TWI702454B - 製造電致變色裝置之方法 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供用於製造電致變色裝置之方法,該等方法在沒有預先判定將在該裝置上何處施加頂部匯流排的情況下減輕頂部匯流排下方之短路的形成。使用此類方法製造的裝置在該頂部匯流排下方可為去活化的,或在該頂部匯流排下方可包括活動材料。製造具有頂部匯流排下方的活動材料之裝置的方法包括沈積經改質頂部匯流排、在該電致變色裝置中製造自愈層、以及在施加匯流排之前對該裝置之頂部透明導電層進行改質。
Description
本申請案主張2014年12月19日申請且標題為「減輕電致變色裝置中於匯流排下方之缺陷(MITIGATING DEFECTS IN AN ELECTROCHROMIC DEVICE UNDER A BUS BAR)」的美國臨時專利申請案第62/094,862號之權益,該申請案以引用之方式整體且出於所有目的併入本文。
電致變色是材料在置於不同電子狀態時(通常因經受電壓變化)在光學性質上展現出可逆的電化學調節變化的現象。光學性質通常是色彩、透射率、吸光率和反射率中的一個或多個。一種熟知的電致變色材料為氧化鎢(WO3)。氧化鎢為藉由電化學還原自透明(無色)轉變成有色(典型地為藍色)之陰極著色電致變色材料。該材料藉由電化學氧化自有色轉變成透明。
可將電致變色材料併入例如用於住宅、商用、車用以及其他用途之窗戶及鏡子中。此類窗戶之色彩、透射率、吸光率及/或反射率可藉由向電致變色材料施加電荷或電勢來可逆地改變。施加於窗的電致變色器件的小電壓將使窗變暗;使電壓反向會使窗變亮。此種能力
允許控制穿過窗戶的光的量,且給出將電致變色裝置或薄層用作節能裝置的機會。
雖然在20世紀60年代發現了電致變色性,但電致變色裝置且尤其是電致變色裝置或薄層仍遺憾地遭受各種問題且上業僅僅最近已開始實現其完全商業潛力。
提供用於製造電致變色裝置之方法。一個態樣涉及一種製造電致變色裝置之方法,該方法包括在沒有首先判定電致變色裝置上用於匯流排施加之一或多個區域的情況下,在襯底上製造電致變色堆疊。
另一個態樣涉及一種製造電致變色裝置之方法,該電致變色裝置包括介於第一透明電導層與第二透明電導層之間的電致變色堆疊,該電致變色堆疊經配置來跨電致變色堆疊之表面遞送電勢且進而引起電致變色裝置之光交換,該製造方法包括:(a)接收基板;(b)在經安置於該基板之表面上的該第一透明電導層上製造該電致變色堆疊,其中該電致變色堆疊包含電致變色層及相對電極層;(c)在該電致變色堆疊上形成該第二透明電導層;(d)在該第二透明電導層之區域上形成匯流排,其中該區域是在該第一透明電導層的上方;以及(e)在製造該電致變色堆疊及該第二透明電導層之後,(i)在基本上沒有使該電致變色裝置中不在該匯流排下方的區域去活化的情況下使該電致變色裝置中在該匯流排下方的該區域去活化,或(ii)在基本上沒有使電致變色裝置中在該匯流排下方的該區域活化的情況下使該電致變色裝置中不在該匯流排下方的該區域活化。在一些實施例中,在執行(d)之前執行(e),而在其他實施例中,可在執行(d)之後執行(e),而在又一些其他實施例中,使在前面提及的區域中之裝置去活化可在施加匯流排之前及之後逐步地完成。在一些實施例中,在該電致變色裝置之該表面的可視區域上提供該等匯流排中之一或多者。該等匯流排中之一
或多者可為透明的。
在各種實施例中,該方法亦包括在製造電致變色堆疊之設備中將第一透明電導層沈積於基板上。
在一些實施例中,該方法亦包括將來自一卷基板之基板連續不斷地饋送至將電致變色堆疊塗覆至基板上的設備。在一些實現方式中,基板包括可撓玻璃。在某些實施例中,不管是否進行卷對卷製程、是否是薄玻璃,基板在一個設施中經塗覆有電致變色裝置,隨後被運到另一個設施以用於進一步的處理,該處理包括將基板切割成子體裝置或薄層。
該方法亦可包括在基板之表面上形成第一透明電導層。在濺射塗覆設備中按順序執行形成該第一透明電導層、製造該電致變色堆疊、以及形成該第二透明電導層,該濺射塗覆設備使該基板之該表面塗覆有該第一透明電導層及該第二透明電導層以及該電致變色堆疊。
在一些實施例中,在濺射塗覆設備中按順序執行操作(b)及(c),該濺射塗覆設備使該基板之該表面塗覆有該第一透明電導層及該第二透明電導層以及該電致變色堆疊,且其中在該濺射塗覆設備外部執行操作(d)。在某些實施例中,也在濺射塗覆設備外部執行(e)。
在沈積第二透明電導層之前,可在沒有對第一透明電導層之區域進行劃片或在沒有隔離第一透明電導層之區域的情況下執行該方法。在沈積第二透明電導層之前,可在沒有對電致變色堆疊之區域進行劃片或在沒有隔離電致變色堆疊之區域的情況下執行該方法。在一些實施例中,該方法亦可包括在該第二透明電導層及/或該第一透明電導層上形成一或多個另外的匯流排。在一些實施例中,該方法亦可包括切割基板切割以提供多個電致變色裝置或薄層。
可在沒有預定義在完成該電致變色裝置及該第二透明電導層之前將在何處形成用於該第二透明電導層之該匯流排的情況下執行該方
法。
製造電致變色堆疊可包括將元素鋰沈積於相對電極層及/或電致變色層上。
匯流排可具有至多約144吋的長度。第二透明電導層可為基本上透明的。在一些實施例中,基板之最大尺寸為至少約144吋。若使用卷對卷製程,則尺寸144吋是指寬度,而基板之長度可長得多,例如幾百英尺長或更長。
(e)中之去活化可包括減少在電致變色裝置之第一透明電導層中處於匯流排及/或電致變色層及/或相對電極層下方的區域中之導電性。減少導電性可包括使第一透明電導層中處於匯流排下方的區域產生化學反應。
化學反應可包括將第一透明電導層曝露至反應氧源,且藉此第一透明電導層包含透明層。該透明層可選自由金屬摻雜氧化物、非金屬摻雜氧化物、氮化物以及金屬組成之群組。在一些實施例中,反應氧源為基板。
化學反應可包括藉由使該第一透明電導層接觸存在於經施加來形成該匯流排的材料中之組分,或藉由使該第一透明電導層曝露至高溫來形成鈍化層。
去活化可包括防止電致變色裝置中匯流排下方的區域中之鋰化。
在一些實施例中,電致變色層包括電致變色金屬氧化物,且藉此(e)中之去活化包括使電致變色層中之間隙氧與電致變色金屬氧化物起反應,以產生化學計量或富含氧形式的金屬氧化物,該金屬氧化物不是電致變色活性的。電致變色金屬氧化物可為氧化鎢。
(e)中之去活化可包括在匯流排下方的區域中施加過量的氧。
在一些實施例中,操作(e)可包括:(i)在操作(b)及/或(c)期間,使
該電致變色堆疊、該第一透明電導層及/或該第二透明電導層敏化;以及(ii)在操作(c)之後,在該匯流排下方或緊鄰該匯流排局部施加刺激,以使該敏化的電致變色堆疊、該第一透明電導層及/或該第二透明電導層中處於該匯流排下方的該區域去活化,或使該敏化的電致變色堆疊、該第一透明電導層及/或該第二透明電導層中不在該匯流排下方的該區域活化。
敏化可包括選自由施加熱量、照射,施加化學品或組合物以及其組合所組成之群組的處理。該刺激可選自由照射、加熱、曝露至化學品或組合物以及其組合所組成之群組。
減小第一透明導電氧化層及/或電致變色層及/或相對電極層之電導率可包括將熱量及/或其他能量施加給此等層中之一或多者。在一些實施例中,IR加熱可用來減小此等層中之一或多者的電導率。可藉由加熱或以其他方式改變它們的形態來將層熔融,以抑制電導率及/或離子運動。
另一個態樣涉及一種製造電致變色裝置之方法,該電致變色裝置包括介於第一透明電導層與第二透明電導層之間的電致變色堆疊,該電致變色堆疊經配置來跨電致變色堆疊之表面遞送電勢且進而引起電致變色裝置之光交換,該製造方法包括:(a)接收基板;(b)在經安置於該基板之表面上的該第一透明電導層上製造該電致變色堆疊,其中該電致變色堆疊包含電致變色層及相對電極層;(c)在該電致變色堆疊上形成該第二透明電導層;(d)在該第二透明電導層之區域上形成匯流排,其中該區域是在該第一透明電導層的上方;以及(e)執行短路減輕操作來(i)防止該第二透明電導層與該第一透明電導層之間於該匯流排下方的該區域中形成電氣短路,及/或(ii)移除已形成於該第二透明電導層與該第一透明電導層之間於該匯流排下方的該區域中之電氣短路,藉此在製造該電致變色堆疊及該第二透明電導層之後,在
基本上沒有使該電致變色裝置中該匯流排下方的該區域去活化的情況下執行(e)。在一些實施例中,在該電致變色裝置之該表面的內部或可視區域上提供該等匯流排中之一或多者。匯流排可為透明的。亦可形成一或多個匯流排。在一些實施例中,匯流排中之一或多者可為透明的。
在一些實施例中,短路減輕操作包括藉由將匯流排導電材料施加於基本上不允許導電材料之導電物質遷移的介質中來形成匯流排,進而抑制或防止導電材料到達第二透明電導層且與之形成電接觸。該介質可為固體,或該介質可為膠帶,或該介質可為凝膠或液體,或該介質可為抑制導電材料的遷移的聚合物固體,諸如環氧樹脂、聚醯亞胺、聚氨酯等。該介質自身可具有電導率,例如利用導電物質官能化的聚合物,例如作為側鏈或與聚合鏈形成一體。在某些實施例中,導電材料自身經配置以便不遷移。在某些實施例中,將導電障壁層施加至第二透明導電層,且隨後將匯流排施加至該導電障壁層上。導電障壁層可由比匯流排導電性更弱或相同或更高的導電性的材料製成。
短路減輕操作可包括藉由將匯流排導電材料施加於介質中來形成該匯流排,該介質隔絕導電材料進而防止該導電材料遷移至該第二透明電導層。
短路減輕操作可包括在匯流排與第二透明電導層之間形成障壁層。障壁層可包括諸如石墨和石墨烯、氧化鈦、氧化錫、氧化鋅、氧化鋁、氮化鋁、氮化鈦、氮化鉭、鉻、氮化物、SiOxNy化合物、碳以及其組合的材料。
可在(d)期間執行短路減輕操作,以使得形成匯流排包括由包括導電材料之組合物形成匯流排,該導電材料抵抗至第二透明電導層中的電遷移。
短路減輕操作可包括施加刺激,該刺激治癒在第二透明電導層
與電致變色裝置的層之間存在的短路。施加治癒存在的短路的刺激可包括在第二透明電導層與電致變色裝置的層之間於匯流排下方的區域中施加電流。施加治癒存在的短路的刺激可包括將電致變色裝置中匯流排下方的區域曝露至高溫。施加治癒存在的短路的刺激可包括將電致變色裝置中匯流排下方的區域曝露至雷射能量。施加治癒存在的短路的刺激可包括使存在的短路與化學品起反應,以使得存在的短路為相對非導電的。刺激可為例如交流電、熱量、雷射照射等。
短路減輕操作可包括在可以其他方式形成短路的點處阻斷第二透明電導層中之通路。該等通路可包括第二透明電導層中之缺陷、凹陷或裂縫。阻斷第二透明電導層中之通路可包括使第二透明電導層之至少一部分熔化或流動。阻斷第二透明電導層中之通路可包括利用阻斷材料自匯流排至第二透明電導層中的遷移的材料來填充該等通路。阻斷第二透明電導層中之通路可包括在(d)中形成匯流排之前,利用基本上非導電材料來對第二透明電導層進行加蓋。該材料可為例如非導電聚合物材料。
在各種實施例中,該方法亦包括在製造電致變色堆疊之設備中將第一透明電導層沈積於基板上。一些方法可涉及在執行(d)之前執行(e)。
在一些實施例中,該方法亦包括將來自一卷基板之基板連續不斷地饋送至將電致變色堆疊塗覆至基板上的設備。在一些實現方式中,基板包括可撓玻璃。
該方法亦可包括在基板之表面上形成第一透明電導層。在濺射塗覆設備中按順序執行形成該第一透明電導層、製造該電致變色堆疊、以及形成該第二透明電導層,該濺射塗覆設備使該基板之該表面塗覆有該第一透明電導層及該第二透明電導層以及該電致變色堆疊。
在一些實施例中,在濺射塗覆設備中按順序執行操作(b)及(c),
該濺射塗覆設備使該基板之該表面塗覆有該第一透明電導層及該第二透明電導層以及該電致變色堆疊,且其中在該濺射塗覆設備外部執行操作(d)。
在形成第二透明電導層之前,可在沒有對第一透明電導層的區域進行劃片或在沒有隔離第一透明電導層之區域的情況下執行該方法。在形成第二透明電導層之前,可在沒有對電致變色堆疊的區域進行劃片或在沒有隔離電致變色堆疊之區域的情況下執行該方法。在一些實施例中,該方法亦可包括在該第二透明電導層及/或該第一透明電導層上形成一或多個另外的匯流排。該一或多個匯流排可為透明的。在一些實施例中,該方法亦可包括切割基板切割以提供多個電致變色裝置或薄層。
可在沒有預定義在完成該電致變色裝置及該第二透明電導層之前將在何處形成用於該第二透明電導層之該匯流排的情況下執行該方法。
製造電致變色堆疊可包括將元素鋰沈積於相對電極層及/或電致變色層上。
另一個態樣涉及一種電致變色裝置,其包括:基板,該基板具有表面;第一透明電導層,該第一透明電導層經安置於該基板表面上;電致變色堆疊,該電致變色堆疊處於該第一透明電導層上,其中該電致變色堆疊包括電致變色層及相對電極層;第二透明電導層,該第二透明電導層處於該電致變色堆疊上;以及匯流排,該匯流排電氣耦合至該第二透明電導層之區域,其中該區域處於該第一透明電導層的上方,且其中該電致變色堆疊係安置於該兩個透明電導層之間,該兩個透明電導層經配置來跨該電致變色堆疊之表面遞送電勢且進而引起該電致變色裝置之光交換,其中在製造該電致變色堆疊及第二透明電導層之後,使該電致變色堆疊中該匯流排下方的該區域去活化。
另一個態樣涉及一種電致變色裝置,其包括:基板,該基板具有表面;第一透明電導層,該第一透明電導層經安置於該基板表面上;電致變色堆疊,該電致變色堆疊處於該第一透明電導層上,其中該電致變色堆疊包含電致變色層及相對電極層;第二透明電導層,該第二透明電導層處於該電致變色堆疊上;以及匯流排,該匯流排電氣耦合至該第二透明電導層之區域,其中該區域處於該第一透明電導層的上方,其中該電致變色堆疊係安置於該兩個透明電導層之間,該兩個透明電導層經配置來跨該電致變色堆疊之表面遞送電勢且進而引起該電致變色裝置之光交換,以及其中該電致變色堆疊係活動的且短接及/或潛在缺陷在該匯流排下方的該區域中得以減輕。在一些實施例中,該等潛在缺陷中之至少一者為潛在短路。
另一個態樣涉及一種用於製造電致變色裝置之系統,該電致變色裝置包括介於兩個透明電導層之間的電致變色堆疊,該電致變色堆疊經配置來跨該電致變色堆疊之表面遞送電勢且進而引起該電致變色裝置之光交換,該製造設備包括:(a)塗覆設備,其經配置來接收視情況具有表面之基板,該表面上安置有第一透明電導層,在該第一透明電導層上製造該電致變色堆疊,其中該電致變色堆疊包括電致變色層及相對電極層,以及在該電致變色堆疊上形成第二透明電導層;以及(b)塗覆後圖案化設備,其經配置來接收具有介於該兩個透明電導層之間的該電致變色堆疊的該基板,形成電氣耦合至該第二透明電導層及/或第二透明電導層的一或多個匯流排,以及使下伏裝置中該一或多個匯流排下方的該區域去活化。該塗覆後圖案化設備可進一步配置來切割該基板以提供多個電致變色裝置或薄層。該塗覆後設備可配置來形成電氣耦合至第一透明電導層的一或多個匯流排。
另一個態樣涉及一種用於製造電致變色裝置之系統,該電致變色裝置包括介於兩個透明電導層之間的電致變色堆疊,該電致變色堆
疊經配置來跨該電致變色堆疊之表面遞送電勢且進而引起該電致變色裝置之光交換,該製造設備包括:(a)塗覆設備,其經配置來接收視情況具有表面之基板,該表面上安置有第一透明電導層,在該第一透明電導層上製造該電致變色堆疊,其中該電致變色堆疊包含電致變色層及相對電極層,以及在該電致變色堆疊上形成第二透明電導層;以及(b)塗覆後圖案化設備,其經配置來接收具有介於該兩個透明電導層之間的該電致變色堆疊的該基板,形成電氣耦合至該第二透明電導層及/或第二透明電導層的一或多個匯流排,以及阻斷該匯流排材料之穿透。該塗覆後圖案化設備可進一步配置來切割該基板以提供多個電致變色裝置或薄層。該塗覆後設備可配置來形成電氣耦合至第一透明電導層的一或多個匯流排。
另一個態樣涉及一種製造電致變色裝置之方法,該電致變色裝置包括介於第一透明電導層與第二透明電導層之間的電致變色堆疊,該電致變色堆疊經配置來跨電致變色堆疊之表面遞送電勢且進而引起電致變色裝置之光交換,該製造方法包括:(a)在沒有在第一設施中預圖案化的情況下在玻璃基板上製造該電致變色裝置;(b)將包括該電致變色堆疊之該玻璃基板運送至第二設施;以及(c)在該第二設施中執行後處理。在各種實施例中,(c)包括將一或多個匯流排施加至電致變色堆疊。在一些實施例中,該方法亦包括使在後處理期間施加於基板上之一或多個匯流排中至少一者下方的電致變色堆疊去活化。可在施加一或多個匯流排之前或之後來執行去活化。某些方法包括在(b)之前將氣密密封層施加至電致變色裝置。該氣密密封層經施加至曝露的(頂部)透明導電氧化物層,且可為永久的或臨時的,例如在後一種情況下是可被蝕刻掉或以其他方式移除的可剝離式塗層或層。在一些實施例中,(c)可包括將包括電致變色堆疊之玻璃基板切割成多個電致變色薄層。在一些實施例中,(c)可包括電致變色裝置之雷射
圖案化。
在一些實施例中,去活化包括藉由執行選自由施加熱量、照射,施加化學品或組合物以及其組合所組成之群組的處理,來使電致變色堆疊、第一透明電導層及/或第二透明電導層敏化。
