JP2013525860A - エレクトロクロミックデバイス - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3B
Description
本出願は、それぞれが「Electrochromic Devices」という名称である、それぞれ2010年4月30日に出願された米国特許出願第12/772,055号および第12/772,075号、ならびにそれぞれ2010年6月11日に出願された米国特許出願第12/814,277号および第12/814,279号の、利益およびこれらに対する優先権を主張するものであり、これらの内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
Claims (69)
- エレクトロクロミックデバイスを製作する方法であって、
(a)エレクトロクロミック材料を含むエレクトロクロミック層、または対向電極材料を含む対向電極層のいずれかを形成することと、
(b)前記エレクトロクロミック層または前記対向電極層の上に中間層を形成することであって、前記中間層は、酸素に富む形態の前記エレクトロクロミック材料、前記対向電極材料、および付加的な材料のうちの少なくとも1つを含み、前記付加的な材料は、異なるエレクトロクロミック材料または対向電極材料を含む、形成することと、
(c)前記中間層をリチウムに曝露することと、
(d)形成された積層体を加熱し、それによって、前記中間層の少なくとも一部を、前記中間層の領域と同じ領域にあり、電子絶縁性でイオン伝導性の材料および前記中間層の材料を含む領域に変換することと、
を含む、方法。 - (a)は、酸化タングステンを成膜することによって、前記エレクトロクロミック層を形成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記領域は、前記電子絶縁性でイオン伝導性の材料および前記中間層の材料の不均一混合物である、請求項1に記載の方法。
- 酸化タングステンを成膜することは、タングステンターゲットと、約40%〜約80%のO2および約20%〜約60%のArを含む第1のスパッタガスとを使用して、約350nm〜約450nmの厚さに達するようにWO3をスパッタリングすることと、前記エレクトロクロミック層の形成中に、少なくとも断続的に約150℃〜約450℃に加熱することと、を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記エレクトロクロミック層は、実質的に多結晶である、請求項4に記載の方法。
- (b)は、加熱せずに、タングステンターゲットと、約70%〜100%のO2および0%〜約30%のArを含む第2のスパッタガスとを使用して、約10nm〜約200nmの厚さに達するようにWO3をスパッタリングすることを含む、請求項2に記載の方法。
- (c)は、少なくともブラインド電荷が満たされるまで、リチウムを前記中間層に提供することを含む、請求項6に記載の方法。
- (d)は、前記積層体を、約100℃〜約450℃に加熱することを含む、請求項7に記載の方法。
- (d)は、前記積層体を、不活性雰囲気および/または酸化雰囲気下で、約2分〜約30分間、約200℃〜約350℃に加熱することを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記対向電極層を前記領域の上に形成することをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記対向電極層は、約150nm〜約300nmの厚さのNiWOを含む、請求項10に記載の方法。
- 前記NiWOは、実質的に非晶質である、請求項11に記載の方法。
- 前記対向電極層が実質的に消色するまで、リチウムを前記対向電極層に提供することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記対向電極層を消色するために必要とされる量に基づいて約5%〜約15%過剰な付加的な量のリチウムを、前記対向電極層上にスパッタリングすることをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 透明伝導性酸化物層を前記対向電極層の上に成膜することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
- 前記透明伝導性酸化物は、インジウムスズ酸化物を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記形成された積層体を、前記透明伝導性酸化物を成膜する前または成膜した後に、約10分〜約30分間Ar下で、次いで約1分〜約15分間O2下で、約150℃〜約450℃に加熱することをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記形成された積層体を、約20分〜約40分間空気下で、約250℃〜約350℃に加熱することをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記エレクトロクロミックデバイスの初期活性化サイクルの一部として、前記エレクトロクロミック層と前記対向電極層との間に電流を供給することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- エレクトロクロミックデバイスを製作する方法であって、
