KR20120033302A - 제어가능한 투명도를 갖는 전기 변색 디바이스 - Google Patents

제어가능한 투명도를 갖는 전기 변색 디바이스 Download PDF

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KR20120033302A
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electrode
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드리스 라민
에마뉘엘 발랑탱
사뮈엘 뒤브레나
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 상부 전극(9)의 표면을 서로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역(9a) 및 활성 구역(9b)으로 분할하는, 선택 파티션으로 불리우는 적어도 하나의 파티션(5); 하부 전극(4)의 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역(4a) 및 활성 구역(4b)으로 분할하는, 전체 파티션으로 불리우는 적어도 하나의 파티션(12); 하부 전극(4)의 활성 구역(4b)에 납땜되어 접속된 제1 전류 공급 커넥터(15)를 수용하는 상부 전극(9)의 적어도 하나의 자유 구역(9a); 및 자유 구역(9a)으로부터 전기적으로 격리된 제2 전류 공급 커넥터(21)에 접속된 접속 수단(20, 21a)과 전기 접촉하는 상부 전극(9)의 활성 구역(9b)을 포함하는 전기 변색 디바이스에 관한 것이다.

Description

제어가능한 투명도를 갖는 전기 변색 디바이스{ELECTROCHROMIC DEVICE HAVING CONTROL TRANSPARENCY}
본 발명은 투명도가 제어된 전기 변색 디바이스, 특히 전기적으로 제어가능한 글레이징(glazing)에 사용하기 위한 디바이스 및 상기 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 디바이스가 제공된 전기 변색 글레이징 및 이러한 글레이징의 광범위한 응용에서의 용도에 관한 것이다.
양호한 투명 수준에서 완전 불투명까지 조절될 수 있는 광 투과 용량을 가지는 글레이징이 공지되어 있다. 이러한 글레이징은 광범위한 기술 분야에 응용되어 왔다.
따라서, 그레이징은 예컨대 외부 조건 및 사용자의 요구에 따라 방으로 들어오는 태양광의 양을 조정하기 위한 주택용 창으로 사용될 수 있다. 또한, 글레이징은 외부 또는 인접한 방에 대해 방의 점유자의 사생활을 보호하기 위한 파티션 스크린(partition screen)으로 이용될 수도 있다.
또한, 이러한 디바이스는 자동차 분야에서, 예컨대 자동차의 방풍유리 및/또는 측창 또는 선루프의 투명도뿐만 아니라, 상기 자동차의 몇몇 부속품, 특히 백미러 또는 사이드미러 등의 투명도를 조정하는 데에 이용되어 운전자를 향해 반사되는 광속을 제어하여 운전자의 눈부심을 회피할 수 있다. 물론, 이들은 다른 분야, 특히 항공 분야에서, 예컨대 항공기 객실 창유리의 투명도를 제어하는 데에도 이용될 수 있다.
전기 변색 디바이스는 가역적이고 동시적으로 이온 및 전자를 주입할 수 있는 전기 변색 물질의 층을 포함하는데, 그의 산화 상태는, 이온 및 전자가 적절한 전원을 통해 공급되는 경우에 주입 및 방출 상태에 대응하여 독특한 색상을 가지며, 이들 상태 중 하나는 나머지 상태보다 더 높은 광을 투과시킴이 알려져 있다. 전기 변색 물질은, 예컨대 텅스텐 산화물에 기초할 수 있으며, 전자 소스(electron source), 예컨대 투명 전기 도전층 등 및 이온(양이온과 음이온) 소스, 예컨대 이온 도전성 전해질 등과 접촉되어야 한다. 역시 가역적으로 양이온을 주입할 수 있는 대향 전극이 전기 변색 물질층에 대하여 대칭적으로 결합되어, 거시적으로 전해질이 단일 이온 매체로 보이도록 해야 함이 알려져 있다. 대향 전극은 색상이 중립적이거나 또는 적어도 전기 변색 층이 발색된 상태에서는 투명하거나, 또는 거의 발색되지 않는 층으로 구성되어야 한다.
텅스텐 산화물은 음극성(cathodic) 전기 변색 물질, 즉 그 발색 상태가 가장 환원된 상태에 대응하므로, 니켈 산화물 또는 이리듐 산화물에 기초하는 양극성(anodic) 전기 변색 물질이 예컨대 대향 전극으로 사용될 수 있다. 또한, 당해 산화 상태에서 광학적으로 중립인 물질, 예컨대 세륨 산화물 또는 전기 도전성 중합체(폴리아닐린) 또는 프러시안 블루(Prussian Blue)와 같은 유기 물질을 사용하는 것이 제안되었다.
현재, 전자 변색 시스템은 사용되는 전해질에 따라 2개의 범주로 나눌 수 있다.
