非矩形形狀上的電致變色設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用 陽(yáng)〇〇引本申請(qǐng)是W下美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的非臨時(shí)申請(qǐng)，并要求W下美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的 優(yōu)先權(quán)：在 2013 年 6 月 18 日提交的題為"ELECTR0CHR0MICDEVICESONNON-RECTANGULAR SHA陽(yáng)S"的第 61/836, 602 號(hào)；在 2013 年 7 月 26 日提交的題為"ELECTR0CHR0MICDEVICES ONNON-RECTANGULARSHAPES"的第 61/859, 131 號(hào)；W及在 2013 年 8 月 6 日提交的題為 "ELECTR0CHR0MICDEVICESONNON-RECTANGULARSHA陽(yáng)S"的第 61/862, 928 號(hào)；所述全部 專利申請(qǐng)通過引用的方式全部并入本文用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本文公開的實(shí)施方案通常設(shè)及光學(xué)可切換設(shè)備，諸如電致變色設(shè)備，且更具體而 言，設(shè)及用于制造光學(xué)可切換設(shè)備的方法。
[0004] 發(fā)明背景 陽(yáng)〇化]電致變色巧C)設(shè)備通常是多層堆疊，其包括（a)至少一層電致變色材料，其響應(yīng) 于電勢(shì)的施加而改變其光學(xué)特性；化）離子導(dǎo)體（IC)層，其允許離子（諸如裡離子）通過 其移入并移出電致變色材料，W促使光學(xué)特性發(fā)生變化，同時(shí)防止電氣短路；和（C)透明導(dǎo) 體層，諸如透明導(dǎo)電氧化物（TCO)，電勢(shì)通過該透明導(dǎo)體層應(yīng)用到電致變色層。在一些情況 下，電勢(shì)從電致變色設(shè)備的相對(duì)邊緣并跨設(shè)備的可視區(qū)域應(yīng)用。透明導(dǎo)電層被設(shè)計(jì)成具有 相對(duì)高的電子電導(dǎo)特性。電致變色設(shè)備可具有超過上文描述的層，諸如可選地改變光學(xué)狀 態(tài)的離子存儲(chǔ)層或?qū)﹄姌O層。
[0006] 由于設(shè)備操作的物理現(xiàn)象，所W電致變色設(shè)備的正常運(yùn)行取決于許多因素，諸如 通過材料層的離子運(yùn)動(dòng)、移動(dòng)離子所需的電勢(shì)、透明導(dǎo)體層的薄片電阻及其它因素。電致變 色設(shè)備的大小和形狀在跨設(shè)備的面的著色均勻性中發(fā)揮重要作用。此外，設(shè)備的大小和形 狀在設(shè)備從起始光學(xué)狀態(tài)到結(jié)束光學(xué)狀態(tài)的過渡（例如，從著色狀態(tài)到漂白狀態(tài)或從漂白 狀態(tài)到著色狀態(tài)）中發(fā)揮作用。被應(yīng)用W驅(qū)動(dòng)所述過渡并保持光學(xué)結(jié)束狀態(tài)的條件可能對(duì) 于不同形狀的設(shè)備具有完全不同的需求。
[0007] 進(jìn)一步地，在電致變色設(shè)備具有非矩形形狀的情況下，某些制造過程更加困難。例 如，激光邊緣刪除（LED)和匯流條襯墊暴露度陽(yáng)）操作利用被定向成與襯底的局部邊緣平 行或垂直的方形/矩形激光圖案。運(yùn)些圖案由被掃描儀/激光器實(shí)施的矢量文件定義。雖 然運(yùn)些圖案適用于使用矩形設(shè)備進(jìn)行的簡(jiǎn)單處理，但是它們?cè)诟鼜?fù)雜的形狀（例如，具有 彎曲邊緣或與相鄰邊緣不成直角的邊緣的形狀）上實(shí)現(xiàn)要困難得多。 發(fā)明概要
