FR2962818A1

FR2962818A1 - Dispositif electrochimique a proprietes de transmission optique et/ou energetique electrocommandables.

Info

Publication number: FR2962818A1
Application number: FR1002949A
Authority: FR
Inventors: Driss Lamine; Philippe Letocart; Jean Christophe Giron; Mourot Thomas Bertin
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-01-20
Anticipated expiration: 2030-07-13
Also published as: CN103339559A; US9482921B2; FR2962818B1; EP2593832A1; WO2012007334A1; EP2593832B1; US20130286458A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif électrochimique à propriétés de transmission optique et/ou énergétique électrocommandables (100) comprenant un substrat (40), un système fonctionnel (60) formé sur le substrat et une couche de couverture (56) formée sur le système fonctionnel. Le système fonctionnel comprend un revêtement électrode inférieur (46) formé sur le substrat, un revêtement électrode supérieur (54); et au moins une couche électrochimiquement active (48, 52) située entre les deux revêtements électrodes, et susceptible de passer de façon réversible entre un premier état et un deuxième état à propriétés de transmission optique et/ou énergétique différentes. La couche de couverture délimite au moins une cavité superficielle (66) traversant la couche de couverture sans traverser le revêtement électrode supérieur et le dispositif comprend des moyens de connexion électrique (70) agencés au moins partiellement dans l'au moins une cavité superficielle pour un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur.

Description

-- DISPOSITIF ELECTROCHIMIQUE A PROPRIETES DE TRANSMISSION OPTIQUE ET/OU ENERGETIQUE ELECTROCOMMANDABLES

La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs électrochimiques à propriétés de transmission optique et/ou énergétique électrocommandables. II s'agit de dispositifs dont certaines caractéristiques peuvent être modifiées sous l'effet d'une alimentation électrique appropriée, tout particulièrement la transmission, l'absorption, la réflexion dans certaines longueurs d'ondes du rayonnement électromagnétique, notamment dans le visible et/ou dans l'infrarouge. La variation de transmission intervient généralement dans le domaine optique (infrarouge, visible, ultraviolet) et/ou dans d'autres domaines du rayonnement électromagnétique, d'où la dénomination de dispositif à propriétés de transmission optique et/ou énergétique variables, le domaine optique n'étant pas nécessairement le seul domaine concerné. Sur le plan thermique, les vitrages dont on peut moduler la transmission/absorption/réflexion dans au moins une partie du spectre solaire permettent de contrôler l'apport solaire à l'intérieur des pièces ou habitacles/compartiments quand ils sont montés en vitrages extérieurs de bâtiment ou fenêtres de moyens de transport du type voiture, train, avion, ..., et d'éviter ainsi un échauffement excessif de ceux-ci en cas de fort ensoleillement. Sur le plan optique, ils permettent un contrôle du degré de vision, ce qui permet d'éviter l'éblouissement quand ils sont montés en vitrages extérieurs en cas de fort ensoleillement. Ils peuvent aussi avoir un effet de volet particulièrement intéressant. La figure 1 illustre un dispositif 1 muni d'un système fonctionnel électrochrome 2 de type tout solide, c'est-à-dire dont toutes les couches du système fonctionnel ont une tenue mécanique suffisantes pour être toutes déposées sur un même substrat 4 et y adhérer. A cet effet, les couches du système électrochrome 2 sont par exemple inorganiques ou dans certains matériaux organiques à tenue mécanique suffisante tel le PEDOT. Plus particulièrement, à titre d'exemple, ce système 2 comprend : - une couche barrière aux alcalins 8 en SiO2 ; - un revêtement électrode inférieur 10 formé sur le substrat 4 et réalisé par exemple par une couche de SnO2:F, ITO ou un empilement à base d'Ag ; - une première couche électrochrome 12 de type cathodique, à savoir par exemple une couche d'oxyde de tungstène dans la quelle sont insérés des ions lithium (WOx :Li) ; - une couche électrolyte 14 par exemple en oxyde de tantale ; - une deuxième couche électrochrome 16 de type anodique par exemple réalisée en un oxyde de nickel dopé au tungstène (NiWOx) ; - un revêtement électrode supérieur 18 formé sur la deuxième couche électrochrome 16 et constitué par exemple d'une couche d'ITO (oxyde d'indium dopé étain) ou un empilement à base d'Ag. Le dispositif 1 illustré comprend en outre : - une couche 20 de couverture isolante électriquement du système électrochrome 2, par exemple réalisée en SiO2, la couche 20 assurant ici un rôle de protection du système fonctionnel 2 contre l'humidité et un rôle antireflets ; - une première barrette 24 de connexion au revêtement électrode inférieur 10 disposée directement sur celui-ci ; - une deuxième barrette 26 de connexion au revêtement électrode supérieur 18, disposée sur une zone inactive 10B du revêtement électrode inférieur 10, le revêtement électrode supérieur 18 est en partie déposé sur la barrette 26. Il est à noter que le dessin n'est bien évidemment pas à l'échelle, les barrettes 24 et 26 et le substrat 4 ayant des épaisseurs de l'ordre du millimètre tandis l'ensemble des couches 8, 10, 12, 14, 16, 18 et 20 ont une épaisseur de l'ordre du micron. La zone du revêtement électrode inférieur 10 sur laquelle la barrette 24 est placée est par exemple obtenue par positionnement d'un masque sur le revêtement électrode inférieur 10 lors du dépôt des couches 12, 14, 16, 18 et 20, ceci afin de pouvoir positionner la barrette 24 directement sur le revêtement 10 ultérieurement au dépôt des couches 14, 16, 18 et 20,. La barrette 24 peut également être placée après dépôt du revêtement électrode inférieur 10 et avant dépôt des autres couches en la protégeant par un masque lors du dépôt de ces dernières.

