JP2001507818A

JP2001507818A - エレクトロクロミックデバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2001507818A
Application number: JP53033898A
Authority: JP
Inventors: ブライアントピーヒチワ; リチャードエイジュニアブラッドリー; スティーヴンピーサパーズ; ジェイゴードンエイチマシューズ; マイケルジェイキュンボ
Original assignee: オプティカルコーティングラボラトリーインコーポレイテッド
Priority date: 1997-01-02
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2001-06-12
Also published as: EP0950211A1; US5724175A; EP0950211A4; WO1998029781A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、レーザアブレーション技術を用いてエレクトロクロミックデバイス（10）を製造する方法に関するものである。より詳細には、本発明は、エレクトロクロミックデバイス（230）を制御された深さまでパターンニングしてエレクトロクロミック活性領域（350）を形成する簡単で非接触とした方法を提供するためにレーザアブレーション技術を用いる。更に、レーザパターンニングによれば、単一基板（44）上に複数のエレクトロクロミックデバイスを形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】エレクトロクロミックデバイスの製造方法発明の背景発明の分野本発明は、エレクトロクロミックデバイスの製造方法に関するものである。より詳細には、本発明は、正確にパターン化されたエレクトロクロミック活性領域を有するエレクトロクロミックデバイスを製造する処理に関するものである。発明の概要実施例として且つ概略的に述べた本発明によれば、上記の目的を達成するために、レーザパターンニング技術を用いてエレクトロクロミックデバイスを製造する方法を提供する。本発明の好適な例では、第１導電層を基板上に形成する。第１電気分離領域を第１導電層内に形成してこの第１導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切る。この第１導電層をパターン化した後、エレクトロクロミック層と、イオン伝導層と、イオン蓄積層と、第２導電層とを、物理蒸着法を用いた１回の真空処理でこの第１導電層上に堆積させる。次に、第２電気分離領域は、レーザアブレーション技術によってエレクトロクロミックデバイス内に形成し、第１導電層と、イオン蓄積層と、イオン伝導層と、エレクトロクロミック層とを少なくとも２つの電気的及びイオン的に分離した領域に分離する。エレクトロクロミックデバイスは、第１電気分離領域と第２電気分離領域とが交差して少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を画成するようにパターン化する。レーザパターンニング特性の正確性のために、第２電気分離領域を第１導電層内へ達することなく特定の予定の深さまで形成することができる。本発明には、レーザパターンニング技術により得られた正確な制御のために、１回の真空処理での物理蒸着法によって真空処理を中断することなく第１導電層上の各層を形成することができ、その後に、第２電気分離領域を形成するようにこれら層をパターン化することができるという利点がある。更に、本発明によれば、従来の知識とは相違して、レーザパターンニング技術を用いることによって複数のエレクトロクロミックデバイスを単一基板上に形成し、その後に、これらを個々のエレクトロクロミックデバイスに分離させることができるということを確かめた。本発明の上述した目的及び特徴やその他の目的及び特徴は、この後の記述及び請求の範囲や実際例からより一層明確になるであろう。図面の簡単な説明本発明の上述した及びその他の利点や目的を理解するために、上記で簡単に述べた本発明を、添付図面を参照した特定の実施例につき、より詳細に説明する。これらの図面は、本発明の代表的な実施例のみを示すものであり、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものではない。図１は、先行技術のエレクトロクロミックデバイスの横断面図を示す。図２は、エレクトロクロミックデバイス内に形成された第１電気分離領域及び第２電気分離領域を有するエレクトロクロミックデバイスの横断面図を示す。図３ａは、第１導電層内に形成され、この第１導電層を、電気的に分離した２つの領域に分割する第１電気分離領域の上面図を示す。図３ｂは、第１導電層を、電気的に分離した２つの領域に分割する第１電気分離層を有するとともに、この第１導電層上に形成されたイオン蓄積層、イオン伝導層、エレクトロクロミック層及び第２導電層を有し、第１電気分離領域と第２電気分離領域とを交差させてエレクトロクロミック活性領域を形成したエレクトロクロミックデバイスの上面図を示す。図４ａは、導電層が上に形成されている基板の横断面図を示す。図４ｂは、第１電気分離領域が内部に形成されている導電層が上に設けられている基板の横断面図を示す。