在各種實施例中,(c)包括執行短路減輕操作來(i)防止第二透明電導層與第一透明電導層之間於該匯流排下方的區域中形成電氣短路,及/或(ii)移除已形成於第二透明電導層與第一透明電導層之間於該匯流排下方的該區域中之電氣短路,且其中在製造該電致變色堆疊及該第二透明電導層之後,在基本上沒有使該電致變色裝置中該匯流排下方的該區域去活化的情況下執行該短路減輕操作。
在一些實施例中,該方法亦包括在(b)之前在電致變色堆疊上提供氣密保護。
在一些實施例中,提供氣密保護包括在電致變色堆疊上方形成氣密頂部塗層。在一些實施例中,該氣密頂部塗層係由諸如聚對二甲苯、矽基密封劑、環氧樹脂基密封劑、氧化物-聚合物多層以及其組合的材料製成。
在一些實施例中,該方法亦包括在第二設施處移除氣密頂部塗層。
在一些實施例中,包括該電致變色堆疊之玻璃基板具有小於約30nm的粗糙度。
在一些實施例中,該方法亦包括提供玻璃基板,該玻璃基板包括在被保護免受大氣濕度的環境中的電致變色堆疊。在一些實施例中,該環境為氬氣環境。
在一些實施例中,該方法亦包括提供包括電致變色堆疊之玻璃基板,其中至少一個其他玻璃基板具有與保護材料交錯的電致變色堆疊。
在各種實施例中,保護材料包括粉末及/或交錯片。在一些實施例中,交錯片為米紙。
在一些實施例中,包括該電致變色堆疊之運送的玻璃基板未進行回火。在一些實施例中,該方法亦包括在第二設施處進行後處理期間,使包括電致變色堆疊之玻璃基板在切割之後進行退火。在一些實施例中,包括電致變色堆疊之運送的玻璃基板包括電致變色前驅體。在一些實施例中,該方法亦包括在第二設施處進行後處理期間,使包括電致變色堆疊之玻璃基板在切割之後進行回火。
另一個態樣涉及一種製造電致變色裝置之方法,該方法包括:a.將包括第一電致變色層及第一相對電極層之第一電致變色堆疊沈積於第一透明電導層上;b.將包括第二電致變色層及第二相對電極層之第二電致變色堆疊沈積於該第一電致變色堆疊上,其中該等電致變色堆疊中之至少一者在該電致變色層與該相對電極層之間的介面處包括超化學計量的氧氣;c.將鋰沈積於該第二電致變色堆疊上;d.將第二透明電導層沈積於該第二電致變色堆疊上,以形成電致變色裝置前驅體;以及e.使除了經配置來激勵該第二透明電導層的匯流排將存在的區域的區域中的該電致變色裝置前驅體。
在一些實施例中,匯流排為非穿透性匯流排。
當在該區域內製造該匯流排時,該匯流排將存在的該區域可配置成延伸超過該匯流排之任何邊緣約0.5mm至約5mm。當在該區域內製造該匯流排時,該匯流排將存在的該區域可配置成延伸超過該匯流排之任何邊緣約0.5mm至約2mm。當在該區域內製造該匯流排時,該匯流排將存在的該區域可配置成延伸超過該匯流排之任何邊緣約0.5mm至約1mm。
該方法亦可包括使該區域去活化以抑制該第一透明電導層與該第二透明電導層之間的電傳導。
在一些實施例中,該匯流排包括介質中之匯流排導電材料,該介質隔絕導電材料進而防止該導電材料遷移至該第二透明電導層。
下文中參考附圖進一步描述此等及其他態樣。
100:電致變色裝置
102:玻璃基板
103:擴散障壁
104:導電層(CL)/底部TCO
105:玻璃
106:電致變色堆疊
106a:EC電極層
106b:離子導電(電子電阻)層(IC)
106c:相對電極層(CE)
110:擴散障壁
112:導電層(CL)/頂部TCO
115:頂部TCO
116:電壓源
125:EC堆疊
130:第二TCO
155:銀
190:IGU
191:玻璃窗格
192:主密封件
193:次密封件
194:乾燥劑
195:隔片
196:內部體積或氣隙
302:步驟
304:步驟
308:步驟
378a:步驟
378b:步驟
400:窗戶單元
402:步驟
404:步驟
408:步驟
440:底部TCO
475:頂部TCO層
478:步驟
502:步驟
504:步驟
508:步驟
578:步驟
602:步驟
604:步驟
608:步驟
678:步驟
700:製造具有光學電致變色裝置之絕緣玻璃單元(IGU)的製程流程
702:步驟
704:步驟
705:步驟
706:步驟
707:步驟
708:步驟
770:步驟
772:步驟
774:步驟
776:步驟
778:步驟
872:卷對卷製程
876:基板
877:輸送器
878:可撓基板
879:滾筒
880:雷射
881:層壓製品結構
圖1A至圖1C為電致變色裝置之實例的示意性表示。
圖1D為絕熱玻璃單元之示意性表示。
圖2為在電致變色裝置中蓄積的銀的實例的示意性表示。
圖3為針對根據所揭露的實施例執行的操作之製程流程圖。
圖4A為施加於電致變色裝置上之匯流排之實例的示意性表示。
圖4B、圖5及圖6為針對根據所揭露的實施例執行的操作之製程流程圖。
圖7為描繪根據所揭露的實施例製造電致變色窗戶之方法的製程流程圖。
圖8為描繪電致變色裝置之卷對卷製程的示意性表示。
以下說明包括某些細節以提供所引用的實施例的上下文及/或完整的說明,然而可在沒有一些或所有此等細節的情況下實踐所引用的實施例。因此,儘管利用特定的操作及/或特徵來描述一些所揭露的實施例,但本專利申請人不意圖將實施例限制於此等操作及/或特徵。在一些實例中,不對熟知的操作及/或特徵進行描述以闡明所揭露的實施例。
介紹
為達簡潔之目的,實施例為按照電致變色(EC)裝置來進行描述的,然而本揭露之範圍並不局限於此。本領域一般技藝人士將理解的為所描述的方法及裝置施加至其他薄膜裝置,在該等薄膜裝置中一或多個層係夾在兩個薄膜導體層之間。某些實施方案涉及光學器件,
即,具有至少一個透明導體層的薄膜器件。在最簡單的形式中,光學器件包括基板和夾在兩個導體層之間的一個或多個材料層,它們之一是透明的。在一個實施方案中,光學器件包括一個透明基板和兩個透明導體層。在另一實施例中,光學裝置包括透明基板、經設置於該透明基板上之下透明導體層、以及不透明的上導體層。在另一實施例中,基板係不透明的,且導體層中之一者或兩者係透明的。光學裝置之一些實例包括電致變色裝置、電致發光裝置、光電裝置、懸浮顆粒裝置(SPD)等。對於上下文而言,在下文中呈現對電致變色裝置的說明。為了方便,描述了所有的固態及無機電致變色裝置;然而實施例不受此方式限制。
將呈現電致變色裝置結構及製造之實例。圖1A至圖1C為電致變色裝置100之示意性截面圖,展示了用於此種裝置之結構模體。電致變色裝置100包括玻璃基板102、擴散障壁103、導電層(CL)104、EC堆疊106、以及另一導電層(CL)112。該基板可由玻璃材料且尤其為建築玻璃或其他抗碎裂玻璃材料(諸如例如基於氧化矽(SOx)之玻璃材料)製成。作為更特定的實例,基板可為鈉鈣玻璃基板或浮製玻璃基板。此類玻璃基板可由例如近似75%的二氧化矽(SiO2)以及Na2O、CaO,及若干較少的添加劑組成。然而,基板可由具有合適的光、電、熱以及機械性質之任何材料形成。例如,其他合適的基板可包括其他玻璃材料以及塑膠、半塑性以及熱塑性材料(例如,聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、烯丙基二甘醇碳酸酯、SAN(苯乙烯丙烯腈共聚物)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚酯、聚醯胺)或鏡面材料。在一些實現方式中,第一窗格及第二窗格(未展示)中之每一者可藉由例如回火、加熱或化學強化來加以強化。玻璃基板可併入以使得一或多個基板可用來形成絕緣玻璃單元(IGU)。
EC堆疊106包括電致變色層(未展示)及離子導電(電子電阻)層
(IC)(未展示)。EC堆疊亦可包括亦稱為離子儲存層之對置的相對電極層。此種層可為或可不為電致變色的。通常此類裝置經建構為使得電致變色層為陰極著色的,且相對電極層為陽極著色的。儘管此不為限制的,其具有著色層為互補的優點,即,它們同時著色或褪色,且因此可達成更深入的著色及更中性的著色。
導電層104及112通常包括透明導電材料,諸如金屬層、金屬氧化物、合金氧化物以及其摻雜變體,且通常稱為「TCO」層,因為其有時由透明導電氧化物或透明金屬氧化物製成。術語「TCO」慣常用來提及範圍廣泛的透明導電材料,該透明導電材料可形成為導電層,該導電層用來跨電致變色裝置之面遞送電勢以驅動或保持光激過渡。儘管在本文件中此類材料係稱為TCO,該術語涵蓋透明的且導電的非氧化物以及氧化物,諸如某些極其薄的金屬及某些非金屬材料。透明導電材料通常具有明顯大於電致變色材料或相對電極材料之電導性的電導性。例如,透明導電材料可具有至少約100μOhm-cm至約600μOhm-cm的電阻率。此外,透明導電材料可具有至多約10歐姆/平方至約20歐姆/平方的片電阻。示例性透明層包括銦錫氧化物(ITO)、氟化錫氧化物(FTO)以及鋁鋅氧化物(AZO)。本文描述的術語「TCO」亦可包括多層結構。例如,TCO可包括第一ITO層、金屬層以及第二ITO層,其中該金屬層介於兩個ITO層之間。TCO亦可指具有一或多個透明導電材料層之多層結構。一些TCO亦可包括金屬頂部或底部導電層。
如本文所述,導電層104可稱為「第一TCO」、「底部TCO」或「TCO1」。導電層112可稱為「第二TCO」或「頂部TCO」或「TCO2」。然而,一般而言,透明層可由與裝置堆疊相容的任何透明導電材料製成。一些玻璃基板具備薄透明導電氧化物層,諸如有時稱為「FTO」的氟化錫氧化物。在一些實施例中,第二TCO係基本上透
明的。裝置之基本上透明的組件為藉由其至少約80%或至少約90%的光經傳輸穿過該裝置的裝置。
底部TCO 104為用來形成於玻璃基板或玻璃片102上製造之電致變色裝置100的電極的兩個導電層中之第一者。在一些實例中,可將玻璃基板102預先製造成具有形成於下伏玻璃102上方之擴散障壁103。因此,在一些實施例中,在沈積底部TCO 104、EC堆疊106(例如,具有電致變色、離子導體以及相對電極層之堆疊)以及頂部TCO 112之前沈積擴散障壁103。在一些實施例中,可將玻璃基板102預先製造成具有形成於下伏玻璃102上方之擴散障壁103及底部TCO 104。
非穿透性匯流排(如本文使用的匯流排1或「頂部匯流排」)係施加至頂部TCO 112。非穿透性匯流排(如本文使用的匯流排2或「底部匯流排」)在底部TCO 104上經施加至EC堆疊106及頂部TCO 112未沈積或已移除的區域(例如,通過保護底部TCO 104免於裝置沈積之遮罩,或藉由使用機械磨損製程,或藉由使用雷射消蝕製程)。匯流排通常為用於嚮導電層提供電流及電壓常常以驅動或維持光學狀態的電氣連接件。匯流排可為穿透性或非穿透性的。穿透性匯流排為典型地經按壓至(或焊接至)一或多個層中並穿過一或多個層以與下導體接觸的一種匯流排,該下導體例如位於EC堆疊之一或多個層的底部處或位於一或多個層下方的TCO)。習知地,匯流排1及2可由經應用為液體之油墨製造。在一些實施例中,匯流排1經對準以使得其係沈積於頂部TCO 112邊緣上。在各種實施例中,匯流排係應用為後圖案化製程之一部分。匯流排材料可包括液體銀墨。在一些實施例中,匯流排2可為穿透性匯流排。在一些實施例中,匯流排2可經施加於整個EC堆疊之頂部上,該匯流排2向下穿透以觸及第一TCO層。例如,可以此種方式使用超音波焊接的匯流排。在此種配置中,隔離線可經施加至少穿過頂部TCO 112,但不穿過底部TCO 104。
可使用匯流排來將TCO層104及112電氣連接,該匯流排可使用絲網及平版印刷圖案化方法來製造。經由對導電油墨進行絲網印刷(或使用另一圖案化方法),然後對油墨進行熱固化或燒結,來在裝置的TCO層之間建立電氣連通。
圖1B為電致變色裝置100之操作的示意性表示,該電致變色裝置100包括基板102、底部TCO 104、EC電極層106a、可選的離子導電(電子電阻)層(IC)106b、相對電極層(CE)106c以及頂部TCO 112。元件106a、106b以及106c共同稱為電致變色堆疊106。可操作以將電勢施加於電致變色堆疊106兩端的電壓源實現電致變色裝置自例如透明狀態至有色狀態的轉變。在各種實施例中,EC堆疊係藉由形成與EC電極層直接接觸的相對電極層來製造。所得之構造不具有IC層或具有在EC電極及/或相對電極層之沈積之後或期間在原位形成的IC層。在於2010年4月30日提交之美國專利第12/772,055號(現在為專利第8,300,298號)及於2010年6月11日提交之12/814,279(現在為美國專利第8,764,952號)中描述此類裝置,兩個專利以引用之方式整體併入本文。
如圖1B中所示,可操作以將電勢施加於EC堆疊106兩端的電壓源116實現電致變色裝置100自例如透明狀態(參考圖1B)至有色狀態(參考圖1C)的轉變。
在正常操作期間,諸如裝置100之電致變色裝置在透明狀態與有色狀態之間可逆地循環。在電致變色裝置100之著色期間,對如圖1A中所示的匯流排1(或如本文使用的「頂部匯流排」)及匯流排2(或如本文使用的「底部匯流排」)通電以便將如圖1B中所示的電勢施加於電致變色裝置兩端;例如底部TCO 104具有負電荷且頂部TCO 112具有正電荷或反之亦然。如圖1B中所描繪的,在透明狀態中,電勢經施加於EC堆疊106之電極(TCO層104及112)兩端,從而致使該堆疊中之
可用離子(例如,鋰離子)主要存在於相對電極106c中。若電致變色層106a包括陰極著色材料,則裝置處於透明狀態。在某些電致變色裝置中,當加載有可用離子時,相對電極層106c可被認為為離子儲存層。
如圖1A至圖1C中所示的裝置100為用於例示性目的,以便理解本文所述的實施例之上下文。本文所述的方法及設備係用來識別及減少電致變色裝置中之缺陷,不管電致變色裝置之結構佈置如何。
層之次序可相對於基板102反轉。即,該等層可為以下次序:基板、導電層、相對電極層、離子導電層、EC層以及導電層。相對電極層可包括為電致變色的或不為電致變色的材料。若電致變色層及相對電極層採用電致變色材料,則其中之一者應當為陰極著色材料且另一為者應當陽極著色材料。例如,EC層可採用陰極著色材料且相對電極層可採用陽極著色材料。當電致變色層為氧化鎢且相對電極層為鎳鎢氧化物時就為此種情況。
參考圖1C,當反轉EC堆疊106上之電勢時,離子橫跨離子導電層106b傳輸至電致變色層106a且致使該材料進入有色狀態。同樣,此假定電致變色裝置中之光學可逆材料為陰極著色電致變色材料。在某些實施例中,來自相對電極材料之離子的消耗致使其也如所描繪的著色。換言之,相對電極材料為陽極著色電致變色材料。因此,層106a及106c結合來協同地減少傳輸穿過堆疊的光量。當將反向電壓施加至裝置100時,離子自EC層106a行進穿過離子導電層106b,並回到相對電極層106c中。因此,裝置為透明的。
合適的電致變色裝置之一些實例在以下美國專利申請案中呈現,每個申請案通過引用之方式以其全部內容進行合併:於2009年12月22日提交之美國專利申請案第12/645,111號;於2010年4月30日提交之美國專利申請案第12/772,055號(現在為美國專利第8,300,298號);於2009年12月22日提交之美國專利申請案第12/645,159號(現在為美國
專利第8,432,603號);於2010年6月11日提交之美國專利申請案第12/814,279號(現在為美國專利第8,764,951號);於2012年5月2日提交之美國專利申請案第13/462,725號;於2014年5月2日提交之美國臨時專利申請案第61/988,107號;於2013年2月8日提交之美國專利申請案第13/763,505號(現在為美國專利第9,007,674號)。
諸如關於圖1A至圖1C所描述的彼等之電致變色裝置被用於例如電致變色窗戶中。電致變色窗戶為包括電致變色薄層之窗戶,該電致變色薄層為當將驅動電勢施加至薄層時光學性質(諸如著色的顏色或程度)變化的透明面板。例如,電致變色薄層可著色以濾出傳輸穿過面板的50%的光或濾出約70%的光。電致變色窗戶可在諸如商業摩天大樓或住宅家庭之建築物中運用,以幫助節約集中供暖或空調系統中所使用的能量。例如,電致變色薄層可經著色以減少在熱天期間進入房屋的光量,從而減少用來給房屋中之空調供能的能量。例如,基板102可為建築玻璃,在該建築玻璃上製造電致變色裝置。建築玻璃為用作建築材料的玻璃。建築玻璃通常用於商業建築物中,但亦可用於住宅建築物中,且通常但不必將室內環境與室外環境分開。在某些實施例中,建築玻璃為至少20吋乘20吋,且可大得多,例如,大到約72吋乘120吋,或大到約72吋乘144吋。
在一些實施例中,電致變色玻璃係整合至絕緣玻璃單元(IGU)中。IGU包括經組裝至單元中之多個玻璃窗格,一般其意圖是使含有在由該單元形成的空間中之氣體的絕熱性質最大化,同時提供通過該單元的清晰視野。併入電致變色玻璃的絕緣玻璃單元類似於本領域中當前已知的IGU,例外的是用於將電致變色玻璃連接至電壓源之電氣端子。
通常,基板及IGU作為整體為矩形固體。然而,在一些其他實現方式中,其他形狀(例如,圓形、橢圓形、三角形、曲線形、凸面、