제1 범주에서, 전해질은, 예컨대 유럽 특허 EP 0 253 713 및 EP 0 670 346에 기술된 바와 같은 양성자 도전성 중합체, 또는 특허 EP 0 382 623, EP 0 518 754 및 EP 0 532 408에 기술된 바와 같은 리튬 이온에 의해 도전하는 중합체와 같은 중합체 또는 겔의 형태를 띨 수 있다. 따라서, 이들 시스템은 "하이브리드(hybrid)" 전기 변색 시스템으로 불린다.
제2 범주에서, 전해질은 전기적으로 격리된 이온 도전체를 형성하는 무기물 층으로 구성될 수도 있다. 따라서, 이들 전기 변색 시스템은 "전부 고체 상태(all solid-state)" 시스템으로 불린다. 독자는 유럽 특허 EP 0 867 752 및 EP 0 831 360을 참조할 수 있다.
다른 형태의 전기 변색 시스템, 특히 소위 "전부 중합체(all polymer)" 전기 변색 시스템 등이 알려져 있는데, 여기에서는 2개의 전기 도전성 층이 환원 발색(cathodic-coloration) 중합체와, 이온 도전성의 전기 절연 중합체(가장 특히 H+ 또는 Li+ 이온) 와, 마지막으로 산화 발색(anodic-coloration) 중합체(예컨대, 폴리아닐린 또는 폴리피롤)를 포함하는 다층 스택의 양측에 배치된다.
현재의 전기 변색 디바이스 제조 기술은, 개략적으로, 지지 기판 상에, 투명한지 여부에 관계없이, 하부 전기 도전층, 일반적으로는 인듐 주석 산화물(ITO), 기능성 전기 변색층, 예컨대 이리듐 산화물(IrOx), 텅스텐 산화물(WO3), 탄탈륨 산화물(Ta2O5) 및 상부 전기 도전성 전극을 연속적으로 침착시키는 것으로 구성되어 있다. 통상적으로, 다층 스택은 적층 중합체 및 대향 기판에 의해 완성된다.
물론, 2개의 상부 및 하부 전기 도전성 전극은 각각의 전류 공급 커넥터에 결합되어야 한다. 이러한 접속은 통상적으로 상부 전극 및 하부 전극에 접촉하게 되는 금속 심(shim)에 의한다.
비록 커넥터와 상부 전극을 접촉시키는 것은 원칙적으로는 거의 어렵지 않지만, 커넥터와 하부 전극을 접촉시키는 경우에는 그렇지 않은데, 이는 하부 전극의 경우에는 다양한 층들의 침착으로 인해 접근이 어렵기 때문이다. 이것이 전기 변색층의 침착동안 접착 마스크에 의해 "접속 구역(connection region)"으로 불리는 하부 전극의 구역이 유지되는 이유이다. 일단 다양한 층들이 침착되고 나면, 접착제를 제거하는 동시에, 그 위에 침착된 층들을 들어올리며, 이리하여 하부 전극에의 접근을 가능하게 하여, 하부 전극은 그에 의도된 커넥터를 수용할 수 있다.
이러한 기술은, 특히 한편으로는 접착 마스크의 사용과 관련되고, 다른 한편으로는 커넥터를 전극에 고정하는 데에 사용되는 수단에 관련된 여러가지 단점을 가진다.
접착 마스크와 관련하여, 그의 배치가 장시간의 까다로운 작업인데, 한편으로는 후속하는 층들의 침착을 방해하지 않도록 접착 마스크가 하부 전극 상에 완전히 도포되어야 하고, 다른 한편으로는 특히 하부 전극과의 접속이 기판의 전체 주변부에 대해서 행해질 경우에는 피복되어야 할 길이가 상당하다.
다음으로, 마스크의 제거 동안, 그 위에 침착된 층들은 붕해된 후에 미립자의 형태로 다층 스택 상에 재침착되는 경향을 가지므로 디바이스의 오작동을 유발한다. 이것이, 이와 같은 단점을 회피하기 위해 마스크의 제거가 통상적으로 진공 흡입과 함께 행해지는 이유이며, 이러한 방법을 수행하는 데에는 2명의 조작자가 필요하다.
또한, 접착 마스크의 도포에 이어지는 다양한 층들의 침착 동안에, 접착 마스크는 종종 열의 영향하에 수축되고, 그 결과 상부 전극을 형성하는 전기 도전층의 도포 동안에 상부 전극이 하부 전극과 접촉하여, 디바이스가 전달할 수 있는 콘트라스트(contrast)를 감소시키는 효과를 가지는 다소 간의 부분적인 단락을 생성할 수 있다. 이러한 위험을 완화시키기 위해, 마스크에 의해 피복된 구역의 주변부에 제어된 마진(margin)이 생성되는데, 이는 말하자면 다양한 침착층을 관통하고 하부 전극을 형성하는 층 상에서 정지하는 갭(gap)이다.
