[发明专利]电致变色器件以及制造所述器件的方法和装置

说明书

本申请涉及电致变色器件以及制造所述器件的方法和装置。常规电致变色器件常常具有不良可靠性和不良性能。使用完全固体和无机材料作出改善。通过形成充当IC层的离子导电电子绝缘界面区域制造电致变色器件。在一些方法中，在形成电致变色层和反电极层后形成界面区域。所述界面区域包含离子导电电子绝缘材料以及所述电致变色层和/或所述反电极层的部件。电致变色器件的材料和微结构提供优于常规器件的性能和可靠性的改善。

本申请为申请日2011年4月25日，申请号201180027892.9，名称为“电致变色器件”的发明专利申请的分案申请。

相关申请案

本申请要求各自在2010年4月30日提交的美国申请序号12/772,055和12/772,075，以及各自在2010年6月11日提交的美国申请序号12/814,277和12/814,279的权益和优先权，每一个申请的标题均为“Electrochromic Devices”，所述申请的内容以引用的方式整体并入本文。

技术领域

本发明涉及电致变色器件以及制造所述器件的方法和装置。

背景技术

电致变色是一种在通常通过使材料经受电压变化将材料置于不同的电子态时材料的光学性质呈现出可逆电化学介导的变化的现象。光学性质通常是颜色、透射率、吸收率和反射率中的一或多种。例如，一种众所周知的电致变色材料是氧化钨(WO₃)。氧化钨是一种通过电化学还原发生从透明到蓝色的颜色过渡的阴极电致变色材料。

例如，电致变色材料可以并入窗和镜。可以通过引起电致变色材料的变化而改变此等窗和镜的颜色、透射率、吸收率和/或反射率。例如，电致变色材料的一种众所周知的应用是一些汽车中的后视镜。在这些电致变色后视镜中，镜的反射率在晚上改变以使得其它车辆的前灯不使司机分散注意力。

虽然电致变色在二十世纪六十年代被发现，但是电致变色器件仍然不幸地具有各种问题，并且尚未开始意识到它们的全部商业潜力。需要电致变色技术、装置以及制造和/或使用其的相关方法的进步。

发明内容

典型电致变色器件包括由离子导电(“IC”)层分离的电致变色(“EC”)电极层和反电极(“CE”)层，该离子导电层对离子高度导电和对电子高度抵制。换句话说，离子导电层允许传送离子但是阻止电子流。如常规理解，因此离子导电层防止电致变色层与反电极层之间的短路。离子导电层允许电致变色电极和反电极保持充电，从而保持这些电极的漂白或有色状态。在常规电致变色器件中，部件形成堆叠，其中离子导电层夹在电致变色电极与反电极之间。这些三个堆叠部件之间的边界由成分和/或微结构的突然变化界定。因此，器件具有有两个突变界面的三个不同的层。

相当令人惊奇的是，发明者已发现可以在不沉积离子导电电子绝缘层的情况下制造高质量的电致变色器件。根据某些实施方案，在不单独地沉积离子导电层的情况下，立即形成反电极和电致变色电极，其互相紧邻，且通常直接接触。据信各种制造工艺和/或物理或化学机制产生接触电致变色电极层与反电极层之间的界面区域，并且该界面区域提供常规器件中的离子导电电子绝缘层的至少一些功能。下文描述可能是形成该界面区域的关键的某些机制。

虽然不一定，但是通常界面区域具有异质结构，该异质结构包括用不同的相和/或成分表示的至少两种离散组分。此外，界面区域可以包括这些两种或更多种离散组分的梯度。例如，该梯度可以提供变化的成分、微结构、电阻率、掺杂剂浓度(例如，氧浓度)和/或化学计量。

除上述发现之外，发明者已观察到，为了改善器件的可靠性，可以各自制造电致变色器件的两个层，即电致变色(EC)层和反电极(CE)层以包括规定量的锂。另外，对电致变色器件的一些部件的材料和形态和/或微结构的仔细选择提供性能和可靠性的改善。在一些实施方案中，器件的所有层是完全固体和无机的。