La barrette 26 est quant à elle placée sur une zone 10B du revêtement électrode inférieur 10 qui a été isolée du reste du revêtement 6 par ablation laser du revêtement 10 le long de cette zone 10B. L'ablation est réalisée avant le dépôt de la première couche électrochrome 12 de sorte que la couche 12, qui est isolante électroniquement, emplit la cavité 28 formée par l'ablation laser. Un masque est partiellement placé au-dessus de la barrette 26 lors du dépôt des couches 12, 14, 16, 18 et 20 et progressivement retiré de telle sorte qu'une partie du revêtement électrode supérieur 18 soit déposée directement et donc au contact de la barrette 26 de connexion. Néanmoins, un tel dispositif présente l'inconvénient d'être relativement coûteux à fabriquer. Un but de l'invention est de fournir un dispositif électrochimique à propriétés de transmission optique et/ou énergétique électrocommandables moins coûteux à fabriquer. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif électrochimique à propriétés de transmission optique et/ou énergétique électrocommandables comprenant : - un substrat ; - un système fonctionnel formé sur le substrat et comprenant : - un revêtement électrode inférieur formé sur le substrat ; - un revêtement électrode supérieur formé sur le revêtement électrode inférieur; et - au moins une couche électrochimiquement active située entre le revêtement électrode inférieur et le revêtement électrode supérieur, l'au moins une couche électrochimiquement active étant susceptible de passer de façon réversible entre un premier état et un deuxième état à propriétés de transmission optique et/ou énergétique différentes du premier état par application d'une alimentation électrique aux bornes du revêtement électrode inférieur et du revêtement électrode supérieur, - une couche de couverture formée sur le système fonctionnel, dans lequel la couche de couverture délimite au moins une cavité superficielle traversant la couche de couverture sans traverser le revêtement électrode supérieur et 2962818 -4- dans lequel le dispositif comprend des moyens de connexion électrique agencés au moins partiellement dans l'au moins une cavité superficielle pour un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur. Un tel dispositif présente l'avantage de permettre de positionner les connecteurs électriques après le dépôt de toutes les couches, y compris la couche de couverture. Il devient ainsi possible d'obtenir le dispositif par découpe dans un substrat mère (motherboard). Les connecteurs sont soit placés sur le substrat mère avant découpe, soit placés après la découpe sur les substrats découpés. Dans les deux cas, le substrat mère peut être fabriqué sur un autre site de production, être stocké pendant une période de temps indéterminée, et par exemple contourner ainsi la saisonnabilité de l'activité de pose de fenêtres/façades avant la découpe. En outre, toute taille adaptée de dispositif peut être obtenue par découpe à partir d'une seule taille de substrat mère. Il résulte ainsi de ces caractéristiques combinées une plus grande flexibilité de la chaîne de production, et des réductions potentielles de coût. Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif selon l'invention comporte en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques ci-dessous, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniques possibles : - l'au moins une cavité superficielle est obtenue par ablation laser ; - les moyens de connexion électrique comprennent une encre conductrice coulée dans l'au moins une cavité superficielle ; - la couche de couverture et le système fonctionnel délimitent ensemble au moins une cavité partielle traversant la couche de couverture et le revêtement électrode supérieur sans traverser le revêtement électrode inférieur, l'au moins une cavité partielle séparant le revêtement électrode supérieur en au moins deux zones isolées électriquement, à savoir une zone libre et une zone active apte à commander le système fonctionnel ; - le dispositif comprend au moins un connecteur électrique d'électrode inférieure agencé dans la zone libre du revêtement électrode supérieur pour un contact électrique avec le revêtement électrode inférieur ; - le connecteur électrique d'électrode inférieure est agencé sur la couche de couverture et soudé à travers toutes les couches jusqu'au substrat ; - la couche de couverture et le système fonctionnel délimitent ensemble une cavité totale traversant toutes les couches au moins jusqu'au revêtement électrode inférieur compris et séparant le revêtement électrode inférieur en au moins deux zones isolées électriquement, à savoir une zone libre et une zone active apte à commander le système fonctionnel ; - le dispositif comprend au moins un connecteur électrique d'électrode supérieure agencé dans la zone libre du revêtement électrode inférieur pour un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur ; - le connecteur électrique est agencé sur la couche de couverture et soudé, de préférence par ultrasons, à travers toutes les couches jusqu'au substrat ; - le connecteur électrique supérieur est relié électriquement audits moyens de connexion agencés dans l'au moins une cavité superficielle ; - la couche de couverture est électriquement isolante ; - la couche de couverture est à base de SiO2 ; - le système fonctionnel est un système de type tout solide, toutes les couches du système fonctionnel étant formées sur le substrat ; - le système fonctionnel est un système électrochrome, le système comprenant une première couche électrochrome susceptible de passer du premier état au deuxième état par insertion/désinsertion d'ions, une couche électrochimiquement active de stockage ionique par insertion/désinsertion des mêmes ions, la couche de stockage ionique étant de préférence électrochrome et formant ainsi une deuxième couche électrochrome, et une couche électrolyte entre la première couche électrochrome et la couche de stockage ionique, la couche électrolyte assurant la mobilité des ions d'insertion entre la première couche électrochrome et la couche de stockage ionique. L'invention a également pour objet un vitrage comprenant un dispositif tel que décrit ci-dessus, le substrat étant une feuille à fonction verrière du vitrage. L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif électrochimique à propriétés de transmission optique et/ou énergétique électrocommandables, comprenant des étapes consistant à 2962818 -6- - déposer un revêtement électrode inférieur sur un substrat ; - déposer au moins une couche électrochimiquement active sur le revêtement électrode inférieur, - déposer un revêtement électrode supérieur sur l'au moins une couche électrochimiquement active, l'au moins une couche électrochimiquement active étant susceptible de passer de façon réversible entre un premier état et un deuxième état à propriétés de transmission optique et/ou énergétique différentes du premier état par application d'une alimentation électrique aux bornes du revêtement électrode inférieur et du revêtement électrode supérieur, - déposer une couche de couverture sur le système fonctionnel, - réaliser une ablation de matériau dans la couche de couverture pour former au moins une cavité superficielle traversant la couche de couverture sans traverser le revêtement électrode supérieur ; - ajouter des moyens de connexion électrique agencés au moins partiellement dans l'au moins une cavité superficielle pour un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur. Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé de fabrication selon l'invention présente en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques ci-dessous, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniques possibles : - l'ablation est une ablation laser ; - une étape d'impression des moyens de connexion électrique par injection d'une encre conductrice dans l'au moins une cavité superficielle ; - une étape d'ablation de matériau dans la couche de couverture et le revêtement électrode supérieur de telle sorte que la couche de couverture et le système fonctionnel délimitent ensemble au moins une cavité partielle traversant la couche de couverture et le revêtement électrode supérieur sans traverser le revêtement électrode inférieur, l'au moins une cavité partielle séparant le revêtement électrode supérieur en au moins deux zones isolées électriquement, à savoir une zone libre et une zone active apte à commander le système fonctionnel ; - une étape de disposition d'au moins un connecteur électrique d'électrode inférieure dans la zone libre du revêtement électrode supérieur pour un contact électrique avec le revêtement électrode inférieur ; - le connecteur électrique d'électrode inférieure est agencé sur la couche de couverture et soudé à travers toutes les couches jusqu'au substrat ; - une étape d'ablation de matériau dans toutes les couches au moins jusqu'au revêtement électrode inférieur compris de telle sorte que la couche de couverture et le système fonctionnel délimitent ensemble une cavité totale traversant toutes les couches au moins jusqu'au revêtement électrode inférieur compris et séparant le revêtement électrode inférieur en au moins deux zones isolées électriquement, à savoir une zone libre et une zone active apte à commander le système fonctionnel ; - disposer au moins un connecteur électrique d'électrode supérieure agencé dans la zone libre du revêtement électrode inférieur pour un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur ; - le connecteur électrique est agencé sur la couche de couverture et soudé, de préférence par ultrasons, à travers toutes les couches jusqu'au substrat ; - le connecteur électrique supérieur est relié électriquement audits moyens de connexion agencés dans l'au moins une cavité superficielle - la couche de couverture est