또한, 다양한 층들의 침착 동안에 가해지는 다양한 물리적인 스트레스에 불구하고 접착 마스크가 무결성을 유지해야 하는 한, 접착 마스크의 선택은 까다로운 작업이다. 따라서, 그것은 특히 가스 방출없이 상당히 낮은 압력을 견딜 수 있어야 하고, 양호한 온도 내성을 가져야 한다. 이러한 매우 엄격한 사양의 결과로서, 접착 마스크의 비용은 통상적으로 높다.
본 발명의 하나의 목적은 투명도가 제어되는 전기 변색 디바이스를 제공함으로써, 특히 마스킹 테이프 사용시 내재된 문제점을 피함으로써 전술한 단점을 개선하는 것이다.
따라서, 본 발명의 하나의 대상은, 적어도 하부 전기 도전성 전극을 형성하는 층, 적어도 하나는 전기 변색층인 다양한 기능성 층들, 및 상부 전기 도전성 전극을 형성하는 층을 연속적으로 포함하는 다층 스택을 캐리어 기판 상에 가지며,
- "선택(selective)"으로 불리는 적어도 하나의 파티션이 상부 전극, 및 상부 전극을 하부 전극으로부터 분리하는 다양한 층들을 하부 전극을 관통하지 않으면서 관통하고, 이 선택 파티션은 상부 전극의 적어도 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역 및 활성 영역을 포함하는 활성 구역으로 분할하고,
- "전체(total)"로 불리는 적어도 하나의 파티션이 상부 전극, 및 상부 전극을 기판으로부터 분리하는 다양한 층들을 관통하고, 이 전체 파티션은 하부 전극의 적어도 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역 및 활성 영역을 포함하는 활성 구역으로 분할하고,
- 상부 전극의 적어도 하나의 자유 구역이 하부 전극의 활성 구역에 납땜된 제1 전류 공급 커넥터를 수용하고,
- 상부 전극의 활성 구역이 하부 전극의 자유 구역으로부터 전기적으로 격리된 제2 전류 공급 커넥터에 접속된 접속 수단과 전기 접촉하는, 적어도 하나의 전기적으로 제어가능한 활성 영역의 제어된 투과도 또는 반사도를 가지는 전기 변색 디바이스이다.
본 발명에 따르면, 전체 파티션이 상부 전극의 표면을 두 개의 구역, 즉 제2 자유 구역 및 활성 영역(CDEF)을 포함하는 활성 구역으로 분할한 후, 제2 전류 공급 커넥터가 상부 전극의 제2 자유 구역에 배치될 것이다.
접속 수단은 가능하게는 미세 전기 도전 평행 배선의 어레이 또는 예를 들어 금속 프레임, 특히 호일로 제조되어 상부 전극의 주변부에 배치될 것이다.
바람직하게는, 접속 수단은 특히 열가소성 중합체 예를 들어 폴리우레탄 또는 폴리비닐 부티랄(PVB)로 제조되고 적층 중간층일 수 있는 투명 지지체에 의해 지지될 것이다.
본 발명의 실시 변경예에서, 하부 전극에 납땜된 전류 공급 커넥터는 가능하게는 상부 전극의 몇몇의 자유 구역 상에 배치될 것이고, 전기 격리 수단은 상기 제2 전류 공급 커넥터와 상부 전극의 표면 사이에 제공될 것이고, 특히 격리 수단은 박막 전기 절연 시트로 제조될 수 있다.
또한, 캐리어 기판은 글레이징 기능을 갖고, 유리 또는 플라스틱으로 이루어지는 기판일 수 있다.
바람직하게는, 전류 공급 커넥터와 하부 전극 사이의 납땜 연결부는 초음파 납땜될 것이다. 또한, 전극들 중 적어도 하나는 적어도 1종의 혼합 인듐 주석 산화물(ITO)로 형성될 것이다.
전체 파티션 및 선택 파티션에 의해서 규정되는 자유 구역은 바람직하게는 기판의 주변부 상에 배치될 것이다. 또한, 기판은 특히 직사각형 형상이고, 전체 및 선택 파티션은 각각 수직이고, 기판의 대향 측부에 평행하도록 생성될 것이다.