図４ｃは、第１電気分離領域が内部に形成されているエレクトロクロミックデバイスの断面図を示す。図４ｄは、第１導電層内に形成された第１電気分離領域と、第２導電層内に形成された第２電気分離領域とを有するエレクトロクロミックデバイスの断面図を示す。図４ｅは、第１導電層46内に形成された第１電気分離領域56と、エレクトロクロミックデバイス40内の第２導電層48及び４番目の層54を貫通して形成された第２電気分離領域58とを有する当該エレクトロクロミックデバイスの断面図を示す。図４ｆは、導電層46内に形成された第１電気分離領域56と、第２導電層48、４番目の層54及び３番目の層52を貫通して形成された第２電気分離領域58とを有するエレクトロクロミックデバイスの断面図を示す。図４ｇは、導電層46内に形成された第１電気分離領域56と、第２導電層48、４番目の層54、３番目の層52及び２番目の層50を貫通する第２電気分離領域58とを有するエレクトロクロミックデバイスの断面図を示す。図５は、単一基板上に配列された複数のエレクトロクロミックデバイスを有する製造構成体200の上面図を示す。図６は、第１電気分離領域210と第２電気分離領域220とが内部に形成された製造構成体200の横断面図を示す。図７は、ポリマー電解質イオン伝導層を有するエレクトロクロミックデバイスの断面図を示す。図８は、248nmの波長での２ジュール／cm²のレーザエネルギー密度と、インジウム錫酸化物から成る第１導電層とを用て、あるアブレーション深さに達するために必要なレーザ照射回数を示すグラフである。好適な実施例の詳細な説明本発明は、エレクトロクロミック活性領域を正確にパターン化するためにレーザアブレーション技術を用いたエレクトロクロミックデバイスの製造に関するものである。ここで用いるエレクトロクロミック活性領域は、印加電圧に応じて透過率あるいは反射率を変化させるエレクトロクロミックデバイスの領域として定義する。エレクトロクロミックデバイスは、伝統的には、フォトリソグラフィ技術と、化学エッチング技術と、マスキング技術とを用いてパターン化されている。しかし、これらの方法は、各層をパターン化させるために代表的にマスキングと、フォトレジストと、フォトレジスト除去とを必要とし、手間が掛かる。これらの工程は、長時間を要することに加えて、エレクトロクロミックデバイス層を破壊あるいは汚染するおそれのある粗悪な化学薬品を使用することを伴う。更に、伝統的なパターンニング技術は接触が激しく、本来壊れやすいエレクトロクロミックデバイスをしばしば損傷あるいは破壊する。エレクトロクロミックデバイスをパターン化するサンドブラスチングや、レーザスクライビングや、レーザ切断や、打抜きあるいは押抜き等の他の方法も周知であるが、従来、これらの方法にも、フォトリソグラフィ技術と、エッチング技術及びマスキング技術と同様に手間が掛かり、接触が激しいという欠点がある。本発明の特徴は、有害な化学薬品を使用しない、エレクトロクロミックデバイスをパターン化するための簡単で非接触な処理を行なうことである。より詳細には、本発明の特徴は、レーザパターンニング技術を用いてエレクトロクロミックデバイスをパターン化するための正確な処理を行なうことである。ここで、図面を参照するに、図２及び図3bは、エレクトロクロミック活性領域 42を規定するパターンが内部に形成されたエレクトロクロミックデバイス40を示す。エレクトロクロミックデバイス40は、基板44上の第１導電層46と、この基板側とは反対側のエレクトロクロミックデバイスの側の第２導電層48とを具える。これら２つの導電層は、エレクトロクロミック材料にまたがって電圧を印加することができる。これら導電層間にはエレクトロクロミック層と、イオン伝導層と、イオン蓄積層とが挟まれている(以降、これらの層を合わせてエレクトロクロミック積層体と称する)。交換可能なエレクトロクロミック積層体の層50及び層54は、エレクトロクロミック層とイオン蓄積層とから成る群の中から選択される。本発明の実施例の１つでは、層50及び層54の一方がイオン蓄積層で、もう一方がエレクトロクロミック層である。他の実施例では、エレクトロクロミック層及びイオン蓄積層を用いずに、一方が還元時に着色し、他方が酸化時に着色する２つのエレクトロクロミック層を用いることができる。これら２つのエレクトロクロミック層の構成が、適正電圧に応じて両電極を同時に透明にするかあるいは着色する。従って、層50及び54の双方をエレクトロクロミック層とすることができる。しかし、層50あるいは層54のどちらかがイオン蓄積層である場合には、もう一方の層をエレクトロクロミック層とする。参考のために述べるも、米国特許第5080 471号明細書には、エレクトロクロミックデバイスに２つのエレクトロクロミック層を使用することが開示されている。エレクトロクロミック積層体を完成するには、イオン伝導層52を層50及び層54の間に配置する。図２及び図３ｂに示すように、本発明の好適な実施例では、エレクトロクロミックデバイスが有する層の順序は、基板44、第１導電層46、イオン蓄積層50、イオン伝導層52、エレクトロクロミック層54、第２導電層48である。エレクトロクロミックデバイスを完成するには、レーザアブレーション技術を用いて導電層46及び48内に電気分離領域56及び58をそれぞれ形成して、エレクトロクロミック活性領域42を形成する。電圧は、電圧手段30及び電圧手段32によってエレクトロクロミックデバイスにまたがって印加される。