凹面)係可能的且可為所需的。在一些實現方式中,基板之長度「L」可在約20吋至約12英尺的範圍內,每個基板之寬度「W」可在約20吋至約12英尺的範圍內,且每個基板之厚度「T」可在約1毫米至約10毫米的範圍內(儘管更小及更大的其他長度、寬度或厚度係可能的,且基於特定使用者、管理者、管理員、建築者、設計師或所有者的需求可為所需的)。此外,IGU可包括兩個窗格(未展示),或在一些其他實現方式中,IGU可包括三個或三個以上的窗格。每個窗格可為如上文所述的玻璃基板。此外,在一些實現方式中,該等窗格中之一或多者自身可為具有兩層、三層或三層以上或子窗格之積層結構。
IGU之窗格或基板係由隔片與彼此間隔開,以形成內部體積。圖1D展示IGU 190之實例,其中隔片195分別介於兩個玻璃窗格191之間及主密封件192與次密封件193之間。在此實例中,隔片195為在內部具有乾燥劑194之中空金屬結構。在一些實現方式中,內部體積或氣隙196係填充有氬氣(Ar),儘管在一些其他實現方式中,內部體積或氣隙196可填充有另一種氣體,諸如另一種惰性氣體(例如,氪氣(Kr)或氙氣(Xe))、另一種(非惰性)氣體或氣體混合物(例如,空氣)。由於此等氣體之低熱導率,利用諸如Ar、Kr或Xe之氣體來填充內部體積或氣隙196可減少穿過IGU的熱傳導,而且由於它們增加的原子量可改進隔音。在一些其他實現方式中,可將內部體積或氣隙196排空空氣或其他氣體。隔片195大體上判定內部體積之厚度;即基板之間的間距。在一些實現方式中,基板之間的間距在約0.375"至約1"的範圍內。隔片195之寬度可在約0.25"至約1"的範圍內。儘管在截面圖中未展示,但隔片195可形成在IGU之所有側(例如,IGU之頂側、底側、左側以及右側)周圍。例如,隔片195可由泡沫或塑膠材料形成。然而,在一些其他實現方式中,隔片195可由金屬或其他導電材料形成,例如為金屬管結構。第一主密封件192黏附並氣密密封隔片195及
第一窗格或薄層之第二表面中之每一者。第二主密封件192黏附並氣密密封隔片195及第二窗格或薄層之第一表面中之每一者。在一些實現方式中,主密封件192中之每一者可由諸如例如PIB(聚異丁烯)之黏合密封劑形成。濕蒸汽障壁及密封件產生密封的氣隙。該材料充當圍繞隔片195之周邊的柔軟的、黏性的o形環,從而產生介於隔片195與玻璃表面之間的密封。在一些實現方式中,IGU進一步包括次密封件193,該次密封件氣密密封在隔片195外部的整個IGU周圍的邊界。次密封件193係用於結構完整性。若填充IGU之整個周邊周圍的間隙,則典型地距邊緣約3mm至約9mm深。當應用時此具有焦油的稠度,且隨後在裝運之前固化並硬化成橡膠狀的稠度。為此,可將隔片195自第一窗格或薄層及第二窗格或薄層之邊緣插入一段距離。在一些實現方式中,次密封件193可由諸如例如矽樹脂或聚硫化物之黏合密封劑形成。
諸如圖1A中描繪的一者之電致變色裝置可具有某些類型的缺陷,有時表現為「光暈」的明顯的小短路。如本文使用的,術語「缺陷」是指電致變色裝置之有缺陷的點或區域。典型地,缺陷為電氣短路或針孔。短路為跨越離子導電層的局部電導通路(例如,介於兩個透明導電層之間的電導通路)。光暈為裝置之相對較大、可察覺的沒有發生著色的區域。短路防止由電致變色裝置所圍繞的區域著色,從而產生無法經歷如上文所述的著色及透明的小圈材料。
此外,缺陷可經描述為為可見或不可見的。一般而言,電致變色裝置中之缺陷且有時為圍繞該缺陷的區域不響應於足以引起電致變色裝置之無缺陷區域著色或以其他方式改變光學狀態的所施加的電勢來改變光學狀態(例如,著色)。通常缺陷將表現為電致變色薄層或其他裝置中之視覺上可辨別的異常。此類缺陷在本文中稱為「可見」缺陷。其他缺陷是如此之小以至於其在正常使用中對於觀察者而言視覺
上不可覺察(例如,當裝置在日間處於著色狀態時此類缺陷不產生明顯的光點或「針孔」)。
短路為跨越離子導電層的局部電導通路(例如,介於兩個透明導電層之間的電導通路)。短路可形成於第二透明電導層與EC堆疊之另一層之間。例如,短路可形成於第二透明電導層與第一透明電導層之間。典型地,引起可見短路之缺陷將具有數十微米的物理尺寸(有時會更小),該缺陷從視覺的角度來看是相對較小的缺陷。然而,此等相對較小的缺陷導致在著色的電致變色薄層中之例如直徑為約1釐米(有時更大)的視覺異常、「光暈」。
針孔為電致變色裝置之損壞或去活化以便不展現電致變色性的一或多個層的區域。針孔不是電氣短路,且如上文所述的,其可為減輕裝置中之電氣短路的結果。在某些實施例中,針孔具有介於約25微米與約300微米之間典型地介於約50微米與約150微米之間的缺陷尺寸,因此針孔比光暈更難以在視覺上進行辨別。典型地,為了減少對由減輕光暈所產生的針孔的可見感知,將把有意產生的針孔之大小限制成約100微米或更小。
在一些情況下,電氣短路係由積存於及/或遍佈離子導電層中之導電顆粒產生,進而引起相對電極層與電致變色層或與其中之任一者相關聯的透明導電層之間的電子路徑。
短路可通過電致變色裝置製造製程來固有地形成。如上所述,在可見短路的情況下,缺陷將表現為具有擴散分界的光中心區域(當裝置處於著色狀態時),以使得裝置隨著距短路中心之距離逐漸變暗。若存在集中於電致變色裝置之區域中的相當數量的電氣短路(可見或不可見),其可能共同影響裝置之廣泛區域,藉此該裝置不能夠在此區域中進行切換。此係由於此類區域中之EC層與CE層之間的電勢差不能夠達到驅動離子遍佈離子導電層所需的臨限電平。
當裝置變暗時,可見短路產生光暈。光暈是器件中的一個區,在所述區中,跨越電致變色堆疊的電氣短路導致短路周圍的區域使電流排入短路中,並且因此圍繞短路的區域並未變暗。如所提及的,此等區域的直徑能夠高達約1cm,且因此藉由使得電致變色薄層在有色時對於觀察者而言不被注意而提出了問題。此使具有可在著色模式中操作的薄層的目的挫敗。當在匯流排與底部TCO之間發生多個微短路時,光暈亦可形成於匯流排之邊緣周圍。匯流排可為短路的來源,以使得微短路共同形成匯流排下方之一個大的缺陷。缺陷則隨後引起匯流排之邊緣周圍的光暈的形成。
由於電致變色裝置在短路時是無功能的,因此材料保持透明,進而在電致變色裝置之剩餘者被著色時形成光暈。歷史上,光暈通常發生於電致變色薄層之可視區域中。可視區域可經界定為電致變色薄層之光可穿過的區域。在一些實施例中,可視區域可在不透明隔片或框架元件定位的IGU或其他「窗戶」佈置之周邊內部。由加利福尼亞州米爾皮塔斯市的View公司(View,Inc.of Milpitas,CA)首創的裝置設計及製造技術上的改進已大大減小了此問題。然而,某些新的EC技術可能在頂部匯流排存在的位置處或附近引起光暈。儘管IGU中所使用的隔片可正常地遮擋薄層之應用了頂部匯流排的區域,但光暈可延伸超過隔片位置之內邊緣且對使用者是可見的。在沒有由特定的理論束縛的情況下,咸信匯流排材料至下伏電致變色裝置中之遷移可引起短路,從而產生將非著色區域輻射成可視區域的結果。此種遷移之一種形式為當諸如銀基液體墨之匯流排材料填充電致變色裝置中之裂縫及凹陷時,因此產生短路。此類裂縫及凹陷在寬度上可在約5μm至約100μm的大小範圍內,且可部分延伸至電致變色裝置中或在一些實施例中向下延伸至第一TCO層。在一些實施例中,此等凹陷係由在塗覆EC塗層之前污染玻璃邊緣並隨後隨時間移除的外來碎屑產生。短路
或潛在缺陷可藉由如本文所述的短路減輕操作來減輕。在一些實施例中,潛在短路是由揭露的實施例中之製造方法減輕的潛在缺陷。
一些觀察建議頂部TCO 115可具有直徑上小於約100μm的較小的針孔。用於在電致變色裝置之製造期間沈積頂部TCO之製程可引起此類裂縫或缺陷的形成。通常缺陷將表現為電致變色薄層或其他裝置中之視覺上可辨別的異常。此類缺陷在本文中稱為「可見」缺陷。其他缺陷是如此之小以至於其在正常使用中對於觀察者而言視覺上不可覺察(例如,當裝置在日間處於著色狀態時此類缺陷不產生明顯的光點或「針孔」)。
針孔在電致變色裝置之缺失或損壞以使得不展現電致變色性的一或多個層中產生。可替代地或此外,由其組成或形態產生之固有TCO性質可引起此類缺陷。在觀察到光暈的一些電致變色裝置中,於頂部TCO之裂縫或缺陷中發現銀,且此等缺陷之截面展示了銀不僅僅在此等裂縫中蓄積而且可被植入玻璃基板附近,這表明銀可能已朝向底部TCO遷移,從而侵蝕EC堆疊及底部TCO之部分。
圖2為描繪了其中觀察到光暈的電致變色裝置100之截面的實例的圖解。在圖2之實例中,電致變色裝置100經製造成具有諸如圖1A中所示的層,其中銀墨匯流排1經施加於第二TCO 130上且處於電致變色裝置100之活動裝置區域,即,活動地切換的區域(自頂部或平面視角)或範圍(以上提及的區域之體積)上方。附圖之放大部分例示由某些揭露的實施例克服的問題。放大部分描繪了第二TCO 130頂部上蓄積的銀155。提供圍繞銀155的層以有助於想像且該等層不是裝置100之一部分。銀155已遷移達到這樣的程度:第二TCO 130在與EC堆疊125的介面處已基本上侵蝕。同樣地,EC堆疊125在銀155已積聚處已侵蝕,且第一TCO 115在頂部表面處已部分侵蝕。在正常操作中,第二TCO 130、銀155與第一TCO 115之間的不希望的物理連接可形成電
氣短路。此等短路問題引起光暈的形成。使用諸如銀墨之液基油墨來習知地沈積匯流排。在沒有由特定的理論束縛的情況下,咸信銀或其他導電匯流排材料遷移穿過第二TCO 130中之缺陷或裂縫,且穿過EC堆疊125,從而侵蝕或甚至蝕刻底部TCO 115。可能地,匯流排導電材料藉由電遷移來穿透第二TCO 130。電遷移是由導體中由於導電電子與擴散的金屬原子之間的動量傳遞的離子的漸進移動所引起的材料運輸。不管實際機構如何,導電材料可在匯流排下方之某些活動裝置區域中侵蝕及/或遷移,從而引起電氣短路。
某些電致變色裝置藉由以下方式來避免此等短路問題:使將在其他情況下為頂部匯流排下方之活動電致變色裝置材料去活化或藉由在頂部匯流排下方不包括活動電致變色裝置。例如,頂部匯流排下方之區域可不含電致變色層及/或相對電極層。可替代地,在一些情況下,電致變色裝置經製造成使得在塗覆EC堆疊及頂部TCO之前刪除第一TCO及視情況而定的擴散障壁中直接處於頂部匯流排下方的區域。在另一種方法中,製造製程在塗覆之前將劃線應用至底部TCO。此電隔離了上匯流排之區域中的下TCO,且防止來自上匯流排之短路的負面影響。不管如何實現去活化,頂部匯流排下方之電致變色裝置都不經歷著色。此係有益的但需要在沈積EC堆疊之前已知匯流排之預定位置。只有利用此種知識,該過程才能夠經定製來不包括或刪除頂部匯流排下方之第一TCO或EC層。此等方法係稱為「預圖案化」方法,因為匯流排之圖案在製造電致變色裝置之前係已知的。此對於一些應用是很好的,但對於其中製造商需要保持在大片或大卷塗覆的電致變色玻璃上的光學可切換窗戶之製造位置的柔靈活性的應用不是很好。在於2014年6月4日提交之標題為「薄膜裝置及製造」的美國專利申請案第14/362,863號中描述一些圖案化方法,該專利申請案以引用之方式整體併入本文。
圖案化係界定為用於改變、修改、處理、沈積電致變色裝置之一些區域上的材料、自電致變色裝置之一些區域移除材料或以其他方式判定及/或界定電致變色裝置之一些區域之製程。圖案化可結合判定電致變色裝置或薄層(有時稱為「窗格」)之將要在後續處理中切割的大小來進行。圖案化包括局部地修改整體沈積的EC裝置,該圖案化可包括以下任何一或多種:(1)施加匯流排,(2)局部移除材料,(3)使電致變色裝置之區域局部去活化,(4)局部減輕短路,以及(5)使電致變色裝置之區域局部活化同時使其他區域為不活動的。
避免此種問題的其他方法已涉及:將底部TCO沈積於基板上;使基板自沈積腔室移動至分開的圖案化腔室以將底部TCO圖案化,以便刪除底部TCO之將施加匯流排的部分;以及使具有圖案化底部TCO之基板移動回沈積設備中以繼續塗覆裝置之剩餘者。然而,此等方法使用沈積設備中的空氣斷路器,從而減少生產量且增加處理複雜性。此等方法還需要預圖案化玻璃,因此其失去很大的靈活性。
一些製造技術係已知為「切割然後塗覆」技術,因為玻璃基板在塗覆之前經切割成預定大小。不幸的是,通常為濺射設備的塗覆設備對於所有玻璃大小可能不是最佳的,且將使用僅僅採用單一大小的大版式玻璃基板的製程來改進處理。本文揭露的各種實施例允許將EC堆疊製造於大版式玻璃基板上且隨後界定用於具有任何大小及形狀之窗戶或其他結構的匯流排圖案,不論大版式或較小的版式。某些實施例涉及「塗覆、運送、然後切割」,其中大版式片材在一個設施中經塗覆有電致變色裝置,經包裝及運送至另一個設施以用於後處理及/或圖案化。
一些習知電致變色裝置製造技術採用預塗覆有底部TCO層及視情況而定的擴散層的玻璃基板。此類基板藉由將底部TCO之化學過程固定成如由製造商沈積的層之化學過程來限制設計及製造靈活性。本文
揭露的各種實施例允許EC堆疊與TCO層一起製造,該等TCO層是由電致變色裝置製造商所選的及/或由電致變色裝置製造商所沈積的。
本文提供的是減輕頂部匯流排下方之電致變色裝置製造中之缺陷的方法。本文所述的一些製造方法在沒有預圖案化的情況下形成EC塗層,且仍然不遭受匯流排下方之短路問題。在此等方法中,所得之電致變色裝置不形成短路,不管在塗覆後頂部匯流排可能施加於何處。在某些實施例中,匯流排在後圖案化期間可施加於整個電致變色裝置上方之任何位置處。後圖案化係界定為在沈積電致變色裝置之層之後執行的製程。在各種實施例中,後圖案化是第一次界定電致變色裝置或薄層之邊界且第一次施加匯流排。後圖案化是第一次發生局部處理,諸如將加熱施加至施加或將施加匯流排之局部區域中。塗覆設備可僅僅允許影響基板之整個區域或幾乎整個區域的製程。在一些實施例中,後圖案化包括判定何處將施加匯流排。後圖案化可由在與電致變色裝置所塗覆的位置不同的地點處的分配器執行。本文所述的方法亦提供製造製程的靈活性。即,在一些實施例中,一個設施可在沒有預圖案化的情況下在玻璃基板上製造電致變色堆疊,可將具有EC堆疊之基板運送至第二設施,且可在第二設施中後執行處理及/或後圖案化。後處理操作可包括施加匯流排,切割、層壓及/或製造IGU(IGU可具有如它們的內側及/或外側薄層的層壓製品且可用作代替IGU之玻璃的層壓製品)。
後圖案化操作亦可包括諸如藉由執行處理(諸如施加熱量、照射,施加化學品或組合物以及其組合)以使堆疊敏化來使電致變色裝置之區域去活化。可在施加一或多個匯流排之前或之後來執行去活化。在一些實施例中,後圖案化包括執行防止短路或移除短路的短路減輕操作(諸如藉由施加由抵抗電遷移之材料製成的匯流排)或執行本文所述的其他操作。在後圖案化中可執行的短路減輕操作之其他實例
包括在將匯流排施加於第二TCO上之前將絕緣蓋沈積於第二TCO上方。
在一些實施例中,在製造電致變色裝置之後執行去活化或減輕。在IGU的製造期間在沒有執行去活化或減輕操作的情況下,可在製造IGU之後執行去活化方法或減輕方法。在此類方法中,敷層塗層可用於使用習知的化學過程及技術的電致變色裝置,且可在使施加匯流排的區域去活化之前使用IGU的技術來製造IGU。例如,在一些實施例中,可利用雷射處理經製造之IGU以使IGU之施加匯流排的區域去活化。在一些實施例中,可在施加匯流排之前或之後執行此等製程。
在本文所述的某些方法中,電致變色裝置塗層之包括底部TCO、EC堆疊(包括EC層、可選的IC層以及CE層)以及頂部TCO的層係首先沈積於例如真空集成的反應器中。隨後,在一些實施例中,在後圖案化期間將基板切割成較小的窗戶。不管隨後是否切割基板,如本文所述的匯流排及共同定位的裝置特徵部可在施加塗層之後形成。如本文使用的,術語「位置」或「區域」係界定為電致變色裝置上之區域,且可以是指在彼區域中之任何一或多個電致變色裝置層。該位置或區域可由電致變色裝置上之諸如匯流排之特徵部的區域來界定,且在此種情況下其不僅包括電致變色裝置直接處於該特徵部下方的部分而且包括自周邊延伸出一定距離的部分,例如延伸出幾毫米或例如至多約5mm或10mm,但通常介於約0.5mm與約5mm之間,或介於約0.5mm與約2mm之間,或介於約0.5mm與約1mm之間,或介於約0.1mm與約3mm之間,或介於約0.1mm與約2mm之間,或介於約0.1mm與約1mm之間。施加頂部匯流排的位置為可在後圖案化期間指定的位置,且此位置下方之電致變色裝置層可經指示為將施加頂部匯流排的區域,即,在頂部匯流排下方或與之一致的區域。在以下論述中,片
語「在匯流排下方」或「在頂部匯流排下方」可用來指此種位置。
本文揭露的方法提供在塗覆之後施加匯流排上的靈活性,且可稱為「塗覆然後切割」技術。可執行本文所述的某些方法以使得可在一個地點處大量製造經塗覆之玻璃且在不同位置處並可能由諸如最終使用者或下游玻璃供應商之不同實體來圖案化。在於2012年4月25日提交且標題為「電致變色窗戶製造方法」的美國專利申請案第13/456,056號中描述塗覆然後切割之某些方面,該專利申請案以引用之方式整體併入本文。
本揭露中提供的許多製程落入以下兩個基本類別中之一者中:(1)使電致變色裝置中將施加或已施加頂部匯流排之位置下方的區域去活化的製程,及(2)防止電致變色裝置中之短路同時使電致變色裝置在頂部匯流排下方為活動的製程。在第一類別內是生產裝置之製程,該等裝置係部分去活化的但有時以佔有者不能明顯察覺的方式在某種程度上仍然是著色及透明的。例如,方法可藉由減少頂部匯流排下方之下TCO的導電性但以其他方式使EC堆疊為未改質來使裝置之區域去活化。若下TCO之去活化區域為足夠薄的,則在其頂部上方之裝置堆疊在曝露至來自圍繞該去活化區域之下TCO的足夠大的電勢時可為著色或透明的。如下文中解釋的,在第二類別中,用來在沒有預圖案化的情況下防止短路的方法包括基於設備之解決方案、基於材料之解決方案以及基於製程之解決方案。