또한, 본 발명의 대상은
- 하부 전극을 형성하는 전기 도전층, 다양한 기능성 층들, 및 상부 전극을 형성하는 전기 도전층을 연속적으로 기판의 표면의 적어도 일부 상에 침착시키는 단계;
- 상부 전극에서 시작하여, 상부 전극과, 상부 전극을 하부 전극으로부터 분리하는 다른 층들을 관통하고, 하부 전극은 관통하지 않는 적어도 하나의 선택 파티션을 생성하는 단계 - 각각의 선택 파티션은 상부 전극의 적어도 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역 및 활성 영역(CDEF)을 포함하는 활성 구역으로 분할함 -;
- 상부 전극에서 시작하여, 상부 전극과, 상부 전극을 기판으로부터 분리하는 층들을 관통하는 적어도 하나의 전체 파티션을 생성하는 단계 - 각각의 전체 파티션은 하부 전극의 적어도 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역 및 활성 구역으로 분할함 -;
- 전류 공급 커넥터를 상부 전극의 자유 구역에, 및 이에 맞추어 위치된 하부 전극의 활성 구역에 납땜하는 단계; 및
- 전기 공급 커넥터에 전기 접속되는 접속 수단을 상부 전극의 활성 구역과 전기 접촉하도록 배치하는 단계를 포함하는, 적어도 하부 전극을 형성하는 전기 도전성 층, 적어도 하나는 전기 변색층인 다양한 기능성 층들, 및 상부 전극을 형성하는 전기 도전성 층을 연속적으로 포함하는 다층 스택을 캐리어 기판 상에 가지는, 적어도 하나의 전기적으로 제어가능한 활성 영역의 제어된 투과도 또는 반사도를 가지는 전기 변색 디바이스를 제조하기 위한 방법이다.
납땜 연결부는 바람직하게는 초음파 납땜될 수 있다. 또한, 파티션들 중 적어도 하나는 레이저 빔에 의해 생성될 것이다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 변경예에서, 상술된 유형의 몇몇의 전기 변색 디바이스는 하나의 동일한 기판 상에 생성되고, 상기 디바이스가 완성되면, 캐리어 기판 및 그 위에 침착된 모든 층들은 절단되어 개별 디바이스를 구성할 것이다.
또한, 본 발명의 대상은, 전술한 바와 같은, 특히 가변성 광 및/또는 에너지 투과도 및/또는 반사도를 가지는 전기 변색 디바이스를 포함하고, 기판 또는 기판의 적어도 일부는 투명하거나 부분적으로 투명하며, 플라스틱으로 이루어지며, 바람직하게는 다수의 및/또는 적층된 글레이징 또는 이중 글레이징으로서 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 변색 글레이징이다.
또한, 본 발명의 대상은 건축용 글레이징, 자동차용 글레이징, 대중 교통용 또는 대중 교통용(철도, 해상 또는 항공), 농업용 운송수단용, 건설 현장 기계용, 백미러 또는 사이드 미러용 또는 기타 미러용, 디스플레이 및 사이니지(signage)용 및 카메라 셔터용 글레이징과 같은 전술된 글레이징으로서의 용도이다.
본 발명의 다양한 실시양태가 비제한적인 예를 통해서 첨부된 도면을 참고하여 아래에 기술될 것이다.
도 1a 및 1b는 각각 도 1b의 라인 AA를 따른 개략적인 수직 단면도 및 본 발명에 따른 전기 변색 디바이스의 제1 실시양태의 제1 단계의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2a 및 2b는 각각 도 2b의 라인 AA를 따른 개략적인 수직 단면도 및 본 발명에 따른 선택 파티션의 제조 단계를 도시하는 개략적인 평면도를 도시한다.
도 3a 및 3b는 각각 도 3b의 라인 BB를 따른 개략적인 수직 단면도 및 본 발명에 따른 전체 파티션의 다른 제조 단계를 도시하는 개략적인 평면도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 각각 도 4b의 라인 AA를 따른 개략적인 수직 단면도 및 앞선 도면에 도시된 본 발명에 따른 디바이스의 하부 전극에 접속 요소를 납땜하는 단계를 도시하는 개략적인 평면도를 도시한다.
도 5a 및 5b는 각각 도 5b의 라인 BB를 따른 개략적인 수직 단면도 및 앞선 도면에 도시된 본 발명에 따른 디바이스의 상부 전극에 접속 요소를 접촉하는 단계를 도시하는 개략적인 평면도를 도시한다.
도 5c는 앞선 도면에 도시된 본 발명에 따른 디바이스의 최종 제조 단계를 도시하는, 도 5b의 라인 BB를 따른 개략적인 수직 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 앞서 도시된 디바이스에서 얻은 예시적인 엄폐 프로파일(occultation profile)의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 7a 및 7b는 각각 도 7b의 라인 AA를 따른 개략적인 수직 단면도 및 본 발명의 다른 예시적인 실시를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 변형예의 평면도이다.
도 9는 하나의 동일한 기판으로부터 본 발명에 따른 몇몇의 장치의 제조를 도시하는 다른 변경예의 개략적인 평면도이다.
도 1a 내지 5c는 특히 투명도의 조정가능성이 요망되는 글레이징의 구성에 적용될 것이 의도되는, 본 발명에 따른 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스(1)를 제조하는 방법의 제1 실시예의 필수적인 단계를 도시한다.
