有角母線的制作方法
【專利摘要】本公開提供了一種用于光學(xué)可切換的器件的母線的配置、使用方法以及制造方法。一方面，一種設(shè)備包括襯底以及設(shè)置在所述襯底的表面上的光學(xué)可切換的器件。所述光學(xué)可切換的器件具有周邊，所述周邊具有包括第一邊、第二邊以及連結(jié)所述第一邊和所述第二邊的第一頂點(diǎn)的至少一個拐角。第一母線和第二母線附連至所述光學(xué)可切換的器件，并且被配置成遞送用于驅(qū)動所述器件的切換的電流和/或電壓。所述第一母線接近所述拐角，并且包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循所述拐角的所述第一邊、所述第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的形狀的配置。
【專利說明】有角母線
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年4月20日提交的標(biāo)題為“ANGLED BUS BAR”的美國專利申請?zhí)?3/452,032的權(quán)益，所述申請以引用的方式整體并且出于所有目的并入本文。
[0003]領(lǐng)域
[0004]所公開的實(shí)施方案總體涉及用于光學(xué)可切換的器件的母線，并且更具體地，涉及用于薄膜光學(xué)可切換的器件的有角母線。
[0005]背景
[0006]各種光學(xué)可切換的器件可供用于控制窗格或薄片(Iite)的著色、反射率等。電致變色器件是光學(xué)可切換的器件的一個實(shí)例。電致變色是其中一種材料在被置于不同電子狀態(tài)中(通常通過使其經(jīng)受電壓改變)時展現(xiàn)光學(xué)性質(zhì)的可逆電化學(xué)介導(dǎo)的改變的現(xiàn)象。被操縱的光學(xué)性質(zhì)通常是色彩、透射率、吸收率和反射率中的一個或多個。一種眾所周知電致變色材料是氧化鎢(WO3)。氧化鎢是其中通過電化還原進(jìn)行著色過渡(透明的至藍(lán)色)的陰極電致變色材料。
[0007]例如，電致變色材料可并入到家庭、商業(yè)及其它用途的窗中。這類窗的色彩、透射率、吸收率和/或反射率可通過誘發(fā)電致變色材料的改變來改變，即，電致變色窗是可電子地調(diào)暗或調(diào)亮的窗。施加于窗的電致變色器件的小電壓將使窗變暗；使電壓反向會使窗戶變亮。這種能力允許控制穿過窗的光量，并為不僅出于關(guān)學(xué)目的而且出于顯著節(jié)省能量目的使用電致變色窗而提供巨大機(jī)會。因?yàn)樵诂F(xiàn)代能量政策中，能量節(jié)約是最重要的，預(yù)期電致變色窗行業(yè)將在未來數(shù)年強(qiáng)勁增長。
[0008]概述
[0009]本文公開用于薄膜光學(xué)可切換的器件的有角母線。有角母線可以允許薄膜光學(xué)可切換的器件對稱且快速的轉(zhuǎn)變，而不會過驅(qū)動薄膜光學(xué)可切換的器件。
[0010]在一個實(shí)施方案中，一種設(shè)備包括襯底，其中光學(xué)可切換的器件被設(shè)置在所述襯底的表面上。光學(xué)可切換的器件具有周邊，所述周邊具有包括第一邊、連結(jié)所述第一邊和第二邊的第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的至少一個拐角。第一母線接近于拐角附連至光學(xué)可切換的器件，并且被配置成遞送用于驅(qū)動光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。第一母線包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀的配置。第二母線被附連至光學(xué)可切換的器件，并且被配置成遞送用于驅(qū)動光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。第二母線可以是有角的或不是有角的。一個實(shí)施方案是包括如本文中所述至少一個有角母線的電致變色器件。
[0011]在另一實(shí)施方案中，一種改變光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)的方法包括向與所述光學(xué)可切換的器件電連通的如本文中所述至少一個有角母線施加電流和/或電壓。在一個實(shí)施方案中，有角母線如上所述，并且有角母線是與光學(xué)可切換的器件電連通的兩個母線中的第一母線。光學(xué)可切換的器件設(shè)置在襯底的表面上并且具有周邊，所述周邊具有包括第一邊、連結(jié)所述第一邊和第二邊的第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的至少一個拐角。第一母線接近于拐角附連至光學(xué)可切換的器件。第一母線包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀的配置。被施加至光學(xué)可切換的器件的相對電極的第二母線可以是有角的或不是有角的。響應(yīng)于施加至第一母線和第二母線的電流和/或電壓，光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)以基本上均勻的方式改變。
[0012]在另一實(shí)施方案中，一種制造光學(xué)可切換的器件的方法包括在單一整合真空沉積系統(tǒng)中的襯底的表面上制造所述光學(xué)可切換的器件。襯底在整合真空沉積系統(tǒng)中處于基本上豎直的取向。光學(xué)可切換的器件具有周邊，所述周邊具有包括第一邊、連結(jié)所述第一邊和第二邊的第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的至少一個拐角。第一母線接近于拐角來形成在光學(xué)可切換的器件上。第一母線包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀的配置。第一母線被配置成遞送用于驅(qū)動光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。
[0013]在一些實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括:在光學(xué)可切換的器件上形成第二母線。第二母線被配置成遞送用于驅(qū)動光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。在一些實(shí)施方案中，光學(xué)可切換的器件的周邊具有包括第三邊、連結(jié)所述第三邊和第四邊的第二頂點(diǎn)以及所述第四邊的第二拐角。第二母線包括第三臂和第四臂，所述第三臂和所述第四臂具有基本上遵循第二拐角的第三邊、第二頂點(diǎn)以及第四邊的形狀的配置。
[0014]在另一實(shí)施方案中，一種電致變色薄片(Iite)包括基本上透明的襯底，在所述襯底上具有電致變色器件。電致變色器件具有由四條邊來劃界的區(qū)域。電致變色薄片進(jìn)一步包括第一母線和第二母線。第一母線是與電致變色器件的底部透明導(dǎo)體電連通。第二母線是與電致變色器件的頂部透明導(dǎo)體電連通。第一母線與第二母線對角地相對。第一母線和第二母線中的每一個跨越區(qū)域?qū)堑叵鄬Φ捻旤c(diǎn)以及形成對角地相對的頂點(diǎn)中的每一個的兩條邊的至少一些部分。
[0015]在一些實(shí)施方案中，電致變色器件的區(qū)域是基本上矩形的區(qū)域。由第一母線和第二母線所跨越的至少一些部分在基本上矩形的區(qū)域的相應(yīng)邊的長度的約10%與約90%之間、約10%與約65%之間、或約35%與約65%之間。
[0016]在一些實(shí)施方案中，電致變色器件的區(qū)域是基本上矩形的區(qū)域。第一母線和第二母線中的每一個是L形的。第一母線和第二母線各自的第一臂越過基本上矩形的區(qū)域的較長邊的一部分。第一母線和第二母線各自的第二臂越過基本上矩形的區(qū)域的較短邊的一部分，所述較短邊基本上正交于所述較長邊。第一臂長于第二臂。在一些實(shí)施方案中，第一臂跨越在約75%與約90%之間的較長邊，并且第二臂跨越在約25%與約75%之間的短邊。在一些其它實(shí)施方案中，基本上矩形的區(qū)域是方形的，并且第一母線和第二母線的所有臂都具有基本上相等的長度。
[0017]在一些實(shí)施方案中，第一母線和第二母線被配置成使得光學(xué)可切換的器件在約10分鐘或更少的時間內(nèi)從第一光學(xué)狀態(tài)切換至第二光學(xué)狀態(tài)。在一些實(shí)施方案中，電致變色器件是全固態(tài)和無機(jī)的。
[0018]下文將會參照相關(guān)聯(lián)的附圖來進(jìn)一步詳細(xì)描述這些和其它特征及優(yōu)點(diǎn)。
[0019]附圖簡述
[0020]圖1A至圖1C示出形成在玻璃襯底、即電致變色薄片上的電致變色器件的示意圖。
[0021]圖2A和圖2B示出整合至I⑶中的如就圖1A至圖1C所述電致變色薄片的截面示意圖。
[0022]圖3A是電致變色器件的示意截面。
[0023]圖3B是處于褪色狀態(tài)(或轉(zhuǎn)變至褪色狀態(tài))的電致變色器件的示意截面。
[0024]圖3C是圖3B中所示但處于著色狀態(tài)(或轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài))的電致變色器件的示意截面。
[0025]圖4是處于著色狀態(tài)的電致變色器件的示意截面，其中所述器件具有不含相異離子導(dǎo)體層的界面區(qū)。
[0026]圖5A示出具有平面母線的電致變色薄片的示意圖。
[0027]圖5B至圖示出與圖5A中所示電致變色薄片的操作相關(guān)聯(lián)的圖。
[0028]圖6A示出具有圓柱形母線的電致變色薄片的示意圖。
[0029]圖6B至圖6D示出與圖6A中所示電致變色薄片的操作相關(guān)聯(lián)的圖。
[0030]圖7A示出具有垂直圓柱形母線的電致變色薄片的示意圖。
[0031]圖7B示出與圖7A中所示電致變色薄片的操作相關(guān)聯(lián)的圖。
[0032]圖8A示出具有有角母線的方形電致變色薄片的示意圖。
[0033]圖8B示出與圖8A中所示電致變色薄片的操作相關(guān)聯(lián)的圖。
[0034]圖SC示出具有有角母線的矩形電致變色薄片的示意圖。
[0035]圖9至圖11示出包括處于不同配置的有角母線的電致變色薄片的示意圖。
[0036]圖12A示出包括處于不同配置的有角母線的不同形狀電致變色薄片的示意圖。
[0037]圖12B示出處于替代配置的有角母線的示意圖。
[0038]圖13示出描繪一種改變光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)的方法的流程圖。
[0039]圖14示出描繪一種制造光學(xué)可切換的器件的方法的流程圖。
[0040]圖15示出包括具有平面母線的電致變色薄片和具有有角母線的電致變色薄片的百分比透射率的曲線的圖。
[0041]圖16A示出包括在電致變色薄片的下部導(dǎo)電電極上的不同位置處的電壓的曲線的圖。
[0042]圖16B示出來自圖16A的左上角的曲線的放大圖。
[0043]圖17示出包括具有平面母線的電致變色薄片和具有有角母線的電致變色薄片中的電流密度的曲線的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044]電致變色器件的介紹和綜述:制造
