包括钨钛钼氧化物作为电致变色材料的电致变色器件制造技术

本文的各种实施例涉及电致变色器件以及用于制造这种电致变色器件的方法和装置，其中电致变色层(106)的材料包括阴极着色的钨钛钼氧化物。在某些实施例中，电致变色器件可以包括一种或多种特定的对电极材料。对电极材料的材料可以包括电致变色镍钨氧化物、镍钨钽氧化物、镍钨铌氧化物、镍钨锡氧化物或另一种镍基阳极着色材料。阳极着色材料。阳极着色材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括钨钛钼氧化物作为电致变色材料的电致变色器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年4月15日提交的且标题为“ELECTROCHROMIC CATHODE MATERIALS(电致变色阴极材料)”的美国专利申请号16/384,822的优先权，该美国专利申请要求于2018年4月24日提交的且标题为“ELECTROCHROMIC CATHODE MATERIALS(电致变色阴极材料)”的美国临时专利申请号62/662,034的优先权，上述专利申请中的每一个的全部内容通过引用整体并入本文。
[0003]此外，本申请通过引用并且出于所有目并入以下申请中的每一个的全部内容：美国专利号9,664,974[代理人案卷号：VIEWP001]；美国专利号8,300,298[代理人案卷号VIEWP004]；美国专利号8,764,951[代理人案卷号：VIEWP004X2]；于2017年2月28日提交的且标题为“COUNTER ELECTRODE FOR ELECTROCHROMIC DEVICES(用于电致变色器件的对电极)”美国专利申请号15/507,734[代理人案卷号：VIEWP066]；于2017年5月16日提交的且标题为“COUNTER ELECTRODE FOR ELECTROCHROMIC DEVICES(用于电致变色器件的对电极)”的美国专利申请号15/527,194[代理人案卷号：VIEWP074]；于2017年5月15日提交的且标题为“COUNTER ELECTRODE FOR ELECTROCHROMIC DEVICES(用于电致变色器件的对电极)”美国专利申请号15/526,969[代理人案卷号：VIEWP075]。

技术介绍

[0004]电致变色是当材料被置于不同电子状态下(通常是经受电压变化)时在光学特性方面呈现出可逆电化学介导变化的现象。光学特性通常是颜色、透射率、吸光度以及反射率中的一种或多种。一种众所周知的电致变色材料是氧化钨(WO3)。氧化钨是阴极电致变色材料，其中通过电化学还原发生从透明到蓝色的染色转变。
[0005]电致变色材料可以结合到例如家用、商用和其它用途的窗户中。可以通过引起电致变色材料的变化来改变这种窗的颜色、透射率、吸收率和/或反射率，即，电致变色窗是可以电子变暗或变亮的窗。施加到窗的电致变色器件的小电压将使它们变暗；反转电压会使它们变亮。这种能力允许控制通过窗的光量，并为电致变色窗提供机会用作节能装置。
[0006]尽管在20世纪60年代发现了电致变色，但电致变色器件(并且具体地说，电致变色窗)仍然令人遗憾地遭遇各种问题，并且尽管最近在电致变色技术、装置和相关制造方法和/或使用电致变色器件方面取得了许多进展，但尚未开始实现其全部商业潜力。
[0007]本文提供的背景描述是为了总体上呈现本公开内容的目的。目前命名的专利技术人在此
技术介绍
部分中所描述的范围内的工作、以及说明书在提交时可能不具有其他资格的方面既没有明确也没有暗示将其作为本公开的现有技术。