電圧手段30及び32は、導電性テープ、はんだ、銀塗料、炭素塗料を含むがこれらに限定されない電圧接点のような、エレクトロクロミックデバイスにまたがって電圧を印加するいかなる手段にもすることができる。好適例では、図２に示すように、層54、52及び 50を通って下側の導電層46aへ至る電気接触が得られるように接点パッド30を形成する。図２に示すような多数の層を通過する電気接触は、パッドを薄膜層へ直接はんだ付けすることによって達成することができる。更に、図4d〜4gは、電圧を層46ａに印加できるようにエッジマスクを有する箔のような導電性テープ34を使用することを示す。ここで、図３ａ及び３ｂと図４ａ〜４ｇとを参照するに、本発明によるエレクトロクロミックデバイスは、支持基板44上に第１導電層46を形成することによっても製造する。導電層46は、当該技術分野で既知の適切ないかなる方法によっても基板上に形成することができ、好ましくはガラス基板上に予め塗布したインジウム錫酸化物のような導電層材料とする。当業者にとって容易に分るように、この基板はガラスあるいはプラスチックのようないかなる適切な材料にすることもできる。第１導電層は、当該技術分野で既知であるいかなる方法によってもパターン化できるが、導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域46ａ及び46ｂに分割するように第１電気分離領域56をパターン化するためにはレーザを用いるのが好ましい。本発明の１つの実施例では、第１導電層46を、真空内でレーザパターンニング技術を用いてパターン化できる。この方法を用いれば、１回の真空サイクルでエレクトロクロミックデバイス全体の堆積を行なうことができる。第１導電層46上には層50、52及び54を形成する。上述したように、層50はエレクトロクロミック層かイオン蓄積層のどちらかであり、層52はイオン伝導層であり、層54はエレクトロクロミック層かイオン蓄積層のどちらかである。層50及び層54双方とも、上述したように同時に活性化するエレクトロクロミック層にすることができる。層54上には第２導電層48を形成して電圧をエレクトロクロミック積層体にまたがって印加しうるようにする。層50、52、54、及び48は、スパッタリングや、焼結や、蒸着や、塗布あるいは同様の技術を含むがこれに限定されない当該技術分野で既知の適切ないかなる技術によっても形成することができるが、エレクトロクロミック積層体及び第２導電層は、物理的あるいは化学的な気相成長法を用いて形成するのが好ましい。エレクトロクロミックデバイスの全ての層を堆積した後、第２電気分離領域58 を、レーザアブレーション技術を用いて形成する。レーザアブレーション技術によって形成する第２電気分離領域58は、図４ｄに示すように、少なくとも導電層 48を貫通するように延在させる。本発明の好適な実施例では、第２電気分離領域 58を、図４ｇに示すように層54〜50を貫通するも、第１導電層46を貫通しないように延在させる。これらの例にかかわらず、本発明によれば、第２電気分離領域を第１導電層46に至るいかなる個所までも延在させることができる。上述した点からして、第２電気分離領域58が第２導電層48のみを貫通すれば、電気分離領域が形成されることは、当業者にとって容易に理解しうる。同様に、レーザアブレーション技術によって形成される第２電気分離領域58を、導電層48 を貫通してエレクトロクロミック層、イオン伝導層あるいはイオン蓄積層内に延在させれば、この第２電気分離領域のパターンはイオン分離領域としても作用する。それゆえ、第２電気分離領域58がエレクトロクロミック積層体内に延在すれば、電気及びイオン分離領域が形成される。本発明の好適な実施例では、第２電気分離領域58を、第２導電層48を貫通してエレクトロクロミック積層体、すなわち層54、52及び50内に延在させて、図４ｄ〜４ｇに示すように、電気及びイオン分離領域を形成する。第２電気分離領域をエレクトロクロミック積層体内に延在させることによって、エレクトロクロミック活性領域内へのイオンの移動が生じなくなる。このイオンの移動によれば、エレクトロクロミック活性領域を汚染するおそれがある。従って、第２電気分離領域がエレクトロクロミック積層体内に延在させることにより、エレクトロクロミック活性領域の境界を確実なものにする。図３ｂに示すように、第１電気分離領域と第２電気分離領域とを交差させて、少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域42を規定するパターンを形成する。第１電気分離領域及び第２電気分離領域のパターンニングに応じて、エレクトロクロミック活性領域を所望のいかなる幾何学的形状にもすることができる。レーザパターンニングは、エレクトロクロミックデバイスにおいて分離領域を線引きするための非接触で、本質的に迅速な方法を提供する。更に、レーザパターンニング技術は、明確に区別されるエレクトロクロミック活性領域を形成する清浄で正確な方法を提供する。本発明によれば、レーザパルス（これ以降、“ショット”とも称する）を用いてエレクトロクロミックデバイスの特定の領域を照射することによってエレクトロクロミックデバイス内へのレーザ線引きを行なう。レーザアブレーションパターンニングには、エレクトロクロミックデバイスの領域を正確に制御された深さまで線引きすることができるという重大な利点がある。