[发明专利]具有受控透明度的电致变色器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种受控透明度的电致变色器件，尤其是被设计用于在可电控玻璃中使用的器件，以及涉及一种用于制造所述器件的工艺。本发明还涉及设有这种器件的电致变色玻璃以及该玻璃在各种各样的应用中的使用。

背景技术

具有透光能力的可以从良好的透明度水平调节到完全不透明的玻璃是已知的。这种玻璃已经应用到各种各样的技术领域。

因此，该玻璃可以用作用于住所的窗口以便例如根据外部条件和用户的愿望调控进入房间的阳光量。该玻璃也可以用于分隔屏幕以便相对于外部或者相对于隔壁房间保护某房间的居住者的隐私。

这样的器件也可以用于例如汽车领域，以调节汽车的挡风玻璃和/或侧窗或遮阳篷顶的透明度以及所述汽车的某些附件（例如尤其是后视镜或侧后视镜）的透明度，以便控制朝司机反射的光通量并且避免使司机眩目。当然，它们也可以用在其他领域，例如尤其是航空领域，以便控制例如飞机机舱窗口的透明度。

已知的是，电致变色器件包括能够可逆且同时地插入离子和电子的电致变色材料层，当这些离子和电子经由适当的电源供应时，这些离子和电子的与插入状态和喷射状态对应的氧化状态具有截然不同的颜色，这些状态中的一个状态具有比另一个状态更高的光透射。所述电致变色材料可以例如基于氧化钨并且必须使其与诸如透明导电层之类的电子源以及与诸如离子导电电解质之类的离子（阳离子和阴离子）源接触。已知的是，也能够可逆地插入阳离子的对电极必须与电致变色材料层关联，关于所述层对称，使得在宏观上该电解质看起来像单个离子介质。对电极必须由当电致变色层处于彩色状态时颜色中性或者至少透明或几乎无色的层构成。

由于氧化钨是阴极电致变色材料，即其彩色状态与最少的状态对应，因而基于氧化镍或氧化铱的阳极电致变色材料可以例如用于对电极。也提出了使用在所讨论的氧化状态下光学中性的材料，例如氧化铈，或者有机材料，例如电子导电聚合物（聚苯胺）或普鲁士蓝。

目前，可以根据使用的电解质将电致变色系统分为两个类别。

在第一类别中，电解质可以因而采取聚合物或凝胶的形式，例如质子导电聚合物，如欧洲专利EP0253713和EP0670346中所描述的那些聚合物，或者通过锂离子导电的聚合物，例如欧洲专利EP0382623、EP0518754和EP0532408中所描述的那些聚合物。这些系统于是称为“混合”电致变色系统。

在第二类别中，电解质也可以由形成被电隔离的离子导体的矿物层构成。这些电致变色系统于是称为“全固态”系统。读者可以参阅欧洲专利EP0867752和EP0831360。

其他类型的电致变色系统是已知的，例如尤其是所谓的“全聚合物”电致变色系统，其中两个导电层置于多层叠层的任一侧，所述叠层包括阴极着色聚合物、离子导电电子绝缘聚合物（最特别地是对于H⁺或Li⁺离子）以及最后的阳极着色聚合物（例如聚苯胺或聚吡咯）。

已知的是，当前的电致变色器件制造技术示意性地在于连续地将下面的导电层（通常为氧化铟锡（ITO）层）、功能电致变色层（例如氧化铱（IrOx）、氧化钨（WO₃）、氧化钽（Ta₂O₅））以及上面的导电电极沉积到支撑衬底上，不管该支撑衬底是否是透明的。通常，该多层叠层通过层压聚合物和对衬底完成。

当然，两个上面和下面的导电电极必须连接到各自的电流源连接器。该连接通常借助于与该上面的电极且与该下面的电极接触的金属垫片。

尽管原则上使连接器与上面的电极接触几乎没有任何困难，但是对于连接器与下面的电极接触则不是这种情况，因为下面的电极由于不同层的沉积而难以接近。这就是为什么在电致变色层的沉积期间要借助于粘附掩模维持表示为“连接区域”的不同层的区域。一旦沉积了不同层，则可以移除该粘合剂，同时剥离其上沉积的层并且因而允许接近下面的电极，于是该下面的电极接纳预期用于它的连接器。

这种技术具有许多缺陷，这些缺陷特别是一方面与粘附掩模的使用有关，另一方面与用来将连接器固定到电极的方式有关。

关于粘附掩模，其放置是一个长时间且精细的操作，其中一方面必须理想地将粘附掩模施加到下面的电极上以便不干扰后续层的沉积，另一方面，尤其是当在衬底的整个外围上形成与下面的电极的连接时，要覆盖的长度是很大的。