技术实现思路

[0008]本文的某些实施例涉及电致变色器件和电致变色器件前驱体，以及用于形成这种电致变色器件和电致变色器件前驱体的方法和装置。在各种实施例中，电致变色器件或电致变色器件前驱体包括电致变色层，该电致变色层包括电致变色材料，该电致变色材料包
括钨、钛、钼和氧。该材料通常被称为钨钛钼氧化物。在某些情况下，钨钛钼氧化物电致变色材料可以与特定的对电极材料配对，例如以在器件处于着色状态时提供所需的颜色质量。
[0009]在所公开的实施例的一个方面，提供了一种电致变色器件或电致变色器件前驱体，包括：第一导电层，该第一导电层的厚度在约10-500nm之间；包括电致变色材料的电致变色层，该电致变色材料包括具有组合物W
1-x-y
Ti
x
Mo
y
O
z
的钨钛钼氧化物，其中x在约0.05-0.25之间，y在约0.01-0.15之间，以及z在约2.5-4.5之间，该电致变色层的厚度在约200-700nm之间；包括对电极材料的对电极层，该对电极材料包括镍钨氧化物，该对电极层的厚度在约100-400nm之间；以及第二导电层，该第二导电层的厚度在约100-400nm之间，其中该电致变色层和对电极层被定位在第一导电层与第二导电层之间，并且其中该电致变色器件是全固态和无机的。
[0010]在一些实施例中，电致变色层可以是晶体的(例如，纳米晶体、微晶体或其组合)。在一些实施例中，电致变色层可以是非晶的。在这些或其他实施例中，对电极材料可以是晶体的(例如，纳米晶体、微晶体或其组合)。在一些实施例中，对电极层可以是非晶的。在某些实施方式中，对电极材料包括镍钨钽氧化物。在某些实施方式中，对电极材料包括镍钨铌氧化物。在某些实施方式中，对电极材料包括镍钨锡氧化物。
[0011]可以通过溅射形成电致变色器件或电致变色器件前驱体的一层或多层。在某些情况下，电致变色层、对电极层和第二导电层均通过溅射形成。
[0012]在各种实施方式中，电致变色器件或电致变色器件前驱体在电致变色层与对电极层之间不包括离子传导电绝缘材料的均质层。在某些情况下，电致变色材料与对电极材料物理接触。在这些或其他情况下，电致变色层和对电极层中的至少一个可以包括两个或更多个层或部分，这些层或部分中的一个相对于氧是超化学计量的。在一种实施例中，(a)电致变色层包括两层或更多层，相对于氧超化学计量的层与对电极层接触，或(b)对电极层包括两层或更多层，相对于氧超化学计量的层与电致变色层接触。在另一实施方式中，(a)电致变色层包括两个或更多个部分，这两个或更多个部分一起形成电致变色层作为渐变层，电致变色层中相对于氧超化学计量的部分与接触对电极层，或(b)对电极层包括两个或更多个部分，这两个或更多个部分一起形成对电极层作为渐变层，对电极层中相对于氧超化学计量的部分与电致变色层接触。在一些实施例中，电致变色器件或电致变色器件前驱体进一步包括离子传导且基本上电绝缘的材料，其在电致变色层与对电极层之间的界面处原位形成。
[0013]在某些实施方式中，电致变色器件或电致变色器件前驱体进一步包括离子传导层，该离子传导层包括选自由以下项组成的组的材料：硅酸锂、硅酸铝锂、氧化锂、钨酸锂、硼酸铝锂、硼酸锂、硅酸锂锆、铌酸锂、硼硅酸锂、磷硅酸锂、氮化锂、氧氮化锂、氟化铝锂、氮氧化锂磷(LiPON)、钛酸锂镧(LLT)、钽酸锂、氧化锆锂、锂硅碳氧氮化物(LiSiCON)、磷酸锂钛、锂锗钒氧化物、锂锌锗氧化物及其组合。在一些这样的情况下，离子传导层的厚度可以在约5-100nm之间。在一些实施例中，离子传导层包括选自由以下项组成的组的材料：硅酸锂、硅酸铝锂、硅酸锂锆、硼硅酸锂、磷硅酸锂、氮氧化锂磷(LiPON)、锂硅碳氧氮化物(LiSiCON)及其组合。
[0014]在所公开的实施例的另一方面，提供了一种制造电致变色器件或电致变色器件前驱体的方法，该方法包括：接收基板，该基板上具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电致变色器件或电致变色器件前驱体，包括：第一导电层，所述第一导电层的厚度在约10-500nm之间；包括电致变色材料的电致变色层，所述电致变色材料包括具有组合物W