[0008] 本文描述的某些實(shí)施方案與非矩形的光學(xué)可切換設(shè)備（例如，=角形、梯形、形成 有彎曲部分）的匯流條配置有關(guān)。運(yùn)些匯流條被設(shè)計(jì)成W盡可能使設(shè)備的整個(gè)面上的有效 電壓相等的方式將電勢(shì)遞送到設(shè)備。運(yùn)樣做的情況下，運(yùn)些匯流條可在沒有熱點(diǎn)的情況下 跨設(shè)備的面提供均勻的結(jié)束光學(xué)狀態(tài)W及平滑且快速的光學(xué)過渡。在一些實(shí)施方案中，放 置并縱向地調(diào)整匯流條的大小，使得跨設(shè)備表面到兩個(gè)匯流條的距離盡可能相等。用于達(dá) 到該結(jié)果的各種技術(shù)將在本文中進(jìn)行描述。
[0009] 在另一方面，本文中的某些實(shí)施方案設(shè)及用于對(duì)非矩形的電致變色設(shè)備執(zhí)行激光 邊緣刪除和匯流條襯墊暴露操作的方法。運(yùn)些方法可包括：使用非矩形激光圖案（例如，圓 形激光圖案）和/或矩形激光圖案，所述圖案朝不平行于與襯底的相鄰側(cè)面形成兩個(gè)直角 的襯底的一側(cè)的方向定向。激光圖案在本文中有時(shí)被稱為成角度的激光圖案。其可能適用 于執(zhí)行非矩形窗口（諸如=角形窗口、梯形窗口、五邊形窗口、六邊形窗口及其它多邊形窗 口）的邊緣刪除或匯流條襯墊暴露操作。在直角=角形窗口的情況下，成角度的激光圖案 可用于沿形成斜邊的窗口的邊緣執(zhí)行邊緣刪除和/或匯流條襯墊暴露。
[0010] 某些實(shí)施方案設(shè)及包括非矩形的光學(xué)可切換設(shè)備的光學(xué)可切換窗口，非矩形的光 學(xué)可切換設(shè)備包括第一側(cè)、第二側(cè)、和與第二側(cè)相鄰的第=側(cè)。光學(xué)可切換窗口進(jìn)一步包括 第一匯流條，其跨越沿非矩形的光學(xué)可切換裝置的第一側(cè)的第一部分。光學(xué)可切換窗口進(jìn) 一步包括第二匯流條，其跨越非矩形的光學(xué)可切換設(shè)備的第二側(cè)的第二部分，第二側(cè)與第 一側(cè)相對(duì)。在運(yùn)些實(shí)施方案中，第一匯流條和第二匯流條被配置來(lái)將電壓施加到光學(xué)可切 換設(shè)備。
[0011] 某些實(shí)施方案設(shè)及一種用于確定具有非矩形形狀的光學(xué)可切換設(shè)備的匯流條配 置的方法。在運(yùn)些實(shí)施方案中，方法包括：確定非矩形形狀的形屯、；基于所確定的形屯、確定 非矩形形狀的第一側(cè)和第二側(cè)上的第一和第二錯(cuò)固點(diǎn)；確定從第一錯(cuò)固點(diǎn)延伸的第一匯流 條分段和第二匯流條分段的長(zhǎng)度W及從第二錯(cuò)固點(diǎn)延伸的第=匯流條分段和第四匯流條 分段的長(zhǎng)度，其中第一匯流條包括第一匯流條分段和第二匯流條分段，且其中第二匯流條 包括第=匯流條分段和第四匯流條分段；將總計(jì)的最小匯流條距離確定為光學(xué)可切換設(shè)備 上的最弱著色點(diǎn)到第一匯流條的距離和最弱著色點(diǎn)到第二匯流條的距離；將總計(jì)的最小匯 流條距離確定為光學(xué)可切換設(shè)備上的最強(qiáng)著色點(diǎn)到第一匯流條的距離和最強(qiáng)著色點(diǎn)到第 二匯流條的距離；計(jì)算總計(jì)的最大匯流條距離與總計(jì)的最小匯流條距離之間的差；調(diào)整第 一匯流條分段、第二匯流條分段、第=匯流條分段和第四匯流條分段的長(zhǎng)度，直到所計(jì)算的 差達(dá)到第一、第二、第=和第四匯流條分段中的每一個(gè)的收斂長(zhǎng)度；W及使用第一匯流條分 段、第二匯流條分段、第=匯流條分段和第四匯流條分段的收斂長(zhǎng)度確定光學(xué)可切換設(shè)備 的匯流條配置。
[0012] 某些實(shí)施方案設(shè)及一種用于在襯底上制造光學(xué)可切換設(shè)備的方法。該方法包括： 在激光工具處接收其上放置有光學(xué)可切換設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)層的所述襯底，并且根據(jù)非矩 形的激光圖案將激光光斑引導(dǎo)到光學(xué)可切換設(shè)備的靠近襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣的區(qū)域，W 在所述區(qū)域處移除光學(xué)可切換設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)層中的至少一個(gè)。在一些情況下，該方法 進(jìn)一步包括：在光學(xué)可切換設(shè)備的靠近襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣的不同區(qū)域處重復(fù)所述引 導(dǎo)激光光斑操作W引導(dǎo)激光光斑，從而定義其中移除一個(gè)或多個(gè)層中的至少一個(gè)的襯底部 分。