(a)エレクトロクロミック材料を含むエレクトロクロミック層、または対向電極材料を含む対向電極層のいずれかを形成することであって、前記形成された層は、前記層の領域と同じ領域にあり、その上方領域の中に超化学量論的酸素部分を含む、形成することと、
(b)前記超化学量論的酸素部分をリチウムに曝露することと、
(c)加熱して、前記超化学量論的酸素部分の少なくとも一部を、前記超化学量論的酸素部分の領域と同じ領域にあり、電子絶縁性でイオン伝導性の材料および前記超化学量論的酸素部分の材料を含む領域に変換することと、
を含む、方法。 - (a)は、酸化タングステンを成膜することによって、前記エレクトロクロミック層を形成することを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記領域は、前記電子絶縁性でイオン伝導性の材料および前記超化学量論的酸素部分の材料の不均一混合物である、請求項20に記載の方法。
- 酸化タングステンを成膜することは、タングステンターゲットと、スパッタガスであって、前記エレクトロクロミック層のスパッタリングの開始時に、約40%〜約80%のO2および約20%〜約60%のArを含み、前記エレクトロクロミック層のスパッタリングの終了時に、約70%〜100%のO2および0%〜約30%のArを含む、スパッタガスとを使用して、スパッタリングすることと、前記エレクトロクロミック層の形成の開始時に、少なくとも断続的に約200℃〜約350℃に加熱するが、前記エレクトロクロミック層の少なくとも最終部分の成膜中は加熱しないことと、を含む、請求項21に記載の方法。
- (b)は、少なくとも前記ブラインド電荷が満たされるまで、リチウムを前記中間層に提供することを含む、請求項21に記載の方法。
- (c)は、前記積層体を、約100℃〜約450℃に加熱することを含む、請求項24に記載の方法。
- (c)は、前記積層体を、不活性雰囲気および/または酸化雰囲気下で、約2分〜約30分間、約200℃〜約350℃に加熱することを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記対向電極層を前記領域の上に形成することをさらに含む、請求項25に記載の方法。
- 前記対向電極層は、約150nm〜約300nmの厚さのNiWOを含む、請求項27に記載の方法。
- 前記NiWOは、実質的に非晶質である、請求項28に記載の方法。
- 前記対向電極層が実質的に消色するまで、リチウムを前記対向電極層に提供することをさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 前記対向電極層を消色するために必要とされる量に基づいて約5%〜約15%過剰な付加的な量のリチウムを、前記対向電極層上にスパッタリングすることをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 透明伝導性酸化物層を前記対向電極層の上に成膜することをさらに含む、請求項31に記載の方法。
- 前記透明伝導性酸化物は、インジウムスズ酸化物を含む、請求項32に記載の方法。
- 前記形成された積層体を、前記透明伝導性酸化物を成膜する前または成膜した後に、約10分〜約30分間Ar下で、次いで約1分〜約15分間O2下で、約150℃〜約450℃に加熱することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
- 前記形成された積層体を、約20分〜約40分間空気下で、約250℃〜約350℃に加熱することをさらに含む、請求項34に記載の方法。
- 前記エレクトロクロミックデバイスの初期活性化サイクルの一部として、前記エレクトロクロミック層と前記対向電極層との間に電流を供給することをさらに含む、請求項35に記載の方法。
- エレクトロクロミックデバイスを製作する方法であって、
(a)エレクトロクロミック材料を含むエレクトロクロミック層、または対向電極材料を含む対向電極層のいずれかを形成することと、
(b)前記エレクトロクロミック層または前記対向電極層の上に中間層を形成することであって、前記中間層は、酸素に富む形態の前記エレクトロクロミック材料、前記対向電極材料、および付加的な材料のうちの少なくとも1つを含み、前記付加的な材料は、異なるエレクトロクロミック材料または対向電極材料を含む、形成することと、
(c)前記中間層をリチウムに曝露することと、
(d)前記エレクトロクロミック層および前記対向電極層のうちの他方を、前記中間層の上に成膜し、それによって、前記中間層の少なくとも一部を、前記中間層の領域と同じ領域にあり、電子絶縁性でイオン伝導性の材料および前記中間層の材料を含む領域に変換することと、
を含む、方法。 - (a)は、酸化タングステンを成膜することによって、前記エレクトロクロミック層を形成することを含む、請求項37に記載の方法。
- 前記領域は、前記電子絶縁性でイオン伝導性の材料および前記中間層の材料の不均一混合物である、請求項37に記載の方法。
- 酸化タングステンを成膜することは、タングステンターゲットと、約40%〜約80%のO2および約20%〜約60%のArを含む第1のスパッタガスとを使用して、約350nm〜約450nmの厚さに達するようにスパッタリングすることと、前記エレクトロクロミック層の形成中に、少なくとも断続的に約150℃〜約450℃に加熱することと、を含む、請求項38に記載の方法。
- 前記エレクトロクロミック層は、実質的に多結晶である、請求項40に記載の方法。