[0045]應(yīng)當(dāng)理解，雖然所公開的實(shí)施方案著重于電致變色(EC)窗(也被稱為智能窗)，但是本文中公開的概念可適用于其它類型可切換的光學(xué)器件，包括液晶器件、懸浮顆粒器件等等。例如，可將液晶器件或懸浮顆粒器件而非電致變色器件并入任何所公開的實(shí)施方案中。
[0046]為使讀者適應(yīng)本文中公開的有角母線的實(shí)施方案，提供對電致變色器件的簡要論述。僅考慮上下文提供此對電致變色器件的初始論述，并且隨后描述的有角母線的實(shí)施方案并不限于此初始論述的特定特征和制造工藝。
[0047]參照圖1A至圖1C描述電致變色薄片的特定實(shí)施例，以便例示本文所描述的實(shí)施方案。圖1A是以玻璃片材105開始制造的電致變色薄片100的截面表示(參見圖1C的切線X-X’)。圖1B示出EC薄片100的端視圖(參見圖1C的透視角度Y-Y’)，并且圖1C示出EC薄片100的自頂至下視圖。圖1A示出在玻璃片材105上進(jìn)行制造、圍繞薄片周邊去除邊緣以產(chǎn)生區(qū)域140之后的電致變色薄片。電致變色薄片已被激光劃片，并且母線已被附接。玻璃薄片105具有擴(kuò)散屏障110和在擴(kuò)散屏障上的第一透明導(dǎo)電氧化物(TCO) 115。在此實(shí)施例中，邊緣去除工藝移除TCO 115和擴(kuò)散屏障110兩者，但是在其它實(shí)施方案中，僅僅移除TC0，保持?jǐn)U散屏障原封不動。TCO 115是用于形成玻璃片材上制造的電致變色器件的電極的兩個導(dǎo)電層中的第一導(dǎo)電層。在此實(shí)施例中，玻璃片材包括下方玻璃和擴(kuò)散屏障層。因此，在此實(shí)施例中，形成擴(kuò)散屏障，并且隨后形成第一 TC0、EC疊堆125 (例如，具有電致變色層、離子導(dǎo)體層以及對電極層)以及第二 TCO 130。在一個實(shí)施方案中，電致變色器件(EC疊堆和第二 TC0)被制造在整合沉積系統(tǒng)中，其中玻璃片材在疊堆的制造期間的任何時間上都不離開整合沉積系統(tǒng)。在一個實(shí)施方案中，還使用整合沉積系統(tǒng)形成第一 TCO層，其中玻璃片材在EC疊堆和(第二)TC0層的沉積期間并不離開整合沉積系統(tǒng)。在一個實(shí)施方案中，所有層(擴(kuò)散屏障、第一 TCO、EC疊堆以及第二 TC0)沉積在整合沉積系統(tǒng)中，其中玻璃片材在沉積期間并不離開整合沉積系統(tǒng)。在此實(shí)施例中，在沉積EC疊堆125之前，穿過TCO 115和擴(kuò)散屏障110切出隔離溝槽120。制成溝槽120，以預(yù)期使TCO 115的在制造完成之后將位于母線I下方的區(qū)域電絕緣(參見圖1A)。這樣做是為了避免母線下方EC器件發(fā)生可能并不期望的電荷累積和著色。
[0048]在形成EC器件之后，執(zhí)行邊緣去除工藝和另外的激光劃片。圖1A描繪區(qū)域140，其中在此實(shí)施例中，已從環(huán)繞穿過第二 TCO 130和EC疊堆但不穿過第一 TCO 115的激光劃片溝槽150、155、160和165的周邊區(qū)移除器件。制成激光劃片溝槽150、155、160和165，以將EC器件135、145、170和175的部分隔離，這些部分可能在從可操作的EC器件進(jìn)行邊緣去除工藝期間損壞。在一個實(shí)施方案中，激光劃片溝槽150、160和165穿過第一 TCO以幫助將器件隔離(激光劃片溝槽155并未穿過第一 TC0，否則其將切斷母線2與第一 TCO并且因此與EC疊堆的電連通)。用于激光劃片工藝的一種或多種激光器通常(但不一定)是脈沖型激光器(例如二極管泵浦固態(tài)激光器)。例如，可以使用來自IPG PhotoniCS(馬薩諸塞州牛津市)或來自Ekspla(立陶宛維爾紐斯市)的適合的激光器來執(zhí)行激光劃片工藝。還可例如通過金剛石尖頭的劃片器來機(jī)械地執(zhí)行劃片。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將會了解，激光劃片工藝能以不同深度執(zhí)行和/或在單個工藝中執(zhí)行，從而在圍繞EC器件的周邊的連續(xù)路徑中改變或不改變激光切割深度。在一個實(shí)施方案中，邊緣去除被執(zhí)行至第一 TCO的深度。
[0049]激光劃片完成之后，附接母線。將非穿透性母線(I)應(yīng)用于第二 TC0。將非穿透性母線(2)應(yīng)用于其中器件未經(jīng)沉積(例如，從保護(hù)第一 TCO免于器件沉積的遮罩)的區(qū)域，與第一 TCO接觸；或者，在此實(shí)施例中，應(yīng)用于其中使用邊緣去除工藝(例如，使用具有XY或XYZ檢流計(jì)的設(shè)備的激光燒蝕)來移除材料直至第一 TCO的區(qū)域。在此實(shí)施例中，母線I和母線2兩者都是非穿透性母線。穿透性母線是這樣的母線:通常被按壓至EC疊堆中并穿過EC疊堆以與疊堆底部的TCO形成接觸。非穿透性母線是這樣的母線:并未穿透至EC疊堆層中，而是在導(dǎo)電層(例如，TC0)的表面上形成電接觸和物理接觸。
[0050]可以使用非傳統(tǒng)的母線(例如，利用網(wǎng)印和光刻圖案化方法制造的母線)來電連接TCO層。在一個實(shí)施方案中，通過絲網(wǎng)印刷(或使用另一圖案化方法)導(dǎo)電油墨、然后對油墨進(jìn)行熱固化或燒結(jié)，來建立與器件的透明導(dǎo)電層的電連通。與使用了穿透性母線的常規(guī)技術(shù)相比，使用上述器件配置的優(yōu)點(diǎn)包括例如制造起來更為簡單并且激光劃片較少。
[0051]連接母線之后，將器件整合至絕緣玻璃單元(IGU)中，這包括了例如對母線等進(jìn)行布線。在一些實(shí)施方案中，母線中的一個或兩個位于已精修的IGU內(nèi)側(cè)，然而在一個實(shí)施方案中，一個母線位于IGU的密封件外側(cè)，而一個母線在IGU內(nèi)側(cè)。在前一實(shí)施方案中，區(qū)域140用于與形成IGU所使用的間隔物的一面形成密封。因此，通向母線的導(dǎo)線或其它連接在間隔物與玻璃之間延伸。因?yàn)樵S多間隔物由導(dǎo)電金屬(例如，不銹鋼)制成，因此期望的是采取步驟以避免因母線和通向其的連接器與金屬間隔物之間的電連通造成短路。
[0052]如上所述，連接母線之后，將電致變色薄片整合至IGU中，這包括了例如對母線等進(jìn)行布線。在本文所述實(shí)施方案中，兩個母線都位于已精修的IGU的初級密封件的內(nèi)側(cè)。圖2A示出整合至I⑶，200中的如就圖1A至圖1C所述電致變色窗的截面示意圖。間隔物205用于將電致變色薄片與第二薄片210分離。IGU 200中的第二薄片210是非電致變色薄片，然而本文所公開的實(shí)施方案不限于此。例如，薄片210可以具有位于其上的電致變色器件和/或一個或多個涂層，諸如低E涂層等。薄片201還可以是層壓玻璃，如圖2B中所描繪(薄片201通過樹脂235來層壓到加強(qiáng)窗格230)。在間隔物205與電致變色薄片的第一 TCO層之間的是初級密封材料215。這種初級密封材料也在間隔物205與第二玻璃薄片210之間。圍繞間隔物205的周邊的是次級密封件220。母線布線/引線越過密封件來連接至控制器。次級密封件220可比所描繪的厚得多。這些密封將幫助將濕氣阻擋在IGU的內(nèi)部空間225外。它們還用于防止IGU內(nèi)部中的氬或其它氣體逸出。
[0053]電致變色器件的介紹和綜述:功能
[0054]圖3A以截面來示意性地描繪電致變色器件300。電致變色器件300包括襯底302、第一導(dǎo)電層(CL) 304、電致變色層(EC) 306、離子導(dǎo)電層(IC) 308、對電極層(CE) 310以及第二導(dǎo)電層(CL)314。層304、306、308、310和314統(tǒng)稱電致變色疊堆320?？刹僮饕栽陔娭伦兩B堆320上施加電位的電壓源316實(shí)現(xiàn)電致變色器件從(例如)褪色狀態(tài)至著色狀態(tài)(所描繪的)的轉(zhuǎn)變。層的次序可相對于襯底顛倒。
[0055]如所描述具有相異層的電致變色器件能以低缺陷率來制造為全固態(tài)和/或全無機(jī)的器件。此類器件和制造它們的方法在以下專利申請中更詳細(xì)地描述:于2009年12月22日以發(fā)明人Mark Kozlowski等人的名義提交的名稱為“Fabricat1n ofLow-Defectivity Electrochromic Devices” 的美國專利申請序列號 12/645,111,以及于2009年12月22日以發(fā)明人Zhongchun Wang等人的名義提交的名稱為“ElectrochromicDevices”的美國專利申請序列號12/645，159，兩個專利申請以引用的方式出于所有目的并入本文。然而，應(yīng)當(dāng)理解，疊堆中的層中的任何一個或多個可以包含某個量的有機(jī)材料?？缮倭看嬖谟谝粋€或多個層中的液體可以同樣如此。還應(yīng)理解，可以通過采用液體組分的工藝(諸如，采用溶膠-凝膠的某些工藝或化學(xué)氣相沉積)沉積或以其它方式形成固態(tài)材料。
[0056]另外，應(yīng)當(dāng)理解，對褪色狀態(tài)與著色狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的參照是非限制性的并且僅表明除其它外可實(shí)施的電致變色轉(zhuǎn)變的一個實(shí)例。除非本文(包括前述論述)另有規(guī)定，否則每當(dāng)參照褪色-著色轉(zhuǎn)變時，對應(yīng)器件或工藝涵蓋其它光學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，諸如非反射-反射、透明-不透明等。另外，術(shù)語“褪色”是指光學(xué)中性狀態(tài)，例如無色的、透明的或半透明的。更進(jìn)一步，除非本文另有規(guī)定，否則電致變色轉(zhuǎn)變的“顏色”并不限于任何具體波長或波長范圍。如由本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，對適當(dāng)電致變色材料和對電極材料的選擇控制相關(guān)的光躍遷。
[0057]在本文所描述的實(shí)施方案中，電致變色器件在褪色狀態(tài)與著色狀態(tài)之間可逆循環(huán)。在某些情況下，當(dāng)器件處于褪色狀態(tài)時，將電位施加至電致變色疊堆320，以使疊堆中的可用離子主要位于對電極310中。當(dāng)電致變色疊堆上的電位反向時，離子跨離子導(dǎo)電層308輸送至電致變色材料306，并且引起所述材料轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)。
[0058]再次參照圖3A，電壓源316可以被配置成與輻射和其它環(huán)境傳感器結(jié)合地操作。如本文中所述，電壓源316與器件控制器(在此圖中未示出)對接。另外，電壓源316可與能量管理系統(tǒng)對接，所述能量管理系統(tǒng)根據(jù)各種準(zhǔn)則(諸如一年當(dāng)中的時間、一天當(dāng)中的時間和所測量環(huán)境條件)來控制電致變色器件。這種能量管理系統(tǒng)結(jié)合大面積電致變色器件(例如，電致變色窗)可顯著降低建筑物的能量消耗。