匯流排下方之不活動裝置
減輕電致變色裝置中之短路的某些實施例涉及使電致變色裝置處於頂部匯流排下方之區域中的位置去活化的製程。可於頂部匯流排下方的層中之任何一或多者(除頂部TCO之外)上執行此種去活化,因為頂部TCO係用來在施加電勢時促進電致變色裝置之著色及變透明。本文所述的去活化方法可允許後圖案化,以使得在沒有判定將在電致
變色裝置上何處施加頂部匯流排的情況下可製造電致變色裝置上之塗層。
一旦去活化,去活化的部分可不經歷著色。因此,當將電壓施加至電致變色裝置時,去活化區域將為透明的。注意,在一些實施例中,當施加電勢時與去活化區域靠得很近的區域可仍然著色。去活化區域將不形成短路,進而消除光暈的形成。在一些實施例中,由於施加匯流排的區域係由窗戶或IGU上之隔片遮罩,因此去活化區域將對於使用者將是不可見的。
可在沈積電致變色裝置之層期間及/或之後執行去活化方法。在一些實施例中,在後圖案化期間執行去活化,該去活化包括施加匯流排且在EC裝置得以完全製造之後將電致變色裝置切割成較小的單元。
在一些實施例中,在沈積期間執行方法以使得將處理施加至整體部分且在後圖案化期間將後續去活化步驟施加至電致變色裝置之局部部分。例如,在一些實施例中,電致變色裝置之處於匯流排下方的區域可曝露至閃光燈退火(FLA),該閃光燈退火利用高能光的脈衝來使基板表面及該表面上之任何塗層快速退火。此種退火方法不同於加熱整個基板的習知的爐退火。在一些實施例中,可於區域上方使用遮罩以保持不活動,從而防止此區域曝露至閃光燈。在某些實施例中,雷射可用來達成相同或類似的結果。
將描述某些去活化機構。稍後將描述用於引起此等機構之對應技術。
使裝置去活化
裝置之區域可藉由使該區域「中毒」或使用機械、光學或熱製程破壞該區域來去活化。中毒係界定為化學處理或化學改質電致變色裝置之層,從而使得裝置不能操作或去活化。在一些實施例中,使電
致變色裝置之區域中毒涉及使一或多種化學品起反應或擴散以使該區域去活化。例如,可在施加上匯流排時執行中毒。在一些實施例中,該中毒方法不干擾用於沈積TCO層或EC堆疊之沈積技術。相反,在製造電致變色裝置之後執行中毒。亦可使用習知技術來製造此類情況下的電致變色裝置。在一些實施例中,可以特別的方式製造電致變色裝置,該方式製備電致變色裝置之用於在後一步驟(例如後圖案化)處中毒的一或多個層。注意,在塗覆製程期間應用此類製備技術,且由於許多塗覆工具在具有足夠的精確度來僅僅影響將施加匯流排的小區域的情況下無法局部地改變塗覆條件,因此將製備用於中毒的層的製程整體地施加於整個電致變色裝置上。稍後執行中毒,通常在後圖案化期間僅僅在將施加匯流排的位置處執行。
在一些實施例中,電致變色裝置包括一或多個層,該一或多個層當形成時係去活化的,但在隨後的後圖案化期間在電致變色裝置上之不施加或將不施加頂部匯流排的位置處係活動的。在一些實施例中,電致變色裝置經製造成不具有離子導電層,以使得當不在匯流排下方之區域活動時,可固有地形成離子導電層。在一個實例中,裝置層係沈積為電致變色裝置前驅體。在2012年10月30日頒佈的標題為「電致變色裝置」的美國專利第8,300,298號中描述電致變色裝置前驅體,該專利以引用之方式出於所有目的併入本文。此種電致變色裝置前驅體包括層及材料,該層及材料在施加適當的驅動力時形成功能性電致變色裝置。在一個實例中,電致變色裝置前驅體經加熱來在原位、介於電致變色層與相對電極層之間形成離子導電電絕緣層。此種技術使用自身可為電絕緣的超化學計量的含氧電極材料,儘管裝置前驅體不是功能電致變色裝置。當例如施加熱量時,在鄰接的電極層之間的介面處形成離子導電電絕緣材料。因此,藉由選擇性地向裝置前驅體堆疊施加例如熱量的驅動力,功能性電致變色裝置係形成於除了
將製造頂部透明導體匯流排之外的地方。例如,可諸如藉由使用X-Y繪圖器系統來在整個電致變色裝置前驅體上使用IR加熱元件或熱探針,在該X-Y繪圖器系統中使用者可輸入裝置佈局之坐標並將熱量施加在除了將施加頂部透明導體層匯流排之外的區域中。在一些實施例中,熱量在幾毫秒內可經施加至超過約500℃的溫度。在另一個實例中,閃光燈退火可用來在基本上沒有加熱基板以使不在匯流排下方的區域活動的情況下使基板表面上之塗層退火。所得之裝置功能上可等同於這種情況:其中活動電致變色裝置在頂部TCO匯流排將行進或在現存的頂部TCO匯流排下方的區域中選擇性地去活化。因此,本文論述的匯流排下方之選擇性去活化區域在適當的背景下可看作是生產等同於由選擇性活化區域(除了匯流排經製造或將製造在頂部透明導體上的區域)所生產的彼等的電致變色裝置。
在一些實施例中,電致變色裝置可為基本上去活化的。使電致變色裝置基本上去活化通常導致減少或消除裝置之電致變色功能或能力至這種程度:當施加足以改變功能電致變色裝置中的狀態的電勢時,裝置之基本上去活化的區域不改變光學狀態。電致變色能力為裝置或材料之藉由改變諸如顏色或著色程度之光學性質來響應於外加電勢變化的能力。
作為實例,層或裝置可藉由破壞或抑制以下者來去活化:(1)裝置之機械性質,(2)裝置之離子及/或電導性,或(3)裝置之電致變色功能。
電致變色裝置之將施加匯流排的區域的機械性質可藉由物理地防止電致變色裝置之區域起作用來降級或破壞。機械方法之實例包括加壓或磨削該區域。在此種機構中,電致變色裝置於匯流排下方之結構被破壞。若底部TCO上處於匯流排下方的區域經機械地降級,則即使銀有待自頂部匯流排朝向底部TCO遷移,也不會形成短路。在一些
實施例中,局部執行機械降級以使得在垂直於裝置層的方向上施加壓力,或藉由剪切動作或磨削以使得裝置在局部區域中去活化。在一些實施例中,頂部TCO之性質可經定製製成有利於機械應力,該頂部TCO將不損壞或以其他方式降級而下伏層將會。實例可包括使用比下伏電致變色裝置硬得多的熱解FTO;或極其可撓的頂部TCO,而下伏EC堆疊保持脆性或壓縮的。在其他實施例中,機械降級係藉由上TCO下方之裝置層選擇性吸收光能或熱能來執行。例如,裝置層可吸收某些波長的雷射或其他能量及/或此種能量可選擇性地聚焦於下伏層中之一或多者中且不聚焦於頂部TCO中。在一些實現方式中,機械降級係藉由在沒有降級上TCO的情況下選擇性地加熱EC堆疊層來執行,該上TCO應當被保留用於將來自上匯流排之電勢及電流遞送至裝置之整個表面。
在一個實施例中,在裝置之局部區域中施加或誘導交流電以使匯流排下方之裝置不活動。可在裝置之區域中選擇性地使用電感耦合。例如,TCO可電感耦合以在區域中接收交流電並提供熱量,從而使其間的EC堆疊去活化。可施加磁場以使局部區域中之誘導效應加強。通過在塗層上之基板的一側或兩側上、接近塗層使用探針可局部地/選擇性地達成電感耦合。此可以高通量的方式完成。
電致變色裝置之將施加匯流排的區域的離子及/或電導性可由各種機構限制或減小。在一些實施例中,導電性可藉由使諸如底部TCO材料之導電材料發生化學反應,以產生使電致變色裝置中毒的充分電阻性材料來抑制。用於化學改質導電材料之機構及材料的實例包括:氧合作用、鹵化、臭氧化、水合作用(應用水,例如蒸汽,視情況而定之後是脫水(乾燥)該區域以移除不希望或過量的水分)等。例如,電致變色裝置可藉由利用氧移置TCO中之氟來局部去活化。在另一個實例中,諸如氯化物、溴化物或碘化物之不同的鹵化物可用來移置基於
氟化錫之TCO中的氟。氟的移置可藉由沈積諸如氧化鈦層之含氧層來執行,該含氧層用作氧的來源以便在熱活化以使電致變色裝置上之一位置局部去活化時擴散至TCO中。利用除了氟(或越過氟化作用來消滅活性)的鹵化可利用鹵素氣體或化合物來執行,該等鹵素氣體或化合物在適當的條件下是鹵化物源(例如,光氣是強大的氯化劑)。在一些實施例中,玻璃至TCO介面處之高氧含量層可經處理來使電致變色裝置上之一位置局部去活化。在一些實施例中,高濃度的氧係提供於底部TCO中以藉由抑制其導電性來使底部TCO中毒。藉由高氧(或其他污染源或氧源,諸如高氯酸鹽、臭氧、磷酸鹽、磺酸鹽等)濃度的局部中毒(在頂部匯流排下方)可藉由以下方式來執行:遞送來自EC堆疊外部的源的氧-通常在後圖案化期間-或來自EC堆疊內的氧,之後是局部活化以增加頂部匯流排下方之氧濃度。可採用各種氧源或供體。在一些實施例中,氧係由下伏基板自身或在塗覆期間形成的某一層提供。在一個實例中,底部TCO包括氟化錫氧化物材料,該氟化錫氧化物材料當在後處理期間的熱處理時得以局部改變,從而增加電致變色裝置之區域中的氧濃度來抑制導電性。氧源包括裝置自身的層(不論通過它們的天然組合物或通過藉由在沈積期間提供過量的氧所產生的富氧形式)、匯流排材料或其他源。
氧可藉由各種機構減小導電性。在一種情況下,氧在下TCO上或在下TCO內形成鈍化層。在一些實施例中,該鈍化層可處於電致變色裝置之不同層上。鈍化層可由在TCO材料與諸如匯流排材料之某種外部材料之間的反應來產生。在一些情況下,TCO導電性係由藉由改變基板溫度或其他製程所引起的內部化學或形態學改質(例如,結晶度或更多的晶界的減少)來減小。
在其中高濃度氧藉由減小導電性來使底部TCO去活化的實施例可結合如下文所述的局部後處理方法來實踐。例如,在處理所製造之電
致變色裝置期間,藉由執行下文所述的局部後處理方法來將高濃度氧提供於已施加或將施加匯流排的位置中。
在各種實施例中,諸如氧及鈉的「毒物」源來自EC堆疊內之某一層及/或基板自身。例如,EC堆疊中所使用的WB層係超化學計量的,具有約為WO3.3的化學式。在沒有由特定的理論束縛的情況下,咸信過量的氧存在於結構中且不結合至W原子。有可能使用雷射來「活化」此過量的氧,以使局部部分中之電致變色裝置中毒,以使得在將施加頂部匯流排的區域下方之電致變色裝置具有約WO2.8至低於約WO3的組合物。類似的製程可用來改變存在於鈉鈣玻璃基板中之鈉或其他鹼金屬的化學計量,以使底部TCO去活化或降低其電導率。
電致變色裝置之區域的電致變色活性可藉由使EC堆疊之氧化鎢基體中之間隙氧起反應以產生不是電致變色活性且因此使電致變色裝置去活化的富氧形式的氧化鎢來抑制或消除。例如,電致變色氧化鎢可具有為WO2.8的亞化學計量公式,然而WO3係非電致變色的。此種反應可結合後處理來執行,以使得電致變色裝置之將施加頂部匯流排的位置係曝露至過量的氧且得以局部加熱。在一些實施例中,電致變色裝置在該區域中之局部加熱足以將在彼區域中之電致變色氧化鎢轉變成非電致變色的WO3,從而在沒有將裝置曝露至過量氧的情況下抑制或消除電致變色活性。
在一些實施例中,電致變色裝置之一或多個層的鋰化在該等位置中得以改變或改質,從而抑制電致變色裝置之導電性。例如,鋰化可經消耗以使得匯流排下方之區域不活動,或結構可在後圖案化期間形成於位置中,以使得該結構無法支持鋰運輸,諸如由該區域中之局部化學改質所形成的較厚的IC層。
去活化之方法
此部分描述使頂部匯流排下方之電致變色裝置局部去活化的方
法。此等方法可引起上文所述的任何一或多個結果(例如,機械破壞、降低TCO導電性或損失電致變色功能)。在各種實施例中,在形成電致變色裝置的塗覆期間及/或在後塗覆處理期間實現去活化方法。圖3為描繪用於電致變色裝置之製造方法的流程圖,其中該方法包括使頂部匯流排下方之區域去活化。在操作302中,第一TCO層或底部TCO係沈積於玻璃基板上。在一些實施例中,基板具備已沈積的底部TCO層。例如,浮製玻璃有時具備氟化錫氧化物的薄層,有時稱為FTO層。在操作304中,EC堆疊係沈積於底部TCO層上。EC堆疊可包括如上文中關於圖1A至圖1C所述的層。可採用關於堆疊製造製程的變體,諸如在於2013年2月8日提交之美國專利申請案第13/763,505號中所描述的,該專利申請案以引用之方式整體併入本文。在操作308中,第二TCO層或頂部TCO可沈積於EC堆疊上。執行操作302、304以及308形成電致變色裝置,且可在單個設備中執行此類塗覆。
在一些實施例中,在操作302、304或兩者期間可將材料遞送至部分製造的電致變色裝置,該材料在在隨後操作(例如後圖案化操作)中之局部去活化之前使該等層敏化。此外或可替代地,部分製造的電致變色裝置可經處理來使一或多個層敏化。不論敏化作用模式如何,通常處理裝置之整個表面,因為敏化作用通常發生於電致變色裝置製造設備中,在該設備中基板之很大一部分係藉由濺射或其他製程來塗覆。術語「敏化」通常用來描述使得電致變色裝置中之一些或全部在後處理期間當局部施加刺激(諸如將化學品或其他材料遞送至電致變色裝置、應用輻射或熱量、雷射能量以及施加力)時易於去活化的製程。在一些實現方式中,在塗覆操作期間執行敏化操作,該塗覆操作可塗覆基板上之所有或幾乎所有的區域。在此類實現方式中,敏化操作可影響電致變色裝置在匯流排附近的區域外部的區域,後處理改質在該等區域中發生。後處理可僅僅在匯流排下方之區域中使敏化的電
致變色裝置去活化或以其他方式使其改質。因此,敏化作用代表兩相製程中之一相,其中敏化作用整體發生且局部後處理去活化步驟將敏化的裝置轉化成局部去活化的裝置。敏化作用製程之實例包括:沈積毒物前驅體或囊封毒物的層;將該區域曝露至氧化劑、還原劑、鹵化物、水蒸汽或其他液體或氣體材料以使用於去活化之該區域去活化或製備用於去活化之該區域;將該區域曝露至電磁輻射、雷射、微波等,亦可使用超音波或超音速能量;以及其組合。
操作378a及378b有時稱為後圖案化過程。在一些實施例中,可在操作378b之前或之後執行操作378a。在操作378a中,電致變色裝置之一或多個位置係局部去活化的。取決於去活化機構,於敏化的或未敏化的電致變色裝置上執行此種局部去活化。在許多實施例中,操作378a包括處理將施加、正施加或已施加頂部匯流排的裝置區域。在一些實施例中,局部去活化處理係作為正常的電致變色裝置製造之一部分來執行。示例性處理包括加熱、施加輻射、機械處理、化學處理或其任何組合。在操作378b中,匯流排係施加於一或多個位置中。在操作378a中,頂部匯流排係施加於局部去活化的位置中,進而形成具有匯流排之裝置,其中該裝置在頂部匯流排下方為去活化的。在一些實施例中,操作378a及378b作為單個操作一起執行。換言之,378b中之頂部匯流排的形成使378a中之下伏裝置去活化。此雙重目的操作之一個實例涉及將匯流排施加為液體,該液體含有擴散或流動至下伏電致變色裝置且在那裡使該裝置局部去活化的材料。在另一個實例中,利用機械壓力施加匯流排,該機械壓力使下伏電致變色裝置局部去活化。機械壓力可伴隨有加熱或電磁輻射的其他應用及/或如所述的一或多種毒性劑的應用。
用來在操作378a中使電致變色裝置去活化的局部加熱方法可包括使電致變色裝置之區域與以下者接觸:(1)雷射照射或另一種聚焦
的非相干輻射(諸如UV、可見光或IR源),(2)固體加熱元件或(3)閃光燈退火(FLA)。在閃光燈退火中,高頻Xe燈可例如在微秒內使薄膜退火,這在習知的方法中以其他方式可能耗費幾分鐘的時間。一個優點在於閃光燈退火在沒有加熱基板的情況下局部加熱薄膜堆疊。可在施加頂部匯流排之前、期間或之後執行此等方法。局部加熱方法可使用熱能來使電致變色裝置去活化。此種加熱可使所加熱的區域更有電阻性,進而減小或消除在電致變色裝置之彼區域中形成短路的可能性。例如,可將基板之區域加熱至高溫,諸如超過約200℃或超過約600℃。
用於加熱電致變色裝置之合適的設備可為雷射刻劃工具。雷射刻劃之實例可發現在於2009年12月22日提交之標題為「低缺陷率電致變色裝置之製造」的美國專利申請案第12/645,111號中,於2012年4月25日提交之標題為「電致變色窗戶製造方法」的美國專利申請案第13/456,056號中,以及於2012年12月10日提交之標題為「薄膜裝置及製造」的PCT專利申請案第PCT/US2012/068817號中,以上專利申請案以引用之方式整體併入本文。亦可使用閃光燈、紅外加熱器、石英燈、感應線圈、微波發生器、UV燈等。
當實現雷射模式時,各種元件係相關的。首先,可在雷射工具與掃描器之間找出區別。掃描器通常為雷射工具之一部分。掃描器可根據經提供至掃描器的圖案照射並引導雷射束。掃描器自身沒有意識到其在給定時間下相對於工件的位置。程序代碼通常用來提供指令,該等指令引導雷射工具將掃描器相對於工件進行定位。在各種實施例中,此代碼係用來在已完成圖案後重新定位掃描器且用來引導掃描器進行下一個圖案,進而確保掃描器在工件之正確部分處執行下一個圖案。掃描器接收指令(通常呈程序代碼之形式),該等指令界定掃描器將使用的一個圖案或若干圖案,以根據該圖案或該若干圖案照射及引
導雷射束。雷射工具接收詳述在何處將掃描器相對於工件進行定位的指令。此等指令可含有關於各種製程/組件之定時及位置的信息。
