本发明专利技术的一个目的是提供一种具有改进的绝缘膜结构以减少漏电的电致变色装置(70)。改进的结构包括下部导电层(75)、上部导电层(71)、电致变色电极层(74a、74b)、反电极层(72)以及夹在电致变色电极层与反电极层之间的至少一个离子导体层(73a、73b、77)。下部导电层和电致变色电极层被划线，通过划线形成的间隙(P1)利用形成在电致变色电极层之上的层填充。在一些方面中，离子导体层也与下部导体层和电致变色电极层一起划线，由划线形成的间隙利用形成在离子导体层之上的层填充。在另外的方面中，绝缘薄膜可以包括形成在离子导体层之上一个或更多个缓冲层(76)，所述缓冲层进一步分离上部导电层与下部导电层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 相关申请的夺叉参考 本申请是于2013年3月6日提交的美国专利申请No. 13/786,934的继续申请，该 美国申请的公开内容在此通过参引方式结合到本文中。
本专利技术涉及电致变色装置，更具体地涉及固态无机薄膜装置。
技术介绍
电致变色材料和装置已被开发作为用于建筑物和车辆窗户中的光和热管理的被 动涂层材料的替代物。与被动涂层材料相比，电致变色装置采用的材料能够在响应于所施 加的电位而电化学氧化和还原之后可逆地改变其光学特性。光学调制是电子和充电补偿离 子在电化学材料格架中的同时嵌入和提取的结果。 -般地，电致变色装置具有组合结构，穿过组合结构，透光度可以进行调节。图1 以横截面示出典型的五层固态电致变色装置，其具有以下五个叠加层：根据氧化或还原在 吸收或反射方面产生变化的电致变色电极层(tEC) 14 ;功能上替代电解质的离子导体层 Cicr) 13,其允许离子通过同时阻挡电子流；当装置处于漂白或透明（clear)状态时用作用 于离子的存储层的反电极层(tCE) 12 ;以及用于向电致变色装置施加电势的两个透明导电 层CTCL'）11和15。一般地，在基板16上相继地施加上述层中的每一层。这些装置一般地 承受固有的电子泄露（在电致变色堆叠层之间）和电子击穿。 -般地，电力通过总线分配至电致变色装置。图2以横截面示出图1的电致变色 装置，其电力由两个导电元件供应，比如总线18和19。为了防止总线在一起短路，总线相互 电气地隔离。通常地，这通过划线TCL 11和15来完成。如图2所示，第一（下部）TCL 15 在点Pl处被划线，使得下部TCL 15成为不连续层，并且由此防止总线跨过下部TCL 15而 短路。类似地，第二（上部）TCL 11在点P3处划线，使得上部TCL 11也是不连续的，并且 由此防止总线跨过上部TCL 11短接到一起。 为了以更加成本有效的方式生产电致变色装置，需要改进沉积过程以提供更高的 输出并且更适于批量生产。一般地，输出可被认为在每次基板或其他工件在真空与大气之 间循环时减小，反之亦然。这是因为来自涂层工艺的在喷溅方式中不可避免地存在的灰尘 和碎肩在排气和抽气期间向周围吹送以及降压，并且降落在活性层上，导致薄膜结构中的 缺陷。理论上，全部层可以在一个单个的连续真空步骤中沉积，即在一个涂层机中沉积。但 是，在单个真空步骤中沉积全部层将需要在真空系统中的下部透明导体的沉积与第二透明 导体的沉积之间包括激光划线（或一些类型的切割）。这些切割工序在真空系统中是非常 困难的。例如，关于激光划线，需要保持用于激光的极度致密的聚焦。这种聚焦在系统中存 在机械公差的情况下是非常难以有效地实现的。 此外，为了使固态电致变色装置正确地运行，需要阻止电流在电致变色装置的总 线之间直接通过，但通过所要求的电致变色机构。通过任一导电层泄漏或穿过的任何电子 流用于使所需的电压短路并且防止离子流动通过电致变色装置。这样，泄漏电流由于固有 的电子泄露而导致装置性能上的折衷，包括降低的动态范围、非均匀着色、降低的离子电导 度、变慢的转换速率以及增大的功率消耗。仅增加离子导体层的厚度可以导致泄漏电流的 减小，但其代价为光学性能退化、层沉淀时间和成本增大以及转换速率减小。因此，希望减 少通过电致变色装置的电子泄露的量，而不需要厚的离子导体层，以免性能的这些折衷。
技术实现思路