électriquement isolante -la couche de couverture est à base de SiO2 ; - le système fonctionnel est un système de type tout solide, toutes les couches du système fonctionnel étant déposées sur le substrat ; - le système fonctionnel est un système électrochrome, le système étant formé par dépôt d'une première couche électrochrome susceptible de passer du premier état au deuxième état par insertion/désinsertion d'ions, d'une couche électrochimiquement active de stockage ionique par insertion/désinsertion des mêmes ions, la couche de stockage ionique étant de préférence électrochrome et formant ainsi une deuxième couche électrochrome, et d'une couche électrolyte entre la première couche électrochrome et la couche de stockage ionique, la couche électrolyte assurant la mobilité des ions d'insertion entre la première couche électrochrome et la couche de stockage ionique. 2962818 s L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels les figures 2 à 7 illustrent le procédé d'obtention du dispositif illustré en figure 8. Les figures 2, 3, 5 et 7 sont des vues schématiques en coupe tandis que les figures 4, 6 et 8 sont des vues schématiques dessus. La figure 2 correspond à une vue en coupe du substrat muni des couches du système fonctionnel et de la couche de couverture avant ablation laser. La figure 3 correspond à une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 4. La figure 5 correspond à une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 6. La figure 7 est une vue en coupe selon cette même ligne après disposition de moyens de connexion électrique. Les dessins ne sont bien entendu pas à l'échelle, pour une représentation lisible. La figure 1 illustre un dispositif 100 comprenant un substrat 40 sur lequel ont été déposées : - une couche barrière aux alcalins 44 ; - un revêtement électrode inférieur 46 ; - une première couche électrochrome 48 formée sur le revêtement électrode inférieur 46 ; - une couche électrolyte 50 formée sur la première couche électrochrome 48 ; - une deuxième couche électrochrome 52 formée sur la couche électrolyte 50 ; - un revêtement électrode supérieur 54 formé sur la deuxième couche électrochrome 52 ; et - une couche de couverture 56 formée sur le revêtement électrode supérieur 54. On entend, dans tout le texte, par « une couche A formée (ou déposée) sur une couche B », une couche A formée soit directement sur la couche B 2962818 -9- et donc en contact avec la couche B, soit formée sur la couche B avec interposition d'une ou plusieurs couches entre la couche A et la couche B. Le substrat 40 ainsi illustré a par exemple été obtenu par découpe dans un substrat mère (motherboard) sur lequel les couches 44, 46, 48, 50, 52 et 54 ont été préalablement déposées. Les couches 44, 46, 48, 50, 52 et 54 forment un système électrochrome tout solide 60, c'est-à-dire dont toutes les couches sont déposées sur le même substrat 40. En variante, le système 60 n'est pas électrochrome, c'est-à-dire un système dont la transmission optique (absorption et/ou réflexion) est commandée de façon réversible par oxydoréduction électrocommandée des couches, mais par exemple thermochrome. D'une manière générale, il s'agit d'un système fonctionnel électrochimique 60 de type tout solide. On entend par « couche de couverture » une couche formée sur le système fonctionnel 60. Des couches intermédiaires entre la couche de couverture 56 et le système 60 ne sont pas exclues. La couche de couverture 56 n'est pas nécessairement la dernière couche déposée sur le substrat 40 et peut être couverte par d'autres couches. Dans l'exemple illustré, la couche de couverture 56 couvre intégralement le système fonctionnel 60. Plus généralement la couche de couverture 56 couvre au moins partiellement le système fonctionnel 60 au moins dans sa partie active, de préférence intégralement dans sa partie active. La couche de couverture 56 est par exemple isolante électriquement. Le terme « électriquement isolant » est bien entendu relatif car une résistivité nulle n'est pas exigée. Il signifie que la couche de couverture 56 a une résistivité supérieure à la résistivité de toutes les couches du système fonctionnel 60. Dans l'exemple illustré, la couche de couverture 56 assure une barrière à l'humidité pour empêcher les molécules d'eau de pénétrer dans le système fonctionnel 60, ce qui dégraderait le système 60 2962818 - lo - La couche de couverture 56 assure également un rôle antireflets grâce à un indice de réfraction intermédiaire entre les milieux situés directement sur et sous la couche 56. La couche de couverture 56 est par exemple composée d'un matériau céramique, par exemple en SiO2. Elle a par exemple une épaisseur comprise entre 10 et 300 nm. En variante, plusieurs couches de couverture 56 sont présentes. Il en est bien entendu de même pour les revêtements électrode, les matériaux électrochromes et l'électrolyte qui peuvent en variante être