用於激光刻劃過程的所述激光通常是但不必是脈衝型激光,例如二極管泵浦式固態激光。例如,可使用合適的雷射來執行雷射刻劃製程。可提供合適的雷射的供應商之一些實例包括:(馬薩諸塞州,牛津的)IPG Photonics公司、(立陶宛,維爾拿的)Ekspla公司、TRUMPF公司(康涅狄格州,法明頓)、SPI Lasers LLC公司(加利福尼亞州,聖塔克拉拉)、Spectra-Physics公司(加利福尼亞州,聖塔克拉拉)、nLIGHT公司(華盛頓州,溫哥華)以及Fianium公司(俄勒岡州,尤金)。
例示性電磁輻射包括UV、雷射等。雷射波長可改變,諸如自約532nm至約10μm,或約1064nm至約10μm。用來加熱的波長不同於用於移除基板上之材料的波長。使用例如光纖或開放光路將雷射照射遞送至基板。可取決於基板處理設備及配置參數之選擇來自基板側面或EC薄膜側面執行加熱。加熱薄膜所需的能量密度可藉由使雷射束穿過光學透鏡來達成。透鏡將雷射束聚焦成所需的形狀及大小以加熱基板上之指定區域。在一個實施例中,使用例如具有介於約0.005mm2至約2mm2之間的聚焦區域之「高頂」光束配置。在一個實施例中,光束之聚焦水平係用來達成所需的能量密度以加熱EC薄膜堆疊。在一個實施例中,用於加熱中之能量密度介於在約2J/cm2與約6J/cm2之間。
在一些實施例中,基板可在電致變色裝置上之一或多個位置中(通常在頂部匯流排的下方)接收局部照射,以使得光能使電致變色裝置去活化。局部照射可藉由具有適當波長之雷射遞送,諸如UV、可見光或IR雷射。諸如白熱燈或弧光燈之非雷射源可與聚焦元件一起採用,以便將輻射遞送至裝置上的精確位置處。在另一個實例中,在後
圖案化期間使用正遮罩或負遮罩,之後是藉由雷射或UV源照射至曝露的區域。曝露的區域可為將施加匯流排的位置,或將不施加匯流排的位置(例如,電致變色裝置將是活動的地方)。當局部曝露至輻射時,各種去活化機構可能發生。在一個實例中,UV輻射分解存在於電致變色裝置中之交聯聚合物及/或使裝置中之是電致變色活性的原因的發色團去活化或破壞。
用於使電致變色裝置局部去活化的另一種技術涉及化學後處理電致變色裝置上之一或多個位置。化學品可在後處理期間局部遞送或在塗覆設備中進行電致變色裝置製造期間整體遞送(作為前驅體或所含有的材料)。在一些實施例中,化學後處理包括使用材料施加匯流排,該材料在接觸EC堆疊或底部TCO時使所接觸的區域去活化。在一些實施例中,化學品可經由除了匯流排之外的載體遞送。實例包括經由噴灑液體直接施加化學品,絲網印刷,氣泡噴墨印刷,經由例如與電致變色裝置塗層相接觸且形成臨時性封閉體積的局部噴嘴或歧管或充氣室施加氣態化學品。封閉體積係填充有氣態化學品且隨後在達成適當的曝露之後被排空或沖洗。從那之後或為了使該體積通風,歧管或充氣室可移動遠離裝置。在一些實施例中,在堆疊上執行後處理,該堆疊包括在電致變色裝置塗覆期間(諸如在操作302或304中)整體沈積的材料。例如,基於鈉之糊劑係在將沈積匯流排的區域中沈積且隨後進行處理,以引起鈉與裝置之彼區域接觸並使彼區域去活化。後沈積化學毒物之其他實例包括鹵化劑、硫酸鹽、氧化物、過氧化物、磷酸鹽、水、硫化物、氫氧化物、胺、聯氨、氨、酸以及鹼。已知氧化鎢在與水基材料水合或以其他方式起反應時基本上膨脹,因此在藉由此種方式達成去活化的實施例中,對於所施加材料的化學計量要進行仔細考慮。例如,若使用水蒸汽,遞送機構係精確的,否則膨脹可能不僅僅破壞電致變色裝置活性而且破壞頂部TCO。在一些實現
方式中,整體敏化的裝置經局部雷射處理來釋放化學品或將其前驅體轉化成「毒物」。此等「毒物」方法在一些實現方式中可如上文所述的抑制電致變色裝置之導電性。
在一些實現方式中,上文所述的後處理及/或塗覆方法的組合可用來使電致變色裝置之區域去活化。例如,在電致變色裝置之塗覆之前或期間可整體施加化學「毒物」或前驅體,而在塗覆之後且在施加匯流排之前可在匯流排的位置處選擇性地施加加熱後處理。在此實例中,加熱及化學中毒之組合用於使裝置去活化。
去活化例證1
電致變色裝置可藉由將EC堆疊之底部TCO或另一層在該層正被沈積時曝露至諸如氧之化學「毒物」來製造。例如,敏化的底部TCO可藉由將玻璃基板曝露至用於形成氟化錫氧化物或銦錫氧化物之反應物同時間歇地將基板曝露至例如過劑量的氧或臭氧來製造。在後圖案化期間,可將諸如藉由雷射照射進行加熱的共同刺激施加至一或多個位置,以使該一或多個位置中之電致變色裝置去活化。在此實例中,在電致變色裝置之同樣加熱的區域中之高濃度氧的結合使裝置去活化。儘管氧劑量在製造(塗覆)期間可能已被整體施加至整個電致變色裝置,但僅使施加共同刺激的區域去活化。
去活化例證2
玻璃基板經提供至處理設備,在該處理設備中底部TCO係沈積於玻璃基板上。在一些實施例中,底部TCO材料為氟化錫氧化物或銦錫氧化物。在沈積底部TCO之後,該底部TCO可曝露至鈉化合物,以使基板之表面敏化。隨後,EC堆疊係製造於含鈉層的上方。例如,可在含鈉層的上方製造氧化鎢。頂部TCO隨後經沈積來形成電致變色裝置。在後圖案化期間,利用雷射將裝置加熱至高達例如800℃的溫度以活化鈉化合物來使將施加匯流排的區域局部去活化,進而使氟化錫
氧化物中毒且使該區域去活化。在一些實例中,將該等區域曝露至雷射亦可突破鈉擴散障壁,以便進一步使氟化錫氧化物中毒。使用局部加熱來設置條件,以使得來自玻璃基板之鈉的量可突破玻璃基板與第一TCO之間的障壁並進入電致變色裝置中來使其去活化。
去活化例證3
電致變色裝置可藉由將EC堆疊之底部TCO或另一層在該層正被沈積時曝露至諸如雷射或UV之光源或熱源來製造。例如,敏化的底部TCO可藉由將玻璃基板曝露至用於形成氟化錫氧化物之反應物同時間歇地將基板曝露至UV照射的劑量來製造。在製造電致變色裝置之剩餘者之後,電致變色裝置上之一或多個位置可經判定為將施加匯流排的位置。在後圖案化期間,可將諸如化學毒物之共同刺激隨後施加至一或多個位置,以使該一或多個位置中之電致變色裝置去活化。
去活化例證4
可照常製造電致變色裝置塗層,例如在沒有預圖案化的情況下在大片玻璃上進行製造。電致變色裝置塗覆的玻璃可在同一設施處進行後處理或運送至另一個設施以用於後處理。在切割之前或之後,來自大片、頂部TCO下方之塗層的一或多個層的電致變色薄層係藉由將電磁輻射選擇性地施加至將要施加頂部匯流排的區域來去活化。例如,雷射照射使所選擇的區域中之一或多個下伏層選擇性地去活化。後處理亦可包括雷射邊緣移除、(下)匯流排焊盤曝露、以及雷射隔離劃線,若保證-此等另外的後處理步驟可在自母片上切割薄層之前或之後獨立或共同地執行。
匯流排下方之活動裝置
此部分描述用於製造電致變色裝置之方法,該等方法在沒有使頂部匯流排下方之電致變色裝置去活化的情況下減輕頂部匯流排與底部TCO之間的局部短路。亦描述相關聯的裝置。在此等方法中,頂部
匯流排下方之裝置區域可在沒有產生上文所述的有問題光暈的情況下經歷著色。短路減輕操作可用來防止形成短路及/或移除或減少已存在的短路的負面影響。在各種實施例中,可在塗覆然後切割的程序中執行該等方法,因此在採取指示匯流排位置所需的步驟之前執行製造中之一些或所有者。因此,在後圖案化階段期間,可在塗覆之後首先界定匯流排位置。該處理提供靈活性以將匯流排定位於任何窗戶上且定位於給定裝置中之任何位置處,包括在裝置之可見或內部區域中,諸如窗戶之中間。圖4A展示電致變色裝置之頂視圖的實例,其中匯流排1係置放於窗戶單元400之可見區域的內部。匯流排1係施加於裝置之內部區域中的頂部TCO層475上,且匯流排2係施加於底部TCO 440上。在一些實施例中,可能希望將匯流排置放於窗戶之內部區域中,以促進更快、更有效及/或更一致的光交換。在將匯流排放置於內部區域中的情況下,該匯流排優選地可為透明的及/或極其薄的,諸如寬度為約0.5mm至約2mm,或數十微米寬。在一些實施例中,匯流排可為透明的。在於2014年12月24日提交之標題為「電致變色玻璃結構中之模糊匯流排」的PCT國際專利申請案第PCT/US2014/72362號中進一步描述透明的匯流排,該專利申請案以引用之方式整體併入本文。可將匯流排置放於任何地方,自在隔片下方看不見的地方至電致變色窗戶之可見或內部區域。
其中電致變色裝置在頂部匯流排下方著色的短路減輕方法可藉由以下至少三種類別的製程中之任何一或多者來實現:(1)改質頂部匯流排的沈積以減少對電遷移或另一種短路形成機構的物理傾向,(2)在短路形成時治癒短路,或在短路形成後不久治癒短路,或如本文所述的「自愈」技術,以及(3)填充或阻斷頂部TCO中之將以其他方式成為路徑來形成短路的裂縫。注意,除了頂部TCO中之裂縫,導電匯流排材料可通過EC薄膜堆疊之凹陷或缺失片接觸底部TCO,該
等凹陷或缺失片是例如由基板上之外來顆粒所引起的。此等外來顆粒可在塗覆製程期間降落於基板上或併入基板中。
匯流排設計及應用
此部分呈現匯流排設計之實例,該等匯流排設計通過電遷移或相關現象來減少或消除短路,其中來自匯流排之導電材料離開該匯流排並穿過上TCO且最終接觸下TCO。圖2例示該問題及相關聯的描述。合適的設計之實例包括彼等:在該等設計中匯流排材料在正常操作期間不易於電遷移,該匯流排導電材料係提供於載體或基板中,這防止其進入下伏TCO或EC堆疊之缺陷或裂縫中,及/或該匯流排具有足夠的黏性性質以使得其基本上為固體的,以使得其無法填充匯流排之區域中的裂縫或凹陷。在匯流排結構如本文所述改質的實施例中,針孔或裂縫可能仍然存在於頂部TCO中,但匯流排材料不移動至頂部TCO之針孔或裂縫中,進而減輕短路的形成。
圖4B為在製造具有經改質頂部匯流排之電致變色裝置中可採用的一般操作的流程圖。在操作402中,首先,底部TCO係沈積於基板上。在操作404中,EC堆疊係沈積於底部TCO上。在操作408中,第二TCO或頂部TCO係沈積於EC堆疊上。注意,可使用用於沈積TCO及EC堆疊材料,進而形成如本文所述的且以引用之方式併入本文件中的電致變色裝置的任何技術來執行此等操作。在操作478中,匯流排(在某些實施例中為多個匯流排)係施加於電致變色裝置上之一位置上。此在後圖案化階段期間發生。操作478是此部分的焦點;其代表與習知的匯流排設計及製造方法相背離。
習知地,匯流排經提供為在電致變色裝置表面上乾燥或變硬的油墨或液體介質。在施加期間,該液體可攜帶著導電材料通過裂縫或缺陷穿透至下伏裝置中。為了處理此問題,可在製造期間使用「非液體」匯流排材料。非液體匯流排的概念包括各種固定的匯流排材料,
包括固體、凝膠、高黏性液體、玻璃等。此種固定的匯流排中之材料基本上不會流動至頂部TCO上之任何裂縫中;換言之,其很少(若有的話)形成短路。
黏性液體可為例如含聚合物之銀墨。可採用乾燥處理、燒結等,其中粉末或其他固相匯流排材料係固定至頂部TCO層。乾燥處理技術可採用導電匯流排材料及諸如(像PVDF及類似材料)聚合物材料之黏結劑的固體混合物。在一些實現方式中,固體頂部匯流排係藉由黏附、來自諸如隔片之上覆結構的壓力、擴散結合、焊接結合、環氧樹脂、在高初始接觸壓力下的冷金屬流或另一種技術來施加至頂部TCO。在一些實施例中,固體匯流排是可藉由來自上覆結構之壓力或藉由黏附至頂部TCO來保持在適當位置的電線或導電條或箔片。在一些實施例中,固定的匯流排材料係用於頂部匯流排及底部匯流排兩者,而在一些實施例中,用於頂部匯流排及底部匯流排的材料是不同的。
在某些實施例中,沈積於電致變色裝置上之底部匯流排材料包括介質、載體、或物理上防止導電材料穿透至裝置中之形式。底部匯流排材料為沈積於頂部TCO上之多層匯流排的子層。在一些實施例中,防止導電材料穿透至裝置中之材料在將匯流排材料施加於頂部TCO上之前係沈積於頂部TCO上。在一些實施例中,防止導電材料穿透至裝置中之材料是經施加於頂部TCO上之匯流排材料。此類材料之實例包括:包括石墨及石墨烯之碳材料、氧化鈦、氧化錫、氧化鋅、氧化鋁、氮化鋁、氮化鈦、氮化鉭、鉻、氮化物、SiOxNy化合物以及其組合。此等材料可經沈積為導電材料(例如,銀)上方(或若為導電的,則介於頂部TCO與匯流排之間)之擴散障壁。即,導電擴散障壁材料係施加至所選擇的區域,隨後匯流排係施加至該導電擴散障壁。含有阻斷介質之匯流排的實例包括導電膠帶,該等導電膠帶黏附至裝
置並防止導電材料在電致變色裝置之循環或操作期間移動至裝置中。示例性匯流排的寬度可介於約0.5mm至約4mm之間,或介於約0.5與約5mm之間。匯流排的寬度可為約100微米。在一些實施例中,匯流排可具有至多約144吋的長度。
在另一種方法中,導電匯流排材料可具有對電遷移限制的傾向。此類材料之實例包括:銅、鈀、金、鎳、鐵、錫、石墨、石墨烯、銦、鋁、鋅、其他化合物以及此等材料之混合物。在一些實施例中,可利用電遷移抑制劑來處理匯流排。一個非限制性實例可為利用磷來處理銅匯流排,以便抑制電遷移且進而減輕短路的形成。在另一個實例中,匯流排之塑性預應變係用來在匯流排材料中引入內部空隙及/或位錯。已發現的是,此類空隙及/或位錯用作用於遷移物質之內部貯存器,且因此有效地抑制在例如低溫錫膏(SnBi)焊料之某些焊料中的此類物質的電遷移。
在一些實例中,頂部匯流排及底部匯流排中之一者或兩者為非穿透性匯流排。穿透性匯流排為典型地經按壓至、焊接至或燒結至(例如,玻璃粉匯流排)一或多個層中並穿過一或多個層以與下導體接觸的一種匯流排,該下導體例如位於EC堆疊之一或多個層的底部處或位於一或多個層下方的TCO)。非穿透性匯流排是這樣的匯流排:並未穿透至該層中,而是在導電層(例如,TCO)的表面上形成電接觸及物理接觸。由於形成匯流排材料,因此為非穿透性或穿透性固體或黏性匯流排可防止或減少減輕。
自愈方法
此部分描述用來「治癒」電致變色裝置中之小短路的程序及材料。在製造裝置期間或在製造裝置不久後發生的短路在塗覆製程期間及/或在施加頂部匯流排期間可能出現。藉由向電致變色裝置施加刺激以引起轉變來發生治癒,該轉變「治癒」將以其他方式構成短路的
物理條件。該轉變可在電致變色裝置中之頂部TCO及/或一或多個其他層中發生;該轉變可使構成短路的導電材料或圍繞導電材料的材料發生轉變。轉變之實例包括熔化或熔融、氧化或還原、或以其他方式的化學降級;機械切斷或以其他方式的結構降級;在一些情況下應用至導電材料及周圍材料中之任何一者或兩者的每種方法。另一個實例包括將雜質通過曝露至輻射來活化成晶格,該輻射諸如電子束、x-射線、雷射或其他輻射。治癒機構可為藉由熱、電、化學、輻射等刺激。該刺激可為例如交流電、熱量、雷射照射等。在於2008年12月16日提交之標題為「用於補救電致變色裝置中之短路的方法」的美國專利申請案第12/336,466號中進一步描述用於電致變色裝置之交流電,該專利申請案以引用之方式整體併入本文。
對於上下文而言,圖5展示用於製造具有匯流排之電致變色裝置的操作的製程流程,其中頂部匯流排下方區域中之短路治癒。在操作502中,第一或底部TCO係首先沈積於玻璃基板上。在操作504中,EC堆疊係沈積於底部TCO上。在操作508中,第二TCO或頂部TCO係沈積於EC堆疊上。操作502、504以及508形成電致變色裝置。在一些實施例中,底部TCO、頂部TCO、EC堆疊或其組合含有自愈特徵。例如,底部TCO或頂部TCO或兩者可含有一種特徵以使得在匯流排材料穿透至層中時該層自愈。在操作578中,匯流排可在後圖案化期間沈積於電致變色裝置上之一或多個位置上。
如所解釋的,諸如銀墨之匯流排導電材料可穿透至諸如頂部TCO上之缺陷的凹陷中。該材料可藉由電遷移、毛細管作用、壓力驅動流、重力或另一種機構來穿透。此在頂部匯流排下方的區域中在頂部TCO與底部TCO之間有效地產生小短路。在一些自愈方法中,短路係藉由使短路內之導電匯流排材料藉由施加刺激來轉變成非導電的或以其他方式轉變成不活動狀態來「治癒」。電致變色裝置之相對非導電
的區域可包括具有非導電材料之小治癒短路或其他小區域,但該區域可仍然響應於外加電勢來著色。電致變色裝置之基本上不導電或基本上非導電的區域抵抗電導,且可不支持電致變色活性及/或可不支持有害的短路(例如,產生光暈或明顯地增加洩漏電流的短路)。基本上非導電區域可為電致變色裝置之在施加電勢時不著色的區域。此種刺激或事件可包括與導電匯流排材料的物理接觸,通過短路的高電流密度,高溫或另一種條件。在一些自愈方法中,短路係藉由將圍繞短路中之導電材料的材料進行轉變以便短路不再進行而「治癒」。下文提供的是用於防止或減輕短路之自愈方法的實例。
自愈機構可藉由使短路去活化的化學反應來發生。治癒可包括利用一或多種化學品接觸短路之導電材料或周圍材料。在各種實現方式中,底部TCO在通過缺陷與匯流排材料接觸時治癒短路。即,一旦匯流排材料到達並接觸底部TCO,由於電遷移或另一種機構,底部TCO藉由將匯流排材料轉換成導電性更弱的材料或以其他方式使匯流排材料去活化來「治癒」短路。例如,經由短路傳遞的電能提供了用於自愈的刺激,例如經由短路中之電阻加熱。在各種實施例中,由於穿透至底部TCO中之匯流排材料佔據較小的區域(例如,大約為約5μm至約100um,數十微米直徑或更小),尤其是當頂部匯流排不透明或部分不透明時,底部TCO之較小的去活化部分對於正在觀察裝置的某人來說可表現為不可見的。
驅動治癒的化學反應之實例包括將匯流排之導電材料轉化成絕緣材料的化學反應。此等反應可使用熱量、UV、雷射、閃光燈退火、流動通過短路自身的電能(例如經由電阻加熱)等來進行催化。實例包括將銀轉化成電導率更弱的氯化物或硝酸鹽。例如,匯流排可由其中具有鹵素或硝酸鹽化合物之銀製成。在電致變色裝置之正常操作期間,匯流排材料不經歷在電氣短路中所經歷的電平的電流尖峰。因