従来のパターンニング技術と関連する制御不足により、エレクトロクロミックデバイスを特定の深さまで線引きすることを現在まで妨げてきた。しかし、レーザアブレーションの正確性が、エレクトロクロミックデバイスの全ての層が堆積された後に、第１導電層46中への又はこれを貫通させるカッテングを行なうことなく第２電気分離領域を所望のいかなる深さにも形成しうるようにする。従って、本発明の新規な特徴は、１つの真空室内で真空を中断することなくエレクトロクロミック積層体及び第２導電層を堆積し、その後レーザアブレーション技術を用いて第２電気分離領域を形成することである。使用されるレーザパルスの波長は、線引きすべき材料及び所望の線引き深さに依存する。代表的に使用されるレーザは、100nm〜400nmの範囲内の波長を有し、使用中所望のエネルギー密度に集束される。レーザビームの大きさを変化させて線引きの大きさを制御させることに注意すべきである。容易に理解しうるように、アブレーションパターンニング処理で用いられるレーザは、エレクトロクロミックデバイスの特定の領域に当てていかなる所望のパターンをも線引きするようにプログラムすることができる。レーザアブレーション処理で用いられる放射は、パターン化すべき層によって著しく吸収され、制御された深さまでカッティングを行なう適切ないかなるレーザによっても生ぜしめることができる。レーザビーム中のエネルギー密度は、代表的に、１ミリジュール／cm²より大きくしなければならない。本発明の好適な実施例では、レーザは、XeCl（308nm）や、KrF（248nm）や、ArF（193nm）のような紫外線エキシマレーザである。ガスレーザや、化学レーザや、固体レーザを含むがこれらに限定されない他の適切なレーザを使用することもできる。更に、本発明の驚くべき特徴は、単一基板上に複数のエレクトロクロミック活性領域が配置された製造構成体を形成できることである。その後に、これらの複数のエレクトロクロミック活性領域を、複数の個々のエレクトロクロミックデバイスに分離できる。あるいは又、これら複数のエレクトロクロミック活性領域を、共通基板上に残したまま電圧手段によって個々にアドレス指定できる。ここで、図５及び図６を参照するに、上述したのエレクトロクロミックデバイスの複数個に類似する製造構成体200は、基板44上の第１導電層46と、この基板側とは反対側の製造構成体200の側の第２導電層48とを有する。エレクトロクロミック積層体（層50、52、54)は、これら導電層間に挟まれている。第１導電層を複数の電気的に区切られた領域に分割する第１電気分離パターン210が形成され、そして、エレクトロクロミック積層体の堆積に続くレーザアブレーションを用いて、少なくとも第２導電層48を複数の個々の分離領域に分割する第２電気分離パターン220が形成される。第２電気分離領域は、個々のエレクトロクロミックデバイスの場合と同様に、線引きの深さに応じて電気分離領域あるいは電気及びイオン分離領域とすることができる。製造構成体では、第１分離パターン及び第２電気分離パターンを交差させて、複数のエレクトロクロミック活性領域を形成する。その後、これら複数のエレクトロクロミック活性領域を、複数の個々のエレクトロクロミックデバイス230に分離する。電圧手段250及び電圧手段 252は、個々の各エレクトロクロミックデバイスにまたがって電圧を印加する手段を構成する。複数のエレクトロクロミックデバイスは、スクライビングして割ったりあるいはソーイングしたりするような適切な手段によって個々のエレクトロクロミックデバイスに分離することができる。製造構成体を形成するために用いられる基板は、代表的に個々のエレクトロクロミックデバイスに用いられる基板よりも大きいことは、明らかである。更に、個々のエレクトロクロミックデバイスのレーザパターンニングのように、エレクトロクロミック活性領域の幾何学的形状をエレクトロクロミックデバイスの特定の使用に合わせることができる。又、上述した個々のエレクトロクロミックデバイスを形成させる方法のように、層46、48、50、52及び54は、塗布や、焼結や、蒸着や、スパッタリングや、その他の同様の技術を含むがこれらに限定されない適切な方法を用いて形成できるが、好ましくは、気相成長法を用いて形成する。個々のエレクトロクロミックデバイスのように、第１導電層上の全ての層は、真空を中断することなく真空堆積法を用いて形成することができ、従って、エレクトロクロミックデバイスを大量に生産する有効な方法を提供する。更に、第１導電層を真空内でレーザパターンニングする場合、エレクトロクロミックデバイス全体を単一の真空サイクルで堆積でき、これによって、更に有効な大量生産方法を提供する。本発明の他の実施例では、図７に示すように、エレクトロクロミックデバイスを、２個の半セルとして形成し、これらを互いに接合して高分子電解質イオン伝導層を有するエレクトロクロミックデバイスを形成するようにすることができる。従って、高分子電解質イオン伝導層340を有するエレクトロクロミックデバイスを形成するには、基板310上に第１導電層320を形成し、この第１導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切るように第１電気分離層をレーザパターンニングする。イオン蓄積層あるいはエレクトロクロミック層のどちらかである第２層330を、第１導電層320上に形成し、第１基板アセンブリを形成する。