[0059]具有合適光學(xué)性質(zhì)、電性質(zhì)、熱性質(zhì)以及機(jī)械性質(zhì)的任何材料都可用作襯底302。此類襯底包括(例如)玻璃、塑料以及鏡面材料。合適的玻璃包括透明玻璃或有色鈉鈣玻璃，包括鈉鈣浮法玻璃。玻璃可經(jīng)回火或未經(jīng)回火。
[0060]在許多情況下，襯底是大小適于住宅玻璃應(yīng)用的玻璃窗格。這種玻璃窗格的大小可根據(jù)住宅的特定需要而廣泛變化。在其它情況下，襯底是建筑玻璃。建筑玻璃通常用于商業(yè)建筑物中，但也可以用于住宅建筑物中，并且通常(但不一定)使室內(nèi)環(huán)境與室外環(huán)境分離。在某些實(shí)施方案中，建筑玻璃是至少20英寸X20英寸，并且可大得多，例如，約80英寸X 120英寸那么大。建筑玻璃通常是至少約2mm厚,通常在約3mm厚與約6mm厚之間。當(dāng)然，電致變色器件可以根據(jù)小于或大于建筑玻璃的襯底縮放。此外，可在任何大小和形狀的鏡子上提供電致變色器件。
[0061]在襯底302的頂部的是導(dǎo)電層304。在某些實(shí)施方案中，導(dǎo)電層304和314中的一個或兩個是無機(jī)和/或固體的。導(dǎo)電層304和314可由許多不同材料制成，這些不同材料包括導(dǎo)電氧化物、薄金屬涂層、導(dǎo)電金屬氮化物和復(fù)合導(dǎo)體。通常，導(dǎo)電層304和314至少在其中電致變色層展現(xiàn)電致變色性的波長范圍內(nèi)是透明的。透明導(dǎo)電氧化物包括金屬氧化物和摻雜有一種或多種金屬的金屬氧化物。此類金屬氧化物和摻雜金屬氧化物的實(shí)例包括氧化銦、氧化銦錫、經(jīng)摻雜氧化銦、氧化錫、經(jīng)摻雜氧化錫、氧化鋅、氧化鋁鋅、摻雜氧化鋅、氧化釕、摻雜氧化釕等。由于氧化物通常用于這些層，它們有時稱為“透明導(dǎo)電氧化物”(TCO)層。也可使用基本上透明的薄金屬涂層。
[0062]導(dǎo)電層的功能是以相對少的歐姆電位降將電致變色疊堆320的表面上方的由電壓源316提供的電位擴(kuò)展至疊堆的內(nèi)部區(qū)。通過通向?qū)щ妼拥碾娺B接將電位轉(zhuǎn)移至導(dǎo)電層。在某些實(shí)施方案中，母線(一個與導(dǎo)電層304接觸并且一個與導(dǎo)電層314接觸)提供電壓源316與導(dǎo)電層304和314之間的電連接。導(dǎo)電層304和314也可利用其它常規(guī)器件來連接至電壓源316。
[0063]覆蓋導(dǎo)電層304的是電致變色層306。在一些實(shí)施方案中，電致變色層306是無機(jī)和/或固體的。電致變色層可包含許多不同電致變色材料(包括金屬氧化物)中的任何一種或多種。此類金屬氧化物包括氧化鶴(WO3)、氧化鑰(MoO3)、氧化銀(Nb2O5)、二氧化鈦(T12)、氧化銅(CuO)、氧化銥(Ir2O3)、氧化鉻(Cr2O3)、氧化猛(Mn2O3)、氧化fL (V2O5)、氧化鎳(Ni2O3)、氧化鈷(Co2O3)等。操作期間，電致變色層306將離子轉(zhuǎn)移至對電極層310并從對電極層310接收離子以引起光躍遷。
[0064]通常，電致變色材料的著色(或任何光學(xué)性質(zhì)的改變-例如，吸收率、反射率和透射率)由至材料中的可逆離子插入(例如，嵌入)和電荷平衡電子的對應(yīng)注入引起。通常，負(fù)責(zé)光學(xué)轉(zhuǎn)變的某一部分離子被可逆地束縛于電致變色材料中。某些或所有的可逆地束縛的離子用于補(bǔ)償材料中的“盲電荷(blind charge)”。在大多數(shù)的電致變色材料中，合適離子包括鋰離子(Li+)和氫離子(H+)(即，質(zhì)子)。然而，在一些情況下，其它離子將是適合的。在各種實(shí)施方案中，鋰離子用于產(chǎn)生電致變色現(xiàn)象。鋰離子嵌入至氧化鎢(W03_y(0 < y (約0.3))中使氧化鎢從透明的(褪色狀態(tài))改變成藍(lán)色(著色狀態(tài))。
[0065]再次參照圖3A，在電致變色疊堆320中，離子導(dǎo)電層308夾在電致變色層306與對電極層310之間。在一些實(shí)施方案中，對電極層310是無機(jī)和/或固體的。對電極層可包括在電致變色器件處于褪色狀態(tài)時用作離子儲器的許多不同材料中的一種或多種。在由(例如)適當(dāng)電位的施加發(fā)起的電致變色轉(zhuǎn)變期間，對電極層將其所保持的一些或所有離子轉(zhuǎn)移至電致變色層，從而將電致變色層改變至著色狀態(tài)。同時，在NiWO的情況下，對電極層因離子損失而著色。
[0066]在一些實(shí)施方案中，補(bǔ)充WO3的用于對電極的合適材料包括氧化鎳(N1)、氧化鎳鶴(NiffO)、氧化鎳fL、氧化鎳鉻、氧化鎳招、氧化鎳猛、氧化鎳鎂、氧化鉻(Cr2O3)、氧化猛(MnO2)以及普魯士藍(lán)。
[0067]當(dāng)從由氧化鎳鎢制成的對電極310移除電荷(即，將離子從對電極310輸送至電致變色層306)時，對電極層將從透明狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)。
[0068]在所描繪的電致變色器件中，在電致變色層306與對電極層310之間存在離子導(dǎo)電層308。離子導(dǎo)電層308用作介質(zhì)，當(dāng)電致變色器件在褪色狀態(tài)與著色狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變時，通過所述介質(zhì)遞送離子(以電解質(zhì)的方式)。優(yōu)選地，離子導(dǎo)電層308對于電致變色層和對電極層的相關(guān)離子是高度傳導(dǎo)的，但是具有足夠低的電子導(dǎo)電性，使得在正常操作期間發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移可忽略不計(jì)。具有高離子導(dǎo)電性的薄離子導(dǎo)電層允許快速離子導(dǎo)電并且因此允許高性能電致變色器件的快速切換。在某些實(shí)施方案中，離子導(dǎo)電層308是無機(jī)和/或固體的。
[0069]合適的離子導(dǎo)電層(用于具有相異IC層的電致變色器件)的實(shí)例包括硅酸鹽、硅氧化物、鎢氧化物、鉭氧化物、鈮氧化物和硼酸鹽。這些材料可摻雜有不同的摻雜劑，包括鋰。摻雜鋰的氧化硅包括鋰氧化硅鋁。在一些實(shí)施方案中，離子導(dǎo)電層包括基于硅酸鹽的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方案中，氧化硅鋁(SiAlO)用于離子導(dǎo)電層308。
[0070]電致變色器件300可以包括一個或多個另外的層(未示出)，諸如一個或多個鈍化層。用于改良某些光學(xué)性質(zhì)的鈍化層可包括在電致變色器件300中。用于提供濕氣或抗刮擦性的鈍化層也可包括在電致變色器件300中。例如，可以利用抗反射或保護(hù)性氧化物或氮化物層對導(dǎo)電層進(jìn)行處理。其它鈍化層可用于氣密密封電致變色器件300。
[0071]圖3B是處于褪色狀態(tài)(或轉(zhuǎn)變至褪色狀態(tài))的電致變色器件的示意截面。根據(jù)特定實(shí)施方案，電致變色器件400包括氧化鎢電致變色層(EC) 406和氧化鎳鎢對電極層(CE)410。電致變色器件400還包括襯底402、導(dǎo)電層(CL)404、離子導(dǎo)電層(IC)408和導(dǎo)電層(CL)414。
[0072]電源416被配置成通過通向?qū)щ妼?04和414的合適連接(例如，母線)將電位和/或電流施加至電致變色疊堆420。在一些實(shí)施方案中，電壓源被配置成施加約2伏的電位，以便驅(qū)動器件從一個光學(xué)狀態(tài)至另一光學(xué)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。如圖3A中所示電位的極性是這樣的:使得離子(在此實(shí)施例中為鋰離子)主要位于(如由虛線箭頭指示)氧化鎳鎢對電極層410中。
[0073]圖3C是圖3B中所示但處于著色狀態(tài)(或轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài))的電致變色器件400的示意截面。在圖3C中，電壓源416的極性反向，以使電致變色層更負(fù)以接受另外的鋰離子，并且從而轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)。如由虛線箭頭指示，鋰離子跨離子導(dǎo)電層408來輸送至氧化鎢電致變色層406。氧化鎢電致變色層406被示出為處于著色狀態(tài)。氧化鎳鎢對電極410也示出為處于著色狀態(tài)。如所解釋，氧化鎳鎢隨著其放棄(去嵌入)鋰離子而逐漸地變得不透明。在此實(shí)施例中，存在協(xié)同效應(yīng)，其中層406和410兩者至著色狀態(tài)的轉(zhuǎn)變促進(jìn)減少透射穿過疊堆和襯底的光量。
[0074]如上所述，電致變色器件可以包括由離子導(dǎo)電(IC)層分離的電致變色(EC)電極層和對電極(CE)層，所述IC層對于離子是高度傳導(dǎo)的并且對于電子是高度抵抗的。如常規(guī)上理解，離子導(dǎo)電層因此防止電致變色層與對電極層之間的短路。離子導(dǎo)電層允許電致變色電極和對電極保持電荷并且從而維持它們的褪色狀態(tài)或著色狀態(tài)。在具有相異層的電致變色器件中，組分形成疊堆，所述疊堆包括夾在電致變色電極層與對電極層之間的離子導(dǎo)電層。這三個疊堆組分之間的界限是由組成物和/或微結(jié)構(gòu)的突變來限定。因此，器件具有帶有兩個突變界面的三個相異層。
[0075]根據(jù)某些實(shí)施方案，對電極和電致變色電極彼此緊密相鄰形成，有時直接接觸，而不單獨(dú)沉積離子導(dǎo)電層。在一些實(shí)施方案中，具有界面區(qū)而非相異IC層的電致變色器件與本文描述有角母線一起采用。此類器件和它們的制造方法描述于各自在2010年4月30日提交的美國專利申請序列號12/772，055和12/772，075和各自在2010年6月11日提交的美國專利申請序列號12/814，277和12/814，279中——四個專利申請中的每一個的標(biāo)題為“Electrochromic Devices”,各自均以發(fā)明人Zhongchun Wang等人的名義，并且各自以引用的方式整體并入本文。
[0076]圖4是處于著色狀態(tài)的電致變色器件450的示意截面，其中所述器件具有不含相異IC層的界面區(qū)418。電壓源416、導(dǎo)電層414和404以及襯底402與就圖3A至圖3C所述內(nèi)容基本相同。在導(dǎo)電層414與404之間的是區(qū)420，所述區(qū)420包括對電極層410、電致變色層406以及在它們之間的界面區(qū)418而非相異IC層。在此實(shí)施例中，對電極層410與界面區(qū)418之間并不存在明顯界限，電致變色層406與界面區(qū)418之間也不存在明顯界限。而是，CE層410與界面區(qū)418之間以及界面區(qū)418與EC層406之間存在擴(kuò)散過渡。
[0077]電致變色器件的轉(zhuǎn)變
[0078]如上指出，諸如電致變色器件的可切換的光學(xué)器件在兩個或更多個光學(xué)狀態(tài)(諸如褪色狀態(tài)和著色狀態(tài))之間可逆循環(huán)。在這些狀態(tài)之間進(jìn)行切換通過將預(yù)定義的電流和/或電壓施加至所述器件來控制。與較小可切換的光學(xué)器件相比，通常是向較大可切換的光學(xué)器件施加較高電流和/或電壓，以在光學(xué)狀態(tài)之間進(jìn)行循環(huán)。