此,若電氣短路藉由銀顆粒電遷移至裝置中之裂縫中並因此跨越TCO而產生,則流動通過短路的電流將提供足夠的能量(例如熱量)以將銀轉化成電導率更弱的鹵化物或硝酸鹽,且因此短路將消滅自身,即自愈。此為對習知智慧的徹底背離,該習知智慧要求利用雷射消蝕來切斷/電隔離此類短路。在各種實施例中,匯流排材料經選擇來具有潛在的化學反應性,其中用於化學反應之驅動力係由短路選擇性地施加。化學反應物可為單獨的,諸如導電顆粒,且匯流排材料中之共反應物或例如導電顆粒可通過使潛在共反應物化學鍵結至其來進行化學改質。當短路發生時,導電顆粒在某種意義上自身起反應、自身破壞,因為它們失去或減少其先前的電導率性質。因此,具體發生的化學反應經設計來破壞或抑制使那些彼等導電材料跨電致變色裝置產生短路的材料的電導率。
在一些實施例中,當頂部匯流排下方之短路經歷高電流密度時自愈機構可被刺激,該高電流密度熔化、破壞或以其他方式降級短路中之導電材料。此種去活化可產生不參與短路的非導電匯流排材料,且因此減少電致變色裝置上之光暈的存在。在一些實現方式中,當適度的電流自頂部匯流排流動時,短路自然地經歷適當高的電流密度。例如,由於頂部匯流排與直接處於頂部匯流排的位置下方之底部TCO的位置之間的距離是頂部匯流排與不是頂部TCO的另一種導電材料之間的最短距離,因此頂部匯流排下方的區域中之小短路經歷特別高的電流密度。當短路具有較小的直徑時,尤其如此。材料可經選擇用於頂部匯流排,以使得若或當來自頂部匯流排之材料經歷高電流密度時,匯流排材料去活化。此類材料之實例包括具有足夠電阻之材料,諸如基於聚合物之導體。基於聚合物之導體中的電阻可隨著高局部電流密度而增加,進而用來使高局部電流密度下之傳導路徑去活化。
在一些實施例中,自愈機構係藉由高溫觸發,這可藉由各種機
構進行銹導,該等機構包括:使匯流排區域與加熱元件進行接觸或將匯流排區域局部曝露至加熱元件,將裝置放置於烤箱或其他高溫環境中,利用由裝置或裝置之一部分所吸收的輻射照射匯流排的區域,使電流流過短路等。作為一實例,使電流在頂部匯流排下方經過電阻加熱短路或圍繞短路的區域。高溫可引起短路中之導電材料熔化、破壞、化學反應以產生非導電材料等。在某些實施例中,用於治癒短路之局部溫度的範圍介於約50℃與約500℃之間或介於約100℃與350℃之間。
在許多自愈方法中,來自匯流排之導電材料穿透至電致變色裝置中匯流排下方之活動層中,但將不形成光暈。在一些實施例中,自愈方法可涉及沈積特定類型的匯流排材料,或將沈積匯流排與電致變色裝置層之特定組合(諸如特定匯流排與特定底部TCO),或處理匯流排或電致變色裝置,或其組合。例如,自愈方法可藉由沈積匯流排材料來執行,該匯流排材料在遷移至底部TCO中時藉由與底部TCO化學作用起反應而變成非導電的。在另一個實例中,自愈方法可藉由以下步驟來使用:製造電致變色裝置、施加匯流排、以及處理匯流排,以使得經處理之匯流排在與底部TCO接觸或在高電流密度中及/或在高溫中時將治癒。在一些實施例中,自愈方法可涉及將另外的材料併入匯流排中,或將材料併入頂部TCO中,以使得當匯流排材料遷移通過頂部TCO時,該材料形成非導電的化合物。在一些實施例中,治癒不破壞短路而是使電致變色材料或圍繞短路之電致變色裝置的其他組件局部去活化,以使得電流將可此通過短路,將不產生光暈。
透明導電層改質
頂部TCO層在一些實施例中可進行修復或加強,以防止或減少短路的形成。如所解釋的,經沈積之頂部TCO層中之裂縫或其他缺陷變成用於匯流排導電材料遷移通過的電勢通路,且因此在電致變色裝置
中形成短路。在此部分之實施例中,頂部TCO經改質以使得防止匯流排材料進入缺陷且能夠基本上不遷移通過缺陷。基本上不遷移的材料為不自最初沈積的位置明顯地移動的材料。基本上不遷移的材料通常不形成短路。在一些實施例中,基本上自其最初位置移動的材料產生短路及/或使鄰近材料降級。在上下文中,遷移是組件之原子的淨移動,但不僅僅是組件中之離子或其他電荷載子的移動。遷移可藉由擴散、對流、電場等來驅動。
圖6為用於製造具有經改質頂部TCO之電致變色裝置之操作的製程流程圖。在操作602中,第一或底部TCO係沈積於玻璃基板上。在操作604中,EC堆疊係沈積於底部TCO上。在操作608中,經改質第二或頂部TCO係沈積於EC堆疊上。可在沈積頂部TCO之後執行改質,或可在TCO沈積過程期間執行改質。注意,可使用用於沈積TCO及EC堆疊材料,進而形成電致變色裝置之任何合適的技術來執行操作602及604。在操作678中,匯流排在後圖案化期間係施加於電致變色裝置上之一或多個位置上。
用於修復頂部TCO以消除缺陷之一種技術涉及使頂部TCO中之材料流動以封閉缺陷。用於此種技術中之材料可與TCO材料相同或不同。在一些實現方式中,TCO材料係藉由以下方式回流:曝露至輻射(例如來自雷射或UV燈);或在塗覆製程期間或之後的直接加熱;或閃光燈退火。在一些實現方式中,TCO材料在沒有熱量的情況下回流,諸如藉由使用低溫環氧樹脂。該製程可完全或部分地熔化TCO之頂面。在某些實施例中,回流不引起TCO之電導率減少,且在一些情況下,回流產生更高電導率的TCO,例如藉助於密封先前在TCO中存在的空隙。
在一些實施例中,裂縫可藉由填充除了TCO材料之外的材料來進行修復。示例性材料包括導電或非導電材料,諸如非導電的有機聚合
物。該等材料可在有或沒有遮罩的情況下例如藉由絲網印刷、噴墨印刷(例如氣泡噴墨印刷)、噴塗等進行施加。在一些實施例中,該材料經施加為溶膠凝膠。修復製程可涉及利用修復材料來塗覆頂部TCO以填充裂縫,隨後移除覆蓋層或過量的填充材料,進而僅留下裂縫中之材料。例如,過量的材料可藉由以下方式移除:機械刮削及/或磨削;拋光;及/或等離子體蝕刻。在填充裂縫之後施加匯流排。儘管裂縫係填充有絕緣材料且可不著色(即,它們保持透明),但此等孔處於較小的區域中且因此對於使用者不可見。絕緣材料可經整體施加或僅僅將要施加匯流排的區域中局部施加。
作為一替代方案,在施加匯流排之前,裂縫可加蓋有絕緣或非導電材料。在此類實施例中,裂縫或裂隙仍然存在,但由於加蓋層的存在,匯流排材料無法穿透至此等裂縫中。當此層為絕緣層時,裝置切換依賴於電容耦合。例如,可將氧化矽薄層沈積為加蓋層。在其他實施例中,加蓋層係導電的但阻止匯流排導電材料的擴散及電遷移。在一些實施例中,加蓋係可流動的、視情況而定為保角的、在塗覆EC堆疊之後形成的加蓋。加蓋亦可防止匯流排材料進入由缺陷產生的裂縫或凹陷中,諸如若玻璃中之顆粒在EC堆疊沈積之後彈出,且加蓋在一些實施例中不藉由物理氣相沈積來沈積。加蓋可經回蝕刻或回打磨或回拋光,以便填充(加蓋)裂縫之頂部,同時使TCO區域之剩餘者曝露以與匯流排直接接觸。
製造
電致變色裝置製造方法
圖7描述用於製造具有光學電致變色裝置之絕緣玻璃單元(IGU)的製程流程700的態樣。可將匯流排、裝置邊緣、及/或第一導體層之曝露部分密封於IGU之主密封件中。在於2010年8月5日提交之標題為「多窗格電致變色窗戶」的美國專利申請案第12/851,514(現在為美國
專利第8,270,059號)號中描述雙重電致變色裝置IGU,該專利申請案以引用之方式整體併入本文。一個實施例是如在彼申請案中所描述的多窗格窗戶,該窗戶具有如本文所述的一或多個電致變色裝置。一個實施例是本文所述的任何光學裝置,該裝置不包括光學裝置之不活動部分。
在操作770中,提供基板。在一些實施例中,此基板為玻璃基板。在一些實施例中,基板為回火或未回火的浮製玻璃。基板可為薄的可撓的低鈉玻璃。
根據薄的可撓的低鈉玻璃來描述製程流程700。儘管不因此受到限制,此等實施例對於將濺射的無機電致變色裝置施加至可撓性基板而言是特別有用的。由於可撓玻璃基板可為極其低缺陷的表面且低鈉,因此其可為優秀的基板,在該等基板上來製造低缺陷的電致變色裝置。示例性可撓基板包括薄且耐用的玻璃材料,諸如可自紐約Corning公司Corning(Corning,Incorporated of Corning,New York)商購獲得的Gorilla®玻璃(例如,厚度介於約0.5mm與約2.0mm之間)及WillowTM玻璃。在一個實施例中,可撓基板小於0.3mm厚,在另一個實施例中,可撓基板小於0.2mm厚,且在另一個實施例中,可撓基板為約0.1mm厚。在某些實施例中,薄的可撓的低鈉基板可小於0.1mm厚。
在某些實施例中,在真空或其他受控的環境條件下執行裝置製造操作中之一些或所有者。例如,流水線製造製程可涉及使基板通過一系列互連腔室或站,每一個互連腔室或站與特定的製程操作相關聯,且每一個互連腔室或站與真空系統或其他壓力控制系統整合在一起。在一些實施例中,整合的沈積系統包括當在複數個沈積站中時可操作來將建築玻璃或其他基板保持在垂直取向中的基板支座及運輸機構。在一些情況下,整合的沈積系統包括用於使基板在外部環境與整
合的沈積系統之間傳遞的一或多個負載鎖定件。在另一個實施例中,複數個沈積站包括用於沈積電致變色層、離子導電層、缺陷減輕絕緣層以及相對電極層中之任何一或多者的一或多個站。濺射或其他物理氣相沈積系統可用於沈積構成電致變色裝置之任何一或多個單獨層。濺射系統亦可用來將鋰沈積於裝置上。
電致變色裝置係製造於薄的柔性玻璃基板上,參見操作702-708。本文描述用於製造電致變色裝置之例示性方法。如在本文所述的製程流程700中,電致變色裝置係製造於薄的可撓基板上,而且包括將第一透明導體製造於該基板上。一個實施例為製造如下文所述的電致變色裝置之方法。注意,在一些實施例中,可在圖7之一些或所有操作期間執行圖3、圖4B、圖5以及圖6之一些操作。例如,可在圖7中之操作702中執行操作302、402、502以及602,可在操作704-707中執行操作304、404、504以及604;可在708操作中執行操作308、408、508以及608;且可在操作778中執行操作378a、378b、478、578以及678。
第一導體層及第二導體層(例如,底部TCO及頂部TCO)以及本文所述的光學裝置之一或多個材料層可全部是固態及無機的。在某些實施例中,其中可撓玻璃基板不具有預施加在其上的透明導體,第一透明導體(第一TCO層或底部TCO層)經施加為操作702中之製造製程流程的一部分。若如所提供的基板包括此種層,則可能不需要執行該操作。
操作702中沈積的底部TCO包括氧化錫,例如氟化錫氧化物。底部TCO可藉由各種方法來進行沈積。在一些實施例中,底部TCO可根據如上文關於圖5所述的操作502來進行沈積,以形成自愈底部TCO。
不管底部TCO如何形成,EC堆疊可在操作704-707中沈積於底部TCO上。在操作704中,第一電致變色層在操作704中沈積於底部TCO
上。在某些實施例中,第一電致變色層包括陰極電致變色材料。在其他實施例中,該第一電致變色層包括陽極電致變色材料。
在一些情況下,基板在沈積第一電致變色材料之前進行加熱。第一電致變色材料層通常藉由一製程來進行沈積,該製程涉及在真空或其他受控壓力下的物理或化學氣相沈積。在典型的實施例中,該製程涉及濺射靶材,該靶材含有電致變色層中所含有的元件。然而,在可替代實施例中,電致變色層在環境壓力下像這樣藉由溶液相反應沈積。
在一個實現方式中,第一電致變色層含有在兩個操作中沈積的陰極著色電致變色材料,一個操作提供了第一化學計量中之基底材料的子層,且第二個操作提供了第二化學計量中之基底材料的另一個子層。例如,陰極著色電致變色材料為具有WOx的標稱組合物之氧化鎢。第一沈積子層可具有氧化鎢的組合物,其中x的值為約2.7至2.8,且第二沈積子層可具有氧化鎢的組合物,其中x為約2.85至3.5。在一個實例中,第一子層更厚;例如其具有約400nm的厚度,且第二子層具有約100nm的厚度。
在沈積第一電致變色層之後,部分製造的裝置視情況而定加以鋰化,如操作705處所指示。鋰化操作涉及將鋰金屬或鋰離子遞送至第一電致變色層中。鋰可藉由濺射或其他合適的製程來提供。在於2012年4月20日提交之(指定美國)國際申請案第PCT/US2012/034556號中及於2012年6月14日提交之(指定美國)國際申請案第PCT/US2012/042514號中描述鋰沈積及用於鋰沈積製程中之靶材的某些態樣,該兩個申請案以引用之方式整體併入本文。
製造製程700中之下一操作涉及在操作706中沈積第二電致變色層(大體上在上文中描述的相對電極層的實例)。正如第一電致變色層之沈積,此沈積製程可使用例如物理或化學氣相沈積來實現。若第一
電致變色層含有陰極著色電致變色材料,則第二電致變色層可含有陽極著色電致變色材料。反之亦然。若第一電致變色層含有陽極著色電致變色材料,則第二電致變色層可含有陰極著色電致變色材料。在某些實施例中,第二電致變色層含有陽極著色電致變色材料,諸如氧化鎳或摻雜有鎢的氧化鎳(有時稱為NiWO)。在一些實例中,在鎳鎢氧化物用作第二電致變色層的情況下,該第二電致變色層的厚度係形成為介於約200nm與300nm之間。在一些情況下,僅使用一個電致變色層。離子自非電致變色相對電極穿梭至單個電致變色層中,且穿梭出單個電致變色層至非電致變色相對電極中。在圖7的實例中,沒有將離子導電層單獨地沈積於第一電致變色層與第二電致變色層之間。
在沈積第二電致變色層之後,包括第一電致變色層及第二電致變色層之裝置係如操作707中所指示地鋰化。鋰化可如操作705之上下文中所述地來實現。如所提及的,鋰化操作可促進先前嵌入部分製造的電致變色裝置堆疊中之顆粒的噴射。儘管在圖7之製程流程中未進行描繪,但絕緣保護層可在促進顆粒噴射的任何步驟之後加以沈積。因此,在某些實施例中,可在鋰化操作705或鋰化操作707之後執行保護絕緣層之沈積。
返回圖7中描繪的製程流程,在707中的裝置鋰化之後,下一製程操作沈積第二或頂部TCO層,如操作708中所描繪。此時,已產生基本電致變色裝置所需的所有結構。在一些實施例中,在此操作中根據如上文關於圖5所述的操作508來沈積自愈頂部TCO。在一些實施例中,根據如上文關於圖6所述的操作608來沈積在操作708中所沈積的改質頂部TCO層。
在某些實施例中,如所述的一或多個塗層可在整合的沈積系統中形成於基板(例如玻璃片)上,其中該基板在層之製造期間的任何時候都不離開整合的沈積系統。在一個實施例中,可在在整合的沈積系
統中製造包括EC疊堆及頂部TCO之電致變色裝置,其中玻璃片在層之製造期間的任何時候都不離開整合的沈積系統。在一種情況下,亦可使用整合的沈積系統來形成底部TCO層,其中玻璃片在EC疊堆及TCO層之沈積期間並不離開整合的沈積系統。在一個實施例中,所有層(例如,擴散障壁、底部TCO、EC疊堆以及頂部TCO)係沈積於整合的沈積系統中,其中玻璃片在沈積期間並不離開整合的沈積系統。
在操作776中,視情況而定將頂部塗層施加至電致變色裝置以對其進行保護。頂部塗層可作為密封劑添加,例如作為保護層壓製品免受環境影響的氣密密封件。在某些實施例中,密封劑亦用作如本文所述的邊緣黏合劑。例如,在一個實施例中,密封劑為聚對二甲苯,例如聚對二甲苯AF-4(亦為特氟隆(Teflon)衍生物的對二甲苯衍生物)。在另一個實施例中,頂部塗層為基於矽樹脂或環氧樹脂之密封劑,諸如可自例如賓夕法尼亞州瓦林頓的Polysciences公司商購獲得的彼等密封劑或可自密歇根州中部地區的Dow Corning公司獲得的彼等密封劑。此等密封劑亦可為黏合劑,因此在某些實施例中,頂部塗覆過程亦保護退火的薄玻璃的邊緣,且因此代替邊緣處理或除了邊緣處理之外來使用。邊緣處理可類似於上文中關於操作774所述的邊緣處理。在一個實施例中,製程流程700不包括邊緣處理,更確切地說頂部塗覆應用776是保護薄的退火的玻璃基板(以及作為整體的電致變色裝置)之邊緣所需的全部。在其他實施例中,如本文所述的一或多個邊緣處理與頂部塗覆相結合用於更堅固的層壓製品,該層壓製品可承受溫度變化以及環境曝露與影響。
在操作778中,在塗覆基板之後,該基板可經歷後圖案化,該後圖案化包括施加匯流排、切割已塗覆的基板以及製造IGU。合適的後處理之實例包括熱及/或化學調節操作。在美國專利號12/645,111中描述此類操作,該專利以引用之方式併入本文。在一些實施例中,後圖
案化可包括如上文中關於圖3中之操作378a所述的使電致變色裝置之區域局部去活化,以及操作378b中之施加匯流排。在一些實施例中,後圖案化可包括根據圖4B之操作478來施加非液體匯流排。
可在切割基板之前執行於第二TCO層或第一TCO層上製造匯流排。在一些實施例中,單個玻璃單元係製造有多個透明的匯流排,該等匯流排可施加於第二TCO上以便能夠較快速切換。藉由將匯流排置放於窗戶之可為對建築物佔有者可見的區域的內部區域中,匯流排之間的距離得以減小,進而使外部匯流排之間的區域中之歐姆電勢降最小化。
電致變色裝置可具有兩個匯流排,一個用於每一個透明導電層。然而,本文的方法亦包括製造具有用於每一個透明導電層的多於一個匯流排的裝置,該等匯流排確切地是第一導體層及第二導體層中之每一者的相反側上的匯流排。當製造較大的電致變色裝置及具有大面積裝置時此可為特別有用的,該較大的電致變色裝置歸因於片電阻將使用較長的切換時間。