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的钨钛钼氧化物，其中x在约0.05-0.25之间，y在约0.01-0.15之间，以及z在约2.5-4.5之间，所述电致变色层的厚度在约200-700nm之间；包括对电极材料的对电极层，所述对电极材料包括镍钨氧化物，所述对电极层的厚度在约100-400nm之间；和第二导电层，所述第二导电层的厚度在约100-400nm之间，其中，所述电致变色层和所述对电极层被定位在所述第一导电层与所述第二导电层之间，并且其中所述电致变色器件是全固态和无机的。2.根据权利要求1所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述电致变色层是纳米晶体。3.根据权利要求1所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述电致变色层是非晶的。4.根据权利要求1-3中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述对电极层是纳米晶体。5.根据权利要求1-3中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述对电极层是非晶的。6.根据权利要求1-5中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述对电极材料包括镍钨钽氧化物。7.根据权利要求1-5中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述对电极材料包括镍钨铌氧化物。8.根据权利要求1-5中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述对电极材料包括镍钨锡氧化物。9.根据权利要求1-8中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述电致变色层、所述对电极层和所述第二导电层均通过溅射形成。10.根据权利要求1-9中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述电致变色器件或电致变色器件前驱体在所述电致变色层与所述对电极层之间不包括离子传导电绝缘材料的均质层。11.根据权利要求1-10中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述电致变色材料与所述对电极材料物理接触。12.根据权利要求1-11中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述电致变色层和所述对电极层中的至少一个包括两个或更多个层或部分，所述层或部分中的一个相对于氧是超化学计量的。13.根据权利要求12所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中：(a)所述电致变色层包括两层或更多层，相对于氧超化学计量的层与所述对电极层接触，或(b)所述对电极层包括两层或更多层，相对于氧超化学计量的层与所述电致变色层接触。
14.根据权利要求12所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中：(a)所述电致变色层包括两个或更多个部分，所述两个或更多个部分一起形成所述电致变色层作为渐变层，所述电致变色层中相对于氧超化学计量的部分与所述对电极层接触，或(b)所述对电极层包括两个或更多个部分，所述两个或更多个部分一起形成所述对电极层作为渐变层，所述对电极层中相对于氧超化学计量的部分与所述电致变色层接触。15.根据权利要求1-14中任一项所述的电致变色器件，进一步包括：在所述电致变色层与所述对电极层之间的界面处原位形成的离子传导且基本上电绝缘的材料。16.根据权利要求1-9中任一项所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，进一步包括离子传导层，所述离子传导层包括选自由以下项组成的组的材料：硅酸锂、硅酸铝锂、氧化锂、钨酸锂、硼酸铝锂、硼酸锂、硅酸锂锆、铌酸锂、硼硅酸锂、磷硅酸锂、氮化锂、氧氮化锂、氟化铝锂、氮氧化锂磷(LiPON)、钛酸锂镧(LLT)、钽酸锂、氧化锆锂、锂硅碳氧氮化物(LiSiCON)、磷酸锂钛、锂锗钒氧化物、锂锌锗氧化物及其组合。17.根据权利要求16所述的电致变色器件或电致变色器件前驱体，其中，所述离子传导层的厚度在约5-100nm之间。18.根据权利要求16所述的电致变色器件，其中，所述离子传导层包括选自由以下项组成的组的材料：硅酸锂、硅酸铝锂、硅酸锂锆、硼硅酸锂、磷硅酸锂、氮氧化锂磷(LiPON)、锂硅碳氧氮化物(LiSiCON)及其组合。19.一种制造电致变色器件或电致变色器件前驱体的方法，所述方法包括：接收基板，所述基板上具有第一导电层；形成包括电致变色材料的电致变色层，所述电致变色材料包括具有组合物W
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的钨钛钼氧化物，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：