본 발명에 따른 방법의 제1 단계에서, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 하부 전극(4)을 형성하도록 의도된 전기 도전층이, 본 실시 형태에서 유리 지지체로 구성되는 캐리어 기판(3) 상에 침착된다. 이러한 침착은, 특히 통상적인 스퍼터링 방법에 의해 수행된다. 공지된 방식으로, 이러한 전극은 금속 타입, 또는 In2O3:Sn(ITO), SnO2:F 또는 ZnO:Al로 이루어지는 투명 도전성 산화물(TCO) 타입일 수 있다. 또한, 가능하게는 TCO/금속/TCO 타입의 다층- 특히, 여기서의 금속은 은, 금, 백금 및 구리로부터 선택됨 -, 또는 NiCr/금속/NiCr 타입의 다층- 특히 금속은 은, 금 백금 및 구리로부터 선택됨 -일 수 있다.
다음으로, 기능성 전기 변색 어셈블리를 형성하는 일련의 층들(7), 즉 제1 전기 활성층(7a), 그에 이어지는 전해질층(7b), 및 그에 이어지는 제2 전기 활성층(7c)이 침착된다. 마지막으로, 상부 전극(9)을 형성하는 제2 전기 도전층이 침착된다.
도 2a 및 2b에 도시된 방법의 제2 단계에서, 반듯한 파티션(5)이 유리 기판(3)의 2개의 대향하는 측부(3a)의 경계로서 생성되며 이들은 각각 상기 측부에 대해 평행하다.
"파티션"이라는 용어는, 본 명세서에서 디바이스의 소정의 층을 관통하는 횡단면을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 그 폭은 횡단층의 각 부분이 다른 부분으로부터 전기적으로 격리되기에 충분하다. 파티션은 상부 전극(9)으로부터, 상부 전극, 및 기판(3)으로부터 상부 전극을 분리하는 모든 층들을 관통하여 깊이 방향으로 연장될 경우에 "전체(total)"로 불릴 것이다. 파티션은 상부 전극(9)으로부터, 상부 전극, 및 하부 전극(4)으로부터 상부 전극을 분리하는 모든 층은 관통하여 연장되지만, 하부 전극은 관통하지 않는 경우에 "선택(selective)"으로 불릴 것이다.
이들 파티션은 바람직하게는 레이저 빔과 같은 공지의 수단으로 생성될 것이지만, 상술된 바와 같이, 이들을 생성하기 위한 다른 수단이 사용될 수도 있다.
도 2a 및 2b에는 선택 파티션(5), 즉 상부 전극(9), 및 상부 전극을 하부 전극(4)으로부터 분리하는 모든 층을 관통하지만 하부 전극은 관통하지 않는 파티션을 (점선으로) 도시한다. 따라서, 각각의 두 개의 선택 파티션(5)은 상부 전극(9)의 표면을 2개의 구역, 즉 "자유"로 불리는 제1 구역(9a) 및 "활성"으로 불리는 제2 구역(9b)으로 분할한다. 본 실시 형태에서, 활성 구역은 양 파티션 모두에 공통되며, 디바이스의 활성 영역(CDEF)이 되는 구역, 즉 후술하는 바와 같이 광의 투과도가 제어될 구역을 포함한다.
다음으로, 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 2개의 다른 파티션(12)이 기판(3)의 2개의 다른 대향하는 측부(3b)의 경계로서 생성되며, 이러한 다른 파티션은 도면에서 실선으로 도시된다. 이러한 2개의 파티션은 상부 전극(9), 및 기판(3)으로부터 상부 전극을 분리하는 층들, 즉 본 실시예에서는 세 개의 기능성 전기 변색층들(7a, 7b, 7c) 및 하부 전극(4)을 통해 연장하는 전체 유형의 파티션이다. 따라서, 이들 두 개의 파티션(12) 각각은 상부 전극(9)의 표면을 2개의 구역, 즉 제2 자유 구역(9'a), 및 디바이스의 활성 영역(CDEF)을 포함하는 활성 구역(9b)로 분할한다.
이들 2개의 파티션(12) 각각은 또한 다른 층들, 특히 하부 전극(4)을 2개의 구역, 즉 "자유"로 불리는 제1 구역(4a) 및 "활성"으로 불리는 제2 구역(4b)으로 분할한다. 본 실시 형태에서, 활성 구역은 양 파티션 모두에 공통되며, 아래에 기술하는 바와 같이 디바이스의 활성 영역(CDEF)을 포함한다.
본 발명에 따른 방법에서, 선택 파티션(5)과 전체 파티션(12)이 생성되는 순서를 뒤바꾸는 것이 물론 가능하다.
