[发明专利]改善的光学装置制造

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年9月30日提交的美国临时申请号61/541,999的优先权，所述申请出于所有目的以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本公开涉及使透明导电氧化物涂层的表面状态光滑。更具体来说，减轻粗糙度以便创建更均匀的涂层以在所述更均匀的涂层上制造光学装置。

技术背景

光学装置技术例如电致变色装置技术已经发展到可以使用组成“装置堆叠”的材料的单独层来制造这类装置的阶段，所述“装置堆叠”非常薄，例如厚度约为几微米或甚至小于一微米。在这类装置非常薄的情况下，制造所述装置的衬底的均匀性是重要的，因为装置堆叠的单独层可为约几十或几百纳米厚。衬底表面中的不均匀性可平移至装置堆叠的区域中，该等区域无法适当地起作用或展示电气短路或其它缺陷性。装置堆叠中的缺陷性可通常与制造装置堆叠的衬底的表面粗糙度相互关联。

在小规模生产的情况下，例如在研究和开发时期，可出于非常高的均匀性来仔细选择或制造衬底，以使得以上所述问题不出现。随着电致变色装置制造发展到大规模生产，从大量生产这类衬底的商业来源购买例如涂布有透明导电膜的浮法玻璃的大区域衬底更为实际。通常出现在这类衬底中的问题是在所述衬底上预形成的涂层的表面粗糙度。例如，商业提供的浮法(钠钙)玻璃在一个表面上具有双层涂层。双层包括为用以防止来自玻璃的钠离子穿过所述玻璃的钠扩散障壁的第一层，和第一层上为透明导电层的第二层，例如，掺杂的氧化锡，诸如氧化铟锡、氟化氧化锡或类似的透明导电涂层。这些涂布玻璃非常适合许多应用，包括所述涂布玻璃上光学涂层的制造；然而，对于厚度约为几微米或更少的功能装置堆叠而言，这些预形成的涂层的表面粗糙度可能至少因为以上明确表达的原因而是有问题的。

此外，当玻璃衬底发展到大规模生产时，用于光学涂层的所需玻璃衬底的性质与玻璃衬底的实际性质中的一些之间存在相反关系。例如，希望具有越过玻璃衬底具有低片料电阻的透明导电涂层(例如，膜)，所述玻璃衬底上制造有电致变色装置。片料电阻越低，电致变色装置可能能够切换得更快。然而，当发展到大规模衬底生产时，为了制造高度可靠的涂层，透明导体通常制作成具有较大晶粒大小。通常，这些透明涂层将具有低片料电阻，但是将也由于涂层的较大晶粒大小而具有较高雾度(光散射)。这个雾度不是一些最终光学装置产品例如具有电致变色装置的电致变色视窗的所需性质。对于这类视窗而言，清晰和高对比度是重要的特性。较大的晶粒大小还促成表面粗糙度，所述表面粗糙度因为以上所述原因而是不良的。对于上下文而言，大规模生产的衬底中的透明导体涂层可具有约7nm至10nm的表面粗糙度(Ra)，并且有时高于10nm。对于传统应用而言，这些表面粗糙度和雾度性质可很好地考虑在可接受的水平或所需水平内。例如，一些光学装置应用诸如光伏电池受益于较高雾度和粗糙度水平，由于入射光的提高的散射改善吸收效率。可能不需要抛光用于这些传统应用的透明导电层。

一直在研究抛光玻璃上的透明导电层。例如，已使用磁流变抛光(MRF)抛光氧化铟锡(ITO)层，所述磁流变抛光导致表面粗糙度低至几纳米的表面(参见例如，www.optics.rochester.edu/workgroups/cml/opt307/spr07/chunlin/，上次访问在2011年9月30日。此外，已使用KrF准分子激光降低了ITO层的表面粗糙度(参见J.Vac.Sci.Technol.A23，1305(2005))。然而，这些技术是高度专业化的，并且在大区域衬底上且/或在大量生产环境下实行是过分昂贵的。降低氧化锡涂层中的雾度的一个报告的方法描述了充满凹部以使涂层的整体轮廓光滑(参见US6,268,059)，而不是抛光使粗糙度下降。还报告了将酸性氧化锆或硅胶使用于ITO的化学机械抛光的组合物和方法(参见美国2007/0190789)。尽管这些在前进，但是仍然需要降低雾度和使透明导电涂层的表面光滑的新方法和改善的方法。

发明概要

使用颗粒浆料与如可由抛光垫提供的机械剪切力组合来抛光透明导电涂层。使用本文所述的方法来抛光具有透明导电涂层的衬底，所述透明导电涂层过于粗糙且/或具有过大的雾度，以使得所述衬底不能制造合适的光学装置。所述衬底可在抛光之前或之后加以回火。所述抛光的衬底具有低雾度和充分的光滑度以便制作高质量的光学装置。