composés d'un nombre de couches de tout type adapté En effet, le terme « comprend une couche » doit bien entendu s'entendre au sens large et ne pas exclure deux couches ou plus. La couche barrière aux alcalins 44 est par exemple en SiO2 ou dans un autre matériau de tout type adapté pour faire barrière aux alcalins présents dans le substrat 40 et éviter ainsi d'endommager le revêtement électrode inférieur 46. En outre, la couche 44 joue un rôle de couche d'adhésion du fait de sa bonne adhésion au substrat 40. Le revêtement électrode inférieur 46 est constitué d'une couche de SnO2:F. Le revêtement 46 a une épaisseur adaptée pour avoir une résistance par carré inférieure ou égale à 2052/^, par exemple une épaisseur entre 50nm et 1 micron. D'une manière générale, le revêtement électrode inférieur 46 et le revêtement électrode supérieur 54 sont réalisés dans des matériaux de tout type adapté et ont chacun une résistance par carré inférieure ou égale à 20n/^. Le revêtement électrode supérieur 54 est par exemple en ITO, par exemple avec une épaisseur comprise entre 50nm et 1 micron. Le revêtement électrode supérieur 54 a une résistance par carré inférieure ou égale à 200/^. La première couche électrochrome 48 est par exemple de type cathodique, par exemple une couche d'oxyde de tungstène dans laquelle des ions lithium sont insérés lors du dépôt pour former WOX :Li, ou couche d'oxyde de tungstène sur laquelle des ions lithium sont déposés en surface 11 de la couche 48. II s'agit en variante d'un matériau électrochrome de tout type adapté. La deuxième couche électrochrome 52 est anodique si la première couche électrochromes 48 est cathodique et elle anodique si la première couche électrochrome 48 est cathodique. Dans le présent exemple, elle est réalisée en un oxyde de nickel dopé au tungstène (NiWOX). En variante, il s'agit d'un matériau électrochrome de tout type adapté, par exemple une couche de IrOX. Les couches 48 et 52 données en exemple ci-dessus agissent par variation du coefficient d'absorption. En variante, la couche 48 et/ou la couche 52 sont réalisées dans un matériau électrochrome agissant par variation du coefficient de réflexion. Dans ce cas, au moins l'une des couches est à base de terres rares (Yttrium, Lanthane), ou un alliage de Mg et de métaux de transition, ou un semi-métal (comme le Sb dopé ou non avec par exemple Co, Mn,...), l'autre couche peut être une couche électrochrome agissant par variation du coefficient d'absorption tel que ci-dessus (en WO3 par exemple) ou simplement une couche de stockage ionique non électrochrome. En outre, l'une des deux couches 48 et 52, n'est pas nécessairement électrochrome, c'est-à-dire qu'elle n'a pas nécessairement un effet de variation optique significatif. II s'agit d'une manière générale, dans le cas d'un système électrochrome, d'une couche électrochrome et d'une couche de stockage ionique des ions d'insertion, laquelle couche de stockage ionique est éventuellement électrochrome. Un exemple de matériau de stockage ionique non électrochrome est CeO2 (oxyde de cérium). La couche électrolyte 50 est dans un matériau de tout type adapté pour assurer la mobilité des ions d'insertions tout en étant isolante électronique ment. Il s'agit par exemple d'une couche de Ta2O5 ayant une épaisseur comprise entre 1 nm et 1 micron, par exemple entre 100 nm et 400 nm. Les ions d'insertion sont préférentiellement Li+ dans le cas des couches électrochromes indiquées ci-dessus. Il s'agit en variante d'ions H+, ou Na+ ou K+ ou d'autres ions alcalins dans le cas de système électrochromes. - 12 - Le substrat 40 est une feuille à fonction verrière. La feuille peut être plane ou bombée, et présenter tout type de dimensions, notamment au moins une dimension supérieure à 1 mètre. Il s'agit avantageusement d'une feuille de verre. Le verre est de préférence de type silico-sodo-calcique, mais d'autres types de verres comme les verres borosilicatés peuvent aussi être utilisés. Le verre peut être clair ou extra-clair, ou encore teinté, par exemple en bleu, vert, ambre, bronze ou gris. L'épaisseur de la feuille de verre est typiquement comprise entre 0,5 et 19 mm, notamment entre 2 et 12 mm, voire entre 4 et 8 mm, mais préférentiellement 1,6mm. Il peut aussi s'agir d'un verre pelliculaire d'épaisseur supérieure ou égale à 50pm (dans ce cas, l'empilement EC et les revêtements électrodes TCO/TCC sont déposés par exemple en procédé roll to roll). En variante, le substrat 40 est réalisé dans un matériau flexible et transparent, par exemple en matière plastique. Le substrat 40 illustré sur la figure 1 a été obtenu par dépôt des différentes couches sur un substrat mère (motherboard) et découpe du substrat 40 dans le substrat mère, par exemple par découpe thermique, par exemple laser ou par découpe mécanique. Comme illustré sur les figures 3 et 4, deux cavités 64 dites totales traversent l'épaisseur de toutes les