각각의 선택 파티션(5)에 의해 규정되는 각각의 자유 구역(9a) 및 각각의 전체 파티션(12)에 의해 규정되는 자유 구역(4a, 9'a)의 각각은, 한편으로는 다른 자유 구역으로부터 전기적으로 격리되고, 다른 한편으로는 각각의 활성 구역(4b, 9b) 또는 디바이스의 활성 영역(CDEF)을 포함하는 하부 및 상부 전극으로부터 전기적으로 격리됨이 관찰된다. 따라서, 전극의 각각의 자유 구역은 단락을 야기하지 않으면서 다른 전극의 활성 구역에 접속될 수 있다.
따라서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제3 단계로, 본 발명은 단락을 야기함 없이, 접속 리드(15)를 상부 전극(9)의 자유 구역(9a)으로부터 하부 전극(4)에 초음파 납땜할 수 있다.
상부 전극(9)으로의 전기 접속은 전기 도전 요소의 어레이, 특히 도 5a 내지 도 5c에 도시된 도전 배선(20)의 어레이로 이루어진 접속 수단에 의해 달성될 것이다.
이러한 어레이는 약 1 내지 3㎜의 거리만큼 떨어지도록 접속 리드(21)에 납땜된 평행 배선으로 이루어진다. 배선(20)의 어레이는 열가소성 중합체로 된 중간층 지지 시트(22), 특히 폴리우레탄 또는 폴리비닐 부티랄(PVB)의 시트 상에 배치되어, 어레이가 도 5c에 도시된 위치에 유지되는 것을 보장한다.
적층 중간층 지지 시트(22)의 치수는 바람직하게는 다층 스택의 다른 층들의 치수보다 약간 작아서, 주변부에 접속 리드(15, 21)가 관통하는 밀봉재(23)의 도포를 가능하게 하여 리드를 제자리에 유지하는 데에 기여할 것이다.
다층 스택은 유리 후방 기판(25)으로 마무리처리된 후 어셈블리가 적층된다. 이러한 작업 중에는 도 5c에 도시된 바와 같이, 중간층 지지 시트(22)는 상부 전극(9)에 대해 배선(20)의 어레이를 적용하여, 배선(20)과 상부 전극 사이에 우수한 전기 접촉을 보장한다.
이러한 실시는, 약 0.5Ω/□의 낮은 상부 전극의 비저항을 달성하게 하여, 시스템의 스위칭 시간 및 이러한 유형의 디바이스에서 나타나는 경향을 갖는 할로 현상을 감소시킨다.
이는, 공지된 바와 같이, 활성 표면의 투과도가 변경되는 것이 필요한 경우, 예컨대 투명도 변경의 경우, 이러한 변경은 이러한 활성 표면 전체에 대한 즉각적인 균일한 밀도의 변경이 아니기 때문이다. 특히 다양한 당해 전기 변색층의 비저항과 관련된 문제점뿐만 아니라 상부 및 하부 전극 간의 비저항 차이에 관련된 문제점으로 인해, 아래에서 "엄폐 프로파일(occultation profile)"이라고 불릴, 활성 표면이 투명해지는 시점의 기하학적 편차는 전극 상에 접속 리드(15, 21)의 배열에 따라 다양한 양상을 띨 수 있다.
본 발명은 디바이스 설계자가 원하는 엄폐 프로파일에 따라 그의 접속 리드를 전극 상에서 형상화화고 배열할 수 있는 전기 변색 디바이스를 매우 용이하게 제조할 수 있도록 한다.
따라서, 전술된 배열로는, 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이 에지(3a)로부터 중앙을 향해 이동하는 커튼(curtain) 형태를 가지는 엄폐 프로파일이 얻어진다.
또한, 본 발명의 이러한 실시 형태에서, 디바이스의 활성 영역(CDEF)은 선택 파티션(5)(도면에서 점선) 및 전체 파티션(12)(도면에서 실선)에 의해 둘러싸인다. 본 발명은 자유 구역- 그에 맞추어 접속이 이루어짐 -의 면적을 최소화해서 종래 기술의 해결 방법에 비해 디바이스의 활성 영역을 증가시키는 것을 가능하게 한다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 변경 실시양태에서는, 상부 전극(9)의 전체 주변부 상에, 보다 구체적으로는 상부 전극의 자유 구역(9a, 9'a) 상에 배치되는 접속 리드(15)를 형성하는 것이 또한 가능하고, 이 접속 리드는 하부 전극(4)에 초음파 납땜된다.
이러한 구성에서는, 단락을 피하기 위해서, 투명 절연 밴드들(26)이 상부 전극(4)의 구역들(9a, 9'a)과 접속 리드(21) 사이에 개재되고, 그 사이에는 배선(20)이 배치된다.