[0079]電致變色器件的著色速度是所施加的電流和/或電壓的函數(shù)。一般來說，在電致變色器件上施加的電流和/或電壓越高，電致變色器件就將越快地在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。然而，根據(jù)電致變色器件的母線的配置，在電致變色器件上施加高的電流和/或電壓可能由于電致變色器件的區(qū)暴露于過高電流和/或電壓下而對所述區(qū)造成損壞。這些區(qū)有時被稱為“熱點(diǎn)”。另一方面，如果在電致變色器件上施加低的電流和/或電壓，所述器件可能不會完全地在光學(xué)狀態(tài)之間切換，或可能以不期望的低速率在光學(xué)狀態(tài)之間切換。
[0080]另外，大的電致變色器件(諸如，在住宅窗或建筑玻璃上的那些)可展現(xiàn)出有時被稱為“終端效應(yīng)”的效應(yīng)。這是由于電致變色器件薄膜(包括電極)的相對高的薄層電阻所造成的，所述電致變色器件薄膜與具有位于襯底的可見區(qū)域外部(例如，僅在器件/襯底的邊緣處)的終端(母線)的器件設(shè)計(jì)耦合。在此類器件中，在器件從位于所述器件邊緣處的終端至器件中心的區(qū)域(此處不存在與外部電壓源的接觸)上方存在相當(dāng)大的歐姆電位降(和伴隨的泄漏電流)。因此，器件中心區(qū)的轉(zhuǎn)變不僅比接近終端觸點(diǎn)的邊緣區(qū)慢得多(這被稱為“幕效應(yīng)(curtain effect)”)的,而且中心區(qū)有可能從未完全轉(zhuǎn)變。換句話說，與邊緣相比，中心可能僅轉(zhuǎn)變至有限程度。此外，就器件中心轉(zhuǎn)變的程度而言，器件中心轉(zhuǎn)變比器件邊緣慢得多。此外，一旦在器件的中心達(dá)到轉(zhuǎn)變狀態(tài)，可能難以保持這個狀態(tài)。使用者可察覺這些邊緣至中心的不均勻性并且對此感到煩惱。
[0081]母線配置
[0082]不同母線配置可與例如大的電致變色器件一起使用，以便基本上上最小化熱點(diǎn)或使電致變色器件暴露于危險的電流和/或電壓下并且基本上最小化幕效應(yīng)。另外，可以使用不同母線配置來基本上最大化電致變色器件在光學(xué)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變速率。
[0083]圖5A示出包括具有平面配置的母線的電致變色薄片500的自頂至下視圖。在一些實(shí)施方案中，電致變色薄片500可類似于圖1A至圖1C中示出的電致變色薄片100。電致變色薄片500包括設(shè)置在第一導(dǎo)電層510上的第一母線505以及設(shè)置在第二導(dǎo)電層520上的第二母線515。電致變色疊堆(未不出)在第一導(dǎo)電層510與第二導(dǎo)電層520之間。如圖所不，第一母線505可基本上在第一導(dǎo)電層510的一條邊上延伸。第二母線515可基本上在第二導(dǎo)電層520的一條邊上延伸，這條邊與電致變色薄片500上設(shè)置第一母線505的邊相對。
[0084]如上指出，圖5A中的第一母線505和第二母線515的配置可被稱為平面母線配置。圖5B是示出施加至第一母線505的電壓和施加至第二母線515的電壓的曲線的圖，例如這些電壓可以用于使得電致變色薄片500從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)。曲線525示出施加至第一母線505并穿過第一導(dǎo)電層510的電壓。如圖所示，由于第一導(dǎo)電層510的薄層電阻，電壓從第一導(dǎo)電層510的左側(cè)(例如，第一母線505設(shè)置在第一導(dǎo)電層510上的位置和電壓被施加的位置)向右側(cè)下降。曲線530示出施加至第二母線515并穿過第二導(dǎo)電層520的電壓。如圖所示，由于第二導(dǎo)電層520的薄層電阻，電壓從第二導(dǎo)電層520的右側(cè)(例如，第二母線515設(shè)置在第二導(dǎo)電層520上的位置和電壓被施加的位置)向左側(cè)增大。
[0085]圖5C是示出在電致變色器件上施加在電致變色薄片500的第一導(dǎo)電層510與第二導(dǎo)電層520之間的有效電壓的曲線的圖。有效電壓是施加至第一母線505并穿過第一導(dǎo)電層510的電壓與施加至第二母線515并穿過第二導(dǎo)電層520的電壓之間的電壓差。電致變色器件經(jīng)受較高有效電壓的區(qū)要比經(jīng)受較低有效電壓的區(qū)更快地在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。如圖所示，有效電壓在電致變色薄片500的中心處最低，并且在電致變色薄片500的邊緣處最聞。
[0086]圖是示出在電致變色薄片500因圖5B中施加至第一母線505和第二母線515的電壓的施加而從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)時穿過所述電致變色薄片500的可見光的百分比吸收率的曲線的圖。曲線540是在施加電壓之后不久的電致變色薄片500上的百分比吸收率。在曲線540中，電致變色薄片500的邊緣比電致變色薄片500的中心更快地轉(zhuǎn)變。這就是幕效應(yīng)；電致變色薄片500的著色沿電致變色薄片500的設(shè)置第一母線505和第二母線515的邊緣開始。曲線545示出從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)的中途的電致變色薄片500上的百分比吸收率。在曲線545中，電致變色薄片500著色更深(即，光的百分比吸收率更高)，但在電致變色薄片500的中心處，光吸收率仍有下降。曲線550是電致變色薄片500處于完全著色狀態(tài)時所述薄片上的百分比吸收率。如圖所示，在完全著色狀態(tài)下，光的百分比吸收率在電致變色薄片500上可能由于電致變色薄片500上的有效電壓降(參見圖5C)而不均勻，但這可能是人眼察覺不到的。
[0087]平面母線配置的優(yōu)點(diǎn)包括使過驅(qū)動電致變色器件的風(fēng)險小。然而，與其它母線配置相比，平面母線配置可展現(xiàn)出更長持續(xù)時間的幕效應(yīng)，并且花費(fèi)更長時間來使電致變色器件在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。
[0088]圖6A示出包括具有圓柱形配置的母線的電致變色薄片600的自頂至下視圖。電致變色薄片600包括設(shè)置在第一導(dǎo)電層610上的第一母線605和607以及設(shè)置在第二導(dǎo)電層620上的第二母線615和617。電致變色疊堆(未示出)在第一導(dǎo)電層610與第二導(dǎo)電層620之間。第一母線605和607基本上在第一導(dǎo)電層610的兩條相對邊上延伸。第二母線615和617基本上在第二導(dǎo)電層620的兩條相對邊上延伸。如圖所示，第一母線605和607以及第二母線615和617可以處于多個位置，使得第一母線605和第二母線615彼此靠近并且第一母線607和第二母線617彼此靠近。
[0089]如上指出，第一母線605和607以及第二母線615和617的配置可稱為圓柱形母線配置。圖6B是施加至第一母線605和607的電壓和施加至第二母線615和617的電壓的曲線的圖，例如這些電壓可以用于使得電致變色薄片600從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)?？上虻谝荒妇€605和607兩者施加相同電壓(即，第一母線605和607可并聯(lián)地連接)?？上虻诙妇€615和617兩者施加相同電壓(即，第二母線615和617可并聯(lián)地連接)。曲線625不出施加至第一母線605和607并穿過第一導(dǎo)電層610的電壓。如圖所不，由于第一導(dǎo)電層610的薄層電阻，電壓從第一導(dǎo)電層610的左側(cè)(例如，第一母線605設(shè)置在第一導(dǎo)電層610上的位置和電壓被施加的位置)向中心下降。電壓從第一導(dǎo)電層610的中心向右側(cè)(例如，第一母線607設(shè)置在第一導(dǎo)電層610上的位置和電壓被施加的位置)增大。
[0090]曲線630示出施加至第二母線615和617并穿過第二導(dǎo)電層620的電壓。如圖所示，由于第二導(dǎo)電層620的薄層電阻，電壓從第二導(dǎo)電層620的左側(cè)(例如，第二母線615設(shè)置在第二導(dǎo)電層620上的位置和電壓被施加的位置)向中心增大。電壓從第二導(dǎo)電層620的中心向右側(cè)(例如，第一母線617設(shè)置在第二導(dǎo)電層620上的位置和電壓被施加的位置)減小。
[0091]圖6C是示出在電致變色器件上施加在電致變色薄片600的第一導(dǎo)電層610與第二導(dǎo)電層620之間的有效電壓的曲線的圖。如圖所示，有效電壓在電致變色薄片600的中心處最低，并且在電致變色薄片600的邊緣處最高；在電致變色薄片600的具有圓柱形母線的邊緣處的有效電壓高于在電致變色薄片500的邊緣處的有效電壓，這是因?yàn)槟妇€605和615以及母線607和617彼此靠近。雖然電致變色薄片600的邊緣可因這個高的有效電壓而在光學(xué)狀態(tài)之間快速轉(zhuǎn)變，但是高的有效電壓可能使邊緣處的電致變色器件過驅(qū)動。使器件過驅(qū)動可能意味著器件因所述器件的結(jié)構(gòu)不能處理過電壓、過電流和/或過量的離子流而受損。例如，器件可以分層和/或停止在過驅(qū)動的區(qū)域中運(yùn)作。
[0092]圖6D是示出在電致變色薄片600因圖6B中施加至第一母線605和607以及第二母線615和617的電壓的施加而從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)時穿過電致變色薄片600的可見光的百分比吸收率的曲線的圖。曲線640是在施加電壓之后不久的電致變色薄片600上的百分比吸收率。在曲線640中，電致變色薄片600的邊緣比電致變色薄片600的中心轉(zhuǎn)變得快；邊緣將比電致變色薄片500邊緣轉(zhuǎn)變得快。曲線645是從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)的中途的電致變色薄片600上的百分比吸收率。在曲線645中，電致變色薄片600著色更深(即，光的百分比吸收率更高)，但是在電致變色薄片600的中心處，光吸收率仍有下降。曲線650是電致變色薄片600處于完全著色狀態(tài)時所述薄片上的百分比吸收率。如圖所示，在完全著色狀態(tài)下，光的百分比吸收率在電致變色薄片600上可能因電致變色薄片600上的有效電壓降(參見圖6C)而不均勻，但這可能是人眼察覺不到的。
[0093]與平面母線配置相比，圓柱形母線配置的優(yōu)點(diǎn)包括更短持續(xù)時間的幕效應(yīng)和電致變色的更短轉(zhuǎn)變時間。然而，彼此靠近的第一母線和第二母線可能在電致變色器件中引起執(zhí)占。