[0013] 某些實(shí)施方案設(shè)及一種用于在具有與相鄰邊緣不形成直角的至少一個(gè)邊緣的非 矩形襯底上制造光學(xué)可切換設(shè)備的方法，所述非矩形襯底其上放置有光學(xué)可切換設(shè)備的一 個(gè)或多個(gè)層。方法包括（a)在激光工具處接收所述非矩形襯底；化）將激光光斑從激光工 具引導(dǎo)到靠近與相鄰邊緣不形成直角的至少一個(gè)邊緣的襯底的區(qū)域處的一個(gè)或多個(gè)層上， 從而在所述區(qū)域處移除所述一個(gè)或多個(gè)層；W及（C)在靠近襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣的襯底 的不同區(qū)域處執(zhí)行操作化），W定義其中移除一個(gè)或多個(gè)層中的至少一個(gè)的襯底部分。在運(yùn) 些實(shí)施方案中，激光光斑為矩形形狀，且具有與所述至少一個(gè)邊緣平行的兩側(cè)。
[0014] 某些實(shí)施方案設(shè)及一種用于在具有與相鄰邊緣不形成直角的至少一個(gè)邊緣的非 矩形襯底上制造光學(xué)可切換設(shè)備的裝置，所述非矩形襯底其上放置有光學(xué)可切換設(shè)備的一 個(gè)或多個(gè)層。該裝置包括被配置W執(zhí)行下列操作的激光工具和掃描儀：(a)在激光工具處 接收所述非矩形襯底；化）將激光光斑從激光工具引導(dǎo)到襯底的靠近與相鄰邊緣不形成直 角的至少一個(gè)邊緣的區(qū)域處的一個(gè)或多個(gè)層上，從而在所述區(qū)域處移除一個(gè)或多個(gè)層；W 及（C)在靠近襯底的一個(gè)或多個(gè)邊緣的襯底的不同區(qū)域處重復(fù)操作化），W定義其中移除 所述一個(gè)或多個(gè)層中的至少一個(gè)的襯底部分。在運(yùn)些實(shí)施方案中，激光光斑為矩形形狀，其 具有與所述至少一個(gè)邊緣平行的兩側(cè)。在一種情況下，激光工具是道威棱鏡。
[0015] 實(shí)施方案包括使用本文描述的方法制造的EC設(shè)備。
[0016] 運(yùn)些及其它特征和實(shí)施方案將在下文結(jié)合附圖進(jìn)行更詳細(xì)描述。
[0017] 附圖簡(jiǎn)述
[0018] 圖IA是具有平面匯流條布置的矩形電致變色設(shè)備的頂視圖的示意圖。
[0019] 圖IB是每個(gè)透明導(dǎo)電層處的作為跨電致變色設(shè)備的位置函數(shù)的局部電壓值的簡(jiǎn) 化繪圖。
[0020] 圖IC是作為跨電致變色設(shè)備的位置函數(shù)的的簡(jiǎn)化繪圖。
[0021] 圖2是描繪與將電致變色設(shè)備從漂白驅(qū)動(dòng)到著色并從著色驅(qū)動(dòng)到漂白相關(guān)聯(lián)的 電壓和電流分布曲線的圖示。
[0022] 圖3是描繪與將電致變色設(shè)備從漂白狀態(tài)驅(qū)動(dòng)到著色狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的某些電壓和 電流分布曲線的圖示。
[0023] 圖4是具有平面匯流條布置的矩形電致變色設(shè)備的頂視圖的示意圖。
[0024] 圖5是根據(jù)實(shí)施方案的具有平面匯流條布置的直角梯形的電致變色設(shè)備的頂視 圖的不意圖。
[0025] 圖6是根據(jù)實(shí)施方案的具有匯流條配置的直角=角形設(shè)備的頂視圖的示意圖。
[00%] 圖7是根據(jù)實(shí)施方案的具有沿直角和相對(duì)直角邊的第一配置中的匯流條的直角 梯形設(shè)備的頂視圖的示意圖。
[0027] 圖8是根據(jù)實(shí)施方案的具有處于第二配置中的匯流條的直角梯形的頂視圖的示 意圖，第二配置具有沿第一底邊的第一匯流條，和沿第二底邊的第二匯流條W及相鄰直角 邊。
[0028] 圖9是描繪根據(jù)實(shí)施方案的用于選擇直角梯形設(shè)備的匯流條配置的第一種方法 的不意圖。