couches déposées sur le substrat 40. En variante néanmoins, la couche barrière aux alcalins 44 n'est pas traversée. D'une manière générale, il s'agit d'au moins une cavité totale 64 traversant notamment la couche de couverture 56 et le revêtement électrode inférieur 46 de telle sorte que le revêtement électrode inférieur 46 est séparé en deux zones isolées électriquement, à savoir une zone active 46A apte à commander le système fonctionnel 60 et une zone inactive 46A. Les cavités 64 ont par exemple une largeur comprise entre 1 micron et 1 cm, de façon préférentielle entre 100 microns et 1 mm. Elles sont par exemple obtenues par ablation thermique, par exemple laser, ou par ablation mécanique. - 13 - Dans l'exemple illustré, les cavités 64 sont deux tranchées rectilignes parallèles placées respectivement dans le voisinage de deux bords opposés du substrat 40. En variante, il s'agit par exemple d'une seule cavité 64 formant une tranchée, par exemple rectiligne, au voisinage d'un bord du substrat ou même une cavité formant un cadre, par exemple rectiligne, longeant les quatre bords du substrat sur toute leur longueur et délimitant ainsi une zone centrale active et une zone périphérique inactive entourant la zone centrale. La zone inactive 46B est utilisée pour placer les connecteurs électriques du revêtement électrode supérieur 54 sans induire de court-circuit, comme expliqué plus en détail ci-dessous. Comme illustré sur les figures 5 et 6, le substrat 40 subit ensuite d'autres ablations formant des cavités 66, 68 perpendiculaires aux cavités 64. Il s'agit de deux types de cavités. Des cavités dites superficielles 66 et des cavités dites partielles 68. Les cavités 68 partielles ont une fonction analogue aux cavités 64. Elles sont formées de façon notamment la couche de couverture 56 et le revêtement électrode supérieur 54 mais sans traverser le revêtement électrode inférieur 46. Il s'agit ici de deux cavités formant des tranchées rectilignes le long de deux bords perpendiculaires aux bords des cavités 64 suivant toute la longueur de ces bords. Les cavités 68 ont par exemple une largeur comprise 1 micron et 1 cm, de façon préférentielle entre 100 microns et 1 mm. Elles sont par exemple obtenues par ablation thermique, par exemple laser. De la même façon que pour les cavités 64, les cavités partielles 68 sont en variante de nombre et de motif de tout type adapté pour isoler électriquement le revêtement électrode supérieur 54 en deux zones isolées électriquement, à savoir une zone active 54A apte à commander le système fonctionnel en association avec la zone active 46A du revêtement électrode inférieur 46 et une zone inactive 54B. Il s'agit par exemple en variante d'une unique tranchée par exemple rectiligne. - 14 - La zone inactive 54B est utilisée pour placer les moyens de connexion du revêtement électrode inférieur 46 sans induire de court-circuit. La zone inactive 54B est prévue au moins partiellement en regard de la zone active 46A du revêtement électrode inférieur 46 pour que les connecteurs du revêtement électrode inférieur 46 puissent être placés à la fois dans ces deux zones et ainsi soudés à travers toutes les couches sans induire de court circuit. Ceci est expliqué plus en détail ci-dessous. La zone active 54 A est prévue en regard de la zone inactive 46B du revêtement électrode 46 pour que les mêmes raisons relativement aux connecteurs du revêtement électrode supérieur 54. Les cavités superficielles 66 traversent la couche de couverture 56 sans traverser le revêtement électrode supérieur 54. Comme illustré sur la figure 7, les cavités 66 sont destinées à recevoir des moyens de connexion électrique 70 du revêtement électrode supérieur 54. Il s'agit dans l'exemple illustré de quatre cavités 66 formant des tranchées rectilignes parallèles aux cavités 68 et situées entre ces deux dernières. Elles s'étendent suivant toute la longueur des bords. En variante, les cavités 66 sont bien entendu de nombre et motif de tout type adapté pour permettre un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur 54. D'une manière générale, les cavités superficielles 66 s'étendent au moins dans la zone active 54A du revêtement électrode supérieur 54 de façon à permettre un contact électrique avec ce dernier dans cette zone 54A et permettre de commander ainsi le système fonctionnel 60 par l'intermédiaire des moyens de connexion électrique 70. Les cavités 66 ont par exemple une largeur comprise entre 1 micron et 1 mm. Elles sont par exemple obtenues par ablation laser pulsé ou par etching par voie plasma. Les moyens de connexion électrique 70 illustrés sont par exemple obtenus par impression de type inkjet. En variante, il s'agit de fils métalliques agencés dans les cavités 66 ou d'autres moyens de tout type adapté, tel que des bandelettes métalliques. Sur les figures 7 à 9 sont illustrés les connecteurs 72, 74 des revêtements électrode 46, 54.

