los modos de realizacion preferentes de esta, debena ser evidente facilmente para aquellos expertos en la tecnica de manera comun que pueden hacerse cambios y modificaciones en la forma y detalles sin salirse del ambito de la invencion definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de fabricacion de un dispositivo (300) electrocromico que comprende:

depositar una primera capa (320) conductora transparente seguida de un catodo (330) sobre un substrato (310) transparente;

formacion de motivos por laser focalizado de dicha primera capa conductora transparente y dicho catodo; depositar una capa (340) de electrolito, seguida de una capa (350) de contraelectrodo, seguida de una segunda capa (360) conductora transparente;

formacion de motivos por laser focalizado de dicha capa de electrolito, dicha capa de contraelectrodo y dicha segunda capa conductora transparente para exponer la superficie superior de la primera capa conductora transparente;

depositar una capa (370) de barrera de difusion; y

formar contactos electricos separados con dicha primera capa conductora transparente y dicha segunda capa conductora transparente a traves de la capa de barrera de difusion.
2. El procedimiento de la reivindicacion 1, que comprende, ademas, antes de dicha formacion de contactos electricos separados, una formacion de motivos de dicha capa de barrera de difusion.
3. El procedimiento de la reivindicacion 2, en el que dicha formacion de motivos de dicha capa de barrera de difusion es un procedimiento de formacion de motivos por laser focalizado.
4. El procedimiento de la reivindicacion 1, 2 o 3, que comprende, ademas, durante una formacion de motivos por laser focalizado de dicha capa de electrolito y/o durante una formacion de motivos por laser focalizado de dicha primera capa conductora transparente y dicho catodo, una eliminacion de material (403; 503; 603) eliminado generado mediante una formacion de motivos por laser focalizado.
5. El procedimiento de la reivindicacion 4, en el que dicha eliminacion incluye proporcionar una superficie de deposicion en las inmediaciones proximas a un punto focal de eliminacion de dichas capas eliminadas para deposicion de dicho material eliminado en ella.
6. El metodo de la reivindicacion 4, en el que dicha eliminacion incluye un succionado (404; 504; 604) al vacfo de dicho material eliminado durante dicha formacion de motivos por laser focalizado.
7. El procedimiento de la reivindicacion 6, en el que dicho succionado al vacfo se lleva a cabo mediante un tubo (406, 407; 508, 509; 606) de succion que esta posicionado en inmediaciones proximas a un punto focal de eliminacion de dichas capas depositadas.
8. El procedimiento de la reivindicacion 4, en el que dicha eliminacion incluye dirigir (696) un chorro de gas inerte a lo largo de la superficie de dicho dispositivo en la vecindad de un punto focal de eliminacion de dichas capas depositadas.
9. El procedimiento de la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que dicha formacion de motivos por laser focalizado incluye dirigir un rayo (401; 501) laser a traves de dicho substrato transparente.
10. El procedimiento de la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que una formacion de motivos por laser focalizado de dicha capa de electrolito y/o una formacion de motivos por laser focalizado de dicha primera capa conductora transparente y dicho catodo se lleva a cabo mediante una pluralidad de rayos laser focalizados, y en el que dicha pluralidad de rayos laser focalizados incluye unos rayos (401; 501) laser dirigidos a traves de dicho substrato transparente y unos rayos (402; 502; 602) laser no dirigidos a traves de dicho substrato transparente.
11. El procedimiento como en la reivindicacion 10, en el que uno de dichos rayos (502) laser no dirigido a traves de dicho substrato transparente es incidente sobre una misma area que uno de dichos rayos (501) laser dirigido a traves de dicho substrato transparente.
12. El procedimiento de la reivindicacion 10, en el que uno de dichos rayos (502) laser no dirigido a traves de dicho substrato transparente y uno de dichos rayos (501) laser dirigido a traves de dicho substrato transparente son simultaneamente incidentes sobre una misma area.
13. El procedimiento de la reivindicacion 1, que comprende, ademas, antes de dicha formacion de contactos electricos separados, una formacion de motivos de dicha capa de barrera de difusion para abrir unas areas (272, 274) para hacer dichos contactos electricos con dicha primera capa conductora transparente y dicha segunda capa conductora transparente a traves de la capa de barrera de difusion.
14. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que dicha formacion de contactos electricos separados comprende difundir un material de contacto a traves de la capa de barrera de difusion.