その後、第２導電層360を、第２基板420上に形成し、この第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離する領域に区切る第２電気分離領域390を形成するようにこの第２導電層をレーザパターンニングする。その後、エレクトロクロミック層あるいはイオン蓄積層のどちらかである層350を、第２導電層360上に形成し、第２基板アセンブリを形成する。この場合も、エレクトロクロミック層を形成するかイオン蓄積層を形成するかは、第１基板アセンブリがエレクトロクロミック層を有するかイオン蓄積層を有するかに依存する。もし、第１基板アセンブリがエレクトロクロミック層を有すれば、層350は、エレクトロクロミック層あるいはイ才ン蓄積層のいずれかにもすることができ、一方、層330がイオン蓄積層であれば、層350はエレクトロクロミック層である。その後、これら２つのアセンブリを、第１基板アセンブリと第２基板アセンブリとが電極対向関係にあるように配置する。その後、これら２つのアセンブリを、スペーサ手段370を介して結合し、これらアセンブリ間に空所を形成する。これら２つのアセンブリとスペーサ手段とによって画成される空所内に電解質340 を導入し、この電解質をこの空所内に維持する。次に、第１電気分離領域380と第２電気分離領域390とを交差させて、少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を規定する。金属酸化物及び導電性ポリマーを含む数種類のエレクトロクロミック材料は既知である。金属酸化物の例には、酸化ニオブNb₂O₅と、酸化ニッケルNiOと、酸化イリジウムIrO₂と、五酸化バナジウムV₂O₅と、酸化ロジウムRh₂O₃と、三酸化モリブデンMoO₃とが含まれ、好ましくは、酸化タングステンWO₃も含まれる。導電性ポリマーには、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレン硫化物、ポリフェニルジアミン、ポリ（Ｎ，Ｎ'ジフェニルベンジジン）や、誘導体、共重合体及び二分子層が含まれる。適切な固体状イオン伝導性材料には、Ta₂O₅と、ZrO₂と、MgF₂と、LiNbO₃とが含まれ、適切なポリマーイオン伝導性材料には、ポリAMPS（２−アクリルアミド −２−メタチルプロパンスルホン酸）のようなプロトン伝導性材料と、LiClO₄がドーピングされたPMMA（ポリメタクリル酸メチル）のようなLi⁺伝導性ポリマーとが含まれる。適切なイオン蓄積層には、NiOと、IrO₂と、V₂O₅とが含まれるがこれらに限定されない。好適な実施例では、イオン蓄積材料をNiOとする。適切な導電層には、ITOと、SnO₂：Ｆと、ZnOと、Alと、Moと、Niと、Auとが含まれるがこれらに限定されない。エレクトロクロミックデバイスを光透過性とする場合には、導電層をITO層とするのが好ましい。更に、エレクトロクロミック材料により光反射性デバイスを形成する場合には、導電層は、Al、Au、Mo及びNi のような光反射性金属とするのが好ましい。基板は、プラスチックあるいはガラスのような適切ないかなる材料にもすることができる。更に、基板は、その用途に応じて、すなわち窓に用いる場合には光透過性すなわちガラスとするか、ミラーに用いる場合には光反射性とすることができる。本発明の好適な実施例では、エレクトロクロミックデバイスは、ガラス基板と、酸化インジウム錫導電層と、酸化ニッケルイオン蓄積層と、五酸化タンタルイオン伝導層と、酸化タングステンエレクトロクロミック層とを用いる。例本発明の範囲内のレーザアブレーション処理は、以下に示す例を考慮することによって更に明らかとなる。以下に示す例は、本発明の単なる例示であり、請求範囲を限定するものではない。図４ｃに示すようなエレクトロクロミックデバイスには、レーザアブレーション技術を用いて制御された深さまで線引きすることができる。制御された深さまでカッティングするのに必要なパルス数は、用いられるレーザ波長及び線引きされる材料を含む変数による。エレクトロクロミックデバイス内に十分な深さで第２電気分離領域を形成し、個々のエレクトロクロミック活性領域間に分離機能を得、領域間でのクロストークあるいはブリードは見られないようにするには、248nmの波長で２ジュール／c m²のエネルギーでは一回のショットで充分であることを確めた。底部側の第１導電層に接点を形成するのに十分にエレクトロクロミックデバイスを切除するためには、(図８に示すように)２ジュール／cm²のレーザエネルギー密度で約５個のレーザパルス（レーザパルスを以降、“ショット”とも称する）が必要となる。制御された深さまでデバイスを線引きするには、層システム能力を変更することなく、ショットエネルギー及びショット数を変えることができるということは当業者にとって容易に理解しうる。本発明は、本発明の精神又は本質的な特性から逸脱することなく他の特定な形態で実施することができる。従って、本発明は上述した実施例に限定されず、幾多の変更を加えうることができること勿論である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ブラッドリーリチャードエイジュニアアメリカ合衆国カリフォルニア州 95401 ソノマサンタローザローレンスウェイ 1436 (72)発明者サパーズスティーヴンピーアメリカ合衆国カリフォルニア州 95405 ソノマサンタローザホウンアヴェニュー 4040 ナンバー10 (72)発明者マシューズジェイゴードンエイチアメリカ合衆国カリフォルニア州 95401 ソノマサンタローザサウスハンプトンサークル 233342 (72)発明者キュンボマイケルジェイアメリカ合衆国カリフォルニア州 95403 サンタローザサンミグール 2223