15 Les connecteurs 72 sont les connecteurs du revêtement électrode inférieur 46. Les connecteurs 74 sont les connecteurs du revêtement électrode supérieur 54. Les connecteurs 72 sont par exemple des barrettes ou bandes métalliques soudées sur le substrat 40. Il s'agit par exemple d'une soudure ultrasons. Compte-tenu de la très faible épaisseur des différentes couches, toute soudure des connecteurs 72, 74 a pour effet de perforer les couches et de réaliser un court-circuit entre les revêtements électrode inférieur et supérieur 46, 54. D'où le placement des connecteurs 72, 74 dans des zones qui correspondent à une zone active 46A ; 54A de l'un des deux revêtements électrode 46, 54 mais à une zone inactive 54B ; 46A de l'autre des revêtements électrode 46, 54. A noter qu'un matériau isolant électriquement 78 emplit avantageusement les cavités 64 de telle sorte que l'encre conductrice 70 puisse être imprimée jusqu'aux connecteurs 74 sans créer de court-circuit avec le revêtement électrode inférieur 46. En outre, cela a pour avantage de protéger le système fonctionnel 60. Pour remplir sa fonction anti-court-circuit, le matériau isolant 78 emplit les cavités 68 au moins sous les moyens de connexion 70 et au moins jusqu'au niveau de la première couche électrochrome 48 Le matériau isolant 68 emplit avantageusement les cavités 64 sur la totalité de leur longueur dans la zone active 54A et avantageusement en outre au moins en partie dans la zone inactive 54B, notamment lorsque les moyens de connexion 70 sont réalisés par impression. Sur les figures, le matériau isolant 78 emplit les cavités 68 sur toute leur surface et toute leur épaisseur. Il s'agit par exemple de SiO2 déposé par impression dans les cavités 64. Dans le cas de fils métalliques en revanche, il est possible de dresser les fils entre la zone active 54A et les connecteurs 74 sans créer de court-circuit si bien que le matériau isolant 78 dans les cavités 66 n'est plus nécessaire, même s'il reste préféré pour la protection du système fonctionnel 60. Il est à noter que les cavités 64 sont facultatives. Il est en effet par exemple possible en variante d'établir la connexion électrique avec le revêtement électrode supérieur 52 en collant une bande métallique sur les moyens de connexion électrique 70. En variante en effet, une barre omnibus (« bus bar ») présentant une face adhésive conductrice est collée directement sur les moyens de connexion électrique 70, rendant inutile les cavités 64. Dans ce cas, les cavités 64 pourront néanmoins être remplacées par des cavités partielles du même type que les cavités 68 pour limiter les risques de court-circuit. La barrette omnibus peut avoir toute forme adaptée et notamment une forme de cadre pour couvrir au mieux toute la surface de la zone active 54A. Un intérêt de cette variante sans cavité totale 64 peut également être d'avoir quatre connecteurs 72 sur les quatre bords du dispositif. Dans ce cas, une bande isolante électriquement sera par exemple prévue entre la barrette omnibus et les connecteurs au niveau de leur intersection. Selon une autre variante avantageuse, une cavité totale supplémentaire longe les bords du substrat, sur tout pourtour du substrat afin d'éviter tout court-circuit par contact d'un élément conducteur avec les bords. Cette cavité est avantageusement réalisée dans le voisinage immédiat des bords pour ne pas trop réduire la surface active du système fonctionnel 60. Un deuxième matériau isolant électriquement 80 emplit les cavités 68, avantageusement au moins tout le long de la zone active 54A, dans le but de protéger le système fonctionnel 60. II s'agit par exemple d'un matériau déposé par impression dans la cavité 68, par exemple en SiO2. Le dispositif selon l'invention présente donc de nombreux avantages. Comme expliqué ci-dessus, le dispositif présente l'avantage de permettre de positionner les connecteurs électriques après le dépôt de toutes les couches, y compris la couche de couverture. Il devient ainsi - 17 - possible d'obtenir le dispositif par découpe dans un substrat mère (motherboard). Les connecteurs sont soit placés sur le substrat mère avant découpe, soit placés après la découpe sur les substrats découpés. Dans les deux cas, le substrat mère peut être fabriqué sur un autre site de production, être stocké pendant une période de temps indéterminée, etc. avant la découpe. En outre, toute taille adaptée de dispositif peut être obtenue par découpe à partir d'une seule taille de substrat mère.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif (100) électrochimique à propriétés de transmission optique et/ou énergétique électrocommandables comprenant : - un substrat (40) ; - un système fonctionnel (60) formé sur le substrat (40) et comprenant : - un revêtement électrode inférieur (46) formé sur le substrat (40) ; - un revêtement électrode supérieur (54) formé sur le revêtement électrode inférieur (46); et - au moins une couche électrochimiquement active (48, 52) située entre le revêtement électrode inférieur (46) et le revêtement électrode supérieur (54), l'au moins une couche électrochimiquement active (48, 52) étant susceptible de passer de façon réversible entre un premier état et un deuxième état à propriétés de transmission optique et/ou énergétique différentes du premier état par application d'une alimentation électrique aux bornes du revêtement électrode inférieur (46) et du revêtement électrode supérieur (54), - une couche de couverture (56) formée sur le système fonctionnel (60), dans lequel la couche de couverture (56) délimite au moins une cavité superficielle (66) traversant la couche de couverture (56) sans traverser le revêtement électrode supérieur (54) et dans lequel le dispositif (100) comprend des moyens de connexion électrique (70) agencés au moins partiellement dans l'au moins une cavité superficielle (66) pour un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur (54).
2. Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel l'au moins une cavité superficielle (66) est obtenue par ablation laser.
3. Dispositif (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de connexion électrique (70) comprennent une encre conductrice emplissant l'au moins une cavité superficielle.
4. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche de couverture (56) et le système fonctionnel (60) délimitent ensemble au moins une cavité partielle (68) traversant la couche de couverture (56) et le revêtement électrode supérieur- 19 - (54) sans traverser le revêtement électrode inférieur (46), l'au moins une cavité partielle (68) séparant le revêtement électrode supérieur (54) en au moins deux zones isolées électriquement, à savoir une zone libre (54B) et une zone active (54A) apte à commander le système fonctionnel (60).
5. Dispositif (100) selon la revendication 4, comprenant au moins un connecteur électrique d'électrode inférieure (72) agencé dans la zone libre (54B) du revêtement électrode supérieur (54) pour un contact électrique avec le revêtement électrode inférieur (46).
6. Dispositif (100) selon la revendication 5, dans lequel le connecteur électrique d'électrode inférieure (72) est agencé sur la couche de couverture (56) et soudé à travers toutes les couches jusqu'au substrat (40).
7. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche de couverture (56) et le système fonctionnel (60) délimitent ensemble une cavité totale (64) traversant toutes les couches au moins jusqu'au revêtement électrode inférieur (46) compris et séparant le revêtement électrode inférieur (46) en au moins deux zones isolées électriquement, à savoir une zone libre (46B) et une zone active (46A) apte à commander le système fonctionnel (60).
8. Dispositif (100) selon la revendication 7, comprenant au moins un connecteur électrique d'électrode supérieure (74) agencé dans la zone libre du revêtement électrode inférieur (46B) pour un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur (46A).
9. Dispositif (100) selon la revendication 8, dans lequel le connecteur électrique d'électrode supérieure (74) est agencé sur la couche de couverture (56) et soudé, de préférence par ultrasons, à travers toutes les couches jusqu'au substrat (40).
10. Dispositif (100) selon la revendication 8 ou 9 prise ensemble avec la revendication 2, dans lequel le connecteur électrique d'électrode supérieure (74) est relié électriquement audits moyens de connexion (70) agencés dans l'au moins une cavité superficielle (66).
11. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche de couverture (56) est électriquement isolante.- 20 -
12. Dispositif (100) selon la revendication 11, dans lequel la couche de couverture (56) est à base de SiO2.
13. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système fonctionnel (60) est un système de type tout solide, toutes les couches du système fonctionnel (60) étant formées sur le substrat (40).
14. Dispositif (100) selon la revendication 13, dans lequel le système fonctionnel (60) est un système électrochrome, le système (60) comprenant une première couche électrochrome (48) susceptible de passer du premier état au deuxième état par insertion/désinsertion d'ions, une couche électrochimiquement active de stockage ionique (52) par insertion/désinsertion des mêmes ions, la couche de stockage ionique (52) étant de préférence électrochrome et formant ainsi une deuxième couche électrochrome (52), et une couche électrolyte (50) entre la première couche électrochrome (48) et la couche de stockage ionique (52), la couche électrolyte (50) assurant la mobilité des ions d'insertion entre la première couche électrochrome (48) et la couche de stockage ionique (52).
15. Vitrage comprenant un dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le substrat (40) étant une feuille à fonction verrière du vitrage.
16. Procédé de fabrication d'un dispositif électrochimique à propriétés de transmission optique et/ou énergétique électrocommandables (100), comprenant des étapes consistant à : - déposer un revêtement électrode inférieur (46) sur un substrat (40) ; - déposer au moins une couche électrochimiquement active (48, 52) sur le revêtement électrode inférieur(46), - déposer un revêtement électrode supérieur (54) sur l'au moins une couche électrochimiquement active (48, 52), l'au moins une couche électrochimiquement active (48, 52) étant susceptible de passer de façon réversible entre un premier état et un deuxième état à propriétés de transmission optique et/ou énergétique différentes du premier état par application d'une alimentation électrique aux bornes du revêtement électrode inférieur (46) et du revêtement électrode supérieur (54), - déposer une couche de couverture (56) sur le système fonctionnel (60),-21- - réaliser une ablation de matériau dans la couche de couverture (56) pour former au moins une cavité superficielle (66) traversant la couche de couverture (56) sans traverser le revêtement électrode supérieur (54) ; - ajouter des moyens de connexion électrique (70) agencés au moins partiellement dans l'au moins une cavité superficielle (66) pour un contact électrique avec le revêtement électrode supérieur (54).
17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel l'ablation est une ablation laser.