[0029] 圖10是描繪根據(jù)實(shí)施方案的用于選擇直角梯形設(shè)備的匯流條配置的第二種方法 的不意圖。
[0030] 圖11是描繪根據(jù)實(shí)施方案的用于確定匯流條的長(zhǎng)度的第二種方法的流程圖。
[0031] 圖12是示出根據(jù)實(shí)施方案的用于確定直角=角形和兩個(gè)直角梯形的匯流條配置 的方法的應(yīng)用的示意圖。
[0032] 圖13A-13C示出根據(jù)實(shí)施方案的直角S角形和兩個(gè)直角梯形的可接受匯流條布 局的解決方案的示意圖。
[0033] 圖14A、14B、15、16、17和18是根據(jù)實(shí)施方案的使用本文描述的技術(shù)設(shè)計(jì)的匯流條 布局的實(shí)例。
[0034] 圖19-23是根據(jù)實(shí)施方案的具有不同匯流條比例的S角形電致變色設(shè)備的V帛效和 著色的繪圖。
[0035] 圖24A是描述根據(jù)某些實(shí)施方案的用于制造電致變色設(shè)備的方法的方面的過程 流的流程圖。
[0036] 圖24B圖示關(guān)于圖24A描述的過程流中的步驟的頂視圖。
[0037] 圖24C描繪與關(guān)于圖24B描述的設(shè)備類似的設(shè)備的頂視圖。
[0038] 圖24D圖示關(guān)于圖24B描述的電致變色側(cè)窗（Iite)的截面圖。
[0039] 圖24E描繪圓形電致變色設(shè)備的制造中步驟的頂視圖。
[0040] 圖25A示出其中單個(gè)矩形激光圖案用于從設(shè)備的表面移除材料的電致變色設(shè)備 的部分。
[0041] 圖25B示出可用于從電致變色設(shè)備的表面移除材料的兩個(gè)相鄰的矩形圖案。
[0042] 圖26圖示梯形側(cè)窗及其通過激光工具在通過所述工具的其第一次遍歷和第二次 遍歷上的定向。
[0043] 圖27描繪根據(jù)各種實(shí)施方案的可被利用的單個(gè)圓形圖案。
[0044] 圖28A和圖28B描繪根據(jù)某些實(shí)施方案的半圓形側(cè)窗和可被使用的圖案的兩個(gè)不 同組合。
[0045] 圖29示出根據(jù)本文的某些實(shí)施方案的可被利用的單個(gè)成角度的圖案。
[0046] 圖30圖示根據(jù)各種實(shí)施方案的具有成角度和非成角度的矩形激光圖案的梯形側(cè) 窗。
[0047] 圖31描繪具有銀齒狀邊緣的燒蝕圖案。
[0048] 圖32示出其中光纖旋轉(zhuǎn)用于旋轉(zhuǎn)襯底上的圖案的定向的實(shí)施方案。
[0049] 圖33示出其中棱鏡旋轉(zhuǎn)用于旋轉(zhuǎn)襯底上的圖案的定向的實(shí)施方案。
[0050] 圖34示出根據(jù)某些實(shí)施方案的可被使用的示例性道威棱鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 在W下描述中，闡述了大量具體細(xì)節(jié)，W便提供對(duì)所呈現(xiàn)的實(shí)施方案的徹底理解。 所公開的實(shí)施方案可在不具有一些或全部運(yùn)些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在其它情況下， 已知的過程操作沒有被詳細(xì)描述，W免不必要地混淆所公開的實(shí)施方案。雖然所公開的實(shí) 施方案將結(jié)合具體實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是將理解，其不旨在限制所公開的實(shí)施方案。 W巧定義
[0053]"光學(xué)可切換設(shè)備"可指的是響應(yīng)于電輸入而改變光學(xué)狀態(tài)的薄設(shè)備。其在兩個(gè)或 更多個(gè)光學(xué)狀態(tài)之間可逆地循環(huán)。在運(yùn)些狀態(tài)之間切換通過將預(yù)定義的電流和/或電壓施 加到設(shè)備來(lái)控制。設(shè)備通常包括夾入至少一個(gè)光學(xué)活性層的兩個(gè)薄的導(dǎo)電層（例如，透明 導(dǎo)電氧化層或"TC0")。將驅(qū)動(dòng)光學(xué)狀態(tài)中的變化的電輸入施加到薄導(dǎo)電層。在某些實(shí)施 方式中，所述輸入由與導(dǎo)電層電氣通信的匯流條提供。雖然本公開將電致變色設(shè)備強(qiáng)調(diào)為 光學(xué)可切換設(shè)備的實(shí)例，但是本公開不限于如此。