Claims

【特許請求の範囲】１．印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、この方法が、基板を得る工程と、前記基板上に第１導電層である第１層を形成する工程と、前記第１導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切る第１電気分離領域をパターン化する工程と、前記第１導電層上に、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層より成る群から選択した第２層を形成する当該工程と、前記第２層上にイオン伝導層である第３層を形成する工程と、前記イオン伝導層上に、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層より成る群から選択した第４層を形成する工程であって、この第４層は、前記第２層がエレクトロクロミック層である場合にイオン蓄積層あるいはエレクトロクロミック層とし、前記第２層がイオン蓄積層である場合にエレクトロクロミック層とする当該工程と、前記第４層上に第２導電層である第５層を形成する工程と、前記第１電気分離領域と前記第２電気分離領域とを交差させて、少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を画成するように、前記第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に分離する第２電気分離領域のレーザパターンニングを行なう工程とを有することを特徴とする方法。２．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記第２層と、前記第３層と、前記第４層と、前記第５層とを、物理蒸着法を用いて形成することを特徴とする方法。３．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記第２層と、前記第３層と、前記第４層と、前記第５層とを、単一の真空サイクルで物理蒸着法を用いて形成することを特徴とする方法。４．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記デバイスを、単一の真空サイクルで形成することを特徴とする方法。５．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、この方法が更に、前記エレクトロクロミックデバイス上に電圧を印加する手段を設ける工程を具えていることを特徴とする方法。６．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切る前記第２電気分離領域を、更に前記第４層内に延在させてこの第４層を少なくとも２つのイオン的に分離した領域に分離することを特徴とする方法。７．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離する領域に区切る前記第２電気分離領域を、更に前記第３層内に延在させてこの第３層を少なくとも２つのイオン的に分離した領域に分離することを特徴とする方法。８．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離する領域に区切る前記第２電気分離領域を、更に前記第２層内に延在させてこの第２層を少なくとも２つのイオン的に分離した領域に分離することを特徴とする方法。９．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記第１電気分離領域と前記第２電気分離領域とを交差させて、複数のエレクトロクロミック活性領域を画成することを特徴とする方法。 10．請求の範囲９に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記複数のエレクトロクロミック活性領域の各々に電圧印加手段を設けて、前記エレクトロクロミックデバイスが印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化させるようにすることを特徴とする方法。 11．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、この方法が更に、前記エレクトロクロミック活性領域を複数の個々のエレクトロクロミック活性デバイスに分割する工程を有していることを特徴とする方法。 12．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記基板をガラスとし、前記第１層を酸化インジウム錫とし、前記第２層を酸化ニッケルとし、前記第３層を五酸化タンタルとし、前記第４層を酸化タングステンとし、前記第５層を酸化インジウム錫とすることを特徴とする方法。 13．請求の範囲１に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記基板をガラスとし、前記第１層を酸化インジウム錫とし、前記第２層を酸化タングステンとし、前記第３層を五酸化タンタルとし、前記第４層を酸化ニッケルとし、前記第５層を酸化インジウム錫とすることを特徴とする方法。 