本公开的一个方面提供一种包括不连续的上部导电层和不连续的下部导电层的 电致变色装置。上部导电层的第一部分可以联接至第一导电元件。上部导电层的与第一部 分不连续的第二部分可以联接至第二导电元件。下部导电层的第一部分可以联接至第一导 电元件。下部导电层的与第一部分不连续的第二部分可以联接至第二导电元件。 电致变色装置还可以包括第一电极层、不连续的第二电极层以及连续的离子导体 层，第一电极层包括位于上部导电层和下部导电层之间的反电极层和电致变色电极层之 一，不连续的第二电极层包括位于上部导电层和下部导电层之间的反电极层和电致变色电 极层中的另一个，连续的离子导体层用于在第一电极层与第二电极层之间传导离子以及与 第一电极层和第二电极层连通。第一电极层可以与上部导电层的第一部分和第二部分中的 每一个接触。第二电极层的第一部分可以与所述下部导电层的第一部分接触，第二电极层 的与第一部分不连续的第二部分可以与下部导电层的第二部分接触。离子导体层可以与第 二电极层的第一部分和所述第二部分中的每一个接触。 在一些方面中，上部导电层的第一部分的至少一部分可以布置在下部导电层的第 二部分的至少一部分之上。不连续的下部导电层和所述不连续的第二电极层中的每一个包 括间隙，不连续的下部导电层和不连续的第二电极层的相应的间隙彼此相邻。连续的离子 导体层的至少一部分可以占据相应的间隙中的每一个。相应的间隙可以通过形成在第二电 极层上的电致变色装置层填充。 在一些方面中，电致变色装置还可以包括位于第二电极层与离子导体层之间的至 少一个连续的缓冲层。缓冲层可以包括W03、NiO、Ce02、MoOjP V 205中的至少一种并且可以 适于允许离子在第二电极层与第一电极层之间通过。 在一些方面中，连续的离子导体层可以具有在大约Inm与大约70nm之间的厚度。 在另外的方面中，一个或更多个缓冲层中的每一个可以具有在大约IOnm与大约300nm之间 的厚度。在仍然的另一个方面中，上部导电层和下部导电层可以分离至少大约170nm。 本公开的另一个方面提供一种包括不连续的上部导电层的电致变色装置，上部导 电层的第一部分联接至第一导电元件，上部导电层的与第一部分不连续的第二部分联接至 第二导电元件。电致变色装置还可以包括不连续的下部导电层，下部导电层的第一部分联 接至第一导电元件，下部导电层的与第一部分不连续的第二部分联接至第二导电元件。电 致变色装置还可以包括第一电极层，第一电极层包括位于第一导电层和第二导电层之间的 反电极层和电致变色电极层之一。第一电极层可以与上部导电层的第一部分和第二部分中 的每一个接触。电致变色装置还可以包括不连续的第二电极层，第二电极层包括位于上部 导电层和下部导电层之间的反电极层和电致变色电极层中的另一个。第二电极层的第一部 分可以与下部导电层的第一部分接触。第二电极层的与第一部分不连续的第二部分可以与 下部导电层的第二部分接触。电致变色装置甚至还可以包括用于在第二电极层与第一电极 层之间传导离子并且与第二电极层和第一电极层连通的不连续的离子导体层。离子导体层 的第一部分可以与第二电极层的第一部分接触。 在一些方面中，电致变色装置还可以包括用于在第二电极层与第一电极层之间传 导离子并且与第二电极层和第一电极层连通的连续的离子导体层。离子导体层可以与第一 电极层连续接触。 在另外的方面中，上部导电层的第二部分的至少一部分可以布置在下部导电层的 第一部分的至少一部分之上。不连续的第一导电层、不连续的第二电极层和不连续的离子 导体层中的每一个可以包括间隙。这些层的相应的间隙彼此对齐，使得相应的间隙形成单 个间隙。连续的离子导体层的至少一部分可以占据单个间隙的一部分。单个间隙可以通过 形成在不连续的离子导体层之上的电致变色装置层填充。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电致变色装置，包括：不连续的下部导电层，所述下部导电层的第一部分联接至第一导电元件，所述下部导电层的与所述第一部分不连续的第二部分联接至第二导电元件；不连续的上部导电层，所述上部导电层的第一部分联接至第一导电元件，所述上部导电层的与所述第一部分不连续的第二部分联接至所述第二导电元件；第一电极层，所述第一电极层包括反电极层和电致变色层之一，所述反电极层和电致变色层之一位于所述下部导电层与所述上部导电层之间并且与所述上部导电层的所述第一部分和所述第二部分中的每一个接触；不连续的第二电极层，所述第二电极层包括位于所述下部导电层与所述上部导电层之间的所述反电极层和所述电致变色电极层中的另一个，所述第二电极层的第一部分与所述下部导电层的所述第一部分接触，所述第二电极层的与所述第一部分不连续的第二部分与所述下部导电层的所述第二部分接触；连续的离子导体层，所述连续的离子导体层用于在所述第一电极层与所述第二电极层之间传导离子并且与所述第一电极层与所述第二电极层连通，所述离子导体层与所述第二电极层的所述第一部分和所述第二部分中的每一个接触。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·布尔迪思，JC伊龙，H·卡尔维特，
申请(专利权)人：赛智电致变色公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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