[发明专利]市面上的电致变色器件所用的材料及器件叠层

说明书

相关申请的交叉引用

本申请请求于2009年10月23日提交的美国专利临时申请第61/254,464号的权益，在此引入所述申请的全部内容作为参考。

技术领域

本发明实施例大体上涉及电致变色器件(electrochromic device)及该电致变色器件的制造方法。

背景技术

窗户提供自然光、新鲜空气，使人可探出室外以及与室外连通。然而，窗户却也是能量浪费的主要源头(冬天的热量流失，夏天的阳光的热量的获得)，据估计所述浪费的能量在美国每年约5夸特(5Quads)(即总能源用量的5％)。随着窗户面积增加的建筑趋势逐渐增长，在能源效率与美学间的利益冲突上取得平衡变得更加重要。

电致变色窗(ECW)能动态控制恰当的光学性质以调节阳光辐射，有望能显著减少能源用量，同时改善使人体舒适的因素。然而，现有的最好的电致变色窗技术由于无法满足成本、供应、可制得的尺寸以及器件性能方面的要求，故无法推行上市。器件性能问题包括外观(例如，缺陷)、颜色选择(包括配合非电致变色窗的玻璃以及“透明状态(clear state)”时的黄色的基调色调、均匀性(例如，每片窗户之间的均匀性，或整个长时间制造过程中的均匀性)、切换速度以及长期可靠性(大于25年)。

因此，需开发具有适当颜色、切换速度以及长期可靠性的电致变色窗(ECW)。

发明内容

本发明大体上涉及包括ECW的电致变色(EC)器件及其制造方法。EC器件可以是阴极变色、阳极变色或两者的组合。变色(coloration)可由于诸如锂的离子在阴极层/变色层与阳极层/对电极层之间的移动而发生。术语“阴极层”与“变色层”理解为在本申请全文中可互换使用。此外，术语“阳极层”与“对电极层”理解为在本申请全文中可互换使用。

在一实施例中，EC器件可包括：透明基板；第一透明导电层；经掺杂的变色层，其中所述变色层掺杂剂提供在所述变色层中的原子的排列的结构稳定性；电解质层；在所述电解质层上的经掺杂的阳极层，其中所述阳极层掺杂剂提供所述经掺杂的阳极层的提高的导电率；以及第二透明导电层。

在另一实施例中，制造电致变色器件的方法可包括在基板上按顺序沉积第一透明导电层、经掺杂的变色层、电解质层、经掺杂的阳极层以及第二透明导电层，其中所述经掺杂的变色层、所述电解质层或所述经掺杂的阳极层中的至少一层使用组合式等离子体沉积工艺溅射沉积。所述组合式等离子体沉积工艺包括对基板支撑件、溅射靶以及在沉积腔室中在所述靶与所述基板支撑件之间产生的等离子体中的一者或多者施加不同频率的电源(power supplies)。

在另一实施例中，用以形成电致变色器件的设备包括：在基板上沉积第一透明导电层的第一系统；在所述第一透明导电层上沉积经掺杂的变色层的第二系统；在所述经掺杂的变色层上沉积电解质层的第三系统；在所述电解质层上沉积经掺杂的阳极层的第四系统；以及在所述经掺杂的阳极层上沉积第二透明导电层的第五系统；其中所述经掺杂的变色层、所述电解质层以及所述经掺杂的阳极层中的至少一层使用组合式等离子体沉积系统溅射沉积。

附图说明

本领域的普通技术人员在结合附图对以下本发明的具体实施例的描述进行研习后，将清楚地了解本发明的这些以及其他方面与特征，其中：

图1是根据一实施例的ECW的剖面示意图；

图2是用以制造ECW的工艺系统的示意图；

图3是根据本发明一些实施例的具有多个顺序串联式工具(in-line tools)的电致变色器件制造系统的代表图；

图4是根据本发明一些实施例的顺序串联式(in-line)沉积工具的代表图；以及

图5是显示根据本发明一些实施例的组合式等离子体沉积腔室的范例的示意方块图。

具体实施方式