[0094]圖7A示出包括具有垂直圓柱形配置的母線的電致變色薄片700的自頂至下視圖。電致變色薄片700包括設(shè)置在第一導(dǎo)電層710上的第一母線705和707以及設(shè)置在第二導(dǎo)電層720上的第二母線715和717。電致變色疊堆(未示出)在第一導(dǎo)電層710與第二導(dǎo)電層720之間。第一母線705和707基本上在第一導(dǎo)電層710的兩條相對邊上延伸。第二母線715和717基本上在第二導(dǎo)電層720的兩條相對邊上延伸。如圖所示，第一母線705和707以及第二母線715和717處于多個位置，使得第一母線基本上垂直于第二母線。為使電致變色薄片700在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，可向第一母線705和707兩者施加相同電壓(即，第一母線705和707可并聯(lián)地連接)?？上虻诙妇€715和717兩者施加相同電壓(即，第二母線715和717可并聯(lián)地連接)。
[0095]圖7B示出電致變色薄片700在從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)的中途的時間處的著色。如圖7B中所示，電致變色薄片700的拐角因所述拐角處的高的有效電壓而先著色。例如，電致變色薄片700的拐角730處的高的有效電壓是因第一母線707和第二母線715在拐角730處彼此靠近而造成的。電致變色薄片700的中心是電致變色薄片從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)的最后一個部分。
[0096]垂直圓柱形母線配置的優(yōu)點(diǎn)在于，它們可以允許電致變色薄片的更對稱的著色(即，從拐角到中心)。然而，由于相反極性化的母線在器件拐角處接近，垂直圓柱形母線配置傾向于在電致變色薄片的拐角處形成熱點(diǎn)并且損壞電致變色器件。例如，為在電致變色薄片中心獲得所需著色，可能使拐角過驅(qū)動，這增大了電致變色器件的泄漏電流、以及器件損壞/退化的可能性。
[0097]有角母線
[0098]替代以上關(guān)于圖5A至圖7B所述平面、圓柱形、垂直圓柱形母線配置，有角母線可以包括在電致變色薄片或其它光學(xué)可切換的器件的一些實(shí)施方案中。有角母線可以包括兩個臂，這兩個臂在這些臂各自的末端處相遇，從而在這兩個臂之間形成角。例如，這兩個臂可形成L形或V形。在一些實(shí)施方案中，包括至少一個有角母線的電致變色薄片可以更快地在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，并且展現(xiàn)出在光學(xué)狀態(tài)之間更對稱的轉(zhuǎn)變。此外，有角母線可以被配置成使得基本上最小化電致變色器件中的熱點(diǎn)。
[0099]圖8A示出包括有角母線的方形電致變色薄片800的自頂至下視圖。電致變色薄片800在圖8A中被描繪為處于褪色狀態(tài)。電致變色薄片800包括設(shè)置在第一導(dǎo)電層810上的第一母線805以及設(shè)置在第二導(dǎo)電層820上的第二母線815。電致變色疊堆(未示出)在第一導(dǎo)電層810與第二導(dǎo)電層820之間。如圖所示，第一導(dǎo)電層810和第二導(dǎo)電層820均具有周邊，所述周邊具有包括邊和頂點(diǎn)的拐角。類似于第一導(dǎo)電層810和第二導(dǎo)電層820，第一導(dǎo)電層810與第二導(dǎo)電層820之間的電致變色疊堆也可具有周邊，所述周邊具有包括邊和頂點(diǎn)的拐角。
[0100]第一母線805接近于第一導(dǎo)電層810的拐角設(shè)置在第一導(dǎo)電層810上。第一母線805包括第一臂806和第二臂807,所述第一臂806和第二臂807分別基本上遵循第一導(dǎo)電層810的拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀。第二母線815接近于第二導(dǎo)電層820的拐角設(shè)置在第二導(dǎo)電層820上。第二母線815包括第一臂816和第二臂817，所述第一臂816和第二臂817分別基本上遵循第二導(dǎo)電層820的拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀。在一些實(shí)施方案中，第一母線和第二母線可以具有基本上類似的配置。例如，在一些實(shí)施方案中，第一母線和第二母線的臂具有基本上相等的長度。在一些實(shí)施方案中，第一母線和第二母線可與彼此基本對稱。
[0101]在一些實(shí)施方案中，母線的第一臂和第二臂可以跨越電致變色器件區(qū)域的相應(yīng)邊的長度的約10%至90%、約10%至65%、或約35%至65%。在一些實(shí)施方案中，第一母線的第一臂具有的長度是電致變色器件的第一邊的長度的約10 %至40 %、約35 %至65 %、或約60%至90%。在一些實(shí)施方案中，母線的第一臂和第二臂可以是基本上垂直的。在一些實(shí)施方案中，第一母線和第二母線中的每一個可以跨越限定電致變色薄片對角地相對的拐角的邊。
[0102]圖8B示出電致變色薄片800在從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)的中途的時間處的著色。如圖8B中所示，電致變色薄片800的設(shè)置有母線805和815的拐角830和835首先著色。電致變色薄片800從拐角840和845開始的中心帶是電致變色薄片800從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)的最后一個部分。
[0103]雖然第一導(dǎo)電層810和第二導(dǎo)電層820被示出為在電致變色薄片800中具有基本上方形的形狀，但是導(dǎo)電層和設(shè)置在其間的電致變色疊堆可以具有任何形狀，包括其它多邊形或矩形。
[0104]圖SC示出包括有角母線的矩形電致變色薄片850的自頂至下視圖。電致變色薄片850包括設(shè)置在第一導(dǎo)電層860上的第一母線855以及設(shè)置在第二導(dǎo)電層870上的第二母線865。電致變色疊堆(未示出)在第一導(dǎo)電層860與第二導(dǎo)電層870之間。第一母線855接近于第一導(dǎo)電層860的拐角設(shè)置在第一導(dǎo)電層860上。第一母線855包括第一臂856和第二臂857，所述第一臂856和第二臂857基本上遵循第一導(dǎo)電層860的拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀。第二母線865接近于第二導(dǎo)電層870的拐角設(shè)置在第二導(dǎo)電層870上。第二母線865包括第一臂866和第二臂867，所述第一臂866和第二臂867基本上遵循第二導(dǎo)電層870的拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀。第一母線855和第二母線865設(shè)置在電致變色薄片850對角地相對的拐角上。在一些實(shí)施方案中，第一母線和第二母線可以具有基本上類似的配置。
[0105]在一些實(shí)施方案中，第一母線855和第二母線865各自分別的第二臂857和867越過電致變色薄片850的較長邊的一部分。第一母線855和第二母線865各自分別的第一臂856和866越過電致變色薄片850的較短邊的一部分。在一些實(shí)施方案中，第一母線855和第二母線865的第一臂和第二臂彼此基本正交。在一些實(shí)施方案中，第一臂856和866跨越較短邊的約25%至75%。在一些實(shí)施方案中，第二臂857和867跨越較長邊的約75%至90%。
[0106]在一些實(shí)施方案中，在電致變色薄片中包括有角母線(如以上就圖8A和圖SC所述電致變色薄片800和850)可以允許電致變色薄片半對稱地著色(即，從兩個拐角至中心)。當(dāng)從褪色狀態(tài)轉(zhuǎn)變至著色狀態(tài)時，電致變色薄片的所有邊能以類似速率開始著色(即，可基本上消除邊優(yōu)先著色)，這降低了幕效應(yīng)的不對稱性。此外，在有角母線配置中避免了因例如垂直圓柱形母線配置產(chǎn)生的熱點(diǎn)。此外，在光學(xué)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變對于具有有角母線配置而言可比具有平面母線配置更快速地發(fā)生，而不會如具有一些圓柱形或垂直圓柱形母線配置那樣使電致變色薄片的區(qū)過驅(qū)動。圖9至圖12B示出包括處于不同配置的有角母線的電致變色薄片的自頂至下視圖。
[0107]參照圖9，電致變色薄片900包括設(shè)置在第一導(dǎo)電層910上的第一母線930和935以及設(shè)置在第二導(dǎo)電層920上的第二母線940和945。電致變色疊堆(未示出)在第一導(dǎo)電層910與第二導(dǎo)電層920之間。如圖所示，第一導(dǎo)電層910和第二導(dǎo)電層920均具有周邊，所述周邊具有包括邊和頂點(diǎn)的拐角。類似于第一導(dǎo)電層910和第二導(dǎo)電層920，第一導(dǎo)電層910與第二導(dǎo)電層920之間的電致變色疊堆也可具有周邊，所述周邊具有包括邊和頂點(diǎn)的拐角。
[0108]第一母線930接近于第一導(dǎo)電層910的拐角設(shè)置在第一導(dǎo)電層910上。第一母線935接近于第一導(dǎo)電層910的拐角設(shè)置在第一導(dǎo)電層910上、與第一母線930對角地相對。類似地，第二母線940接近于第二導(dǎo)電層920的拐角設(shè)置在第二導(dǎo)電層920上。第二母線945接近于第二導(dǎo)電層920的拐角設(shè)置在第二導(dǎo)電層920上、與第二母線940對角地相對。為使電致變色薄片900在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，可向第一母線930和935兩者施加相同電壓(即，第一母線930和935可并聯(lián)地連接)?？上虻诙妇€940和945兩者施加相同電壓(即，第二母線940和945可并聯(lián)地連接)。
[0109]每個母線包括遵循所述母線所關(guān)聯(lián)的拐角的邊和頂點(diǎn)的形狀的臂。在一些實(shí)施方案中，第一母線930和935的臂不與第二母線940和945的臂緊密接近，以便避免熱點(diǎn)。例如，第二母線940的臂941沿第二導(dǎo)電層920的邊延伸。第一母線935的臂936沿第一導(dǎo)電層910的邊延伸，其中第一導(dǎo)電層910和第二導(dǎo)電層920的這些邊基本平行。在一些實(shí)施方案中，臂941和936的末端不與彼此重疊(例如，如圓柱形配置中的母線那樣)，并且在一些其它實(shí)施方案中，臂941和936的末端并不彼此緊密接近。第二母線940的臂942的長度和第一母線930的臂932的長度能以類似方式指定，以便避免熱點(diǎn)。
[0110]圖10示出包括有角母線的電致變色薄片1000的自頂至下視圖。電致變色薄片1000的母線配置類似于圖9中所示電致變色薄片900的母線配置，但是代替使得第一母線彼此對角地相對，第一母線中的每一個與第二母線對角地相對。電致變色薄片1000包括設(shè)置在第一導(dǎo)電層1010上的第一母線1030和1035以及設(shè)置在第二導(dǎo)電層1020上的第二母線1040和1045。電致變色疊堆(未示出)在第一導(dǎo)電層1010與第二導(dǎo)電層1020之間。如圖所示，第一導(dǎo)電層1010和第二導(dǎo)電層1020均具有周邊，所述周邊具有包括邊和頂點(diǎn)的拐角。類似于第一導(dǎo)電層1010和第二導(dǎo)電層1020，第一導(dǎo)電層1010與第二導(dǎo)電層1020之間的電致變色疊堆也可具有周邊，所述周邊具有包括邊和頂點(diǎn)的拐角。