14．印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、この方法が、第１基板を得る工程と、前記第１基板上に第１導電層である第１層を形成する工程と、前記第１導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切る第１電気分離領域をレーザパターン化する工程と、前記第１導電層上に、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層より成る群から選択した第２層を形成して、第１基板アセンブリを形成する工程と、第２基板を得る工程と、前記第２基板上に第２導電層である第５層を形成する工程と、前記第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切る第２電気分離領域をレーザパターンニングする工程と、前記第２導電層上に、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層より成る群から選択した第４層を形成する工程であって、この第４層は、前記第２層がエレクトロクロミック層である場合にイオン蓄積層あるいはエレクトロクロミック層とし、前記第２層がイオン蓄積層である場合にエレクトロクロミック層として、第２基板アセンブリを形成する当該工程と、前記第１基板アセンブリと前記第２基板アセンブリとを電極対向関係となるように配置するとともにこれらアセンブリ間に空所を形成するようにこれらアセンブリをスペーサ手段を介して接合する工程と、前記アセンブリと前記スペーサ手段との間に画成された前記空所に電解質を導入して、この電解質をこの空所内に維持するようにする工程と、前記第１電気分離領域と前記第２電気分離領域とが交差して少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を画成するように前記アセンブリを位置決めする工程とを有することを特徴とする方法。 15．請求の範囲14に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、この方法が更に、前記エレクトロクロミックデバイス上に電圧を印加する手段を設ける工程を具えていることを特徴とする方法。 16．請求の範囲14に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記第２電気分離領域を前記第４層内に延在させてこの第４層を少なくとも２つのイオン的に分離した領域に分離することを特徴とする方法。 17．請求の範囲14に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスを製造する方法において、前記第１分離領域を前記第２層内に延在させてこの第２層を少なくとも２つのイオン的に分離した領域に分離することを特徴とする方法。 18．印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうるエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、このデバイスが、基板と、この基板上の第１導電層である第１層と、この第１導電層上の、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層より成る群から選択した第２層と、この第２層上のイオン伝導層である第３層と、このイオン伝導層上の、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層より成る群から選択した第４層であって、この第４層は、前記第２層がエレクトロクロミック層である場合に、イオン蓄積層あるいはエレクトロクロミック層とし、前記第２層がイオン蓄積層である場合に、エレクトロクロミック層とする当該第４層と、この第４層上の第２導電層である第５層と、前記第１導電層を２つの電気的に分離された領域に区切るように形成された第１電気分離領域と、前記第２導電層を２つの電気的に分離した領域にレーザアブレーションによって区切るように形成された第２電気分離領域であって、この第２電気分離領域をエレクトロクロミック活性領域が形成されるように前記第１電気分離領域と交差させてある当該第２電気分離領域とを具えていることを特徴とするデバイス。 19．請求の範囲18に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、前記第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切る前記第２電気分離領域が、更に前記第４層内に延在し、この第４層を少なくとも２つのイオン的に分離した領域に分離してあることを特徴とするデバイス。 20．請求の範囲18に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、前記第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切る第２電気分離領域が、更に前記第３層内に延在し、この第３層を少なくとも２つのイオン的に分離した領域に分離してあることを特徴とするデバイス。 21．