도 8에 도시된 본 발명의 다른 실시 변경예에서, 상부 전극(9)으로의 접속은 활성 구역(9b)의 주변부 상에 배치되고 접속 리드(21b)에 납땜되는 프레임형 금속 호일(21a)에 의해 이루어진다. 이들 호일(21a)은 적층 작업 동안에, 중간층 시트(22)에 의해 활성 구역(9b)에 대해 적용되어, 활성 구역과 우수한 전기 접촉을 달성한다.
이와 같이, 본 발명은 마스킹 접착제의 배치 및 제거의 주요 단계가 전기 변색 디바이스 제조 방법으로부터 제거될 수 있도록 하여, 시간을 상당히 절약할 수 있도록 함과 동시에 이들 디바이스의 경시적 신뢰도를 개선시킬 수 있도록 하는데, 이는 이들 하부 전극(4)이 접속 수단에 의해 납땜되기 때문이다. 누설 전류를 상당히 감소시킴으로써, 본 발명은 감소된 응답 시간을 가지고 전기를 덜 소비하는 전기 변색 디바이스가 제조되는 것 또한 가능하게 한다. 마지막으로, 본 발명은 활성 영역(CDEF)이 지지 기판의 크기에 대해 최대화되는 것을 가능하게 하고, 디바이스의 엄폐 프로파일의 형상이 제어될 수 있도록 한다.
마찬가지로, 본 발명에 따르면, 몇몇 전기 변색 디바이스(1)가 하나의 동일한 지지 기판(3) 상에 제조될 수 있다. 제조 방법의 후반에, 개별 전기 변색 디바이스(1a, 1b, 1c, 1d)를 구성하기 위해, 이들 디바이스는 도 9의 점선으로 도시된 선(28)을 따라 기판을 절단함으로써 분리될 것이다.
이러한 실시 형태는 4개의 디바이스에 대해 단지 4개의 전체 파티션 및 4개의 선택 파티션의 생성을 가능하게 하는데, 이는 제조의 단순화 및 제조 동안의 시간 절약을 나타낸다.

Claims (22)

  1. 적어도 하부 전기 도전성 전극(4)을 형성하는 층, 적어도 하나는 전기 변색층인 다양한 기능성 층들(7), 및 상부 전기 도전성 전극(9)을 형성하는 층을 연속적으로 포함하는 다층 스택을 캐리어 기판(3) 상에 가지며,
    - "선택(selective)"으로 불리는 적어도 하나의 파티션(5)이 상부 전극(9), 및 상부 전극을 하부 전극(4)으로부터 분리하는 다양한 층들을 관통하고, 하부 전극은 관통하지 않으며, 이 선택 파티션(5)은 상부 전극(9)의 적어도 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역(9a) 및 활성 영역(CDEF)을 포함하는 활성 구역(9b)으로 분할하고,
    - "전체(total)"로 불리는 적어도 하나의 파티션(12)이 상부 전극(9), 및 상부 전극을 기판(3)으로부터 분리하는 다양한 층들을 관통하고, 이 전체 파티션(12)은 하부 전극(4)의 적어도 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역(4a) 및 활성 영역(CDEF)을 포함하는 활성 구역(4b)으로 분할하고,
    - 상부 전극(9)의 적어도 하나의 자유 구역(9a)이 하부 전극(4)의 활성 구역(4b)에 납땜된 제1 전류 공급 커넥터(15)를 수용하고,
    - 상부 전극(9)의 활성 구역(9b)이, 하부 전극(4)에 접속된 자유 구역(9a)으로부터 전기적으로 격리된 제2 전류 공급 커넥터(21)에 접속된 접속 수단(20, 21a)과 전기 접촉하는, 적어도 하나의 전기적으로 제어가능한 활성 영역(CDEF)의 제어된 투과도 또는 반사도를 가지는 전기 변색 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 전체 파티션(12)이 상부 전극(9)의 표면을 두 개의 구역, 즉 제2 자유 구역(9'a) 및 활성 영역(CDEF)을 포함하는 활성 구역으로 분할하고, 제2 전류 공급 커넥터(21)가 상부 전극(9)의 제2 자유 구역(9'a)에 배치되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접속 수단이 미세 전기 도전 평행 배선(20)의 어레이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 투명 절연 밴드가 상부 전극(9)의 자유 구역들(9a, 9'a)과 제2 전류 공급 커넥터들(21) 사이에 배치되고, 그 사이에는 배선(20)이 배치되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접속 수단이 금속 프레임(21a), 특히 호일로 이루어져, 활성 구역(9b)의 주변부 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 접속 수단(20, 21a)이, 특히 열가소성 중합체 예를 들어 폴리우레탄 또는 폴리비닐 부티랄(PVB)로 형성된 투명 지지체(22)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 지지체(22)가 적층 중간층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 하부 전극(4)에 납땜된 전류 공급 커넥터(15)가 상부 전극(9)의 몇몇의 자유 구역(9a, 9'a) 상에 배치되고, 전기 격리 수단이 상기 제2 전류 공급 커넥터(21)와 상부 전극(9)의 표면 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 변색 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 격리 수단이 박막 전기 절연 시트(26)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 변색 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어 기판(3)이 글레이징 기능을 갖고, 특히 유리 또는 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 전류 공급 커넥터(15)와 하부 전극(4) 사이의 납땜 연결부가 초음파 납땜되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 전류 공급 커넥터(15)가 상부 전극(9)의 전체 주변부 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 전극들(4, 9) 중 적어도 하나가 인듐 주석 산화물(ITO) 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 전체 파티션(12) 및 선택 파티션(5)에 의해 규정된 자유 구역(4a, 9a, 9'a)이 상기 디바이스의 주변부 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  15. 제14항에 있어서, 기판(3)이 직사각형 형상이고, 선택 파티션(5) 및 전체 파티션(12)이 각각 기판(3)의 대향 측부들(3a, 3b)과 평행하게 되도록 생성되는 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 전체 파티션(12) 및 선택 파티션(5)이 각각 수직인 것을 특징으로 하는 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스.
