[發明專利]電活性裝置和制造電活性裝置的方法

在審

• 申請號: 202110412133.X
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN113093445A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: H·卡爾維特;S·阿加拉普;L-Y·葉;J-C·伊龍
• 申請（專利權）人: SAGE電致變色顯示有限公司
• 主分類號: G02F1/153
• 分類號: G02F1/153;G02F1/155;G02F1/163
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 章蕾

本申請涉及電活性裝置和制造電活性裝置的方法。本發明提供一種電活性裝置，其可以具有第一導電層、第二導電層以及夾持在第一導電層和第二導電層之間的一個或更多個電活性層。電活性裝置的一個或更多個相鄰層可以包括位于相鄰層的第一部分與第二部分之間的物理間隔，物理間隔限定第一部分和第二部分中的每一個的相應的錐形側壁。一個或更多個相鄰層可以包括第一導電層和第二導電層之一。電活性裝置的剩余層可以形成在一個或更多個相鄰層的物理間隔之上。剩余層可以包括第一導電層和第二導電層中的另一者。

本申請是申請日為2014年12月3日，申請號為201480066044.2，發明名稱為“電活性裝置和制造電活性裝置的方法”的申請的分案申請。

技術領域

本公開涉及電活性裝置的改進，并且更具體地涉及固態無機薄膜裝置的改進。

背景技術

本公開涉及的電活性裝置的一個示例是電致變色裝置(“EC裝置”)。電致變色材料和裝置已被開發為用于建筑物和車窗中的光和熱管理的被動涂層材料的替換物。與被動涂層材料相比，電活性裝置采用的材料能夠在響應于所施加的電位而電化氧化和還原之后可逆地改變其光學特性。光學調制是補償在電化學材料晶格中的離子的電子和電荷同時嵌入和提取的結果。

EC裝置具有可以通過其調制透光度的復合結構。圖1以橫截面示出典型的五層固態電致變色裝置，其具有以下五個疊加層：在氧化或還原時在吸收或反射中產生變化的電致變色電極層(“EC”)14；功能上替代電解質的離子導體層(“IC”)13，其允許離子通過同時阻擋電子流；當裝置處于漂白或空白(clear)狀態時用作用于離子的存儲層的反電極層(“CE”)12；以及用于向電致變色裝置施加電勢的兩個透明導電層(“TCL”)11和15。一般地，在基板16上相繼地施加上述層中的每一層。這種裝置一般遭受固有的和缺陷導致的電子泄露(在電致變色疊置層之間)和電子擊穿。

一般地，電力通過總線分配至電致變色裝置。圖2以橫截面示出圖1的電致變色裝置，其電力由兩個導電元件供應，比如總線18和19。為了防止總線在一起短路，總線相互電氣地隔離。通常地，這通過劃線TCL11和15來完成。如圖2所示，第一(下部)TCL15在點P1處被劃線，使得下部TCL15成為不連續(即，物理上獨立)層，并且由此防止總線跨過下部TCL15而短路。劃線在點P1處的寬度一般在25微米左右或更寬，同時長度基于所形成的具體裝置的寬度而變化。類似地，第二(上部)TCL11在點P3處劃線，使得上部TCL11也是不連續的，并且由此防止總線跨過上部TCL11一起短路。與P1劃線的尺寸類似，P3劃線一般在25微米左右或更寬，同時長度基于所形成的具體裝置的寬度而變化。

為了使固態電致變色裝置正確地運行，需要阻止電流在電致變色裝置的總線之間直接通過，但通過所要求的電致變色機構。通過電活性層泄漏或穿過電活性層的任何電子流可以形成短路并且防止離子流通過電致變色裝置。這樣，由于固有的或缺陷引起的電子泄露的泄漏電流導致在包括降低的動態范圍、非均勻著色、降低的離子電導度、變慢的轉換速率以及增大的功率消耗的裝置性能中的折衷。

僅增加離子導體層的厚度可以導致泄漏電流的減小，但其代價為光學性能退化、層沉淀時間和成本增大以及轉換速率減小。同樣地，向疊層增加介電層可以減少泄漏電流，但以類似的缺陷和可能的減產為代價。一般地，產量可被認為每次基板或其他工件在沉積腔與大氣之間循環而減小，反之亦然。這是因為來自涂層工藝的在薄膜沉積中不可避免地存在的灰塵和碎屑在凈化、通風和/或抽氣(pumpdown)期間向周圍‘吹送’，并且降落在活性層上，導致薄膜結構中的缺陷。理論上，全部層可以在一個單個的連續處理步驟中沉積，即在一個涂層器中沉積。但是，沉積另外的介電層可能需要在涂層器之間輸送工件以沉積附加層，并且然后將工件向回輸送以繼續開始上述EC疊層的制作。可能涉及排出和再進入沉積系統的工件和/或工件的另外的處理的上述輸送將顯著地增加生產時間，增加裝置向微粒及其他雜質的暴露，并且大大地增加了對裝置損壞(例如，擦傷、誤操作等等)的風險。因此，希望減少通過電致變色裝置的電子泄露的量，而不需要厚的離子導體層或另外的介電層，以免性能的上述折衷。