底部匯流排可藉由首先將第一導體或底部TCO層之一部分曝露(匯流排焊盤曝露,或「BPE」)來施加。BPE不需要運行彼側面之整個長度,其僅需要足夠長以容納匯流排並在匯流排與第二導體層之間留下一定空間,以便不在第二導體層上短路。在一個實施例中,BPE跨越底部TCO層在彼側面上之的長度。
如上所述,在各種實施例中,BPE是其中材料層之一部分經向下移除至下電極層或另一個導電層(例如,透明導電氧化物層),以便產生用於將要施加之匯流排的表面且因此與電極進行電接觸。經施加之匯流排可為焊接匯流排、油墨匯流排、固體匯流排、黏性匯流排等。BPE通常具有矩形區域,但此不為必須的,BPE可為任何幾何形狀或不規則形狀。例如,根據需要,BPE可為圓形、三角形、橢圓形、梯
形以及其他多邊形形狀。該形狀可取決於電致變色裝置之配置、承受電致變色裝置的基板(例如,不規則形狀的窗戶)、或甚至例如用來產生該形狀之更有效(例如,在材料移除、時間等方面)的雷射消蝕圖案。在一個實施例中,BPE跨越電致變色裝置之一側的長度的至少約50%。在一個實施例中,BPE跨越電致變色裝置之一側的長度的至少約80%。在一個實施例中,BPE係基本上矩形的,該長度接近電致變色裝置之一側,且該寬度介於約5mm與約15mm之間,在另一個實施例中介於約5mm與約10mm之間,且在又一個實施例中介於約7mm與約9mm之間。如所提及的,匯流排的寬度可介於約1mm與約5mm之間,通常約3mm寬。
如所提及的,在一些實施例中,由於匯流排可沈積於活動材料上,因此以任何合適的寬度或在任何所需的位置處製造BPE。匯流排寬度可超過BPE之寬度(且因此存在觸及下導體及玻璃(及/或擴散障壁)的匯流排材料)。在匯流排寬度完全由BPE調節的實施例中,即,匯流排完全在下導體的頂上,匯流排之沿著長度的外邊緣可與BPE之外邊緣對準,或插入約1mm至約3mm。同樣地,匯流排與電致變色裝置之間的間距介於約1mm與約3mm之間,在另一個實施例中介於約1mm與2mm之間,且在另一個實施例中為約1.5mm。BPE之形成在下文中關於具有是TCO的下電極之電致變色裝置進行更詳細的描述。此僅為便利,電極可為用於光學裝置之透明或不透明的任何合適的電極。
為了產生BPE,底部TCO之區域得以清除經沈積之材料,以便匯流排可製造於底部TCO上。在一個實施例中,此藉由雷射處理來達成,該雷射處理選擇性地移除經沈積之薄膜層同時留下底部TCO在所界定的位置處曝露於所界定的區域中。在一個實施例中,底部電極及沈積層之吸收特性得以開發,以便在雷射消蝕期間達成選擇性,即,
以便選擇性地移除TCO上之EC材料同時留下TCO材料是完整的。在某些實施例中,亦移除TCO層之上部部分(深度)以便確保匯流排之良好電接觸,例如藉由移除在沈積期間可能已產生的TCO及EC材料之任何混合物。
在某些實施例中,用來製造BPE之電磁輻射同樣用於執行邊緣刪除。使用光纖或開放光路將(雷射)輻射遞送至基板。可取決於電磁輻射波長的選擇來自玻璃側面或薄膜側面執行消蝕。用來使薄膜厚度消蝕之能量密度藉由使雷射束穿過光學透鏡來達成。透鏡將雷射束聚焦成所需的形狀及大小,例如具有上文所述的尺寸的「高頂」,在一個實施例中具有介於約0.5J/cm2與約4J/cm2之間的能量密度。在一個實施例中,用於BPE之雷射掃描重疊如上文所述地完成一用於雷射邊緣刪除。在某些實施例中,可變深度消蝕係用於BPE製造。這種情況在以下更詳細描述。
在某些實施例中,例如,由於EC薄膜中之吸收的選擇性質,焦平面處之雷射處理產生一些量(介於約10nm與約100nm之間)的殘餘物,例如餘留在下導體之曝露區域上的氧化鎢。由於許多EC材料不是與下伏導體層一樣具有導電性,在此殘餘物上製造的匯流排不與下伏導體完全接觸,從而導致跨匯流排至下導體介面之電壓降。該電壓降影響裝置之著色以及影響匯流排至下導體之黏附。克服此問題的一種方式是增加用於薄膜移除之能量的量,然而,此種方法導致在點重疊處形成溝槽,從而不能接受地消耗下導體。為了克服此問題,於焦平面上方執行雷射消蝕,即,散焦雷射束。在一個實施例中,雷射束之散焦分佈是修飾的高頂或「準高頂」。藉由使用散焦的雷射分佈,經遞送至表面的通量可在沒有破壞點重疊區域處之下伏TCO的情況下增加。此種方法最小化留在曝露的下導體層上之殘餘物的量,且因此允許匯流排與下導體層的更好的接觸。
在形成BPE之後,匯流排係施加至裝置,一個在底部TCO層(例如,第一TCO)之曝露區域BPE上,且一個在裝置之相反側上,在頂部TCO層(例如,第二TCO)上,在第二導體層之不處於第一導體層上方的一部分上。在一些實施例中,經施加於頂部TCO上之匯流排在一定寬度下且在某一區域的位置處進行製造,該區域是電致變色裝置在電致變色裝置完成塗覆後去活化的區域。經沈積於頂部TCO上之匯流排可具有使得長度介於約10”與約144”之間、寬度介於約0.5mm與約5mm之間、且厚度介於約10um與1000um之間的尺寸。
在製造匯流排或以其他方式施加至一或多個導電層之後,電致變色薄層在有或沒有層壓至另一個薄層的情況下可經整合至IGU中,該IGU包括例如用於匯流排之佈線等。在一些實施例中,匯流排中之一者或兩者處於成品IGU內部。在特定實施例中,兩個匯流排經配置於IGU之隔片與玻璃之間(通常稱為IGU之主密封件);即,匯流排與用來分離IGU之薄層的隔片對齊。可至少部分地使用裝置之已被圖案化來移除裝置層的區域,以便產生與用來形成IGU之隔片的一個面的密封。因此,接至匯流條的電線或其他連接件在隔片與玻璃之間延伸。由於許多隔片由例如不銹鋼的導電金屬製成,因此需要採取步驟來避免因匯流條和接至匯流條的連接器與金屬隔片之間的電連通所造成的短路。在於2011年12月6日提交之且標題為「用於絕緣玻璃單元之改進的隔片」的美國專利申請案第13/312,057號(現在為美國專利第8,711,465號)中描述用於實現此目標之特定方法及設備,該專利申請案以引用之方式整體併入本文。在本文所述的某些實施例中,方法及所得之IGU包括使電致變色裝置、匯流排以及任何隔離劃線之周邊邊緣都處於IGU之主密封件中。
參考圖7,在操作772中,可將基板層壓至支撐薄層,例如回火或熱加強的薄層,該薄層介於約3mm與約25mm之間厚,在另一個實
施例中介於約3mm與約12mm之間厚,且在又一個實施例中介於約3mm與約6mm之間厚。可將玻璃層壓至回火玻璃或熱加強的玻璃薄層;然而,此僅僅是製程流程之層壓部分的一個實施例。例如,薄的可撓玻璃可經層壓至塑膠基板。在某些實施例中,薄的可撓基板經層壓至未退火的玻璃薄層,例如回火或熱加強的玻璃薄層或另一種薄的可撓玻璃。
在操作772中所形成的層壓製品應當具有均勻表面,例如層壓黏合劑應當在回火的薄層與可撓退火玻璃基板之間在厚度上及在沒有氣泡上是均勻分佈的。在可撓基板上具有均勻(例如基本上平面的)表面允許層在隨後沈積時變得更均勻。對於吸收裝置而言,例如層壓黏合劑應當具有針對最終的光學裝置之規格的良好的透明度、低霧度以及足夠的透光度。取決於需要,層壓層可為有色或無色的。有色的層壓層可用來使光學裝置之另一部分中之不想要的顏色偏移,或用來加強已存在的顏色。若在處理期間層壓黏合劑發黃,則支撐薄層顏色可經選擇來使得最終產品之顏色空間符合規格。可用於層壓層中之染料較佳地對於熱量及紫外線(UV)輻射是高度穩定的。若選擇無機顏料,則它們應當在熱量或UV下不催化層壓黏合劑之分解。在一個實施例中,層壓黏合劑經配製成具有橫向彈性,以便在沒有由於熱衝擊而破損的情況下接受支撐薄層與薄的可撓薄層之間的熱膨脹係數的差異。
再次參考圖7中之製程流程700,視情況而定將邊緣處理施加至層壓製品,參見774。邊緣處理可包括磨削及/或拋光過程,以便改進邊緣強度或更充分地保護及/或牢固薄的可撓基板之邊緣。在一個實施例中,薄的可撓玻璃配偶體之邊緣經加熱至高溫以熔化周邊周圍的玻璃,進而移除微觀裂紋且誘導用於附加強度之邊緣中的應力。在一個實施例中,可撓的薄退火玻璃之邊緣在層壓後加以打磨及/或拋光,例如層壓製品為「粗切割」的層壓製品,例如機械切割,該機械
切割完成邊緣磨削及拋光製程來加強薄的退火薄層之邊緣(回火光通常將已具有打磨及拋光的邊緣)。在所得之結構中,儘管回火的支撐薄層與薄的可撓薄層之區域(「佔有面積」)是相同的,但薄玻璃之最外邊緣是傾斜的,例如近似於回火薄層打磨(及視情況而定拋光)邊緣的曲率。
層壓在清潔、低微粒環境中進行。然而,由於光學裝置製造在層壓後發生,層壓製品可視情況而定在例如電致變色裝置製造之前進行清潔,參見774。例如使用可商購獲得的玻璃清潔設備來執行清潔。
視情況而定,層壓製品係併入IGU中。由於本文所述的方法可產生高強度的層壓製品,併入IGU中是可選的。藉由將另一個回火、熱加強或聚合物薄層層壓至電致變色裝置以便保護可撓退火薄層及/或電致變色裝置免受衝擊,層壓製品可得到進一步加強。
在一個實施例中,層壓製品係併入IGU中,其中例如電致變色裝置之光學裝置處於IGU之內部體積中。此可在自大片切除層壓製品之前或之後完成。在此類實施例中,電致變色裝置可具有或可不具有頂部塗層及/或經層壓至電致變色裝置側面之額外薄層,因為內部體積保護了電致變色裝置。在一個實施例中,層壓製品包括頂部塗層且還併入IGU中,其中電致變色裝置處於IGU之內部體積中。此結構係有用的,例如若IGU之內部緊鄰窗格及/或主密封件與次密封件萬一故障,則電致變色裝置將由頂部塗層保護來免受周圍影響。IGU可僅僅具有如本文所述的單個層壓製品,例如雙窗格IGU,其中IGU之配對薄層為單個玻璃薄層。在其他實施例中,IGU為具有如本文所述的用作IGU之兩個窗格的兩個層壓製品的雙窗格構造。三窗格IGU也在本文所述的實施例之範圍內,其具有如本文所述的一個、兩個或三個層壓製品。
「塗覆然後切割」方法允許高生產量的製造,因為可於單個大面積基板上製造複數個電致變色裝置,且在將大版式玻璃片切割成單獨薄層之前測試並減輕缺陷。在一個實施例中,大版式玻璃窗格與單獨的加強窗格層壓在一起,該加強窗格在切割大版式片之前與每一個電致變色裝置對齊。匯流排在層壓之前可或可不附接;例如配對薄層可與允許頂部TCO及底部TCO之一些曝露的部分的區域共延,以用於隨後的匯流排附接。在另一個實例中,配對薄層為薄的可撓材料,諸如薄的可撓玻璃,該玻璃基本上與電致變色裝置或整個大版式片共延。薄的可撓配對薄層經向下消蝕(以及層壓黏合劑,若在此等區域中存在的話)至第一導體層及第二導體層,以便匯流排可如本文所述地附接至其。在又一個實施例中,薄的可撓配對薄層(不管是否與整個大版式片或單獨的電致變色裝置共延)經配置有孔口,該等孔口在層壓期間與頂部導體層及BPE對齊。匯流排在與配對薄層層壓之前或之後來進行附接,因為孔口允許任一操作順序。層壓及匯流排附接可在切割大片之前或之後分別執行。
在某些實施例中,當層壓時,可在層壓之前施加匯流排,其中匯流排經施加至BPE及上TCO,隨後當層壓時自此等區域之間壓出,例如壓至配對薄層中之孔口或繼續圍繞層壓製品之邊緣,以允許鉛附接於層壓區域外部的點處。在另一個實施例中,平坦箔帶係施加至頂部導體及BPE,該箔帶延伸超過層壓區域,以使得電線在層壓之後可焊接至該箔帶。在此等實施例中,切割必須在層壓之前進行,除非例如層壓配對薄層不覆蓋大版式基板之整個表面(例如,如關於本文的卷至卷實施例所述的)。
薄層不管層壓與否可併入IGU中。在一個實施例中,單獨的EC薄層係併入IGU中且隨後IGU之一或多個EC薄層與如本文所述的或在美國專利第8,164,818號中的加強窗格(配對薄層)進行層壓。在其他實施
例中,例如如本文所述的,層壓可包括可撓基板,例如前面提及的IGU之層壓,其中配對薄層為可撓基板或例如EC薄層直接層壓至可撓基板。此外,此類實施例關於圖8來進行描述。
用於電致變色裝置製造之設備
圖8描繪形成電致變色裝置之層壓製品的卷對卷製程872,其中層壓使用配對薄層,該配對薄層可為用於附加支撐的回火薄層或可撓薄玻璃或甚至是IGU。基板876經饋送至層壓流水線中,該層壓流水線在此實例中包括輸送器877。基板876可為具有至少一個併入的EC薄層之IGU,或基板876可為例如如本文所述的單塊電致變色裝置,或基板876可為具有複數個EC薄層製造於其上之大版式基板。在一些實施例中,基板876可為根據圖7中之製程700製造的IGU。在一些實施例中,基板876為將要在圖7之操作772中層壓的玻璃基板。如在本論述中關於圖8所使用的術語「基板」包括光學塗覆的電致變色裝置。此類基板可用於卷對卷製程中。可在層壓期間使用可撓、薄且耐用的玻璃材料,諸如可自紐約Corning公司Corning(Corning,Incorporated of Corning,New York)商購獲得的Gorilla®玻璃(例如,介於約0.5mm與約2.0mm之間厚)及WillowTM玻璃。
在此實例中,諸如玻璃基板之薄且可撓基板878係自卷饋送至層壓流水線中。在一個實施例中,一或多個卷係並行地施加至大版式玻璃片,該大版式玻璃片包括複數個電致變色裝置(基板876自身可為呈卷形式之薄的可撓玻璃,即如本文所述的已塗覆有電致變色裝置塗層且已後圖案化及處理的基板)。例如,三個分開及並行卷的可撓基板係饋送至層壓流水線中,該層壓流水線縱向或橫向地對大版式玻璃基板進行層壓,以使得三列或三行電致變色裝置各自與可撓基板進行層壓。因此,通過使用卷對卷製程,大版式玻璃片可與可撓配對薄層材料一起層壓並切割成獨立的EC薄層。當層壓每一行時或在層壓整個
片之後,可對大版式玻璃片進行切割。在某些實施例中,獨立的EC薄層(或含有它們的IGU)係藉由卷對卷製程進行層壓。
黏合劑係施加至基板876、可撓基板878或兩者。滾筒879施加足夠的壓力以確保基板876與可撓基板878之間的良好結合。例如使用雷射880切割可撓基板878以匹配其層壓配偶體876。最終的層壓製品結構881產生。使用此種卷至卷方法,單塊電致變色裝置、承受複數個EC薄層之IGU或大版式玻璃片可利用薄的可撓的加強窗格來進行加強,或例如薄的可撓EC薄層可利用另一種薄的可撓玻璃層壓配偶體來進行加強。此等方法應用至本文或以其他方式所述的任何EC基板。在一個實施例中,例如已自大面積基板切割的單塊EC薄層係饋送至層壓流水線中以與可撓基板一起進行層壓。在另一個實施例中,具有複數個電致變色裝置製造於其上之大面積基板係與對應寬度的可撓基板一起層壓,且在層壓後,獨立的現在為層壓的電致變色裝置係自大面積層壓製品上切割,例如當完成層壓時或在整個大版式片層壓之後按行切割。在另一個實施例中,具有複數個電致變色裝置製造於其上之大面積基板與多個對應寬度或獨立EC薄層長度的可撓基板一起層壓,且在層壓後,現在為層壓的電致變色裝置係自大面積層壓製品例如個別地或按行(或按列)進行切割。
在某些實施例中,例如薄的可撓玻璃的大版式退火玻璃在一個設施中經塗覆有例如如本文所述的電致變色裝置塗層,且隨後在另一個設施中執行後處理。例如,本文所述的實施例提供了實例,其中獨立的電致變色裝置之圖案化可在沈積後完成以處理頂部匯流排下方的短路的任何問題。因此,大片玻璃可塗覆有裝置塗層、儲存及/或運送至另一個設施以用於後處理成子體薄層。以此種方式,例如製造商可作為其產品來生產塗覆有單塊電致變色裝置塗層的大版式玻璃。經塗覆之玻璃可為大片或大卷的可撓玻璃。經塗覆之玻璃可大量生產及
儲存或運送至顧客,該等顧客可如他們所需地對經塗覆之玻璃進行後處理。在一些實施例中,本文所述的方法係用來將經塗覆之玻璃後處理成複數個電致變色裝置或薄層,其繼而可製成層壓製品及/或IGU。經塗覆之玻璃可具有如本文所述的氣密保護層。本文所述的方法在沒有裝置之預圖案化的情況下提供了關於後處理的極大的靈活性。
例如不需要大版式玻璃上之電致變色裝置之預圖案化的本文所述的實施例在這種大規模塗覆的片是如何進行後處理上提供了極大的靈活性。例如,匯流排置放及EC裝置配置在電致變色塗覆製程之後在下游進行判定。
「塗覆、運送且隨後切割」的方法在製造流程上提供了另外的優點。例如,塗覆電致變色裝置的退火玻璃可裝載至例如大型運送支架中,而不是必須製造及裝載完成的IGU及/或層壓製品。由於工廠複雜性的劇烈降低及運送體積及重量(貨運費)的成本降低,實現了巨大的省錢。此外,後處理中之多樣性得以調節,因為後處理在下游工廠處局部地完成。因此,電致變色裝置塗覆的玻璃的單個產品可運送至多個地點,以用於各種定製的後處理。具有集中塗覆設施及輔助的後處理設施改進了產品及下游產品的質量及堅固性,因為相對於下游後處理電致變色裝置塗覆過程高度集中且使用高度熟練的勞動力。例如IGU製造商的下游顧客在他們的製造上具有更多的控制,且這允許終端顧客(窗戶購買者)在定製設計及質量上有更多選擇。同樣,使製造製程分散允許製造窗戶的最重要的部分,該部分中存在用於大規模塗覆機的可靠電源,因此避免了供應中斷,且接近大規模運送中心可不那麼重要(因為每平方英尺的運送裝置運送更輕且佔用更小的體積)。
在某些實施例中,例如用來提供氣密保護之氣密密封層的頂部塗層係施加至電致變色裝置塗層。該塗層提供了氣密密封來例如在「塗覆、運送且隨後切割」的實施例中在運送期間保護塗層。此種頂