[0111]第一母線1030接近于第一導(dǎo)電層1010的拐角設(shè)置在第一導(dǎo)電層1010上。第二母線1040接近于第二導(dǎo)電層1020的拐角設(shè)置在第二導(dǎo)電層1020上、與第一母線1030對角地相對。類似地，第一母線1035接近于第一導(dǎo)電層1010的拐角設(shè)置在第一導(dǎo)電層1010上。第二母線1045接近于第二導(dǎo)電層1020的拐角設(shè)置在第二導(dǎo)電層1020上、與第一母線1035對角地相對。為使電致變色薄片1000在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，可向第一母線1030和1035兩者施加相同電壓(即，第一母線1030和1035可并聯(lián)地連接)?？上虻诙妇€1040和1045兩者施加相同電壓(即，第二母線1040和1045可并聯(lián)地連接)。
[0112]同樣，類似于電致變色薄片900，電致變色薄片1000的每個母線包括遵循母線所關(guān)聯(lián)的拐角的邊和頂點(diǎn)的形狀的臂。在一些實(shí)施方案中，第一母線1030和1035的臂的末端部分不與第二母線1040和1045的臂的末端緊密接近，以便避免熱點(diǎn)。例如，第一母線1030的臂1032沿第一導(dǎo)電層1010的邊延伸。第二母線1045的臂1047沿第二導(dǎo)電層1020的邊延伸。在一些實(shí)施方案中，臂1032和1047的末端不與彼此重疊(例如，如圓柱形配置中的母線那樣)，并且在一些其它實(shí)施方案中，臂1032和1047的末端并不彼此緊密接近。第一母線1035和第二母線1040的臂的長度能以類似方式指定，以便避免熱點(diǎn)。在另一實(shí)施方案種，圖10中所描繪的母線被布置成使得母線1040和1045在仍位于下部電極上時對角地相對并且使得母線1030和1035在保持在上部電極上時同樣對角地相對。
[0113]沿第一導(dǎo)電層1010的同一邊的第一母線1030的臂1031和第一母線1035的臂1036可以具有這樣的長度:在短時間段內(nèi)使得電致變色薄片1000在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。沿第二導(dǎo)電層1020的同一邊的第二母線1040的臂和第二母線1045的臂可以具有這樣的長度:同樣在短時間段內(nèi)使得電致變色器件在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。在一些實(shí)施方案中，第一母線的臂可以相遇，從而形成單個C形第一母線。在一些實(shí)施方案中，第二母線的臂可以相遇，從而形成單個C形第二母線。在圖11中示出此實(shí)施方案。圖11中所示電致變色薄片1100包括設(shè)置在第一導(dǎo)電層1110上的第一母線1130以及設(shè)置在第二導(dǎo)電層1120上的第二母線1140。注意，例如，如上關(guān)于圖11所述，有角母線可以具有多于一個有角特征(參見各自具有兩個角的母線1130和1140)。一個實(shí)施方案是具有兩個或更多個角的有角母線。
[0114]有角母線的兩個臂之間的角可接近180度并且也可小于90度。僅僅出于例示目的，以上實(shí)施方案就矩形電致變色薄片來描述，但是非矩形的形狀和其它光學(xué)器件意圖包括在所公開的實(shí)施方案的范圍內(nèi)。圖12A描繪具有不同形狀和有角母線配置的許多電致變色薄片的俯視示意圖。例如，電致變色窗1200具有梯形形狀和兩個母線。下部透明電極表面1205承載有角母線1215，而上部透明電極1210具有另一個有角母線1220。在此實(shí)施例中，母線1215具有大于90度的角，而母線1220具有小于90度的銳角。根據(jù)電致變色薄片的形狀，母線可以是或不是以下情況:對稱、或在每個臂上跨越相同長度、或具有相同的總長度。此外，電致變色薄片可以具有有角母線和無角母線的組合。例如，三角形薄片1225在下部電極1230上具有有角母線1240，并且在上部電極1235上具有線性母線1245。在另一個實(shí)施例中，三角形電致變色薄片1250在下部電極1255上具有單個有角母線1265，同時還在上部電極1260上具有兩個有角母線1270。母線的形狀和取向?qū)⑷Q于窗的形狀、母線所供電的器件的切換和/或能量要求等，例如以便最大化高效切換和/或供電、轉(zhuǎn)變的均勻性，并最小化熱點(diǎn)。在另一個實(shí)施例中，六邊形電致變色薄片1275在下部電極1280上具有第一有角母線1286，并且在上部電極1285上具有第二有角母線1287。在此實(shí)施例中，有角母線1286和1287各自具有三個角特征(頂點(diǎn))。在另一個實(shí)施例中，六邊形電致變色薄片1290具有六個有角母線。在下部電極1292上存在三個有角母線1296，并且在上部電極1294上存在三個有角母線1298。下文具體針對有角母線和具有多于兩個母線的器件更詳細(xì)地描述用于電致變色薄片的驅(qū)動算法。
[0115]本文就具有在頂點(diǎn)處連結(jié)的至少第一臂和第二臂(例如，如就圖12A所描繪和描述)來描述有角母線(圖12A中的一些實(shí)施例示出在某些實(shí)施方案中可存在更多頂點(diǎn)和臂)。在某些實(shí)施方案中，有角母線并不具有物理頂點(diǎn)。參照圖12B，出于本公開的目的，存在等效并且因此考慮到的有角母線的配置。例如，電致變色器件1201具有通過導(dǎo)線1204電連接的相關(guān)聯(lián)的母線臂1202和1203。導(dǎo)線1204還可以是母線材料薄條、或其它合適電連接器。雖然本身并不存在物理頂點(diǎn)，但此組件是有角母線，因?yàn)榇嬖谔摂M頂點(diǎn)，即，兩條軸線(每條軸線經(jīng)過每個母線臂的長度)的交點(diǎn)在空間中的理論點(diǎn)。同樣地，在它們的遠(yuǎn)端處由導(dǎo)線1206電連接的類似定位的母線臂同樣將是有角母線。注意，在圖12B中，電源可以通過導(dǎo)線或其它連接器連接，或連接在母線臂中的一個(或兩個)上。在一個實(shí)施方案中，如果兩個母線臂的近端:1)相對于彼此成某一角度，如本文就具有物理頂點(diǎn)的母線臂所述；2)在彼此的約Imm與約10mm內(nèi)；3)與彼此電連通；以及4)在器件的同一導(dǎo)電層上，那么它們共同地是有角母線。在另一個實(shí)施方案中，如果兩個母線臂:1)各自跨越電致變色器件區(qū)域的兩條邊的長度的約10%至90%、約10%至65%、或約35%至65% ；2)相對于彼此成某一角度，如本文就具有物理頂點(diǎn)的母線臂所述；3)與彼此電連通；以及4)在器件的同一導(dǎo)電層上，那么它們共同地是有角母線。出于這些定義的目的，“與彼此電連通”并不包括通過位于其上的一對母線臂的導(dǎo)電層電連通。
[0116]在某些實(shí)施方案中，母線臂無需彼此電連通。例如，在一個實(shí)施方案中，如果兩個母線臂:1)各自跨越電致變色器件區(qū)域的兩條邊的長度的約10%至90%、約10%至65%、或約35%至65% ；2)相對于彼此成某一角度，如本文就具有物理頂點(diǎn)的母線臂所述；3)在器件的同一導(dǎo)電層上；以及4)獨(dú)立地保持在相同極性(不是負(fù)極性就是正極性)，那么它們共同地是有角母線。在另一實(shí)施方案中，如果兩個母線臂的近端:1)相對于彼此成某一角度，如本文就具有物理頂點(diǎn)的母線臂所述；2)在彼此的約Imm與約10mm內(nèi)；3)獨(dú)立地保持在相同極性(不是負(fù)極性就是正極性)；以及4)在器件的同一導(dǎo)電層上，那么它們共同地是有角母線。在這些實(shí)施方案中，以下情況是有用的(但非必要):施加至有角母線的臂中的每一個的極性在大小上類似。雖然要求更復(fù)雜的驅(qū)動電路，但是這些有角母線將使電致變色器件如同具有物理頂點(diǎn)的那些或具有虛擬頂點(diǎn)并使臂彼此電連通的電致變色器件那樣轉(zhuǎn)變。避免熱點(diǎn)和改進(jìn)光學(xué)轉(zhuǎn)變的目標(biāo)保持不變，并以適當(dāng)配置(如本文就具有物理頂點(diǎn)的有角母線所述)達(dá)成。
[0117]在一些實(shí)施方案中，本文所述母線配置可在使得光學(xué)可切換的器件在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變的同時不在光學(xué)可切換的器件中產(chǎn)生熱點(diǎn)。此外，本文所述母線配置可以根據(jù)應(yīng)用進(jìn)行修改和/或組合。例如，在一些實(shí)施方案中，光學(xué)可切換的器件可以具有多邊形、梯形的形狀、或具有與另一區(qū)(具有彎曲邊界)基本上形成拐角的形狀；母線可設(shè)置在第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層上，其方式為使得基本上最小化熱點(diǎn)、基本上最小化幕效應(yīng)并且使得光學(xué)可切換的器件在光學(xué)狀態(tài)之間快速轉(zhuǎn)變。
[0118]在一些實(shí)施方案中，第一母線沿第一導(dǎo)電層的邊緣的長度和第二母線沿第二導(dǎo)電層的長度基本上最大化，而不會在光學(xué)可切換的器件中在第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間形成熱點(diǎn)?；旧献畲蠡谝荒妇€和第二母線的長度可以幫助使得光學(xué)可切換的器件在光學(xué)狀態(tài)之間快速轉(zhuǎn)變。
[0119]一般來說，為了使得光學(xué)可切換的器件在光學(xué)狀態(tài)之間快速切換，第一母線和第二母線因器件的導(dǎo)電層(例如，TCO)的固有電阻而應(yīng)盡可能地靠近彼此。然而，使第一母線和第二母線靠近彼此使得在光學(xué)可切換的器件中產(chǎn)生熱點(diǎn)，如以上所解釋。在一些實(shí)施方案中，第一母線和第二母線被配置成使得基本上最小化第一母線的極點(diǎn)(extremity)與第二母線的部分之間的距離，以便幫助使得光學(xué)可切換的器件快速轉(zhuǎn)變而不產(chǎn)生熱點(diǎn)。類似地，基本上最小化第二母線的極點(diǎn)與第一母線的部分之間的距離。例如，參照圖8A，第一母線805的拐角A是第一母線805的極點(diǎn)。所述極點(diǎn)是第一母線805距離第二母線815的任何部分的最遠(yuǎn)點(diǎn)。第二母線815最靠近于第一母線805的拐角A的部分是第二母線815的臂816和817分別的末端B和C。因此，為了幫助在光學(xué)狀態(tài)之間快速轉(zhuǎn)變，可以基本上上最小化第一母線805的拐角A與第二母線815的末端B或C之間的距離。
[0120]改變光學(xué)狀態(tài)的方法
[0121]圖13示出描繪一種改變光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)的方法的流程圖。圖13中所示方法1300描述改變光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)，所述光學(xué)可切換的器件可類似于圖8A中所示電致變色薄片800或圖8C中所示電致變色薄片850。也就是說，方法1300描述改變這樣的光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài):所述光學(xué)可切換的器件設(shè)置在襯底的表面上并且具有周邊，所述周邊具有包括第一邊、連結(jié)所述第一邊和第二邊的第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的至少一個拐角。方法1300可以用于轉(zhuǎn)變包括本文所公開的有角母線的任何光學(xué)可切換的器件。