請求の範囲18に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、前記第２導電層を少なくとも２つの電気的に分離した領域に区切る前記第２電気分離領域が、更に前記第２層内に延在し、この第２層を少なくとも２つのイオン的に分離した領域に分離してあることを特徴とするデバイス。 22．請求の範囲18に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、前記基板が光反射性であることを特徴とするデバイス。 23．請求の範囲18に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、前記基板が光透過性であることを特徴とするデバイス。 24．請求の範囲18に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、前記基板がガラスであり、前記第１層が酸化インジウム錫であり、前記第２層が酸化ニッケルであり、前記第３層が五酸化タンタルであり、前記第４層が酸化タングステンであり、第５層が酸化インジウム錫であることを特徴とするデバイス。 25．請求の範囲18に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、このデバイスが更に、前記エレクトロクロミックデバイスに電圧を印加する手段を有し、この手段が前記第２導電層に電圧を印加するように接続されていることを特徴とするデバイス。 26．請求の範囲18に記載の、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するデバイスにおいて、このデバイスが更に、前記第２導電層上に第２基板を有することを特徴とするデバイス。 27．個々のエレクトロクロミックデバイスに分離するのに適するように複数のエレクトロクロミックデバイスを単一の基板上に配置してある製造構成体であって、前記エレクトロクロミックデバイスの各々が、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するようにした当該製造構成体において、この製造構成体が、複数のエレクトロクロミックデバイスを支持するのに十分な大きさの基板と、前記基板上に形成される第１導電層である第１層と、この第１導電層上の、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層より成る群から選択した第２層と、この第２層上のイオン伝導層である第３層と、このイオン伝導層上の、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層より成る群から選択した第４層であって、この第４層は前記第２層がエレクトロクロミック層である場合に、イオン蓄積層及びエレクトロクロミック層とし、前記第２層がイオン蓄積層である場合に、エレクトロクロミック層とする当該第４層と、この第４層上の第２導電層である第５層と、前記第１導電層を複数の電気的に分離した領域に区切る第１電気分離パターンと、前記第２導電層を複数の電気的に分離した領域に区切る第２電気分離パターンとを具え、前記第１及び第２電気分離パターンが、複数のエレクトロクロミック活性領域を形成するように互いに交差され、これらのエレクトロクロミック活性領域が後に複数の個々のエレクトロクロミック活性デバイスに分離しうるようになっていることを特徴とする製造構成体。 28．複数のエレクトロクロミックデバイスを単一の基板上に配置してある製造構成体であって、前記エレクトロクロミックデバイスの各々が、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するようにした請求の範囲27に記載の当該製造構成体において、前記基板がガラスであり、前記第１層が酸化インジウム錫であり、前記第２層が酸化ニッケルであり、前記第３層が五酸化タンタルであり、前記第４層が酸化タングステンであり、前記第５層が酸化インジウム錫であることを特徴とする製造構成体。 29．複数のエレクトロクロミックデバイスを単一の基板上に配置してある製造構成体であって、前記エレクトロクロミックデバイスの各々が、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するようにした請求の範囲27に記載の当該製造構成体において、この製造構成体が更に、前記複数のエレクトロクロミックデバイスの各々に電圧を印加する手段を具えていることを特徴とする製造構成体。 30．複数のエレクトロクロミックデバイスを単一の基板上に配置してある製造構成体であって、前記エレクトロクロミックデバイスの各々が、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するようにした請求の範囲27に記載の当該製造構成体において、第１パターン及び第２パターンがレーザパターンニングによって形成されていることを特徴とする製造構成体。 31．複数のエレクトロクロミックデバイスを単一の基板上に配置してある製造構成体であって、前記エレクトロクロミックデバイスの各々が、印加電圧に応答して透過率あるいは反射率を変化せしめうる少なくとも１つのエレクトロクロミック活性領域を有するようにした請求の範囲27に記載の当該製造構成体において、この製造構成体が更に、前記第２導電層上の他の基板を具えていることを特徴とする製造構成体。