部塗層可藉由各種技術來施加,例如噴塗塗覆、浸漬塗覆等。若例如在頂部TCO中存在裂縫或相反頂部TCO自身在周圍與EC堆疊之間不提供防潮層,則此種頂部塗層保護裝置塗層免受可能以其他方式破壞裝置功能的濕氣影響。此種頂部塗層可在例如施加電致變色裝置塗層之後立即或不久後來施加。例如,大片的塗覆玻璃或塗覆有電致變色裝置的連續片的玻璃可在噴塗設備及乾燥站(例如烘箱)前面、下方或上方經過。以此種方式,乾燥的裝置塗層係立即密封並保護免受周圍的影響。在某些實例中,此可保護免受針孔形成的影響。同樣,電致變色裝置塗層可能常常易於劃傷,該等劃傷可能損害功能及/或美觀性,例如切換均勻性。頂部塗層保護了此方面。而且,具有經保護免受周圍影響的塗層允許在處理、提供更多時間來檢查、包裝、儲存及運送產品上的更多的靈活性,即等待時間控制在擴大且變得更靈活。氣密頂部塗層可為永久的或臨時的,例如例如在單獨的後處理設施處在下游移除的薄膜。
可替代地或除了頂部塗層,電致變色裝置塗覆的玻璃片或玻璃卷可在例如乾燥環境及/或惰性氣體環境的氣壓受控的環境中被處置、處理及/或運送。同樣,電致變色裝置塗覆的片或卷可藉由例如如在玻璃工業中已知的交錯片、粉末或類似的臨時保護劑來進行保護。合適的交錯片可為高度拋光的紙,諸如米紙。亦可使用示例性交錯的粉末,諸如可自新澤西的新普羅維登斯島的Chemetall集團獲得的彼等粉末,且亦包括在由Duffer,Paul F於1986年11月15日在玻璃文摘(GLASS DIGEST)上發表的「如何防止玻璃腐蝕」中所描的彼等粉末。可使用大範圍的交錯片,且範圍自牛皮紙至高技術的pH平衡材料。粉末可包括一種類型的珠粒(諸如丙烯酸或超高分子量(UHMW)的珠粒)及防止染色的酸性成分,諸如己二酸。
在某些實施例中,「塗覆、運送且隨後切割」方法可藉由使用可
回火的電致變色裝置塗層及/或藉由提供塗層作為裝置前驅體而增進,該裝置前驅體經轉變成作為後處理的部分的功能性EC裝置。在於2013年12月20日提交之標題為「可回火的電致變色裝置」的美國專利申請案第13/137,750號中描述可回火的電致變色裝置,該專利以引用之方式出於所有目的併入本文。在2012年10月30日頒佈的標題為「電致變色裝置」的美國專利第8,300,298號中描述電致變色裝置前驅體,該專利以引用之方式出於所有目的併入本文。此等技術兩者均允許將一系列層施加至玻璃,其中此等層不用作電致變色裝置。此等層隨後經加熱或將其他能量源施加給它們,該能量將層轉化成功能性電致變色裝置塗層。可回火的電致變色裝置塗層在加熱處理(在這種情況下為退火的玻璃之回火)之前可為或可不是功能性裝置。
例如,退火的玻璃係塗覆有電致變色裝置前驅體塗層或可回火的電致變色裝置塗層。玻璃隨後可運送至各種設施以用於後處理。在一個實施例中,經塗覆之玻璃包括電致變色裝置前驅體塗層。作為後處理之一部分,該塗層係曝露至能量(例如熱量)來將裝置前驅體塗層轉化成功能性電致變色裝置塗層。此具有在後處理上的甚至另外的靈活性的好處,例如獨立的後處理者可決定用於電致變色裝置轉化的最佳條件。在電致變色裝置前驅體塗層轉化成功能性電致變色裝置塗層的情況下,可在加熱過程之前或之後將玻璃切割成子體薄層或裝置。在另一個實例中,可回火的電致變色裝置塗層係施加至退火的玻璃(足夠厚來進行回火)。作為後處理之一部分,塗層係曝露至能量(例如熱量)以便使玻璃基板回火,且視情況而定將裝置前驅體塗層轉化成功能性電致變色裝置塗層(除非其已是能夠承受回火製程的功能性裝置塗層)。此具有在後處理上的甚至另外的靈活性的好處,例如獨立的後處理者可決定用於回火及/或電致變色裝置轉化的最佳條件。在可回火EC塗層的情況下,將在回火前將玻璃切割成子體薄層或裝
置。
在一些實施例中,包括第一透明電導層之玻璃基板可藉由對該基板進行拋光而製成平面的。在於2015年4月14日頒佈的標題為「電致變色裝置中之缺陷減輕層」的美國專利第9,007,674號中,於2015年4月16日提交之標題為「在製造電致變色裝置期間的顆粒移除」的PCT國際申請第PCT/US2015/26150號中,及於2012年9月27日提交之標題為「光學裝置製造」的PCT國際申請案第PCT/US2012/57606號中進一步描述拋光基板之實例,所有申請案以引用之方式整體併入本文。平面電致變色裝置塗層可延長電致變色裝置塗層能夠承受曝露至大氣濕度的持續時間。
在一些實施例中,第一透明電導層可經沈積為平面層。例如,在一些實施例中,透明導電層可藉由諸如PVD之方法來沈積。藉由PVD沈積的此種薄膜可經沈積為非晶質且隨後結晶,以使得所得之薄膜傾向於比以結晶形式沈積的薄膜更平滑。此主要由沈積溫度來驅動。
包括電致變色堆疊之平面玻璃基板可能夠承受曝露至大氣濕度的更長的持續時間。平面可經界定為具有小於約30nm、或小於約15nm、或小於約10nm的峰間粗糙度。
結論
雖然為了清楚理解的目的而略微詳細地描述了前述實施例,但將會明顯的是,可在隨附申請專利範圍之範圍內做出某些變化及修改。應注意的是,存在實施本實施例的過程、系統以及設備的許多替代方式。因此,本實施例應被認為是例示性而非限制性的,且本實施例不限於本文所給出的細節。
302:步驟
304:步驟
308:步驟
378a:步驟
378b:步驟
Claims (66)
- 一種製造一電致變色裝置之方法,該電致變色裝置包含介於一第一透明電導層與一第二透明電導層之間的一電致變色堆疊,該電致變色堆疊經配置來建立橫跨該電致變色堆疊之一電勢且進而引起該電致變色裝置之光交換,該方法包含:(a)接收一基板,其具有經安置於該基板之一表面之該第一透明導電層;(b)在該第一透明電導層上製造該電致變色堆疊,其中該電致變色堆疊包含一電致變色層及一相對電極層;(c)在該電致變色堆疊上形成該第二透明電導層;(d)在該第二透明電導層之一區域上形成一匯流排,其中該區域是在該第一透明電導層的上方;以及(e)在製造該電致變色堆疊及該第二透明電導層之後,(i)在基本上沒有使該電致變色裝置中不在該匯流排下方的區域去活化的情況下使該電致變色裝置中在該匯流排下方的該區域去活化,或(ii)在基本上沒有該電致變色裝置中在該匯流排下方的該區域活化的情況下使該電致變色裝置中不在該匯流排下方的該區域活化。
- 如請求項1之方法,其中在執行(d)之前執行(e)。
- 如請求項1之方法,其進一步包含將來自一卷該基板之該基板連續不斷地饋送至將該電致變色堆疊塗覆至該基板上的設備。
- 如請求項3之方法,其中該基板包含一可撓玻璃。
- 如請求項1之方法,其進一步包含在該基板之該表面上形成該第一透明電導層。
- 如請求項5之方法,其中在一濺射塗覆設備中按順序執行形成該第一透明電導層、製造該電致變色堆疊、以及形成該第二透明電導層,該濺射塗覆設備使該基板之該表面塗覆有該第一透明電導層及該第二透明電導層以及該電致變色堆疊。
- 如請求項1之方法,其進一步包含在(d)或(e)之前切割該基板以提供多個薄層。
- 如請求項1之方法,其中在一濺射塗覆設備中按順序執行操作(b)及(c),該濺射塗覆設備使該基板之該表面塗覆有該第一透明電導層及該第二透明電導層以及該電致變色堆疊,且其中在該濺射塗覆設備外部執行操作(d)。
- 如請求項1之方法,其中在形成該第二透明電導層之前,在沒有隔離該第一透明電導層之一區域的情況下執行該方法。
- 如請求項1之方法,其中在形成該第二透明電導層之前,在沒有隔離該電致變色堆疊之一區域的情況下執行該方法。
- 如請求項1之方法,其中在沒有預定義在完成該電致變色裝置及該第二透明電導層之前將在何處形成用於該第二透明電導層之該匯流排的情況下執行該方法。
- 如請求項9之方法,其進一步包含在該第二透明電導層及/或該第一透明電導層上形成一或多個另外的匯流排。
- 如請求項12之方法,其進一步包含切割該基板以提供多個薄層。
- 如請求項1之方法,其中製造該電致變色堆疊包含將元素鋰沈積於該相對電極層及/或該電致變色層上。
- 如請求項1之方法,其中(e)中之去活化包含防止該電致變色裝置中該匯流排下方的該區域之鋰化。
- 如請求項1之方法,其中該電致變色層包含電致變色金屬氧化 物,且其中(e)中之去活化包含使該電致變色層中之間隙氧與該電致變色金屬氧化物起反應,以產生一化學計量或富含氧形式的該電致變色金屬氧化物,該金屬氧化物不是電致變色活性的。
- 如請求項1之方法,其中(e)中之去活化包含在該匯流排下方的該區域中施加過量的氧。
- 如請求項1之方法,其中(e)包含:(i)在操作(b)及/或(c)期間,使該電致變色堆疊、該第一透明電導層及/或該第二透明電導層敏化;以及(ii)在操作(c)之後,在該匯流排下方或緊鄰該匯流排局部施加一刺激,以使該敏化的電致變色堆疊、該第一透明電導層及/或該第二透明電導層中處於該匯流排下方的該區域去活化,或使該敏化的電致變色堆疊、該第一透明電導層及/或該第二透明電導層中不在該匯流排下方的該區域活化。
- 如請求項18之方法,其中該敏化包含選自由施加熱量、照射,施加一化學品或組合物以及其組合所組成之群組的一處理。
- 如請求項18之方法,其中該刺激係選自由照射、加熱、曝露至化學品或組合物以及其組合所組成之群組。
- 一種製造一電致變色裝置之方法,該電致變色裝置包含介於一第一透明電導層與一第二透明電導層之間的一電致變色堆疊,該電致變色堆疊經配置來建立橫跨該電致變色堆疊之一電勢且進而引起該電致變色裝置之光交換,該方法包含:(a)接收一基板,其具有經安置於該基板之一表面之該第一透明導電層;(b)在該第一透明電導層上製造該電致變色堆疊,其中該電致變色堆疊包含一電致變色層及一相對電極層; (c)在該電致變色堆疊上形成該第二透明電導層;(d)在該第二透明電導層之一區域上形成一匯流排,其中該區域是在該第一透明電導層的上方;以及(e)執行一短路減輕操作來(i)防止該第二透明電導層與該電致變色裝置的一層之間於該匯流排下方的該區域中形成電氣短路,及/或(ii)移除已形成於該第二透明電導層與該電致變色裝置的一層之間於該匯流排下方的該區域中之電氣短路,其中,在製造該電致變色堆疊及該第二透明電導層之後,在基本上沒有使該電致變色裝置中該匯流排下方的該區域去活化的情況下執行(e)。
- 如請求項21之方法,其中在執行(d)之前執行(e)。
- 如請求項21之方法,其進一步包含將來自一卷該基板之該基板連續不斷地饋送至將該電致變色堆疊塗覆至該基板基片上的設備。
- 如請求項23之方法,其中該基板包含一可撓玻璃。
- 如請求項21之方法,其進一步包含在該基板之一表面上形成該第一透明電導層。
- 如請求項25之方法,其中在一濺射塗覆設備中按順序執行形成該第一透明電導層、製造該電致變色堆疊、以及形成該第二透明電導層,該濺射塗覆設備使該基板之該表面塗覆有該第一透明電導層及該第二透明電導層以及該電致變色堆疊。
- 如請求項21之方法,其中在製造該電致變色堆疊的一設備中形成該第一透明電導層。
- 如請求項21之方法,其中在一濺射塗覆設備中按順序執行操作(b)及(c),該濺射塗覆設備使該基板之該表面塗覆有該第一透明 電導層及該第二透明電導層以及該電致變色堆疊,且其中在該濺射塗覆設備外部執行操作(d)。
- 如請求項21之方法,其中該短路減輕操作包含藉由將一匯流排導電材料施加於基本上不遷移至該第二透明電導層的一介質中來形成該匯流排。
- 如請求項29之方法,其中該介質為一固體。
- 如請求項29之方法,其中該介質為一膠帶。
- 如請求項21之方法,其中該短路減輕操作包含藉由將一匯流排導電材料施加於一介質中來形成該匯流排,該介質隔絕導電材料進而防止該導電材料遷移至該第二透明電導層。
- 如請求項21之方法,其中該短路減輕操作包含在該匯流排與該第二透明電導層之間形成一障壁層。
- 如請求項21之方法,其中在(d)期間執行該短路減輕操作,且(d)進一步包含由包含一導電材料之組合物形成該匯流排,該導電材料抵抗至該第二透明電導層中的電遷移。
- 如請求項21之方法,其中該短路減輕操作包含施加一刺激,該刺激治癒在該第二透明電導層與該電致變色裝置之該層之間存在的電氣短路。
- 如請求項21之方法,其中該短路減輕操作包含在可形成該等短路的點處阻斷該第二透明電導層中之通路。
- 如請求項21之方法,其中在形成該第二透明電導層之前,在沒有隔離該第一透明電導層之一區域或該電致變色堆疊的情況下執行該方法。
- 如請求項21之方法,其中在沒有預定義在完成該電致變色裝置及第二透明電導層之前在何處將形成用於該第二透明電導層的該匯流排的情況下執行該方法。
- 如請求項37之方法,其進一步包含在該第二透明電導層及/或該第一透明電導層上形成一或多個另外的匯流排。
- 如請求項39之方法,其進一步包含切割該基板以提供多個電致變色薄層。
- 如請求項21之方法,其中該匯流排包含銅。
- 如請求項21之方法,其中(e)(ii)執行該短路減輕操作來移除已形成於該第二透明電導層與該電致變色裝置的一層之間於該匯流排下方的該區域中之電氣短路,其係在製造該電致變色堆疊及該第二透明電導層之後,在基本上沒有使該電致變色裝置中該匯流排下方的該區域去活化的情況下執行。
- 如請求項21之方法,其進一步包含切割該基板以提供多個電致變色薄層。
- 如請求項40之方法,其中在形成該匯流排之前執行該切割。
- 如請求項40之方法,其中在形成該匯流排之後執行該切割。
- 一種製造一電致變色裝置之方法,該電致變色裝置包含介於一第一透明電導層與一第二透明電導層之間的一電致變色堆疊,該電致變色堆疊經配置來建立橫跨該電致變色堆疊之一電勢且進而引起該電致變色裝置之光交換,該製造方法包含:(a)在沒有在一第一設施中預圖案化的情況下在一玻璃基板上製造該電致變色裝置;(b)將包括該電致變色堆疊之該玻璃基板運送至一第二設施;以及(c)在該第二設施中執行後處理。
- 如請求項46之方法,其中(c)包含將該玻璃基板切割成多個電致變色薄層。
- 如請求項47之方法,其進一步包含使在後處理期間經施加於該 玻璃基板上之一或多個匯流排中之至少一者的下方的該電致變色堆疊去活化。
- 如請求項48之方法,其中在施加該一或多個匯流排之前或之後來執行該去活化。
- 如請求項48之方法,其中該去活化包含藉由執行選自由施加熱量、照射,施加一化學品或組合物以及其組合所組成之群組的一處理來使該電致變色堆疊、該第一透明電導層及/或該第二透明電導層敏化。
- 如請求項46之方法,其中(c)包含該電致變色堆疊之雷射圖案化。
- 如請求項46之方法,其中(c)包含將一或多個匯流排施加至該電致變色堆疊。
- 如請求項46之方法,其中(c)包含執行一短路減輕操作來(i)防止該第二透明電導層與該電致變色裝置的一層之間於一匯流排下方的區域中形成電氣短路,及/或(ii)移除已形成於該第二透明電導層與該電致變色裝置的一層之間於一匯流排下方的該區域中之電氣短路,且其中在製造該電致變色堆疊及該第二透明電導層之後,在基本上沒有使該電致變色裝置中一匯流排下方的該區域去活化的情況下執行該短路減輕操作。
- 如請求項46之方法,其進一步包含在(b)之前在該電致變色堆疊上提供氣密保護。
- 如請求項54之方法,其中提供該密封保護包含在該電致變色堆疊上方形成一氣密頂部塗層。
- 如請求項55之方法,其進一步包含在該第二設施處移除該氣密頂部塗層。
- 如請求項46之方法,其進一步包含提供該玻璃基板,該玻璃基 板包括在被保護免受大氣濕度的一環境中的該電致變色堆疊。
- 如請求項46之方法,其進一步包含提供包括該電致變色堆疊之該玻璃基板,其中至少一個其他玻璃基板具有與一保護材料交錯的一電致變色堆疊。
- 如請求項52之方法,其中(c)進一步包含將該玻璃基板切割成多個電致變色薄層。
- 如請求項59之方法,其中在將一或多個匯流排施加至該電致變色堆疊之前執行切割。
- 如請求項59之方法,其中在將一或多個匯流排施加至該電致變色堆疊之後執行切割。
- 一種製造一電致變色裝置之方法,該電致變色裝置包含介於一第一透明電導層與一第二透明電導層之間的一電致變色堆疊,該電致變色堆疊經配置來建立橫跨該電致變色堆疊之一電勢且進而引起該電致變色裝置之光交換,該方法包含:(a)接收一基板,其具有經安置於該基板之一表面之該第一透明導電層;(b)在該第一透明電導層上製造該電致變色堆疊,其中該電致變色堆疊包含一電致變色層及一相對電極層;(c)在該電致變色堆疊上形成該第二透明電導層;(d)藉由施加包含導電膠帶之一匯流排,在該第二透明電導層之一區域上形成一匯流排。
- 如請求項62之方法,其中該導電膠帶包含銅。
- 如請求項62之方法,其進一步包含(e)執行一短路減輕操作來移除已形成於該第二透明電導層與該電致變色裝置的一層之間於該匯流排下方的該區域中之電氣短路,其中,在製造該電致變色堆疊及該第二透明電導層之後,在 基本上沒有使該電致變色裝置中該匯流排下方的該區域去活化的情況下執行(e)。
- 如請求項62之方法,其中該導電膠帶防止導電材料遷移至該第二透明導電層。
- 如請求項62之方法,其中該導電膠帶在可能形成短路的點處阻斷第二透明電導層中之通路。
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