[0122]以方法1300的操作1305開始，向接近于拐角附連至光學(xué)可切換的器件的第一母線施加第一極性的電流和/或電壓。第一母線包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀的配置。例如，操作1305中涉及的第一母線可以是圖8A中所示電致變色薄片800的第一母線805。
[0123]在操作1310處，向附連至光學(xué)可切換的器件的第二母線施加第二極性的電流和/或電壓。操作1310中涉及的第二母線可以是圖8A中所示電致變色薄片800的第二母線815。然而，如操作1310中所述，第二母線可以具有任何數(shù)量的不同配置并且不必是有角母線。
[0124]在操作1315處，響應(yīng)于向第一母線和第二母線施加的電流和/或電壓，切換光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)以使得整個光學(xué)可切換的器件基本上均勻地發(fā)生切換。在一些實(shí)施方案中，與就圖5A至圖7B所述平面配置、圓柱形配置或垂直圓柱形母線配置相比，使得至少一個有角母線包括在光學(xué)可切換的器件中可以允許光學(xué)可切換的器件更均勻地在光學(xué)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變。
[0125]與平面、圓柱形或垂直圓柱形母線配置相比，使得至少一個有角母線包括在光學(xué)可切換的器件中可以允許光學(xué)可切換的器件更快地在光學(xué)狀態(tài)之間切換。例如，在一些實(shí)施方案中，使光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)從第一光學(xué)狀態(tài)切換至第二光學(xué)狀態(tài)在約10分鐘或更少的時間內(nèi)執(zhí)行。當(dāng)然，切換可取決于許多因素，例如電致變色器件面積，導(dǎo)電層的薄層電阻等；然而，在一個實(shí)施方案中，10分鐘或更少的時間的切換速度適用于具有的面積在約I平方英尺(0.09m2)與約60平方英尺(5.57m2)之間、在另一個實(shí)施方案中在約6平方英尺(0.56m2)與約30平方英尺(2.79m2)之間、并且在又一實(shí)施方案中在約10平方英尺(0.93m2)與約20平方英尺(1.86m2)之間的光學(xué)可切換的器件。此外，使得至少一個有角母線包括在光學(xué)可切換的器件中可以允許光學(xué)可切換的器件在光學(xué)狀態(tài)之間切換而不在光學(xué)可切換的器件中產(chǎn)生熱點(diǎn)。例如，可被執(zhí)行光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)光學(xué)的切換，使得在可切換的器件上施加的電流和/或電壓不損壞光學(xué)可切換的器件。
[0126]當(dāng)多于兩個母線被配置在器件上時，一個實(shí)施方案包括驅(qū)動連續(xù)成對母線的驅(qū)動算法。例如，參照圖12中的電致變色薄片1290，驅(qū)動算法可以包括連續(xù)地為相對成對母線1296和1298供電，例如順時針地、逆時針地或以隨機(jī)方式，而不是同時為所有母線通電。在另一個實(shí)施例中，參照圖10，位于EC器件的相對拐角上的母線可以成對、連續(xù)地被供電，其中僅僅兩個母線是在任何單一時刻通電。使用這種驅(qū)動算法，可進(jìn)一步避免熱點(diǎn)，并且由于相對單對母線在任何一個時間上通電，母線末端可以靠近彼此，甚至重疊(即，平行地、并排地但在不同電極上延伸)，因?yàn)閮H僅相對成對母線是在任何單一時刻被供能。無需使用相對成對母線；母線對可包括相鄰母線，例如關(guān)于圖10所描述的那些，其中母線末端適當(dāng)?shù)亻g隔開，以便避免熱點(diǎn)。
[0127]制造方法
[0128]圖14示出描繪一種制造光學(xué)可切換的器件的方法的流程圖。圖14中所示方法1400描述一種制造一般光學(xué)可切換的器件的方法。方法1400可以用于制造包括本文所公開的有角母線的任何光學(xué)可切換的器件。然而，形成光學(xué)可切換的器件的細(xì)節(jié)將取決于所制造的特定光學(xué)器件。例如，方法1400可以用于制造圖8A中所示電致變色薄片800或圖SC中所示的電致變色薄片850以及相關(guān)聯(lián)的母線。關(guān)于制造電致變色器件和薄片的另外細(xì)節(jié)在以下專利申請公開:于2009年12月22日提交的美國專利申請序列號12/645，111 ;于2009年12月22日提交的美國專利申請序列號12/645,159 ;于2010年4月30日提交的美國專利申請序列號12/772，055 ;于2010年4月30日提交的美國專利申請序列號12/772,075 ;于2010年6月11日提交的美國專利申請序列號12/814, 277 ;于2010年6月11日提交的美國專利申請序列號12/814，279 ;以及于2011年6月22日提交的美國專利申請序列號13/166，537，所有專利申請以引用的方式出于所有目的并入本文。
[0129]以方法1400的操作1405開始，在單一整合真空沉積系統(tǒng)中的襯底的表面上制造光學(xué)可切換的器件。在制造工藝期間，襯底在整合真空沉積系統(tǒng)中處于基本上豎直的取向。光學(xué)可切換的器件包括周邊，所述周邊具有包括第一邊、連結(jié)所述第一邊和第二邊的第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的至少一個拐角。
[0130]在操作1410處，接近于拐角來在光學(xué)可切換的器件上形成第一母線。第一母線包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循拐角的第一邊、第一頂點(diǎn)以及第二邊的形狀的配置。第一母線被配置成遞送用于驅(qū)動光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。
[0131]在操作1415處，在光學(xué)可切換的器件上形成第二母線。第二母線被配置成遞送用于驅(qū)動光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。在一些實(shí)施方案中，光學(xué)可切換的器件可以包括周邊，所述周邊具有包括第三邊、連結(jié)所述第三邊和第四邊的第二頂點(diǎn)以及所述第四邊的第二拐角。第二母線可以包括第三臂和第四臂，所述第三臂和所述第四臂具有基本上遵循第二拐角的第三邊、第二頂點(diǎn)以及第四邊的形狀的配置。
[0132]有角母線性能
[0133]圖15至圖17示出包括示出平面母線與有角母線相比的性能的曲線的圖。圖15示出包括具有平面母線的電致變色薄片和具有有角母線的電致變色薄片的百分比透射率的曲線的圖。圖16A示出包括在電致變色薄片的下部導(dǎo)電電極上的不同位置處的電壓的曲線的圖。圖17示出包括具有平面母線的電致變色薄片和具有有角母線的電致變色薄片中的電流密度的曲線的圖。
[0134]為了生成這些數(shù)據(jù)，首先利用全固態(tài)且無機(jī)的EC器件涂布具有鈉擴(kuò)散屏障和氟化氧化錫透明導(dǎo)電層的26英寸X30英寸的鋼化玻璃薄片，如在以下專利申請中描述:于2010年4月30日提交的美國專利申請序列號12/772,055 ;于2010年4月30日提交的美國專利申請序列號12/772，075 ;于2010年6月11日提交的美國專利申請序列號12/814，277 ；于2010年6月11日提交的美國專利申請序列號12/814,279;以及于2011年6月22日提交的美國專利申請序列號13/166，537，所有專利申請以引用的方式出于所有目的并入本文。沉積之前，沿襯底的其中一個26”邊的整個長度、在距離玻璃邊緣近似5/8”處形成穿透氟化氧化錫層的激光隔離劃片(LI)。沉積EC器件涂層之后，形成直至玻璃的兩個激光劃片(L2)，每個劃片均沿薄片30”邊、每個劃片距離玻璃邊緣5/8”。沿與LI相對的另一 26”邊并且在距離玻璃邊緣5/8”處形成平行于LI的另一激光劃片(L3)。在LI與最近平行玻璃邊緣之間，制造近似所述邊緣的長度的超聲焊合母線，以便使得因LI劃片而給出通向與底部導(dǎo)電層而與頂部導(dǎo)電層隔離的導(dǎo)電路徑。類似地，將焊合母線放置在L3與最近平行玻璃邊緣之間，以便因L3劃片而給出通向頂部導(dǎo)電層而與底部導(dǎo)電層隔離的導(dǎo)電路徑。這產(chǎn)生了具有243/4” X283//’的有效面積和平面母線配置(兩個平行母線沿薄片的相對邊延伸)的26” X 30”薄片。
[0135]隨后使用循環(huán)伏安法-計(jì)時電位法(CVCC)的組合技術(shù)，使得所述器件經(jīng)過完全著色和褪色循環(huán)。在循環(huán)期間，在LI劃片與L3劃片之間的中途利用光源/檢測器對在有效面積的中心附近監(jiān)測器件(圖15中的曲線1505)。還利用此配置監(jiān)測器件邊緣(圖15中的曲線1510)。中心是在具有前述構(gòu)造的電致變色器件上見到的切換最緩慢的區(qū)域。這是由于電流在器件上因透明電極層的薄層電阻而下降所造成的。用于測量的儀器是OceanOptics鶴齒素源和ThorLabs放大娃檢測器。
[0136]還相對于連接至下部透明電極的母線的電壓，在所述器件的有效面積上的9位置網(wǎng)格(3X3矩陣)中，探測所述器件的電壓，如圖16A中的圖所示。組成3X3矩陣的9個點(diǎn)是:頂部透明電極母線(即圖16中的母線1605)附近的點(diǎn)；母線之間中途的點(diǎn)；以及下部透明母線(即，圖16A中的母線1610)附近的點(diǎn)，這三點(diǎn)中的每一個在薄片的30”邊緣中的每一個附近的位置處以及薄片的30”邊緣之間的中途處取得。圖16A中所示的圖中的每一個對應(yīng)于這些點(diǎn)中的一個；這些圖以探測到器件的方式布置在母線1605和1610之間。
[0137]所述器件是由Arbin BT2000電池檢驗(yàn)器來驅(qū)動，所述電池檢驗(yàn)器使所述器件循環(huán)并且監(jiān)測用于光學(xué)測量和電壓測量的輔助電壓信號。用于循環(huán)算法的參數(shù)是:
[0138]1.以 +4mV/s 從 OV 斜升至 IV
[0139]2.保持IV 10分鐘
[0140]3.以 _500mV/s 從 IV 斜降至-1.3V
[0141]4.以-6mV/s 從-1.3V 斜降至-2.5V
[0142]5.保持在-2.5V 30分鐘
[0143]6.以+500mV/s 斜升至 OV
[0144]7.以 +4mV/s 斜升至 2V
[0145]8.保持2V 10分鐘
[0146]9.保持IV 10分鐘
[0147]曲線中的實(shí)線是這些測試的按電壓對時間來繪制的結(jié)果。圖16B示出來自圖16A的左上角的圖(即，圖1615)的放大圖，以供作為參照。