  17. - 하부 전극(4)을 형성하는 전기 도전층, 다양한 기능성 층들(7), 및 상부 전극(9)을 형성하는 전기 도전층을 연속적으로 기판(3)의 표면의 적어도 일부 상에 침착시키는 단계;
    - 상부 전극(9)에서 시작하여, 상부 전극과, 상부 전극을 하부 전극(4)으로부터 분리하는 다른 층들을 관통하고, 하부 전극은 관통하지 않는 적어도 하나의 선택 파티션(5)을 생성하는 단계 - 각각의 선택 파티션(5)은 상부 전극(9)의 적어도 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역(9a) 및 활성 영역(CDEF)을 포함하는 활성 구역(9b)으로 분할함 -;
    - 상부 전극(9)에서 시작하여, 상부 전극과, 상부 전극을 기판(3)으로부터 분리하는 층들을 관통하는 적어도 하나의 전체 파티션(12)을 생성하는 단계 - 각각의 전체 파티션(12)은 하부 전극(4)의 적어도 표면을 서로 전기적으로 격리된 두 개의 구역, 즉 자유 구역(4a) 및 활성 구역(4b)으로 분할함 -;
    - 전류 공급 커넥터(15)를 상부 전극(9)의 자유 구역(9a)에, 및 이와 맞추어 위치된 하부 전극의 활성 구역(4b)에 납땜하는 단계; 및
    - 전기 공급 커넥터에 전기 접속되는 접속 수단(20, 21a)을 상부 전극(9)의 활성 구역(9b)과 전기 접촉하도록 배치하는 단계
    를 포함하는, 적어도 하부 전극(4)을 형성하는 전기 도전성 층, 적어도 하나는 전기 변색층인 다양한 기능성 층들, 및 상부 전극(9)을 형성하는 전기 도전성 층을 연속적으로 포함하는 다층 스택을 캐리어 기판(3) 상에 가지는, 적어도 하나의 전기적으로 제어가능한 활성 영역(CDEF)의 제어된 투과도 또는 반사도를 가지는 전기 변색 디바이스의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 납땜 연결부가 초음파 납땜되는 것을 특징으로 하는, 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스의 제조 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 파티션들(5, 12) 중 적어도 하나가 레이저 빔에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는, 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스의 제조 방법.
  20. 제17항 내지 19항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 몇몇의 전기 변색 디바이스가 하나의 동일한 캐리어 기판(3) 상에 생성되고, 일단 상기 디바이스가 완성되면, 캐리어 기판(3)과, 그 위에 침착된 모든 층들이 개별 디바이스(1a, 1b, 1c, 1d)를 구성하도록 절단되는 것을 특징으로 하는, 투과도가 제어되는 전기 변색 디바이스의 제조 방법.
  21. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 전기 변색 디바이스, 특히 가변성 광 및/또는 에너지 투과도 및/또는 반사도를 갖는 전기 변색 디바이스를 포함하고, 기판 또는 기판의 적어도 일부가 투명하거나 부분적으로 투명하고, 플라스틱으로 이루어지며, 바람직하게는 다수의 및/또는 적층된 글레이징 또는 이중 글레이징으로서 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 변색 글레이징.
  22. 제21항의 전기 변색 글레이징의, 건축용 글레이징, 자동차용 글레이징, 산업 운송수단용 또는 대중 교통용(철도, 해상 또는 항공), 농업 운송수단용, 건설 현장 기계용, 백미러 또는 사이드 미러용 또는 기타 미러용, 디스플레이 및 사이니지(signage)용 및 카메라 셔터용 글레이징으로서의 용도.
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