其它類型的光學(xué)可切換設(shè)備的實(shí)例包括 某些電致變色設(shè)備、液晶設(shè)備等。在某些情況下，將光學(xué)可切換設(shè)備放置在實(shí)質(zhì)上透明的襯 底（諸如玻璃）上。可在各種光學(xué)可切換產(chǎn)品（諸如光學(xué)可切換窗口）中提供光學(xué)可切換 設(shè)備。然而，本文公開的實(shí)施方案不限于可切換窗口。其它類型的光學(xué)可切換產(chǎn)品的實(shí)例 包括反射鏡、顯示器等。在本公開的上下文中，運(yùn)些產(chǎn)品通常W非像素化格式提供；即，具有 單片式可切換設(shè)備涂層。
[0054]"光學(xué)過渡"指的是光學(xué)可切換設(shè)備的任何一個(gè)或多個(gè)光學(xué)特性中的變化。改變的 光學(xué)特性可W是例如色調(diào)、反射率、折射率、顏色等。在某些實(shí)施方案中，光學(xué)過渡將具有定 義的起始光學(xué)狀態(tài)和定義的結(jié)束光學(xué)狀態(tài)。例如，起始光學(xué)狀態(tài)可為80%透射率，W及結(jié)束 光學(xué)狀態(tài)可為50%透射率。光學(xué)過渡通常通過將適當(dāng)?shù)碾妱?shì)施加到光學(xué)可切換設(shè)備的兩個(gè) 薄導(dǎo)電層上來(lái)驅(qū)動(dòng)。
[0055]"起始光學(xué)狀態(tài)"可指的是在光學(xué)過渡開始前的光學(xué)可切換設(shè)備的光學(xué)狀態(tài)。起始 光學(xué)狀態(tài)通常被定義為可為色調(diào)、反射率、折射率、顏色等的光學(xué)狀態(tài)的幅值。起始光學(xué)狀 態(tài)可W是光學(xué)可切換設(shè)備的最大或最小光學(xué)狀態(tài)，例如，90%或4%透射率。替代地，起始光 學(xué)狀態(tài)可W是中間光學(xué)狀態(tài)，其具有在光學(xué)可切換設(shè)備的最大光學(xué)狀態(tài)與最小光學(xué)狀態(tài)之 間的某個(gè)值；例如，50 %透射率。
[0056]"結(jié)束光學(xué)狀態(tài)"可指的是在從起始光學(xué)狀態(tài)進(jìn)行完整光學(xué)過渡之后的光學(xué)可切 換設(shè)備的光學(xué)狀態(tài)。當(dāng)光學(xué)狀態(tài)W針對(duì)特定應(yīng)用被理解為完整的方式改變時(shí)，發(fā)生完成過 渡。例如，完整著色可被視為從75%光學(xué)透射率到10%透射率的過渡。結(jié)束光學(xué)狀態(tài)可為 光學(xué)可切換設(shè)備的最大或最小光學(xué)狀態(tài)；例如，90%或4%透射率。替代地，結(jié)束光學(xué)狀態(tài) 可為中間光學(xué)狀態(tài)，其具有在光學(xué)可切換設(shè)備的最大光學(xué)狀態(tài)與最小光學(xué)狀態(tài)之間的某個(gè) 值；例如，50 %透射率。
[0057]"匯流條"可指的是導(dǎo)電材料，例如，用于此類應(yīng)用的金屬磁帶或金屬條、金屬化油 墨或類似材料，其電連接到導(dǎo)電層，諸如光學(xué)可切換設(shè)備的透明導(dǎo)電電極。匯流條將電勢(shì)和 電流從引線遞送到導(dǎo)電層。光學(xué)可切換設(shè)備可包括兩個(gè)或更多個(gè)匯流條，每個(gè)匯流條連接 到設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層。在各種實(shí)施方案中，匯流條被圖示為線的形式，并跨越設(shè)備一 側(cè)的至少一部分。通常，匯流條位于設(shè)備的邊緣附近。 陽(yáng)05引"施加電壓"或VjgiD可指的是由與電致變色設(shè)備極性相反的匯流條施加的電勢(shì)（例 如，電壓電勢(shì)）。每個(gè)匯流條可電連接到單獨(dú)的透明導(dǎo)電層。施加電壓可具有不同的幅值或 功能，諸如驅(qū)動(dòng)光學(xué)過渡或保持光學(xué)狀態(tài)。在透明導(dǎo)電層之間夾有光學(xué)可切換設(shè)備材料，諸 如電致變色材料。透明導(dǎo)電層中的每一個(gè)在匯流條與其連接的位置與遠(yuǎn)離匯流條的位