[0148]在初始測試之后，在L2劃片中的一個內(nèi)側(cè)1/2”處形成另外L3劃片，所述另外劃片L3垂直于原始L3劃片、被配置成使得電連接至下部透明導(dǎo)電層的母線可沿30”邊來延伸成有角配置(在此實(shí)施例中，近似90度的角，并且具有“L形狀”)。這個母線利用焊料延伸，所述焊料延伸近似薄片的30”邊的一半(母線1605的延伸部1625)。
[0149]電連接至頂部透明導(dǎo)電層的母線并非如上所述那樣延伸，而是由類似的L形母線替換，所述類似的L形母線沿薄片的LI邊、正好在舊的母線內(nèi)側(cè)延伸，并且延伸薄片的30”邊的一半，與第一 L形母線的分支部相反并且鄰近L2劃片(母線1610的延伸部1630)。這個母線是由銅帶構(gòu)造，因?yàn)槌暫噶显诖藢?dǎo)致器件的有效面積中的不期望的分流。這是因?yàn)檫@個母線位于第一母線內(nèi)側(cè)、位于LI隔離劃片的器件側(cè)上，并且因此不能穿透器件疊堆。
[0150]在以上結(jié)構(gòu)中，在所述相同位置處以相同的方式監(jiān)測器件。也就是說，使用CVCC的組合技術(shù)，使得所述器件經(jīng)過完全著色和褪色循環(huán)。在循環(huán)期間，在LI劃片與L3劃片之間的中途利用光源/檢測器對在有效面積的中心附近監(jiān)測器件(圖15中的曲線1515)。還利用用此配置監(jiān)測器件邊緣(圖15中的曲線1520)。還相對于連接至下部透明電極的母線的電壓，在所述器件的有效面積上的9位置網(wǎng)格(3X3矩陣)中，探測所述器件的電壓，如圖16A中的圖所示。圖中虛線是這些測試的按電壓對時間來繪制的結(jié)果。同樣，圖16B示出來自左上角的圖(即，圖1615)的放大圖，以供作為參照。
[0151]L形母線配置顯著改進(jìn)器件上的著色和褪色時間。用于表征電致變色器件切換速度的一個通用量度是t8(l%，或器件在光密度(OD)上達(dá)到其著色的80%的時間。對于平面母線布置，中心t8(l%和邊緣t8(l%分別是38.5分鐘和22.2分鐘。在具有L形母線的情況下，時間分別減少至21.5分鐘和11.5分鐘，其中在邊緣處出現(xiàn)較大的百分比增加。此外，在具有改進(jìn)母線配置的情況下，器件范圍增大并變得更均勻。中心OD范圍從1.07增大至1.26，并且邊緣OD范圍從1.08變成1.35。改進(jìn)著色可在CVCC測試(圖15)的1-V曲線中看到，CVCC測試是測量切換性能的良好方法(proxy)。如圖17中所示，器件的泄漏電流最低程度地改變，而峰值電流增大了約1.4倍；曲線1705是平面母線情況下的電流密度，并且曲線1710是L形母線情況下的電流密度。峰值電流密度較大增大表明離子移動的改進(jìn)和因此更快著色。如在器件上測量的電壓分布(圖16A)示出所有位置中的改進(jìn)。電壓不僅使得器件切換更快，而且具有更大、更均勻的范圍。
[0152]盡管已以某種詳細(xì)程度描述前述實(shí)施方案以促進(jìn)理解，但應(yīng)將所描述實(shí)施方案視為說明性而非限制性。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)實(shí)踐某些改變和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，其包括: 襯底； 光學(xué)可切換的器件，所述光學(xué)可切換的器件被設(shè)置在所述襯底的表面上并且具有周邊，所述周邊具有包括第一邊、連結(jié)所述第一邊和第二邊的第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的至少一個拐角； 第一母線，所述第一母線接近于所述拐角附連至所述光學(xué)可切換的器件，并且被配置成遞送用于驅(qū)動所述光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓，所述第一母線包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循所述拐角的所述第一邊、所述第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的形狀的配置；以及 第二母線，所述第二母線被附連至所述光學(xué)可切換的器件，并且被配置成遞送用于驅(qū)動所述光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)可切換的器件的所述周邊進(jìn)一步包括第二拐角，所述第二拐角包括第三邊、連結(jié)所述第三邊和第四邊的第二頂點(diǎn)以及所述第四邊，并且其中所述第二母線接近于所述第二拐角附連至所述光學(xué)可切換的器件，并且包括第三臂和第四臂，所述第三臂和所述第四臂具有基本上遵循所述第二拐角的所述第三邊、所述第二頂點(diǎn)以及所述第四邊的形狀的配置。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第一母線和所述第二母線具有基本上類似的配置。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)可切換的器件的所述周邊進(jìn)一步包括第三邊，并且其中所述第二母線包括第三臂，所述第三臂具有基本上遵循所述第三邊的形狀的配置。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)可切換的器件的所述周邊具有基本上矩形的形狀或基本上方形的形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一母線的所述第一臂具有的長度為所述第一邊的長度的約60%至90%。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一母線的所述第一臂具有的長度為所述第一邊的長度的約35%至65%。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一母線的所述第一臂具有的長度為所述第一邊的長度的約10%至40%。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)可切換的器件的所述周邊進(jìn)一步包括第二拐角，所述第二拐角包括第二邊、連結(jié)所述第二邊和第三邊的第二頂點(diǎn)以及所述第三邊，其中所述第一母線進(jìn)一步包括第三臂，其中所述第二臂和所述第三臂具有基本上遵循所述第二拐角的所述第二邊、所述第二頂點(diǎn)以及所述第三邊的形狀的配置。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一母線和所述第二母線被配置成使得所述光學(xué)可切換的器件在約10分鐘或更少的時間內(nèi)從第一光學(xué)狀態(tài)切換至第二光學(xué)狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)可切換的器件包括固態(tài)且無機(jī)的電致變色器件。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一母線被配置成將電流和/或電壓遞送至所述光學(xué)可切換的器件的第一導(dǎo)電層，并且其中所述第二母線被配置成將電流和/或電壓遞送至所述光學(xué)可切換的器件的第二導(dǎo)電層。
13.一種改變光學(xué)可切換的器件的光學(xué)狀態(tài)的方法，所述光學(xué)可切換的器件被設(shè)置在襯底的表面上并且具有周邊，所述周邊具有包括第一邊、連結(jié)所述第一邊和第二邊的第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的至少一個拐角，所述方法包括: (a)向接近于所述拐角附連至所述光學(xué)可切換的器件的第一母線施加第一極性的電流和/或電壓，所述第一母線包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循所述拐角的所述第一邊、所述第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的形狀的配置； (b)向附連至所述光學(xué)可切換的器件的第二母線施加第二極性的電流和/或電壓；以及(c)響應(yīng)于向所述第一母線和所述第二母線施加的電流和/或電壓，切換所述光學(xué)可切換的器件的所述光學(xué)狀態(tài)以使得整個所述光學(xué)可切換的器件基本上均勻地發(fā)生所述切換。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中使所述光學(xué)可切換的器件的所述光學(xué)狀態(tài)從第一光學(xué)狀態(tài)切換至第二光學(xué)狀態(tài)在約10分鐘或更少的時間內(nèi)執(zhí)行。
15.如權(quán)利要求13或權(quán)利要求14所述的方法，其中所述光學(xué)可切換的器件是固態(tài)且無機(jī)的電致變色器件。
16.如權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中切換所述光學(xué)可切換的器件使得所述光學(xué)可切換的器件在褪色狀態(tài)與著色狀態(tài)之間進(jìn)行改變。
17.如權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中切換所述光學(xué)可切換的器件的所述光學(xué)狀態(tài)光學(xué)被執(zhí)行，使得所述可切換的器件上施加的電流和/或電壓不對所述光學(xué)可切換的器件造成損壞。
18.—種制造光學(xué)可切換的器件的方法，所述方法包括: 在單一整合真空沉積系統(tǒng)中的襯底的表面上制造所述光學(xué)可切換的器件，所述襯底在所述整合真空沉積系統(tǒng)中處于基本上豎直的取向，所述光學(xué)可切換的器件具有周邊，所述周邊具有包括第一邊、連結(jié)所述第一邊和第二邊的第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的至少一個拐角；以及 接近所述拐角在所述光學(xué)可切換的器件上形成第一母線，所述第一母線包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂具有基本上遵循所述拐角的所述第一邊、所述第一頂點(diǎn)以及所述第二邊的形狀的配置，所述第一母線被配置成遞送用于驅(qū)動所述光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括: 在所述光學(xué)可切換的器件上形成第二母線，所述第二母線被配置成遞送用于驅(qū)動所述光學(xué)可切換的器件的切換的電流和/或電壓。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述光學(xué)可切換的器件的所述周邊具有包括第三邊、連結(jié)所述第三邊和第四邊的第二頂點(diǎn)以及所述第四邊的第二拐角，并且其中所述第二母線包括第三臂和第四臂，所述第三臂和所述第四臂具有基本上遵循所述第二拐角的所述第三邊、所述第二頂點(diǎn)以及所述第四邊的形狀的配置。
【文檔編號】G02B26/00GK104246594SQ201380020654
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月20日
【發(fā)明者】戈登·杰克, 安殊·普拉丹, 考斯圖巴·納德卡爾尼 申請人:唯景公司