- (b)は、加熱せずに、タングステンターゲットと、約70%〜100%のO2および0%〜約30%のArを含む第2のスパッタガスとを使用して、約10nm〜約200nmの厚さに達するようにWO3をスパッタリングすることを含む、請求項38に記載の方法。
- (c)は、少なくともブラインド電荷が満たされるまで、リチウムを前記中間層に供給することを含む、請求項42に記載の方法。
- (d)は、NiWOを前記中間層上にスパッタリングすることを介して、前記対向電極層を形成することを含む、請求項43に記載の方法。
- 前記NiWOは、実質的に非晶質である、請求項44に記載の方法。
- NiWOは、約150nm〜約300nmの厚さである、請求項44に記載の方法。
- 前記対向電極層が実質的に消色するまで、リチウムを前記対向電極層に供給することをさらに含む、請求項46に記載の方法。
- 前記対向電極層を消色するために必要とされる量に基づいて約5%〜約15%過剰な付加的な量のリチウムを、前記対向電極層上にスパッタリングすることをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 透明伝導性酸化物層を前記対向電極層の上に成膜することをさらに含む、請求項48に記載の方法。
- 前記透明伝導性酸化物は、インジウムスズ酸化物を含む、請求項49に記載の方法。
- 前記形成された積層体を、前記透明伝導性酸化物を成膜する前または成膜した後に、約10分〜約30分間Ar下で、次いで約1分〜約15分間O2下で、約150℃〜約450℃に加熱することをさらに含む、請求項49に記載の方法。
- 前記形成された積層体を、約20分〜約40分間空気下で、約250℃〜約350℃に加熱することをさらに含む、請求項51に記載の方法。
- 前記エレクトロクロミックデバイスの初期活性化サイクルの一部として、前記エレクトロクロミック層と前記対向電極層との間に電流を供給することをさらに含む、請求項52に記載の方法。
- エレクトロクロミックデバイスを製作する方法であって、
(a)エレクトロクロミック材料を含むエレクトロクロミック層、または対向電極材料を含む対向電極層のいずれかを形成することであって、前記形成された層は、前記層の領域と同じ領域にあり、前記層の領域の上方領域の中に超化学量論的酸素部分を含む、形成することと、
(b)前記超化学量論的酸素部分をリチウムに曝露することと、
(c)前記エレクトロクロミック層および前記対向電極層のうちの他方を、前記超化学量論的酸素部分の上に成膜し、それによって、前記超化学量論的酸素部分の少なくとも一部を、前記超化学量論的酸素部分の領域と同じ領域にあり、イオン伝導性で電子絶縁性の材料および前記超化学量論的酸素部分の材料を含む領域に変換することと、
を含む、方法。 - (a)は、酸化タングステンを成膜することによって、前記エレクトロクロミック層を形成することを含む、請求項54に記載の方法。
- 前記領域は、前記電子絶縁性でイオン伝導性の材料および前記超化学量論的酸素部分の材料の不均一混合物である、請求項54に記載の方法。
- 酸化タングステンを成膜することは、タングステンターゲットと、スパッタガスであって、前記エレクトロクロミック層のスパッタリングの開始時に、約40%〜約80%のO2および約20%〜約60%のArを含み、前記エレクトロクロミック層のスパッタリングの終了時に、約70%〜100%のO2および0%〜約30%のArを含む、スパッタガスとを使用して、スパッタリングすることと、前記エレクトロクロミック層の形成の開始時に、少なくとも断続的に約200℃〜約350℃に加熱するが、前記エレクトロクロミック層の少なくとも最終部分の成膜中は加熱しないことと、を含む、請求項55に記載の方法。
- 前記エレクトロクロミック層は、実質的に多結晶である、請求項57に記載の方法。
- (b)は、少なくとも前記ブラインド電荷が満たされるまで、リチウムを前記超化学量論的酸素部分に供給することを含む、請求項55に記載の方法。
- (c)は、NiWOを前記中間層上にスパッタリングすることを介して、前記対向電極層を形成することを含む、請求項59に記載の方法。
- 前記NiWOは、実質的に非晶質である、請求項60に記載の方法。
- NiWOは、約150nm〜約300nmの厚さである、請求項60に記載の方法。
- 前記対向電極層が実質的に消色するまで、リチウムを前記対向電極層上にスパッタリングすることをさらに含む、請求項62に記載の方法。
- 前記対向電極層を消色するために必要とされる量に基づいて約5%〜約15%過剰な付加的な量のリチウムを、前記対向電極層上にスパッタリングすることをさらに含む、請求項63に記載の方法。
- 透明伝導性酸化物層を前記対向電極層の上に成膜することをさらに含む、請求項64に記載の方法。
- 前記透明伝導性酸化物は、インジウムスズ酸化物を含む、請求項65に記載の方法。
- 前記形成された積層体を、前記透明伝導性酸化物を成膜する前または成膜した後に、約10分〜約30分間Ar下で、次いで約1分〜約15分間O2下で、約150℃〜約450℃に加熱することをさらに含む、請求項65に記載の方法。
- 前記形成された積層体を、約20分〜約40分間空気下で、約250℃〜約350℃に加熱することをさらに含む、請求項67に記載の方法。
- 前記エレクトロクロミックデバイスの初期活性化サイクルの一部として、前記エレクトロクロミック層と前記対向電極層との間に電流を供給することをさらに含む、請求項68に記載の方法。
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