用于改进的电接触的透明导电氧化物(TCO)薄膜的预处理制造技术

本申请涉及用于改进的电接触的透明导电氧化物(TCO)薄膜的预处理。某些实施方案涉及光学器件和制造光学器件的方法，所述方法预处理子层以实现所述预处理的子层和覆盖层的选择性移除。其他实施方案属于制造光学器件的方法，所述方法施加牺牲材料层。

【技术实现步骤摘要】
用于改进的电接触的透明导电氧化物(TCO)薄膜的预处理分案申请的相关信息本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2014年06月12日、申请号为201480033512.6、专利技术名称为“用于改进的电接触的透明导电氧化物(TCO)薄膜的预处理”的专利技术专利申请案。相关申请的交叉引用根据美国法典第35篇第119条(e)款，本申请要求于2013年6月12日提交且名称为“PRETREATMENTOFTCOTHINFILMSFORIMPROVEDELECTRICALCONTACT,”的美国临时申请序列号61/834,372的优先权，该申请为了所有的目的以引用的方式整体并入本文。领域本文公开的实施方案一般涉及诸如电致变色器件的光学器件以及制造光学器件的方法。背景各种光学可切换的器件可供用于控制窗格的着色、反射率等。电致变色器件通常是光学可切换的器件的一个实例。电致变色是材料在置于不同电子状态时(通常经受电压变化)在光学性质上展现出可逆的电化学调节变化的现象。被操纵的光学性质通常是色彩、透射率、吸收率和反射率中的一个或多个。一种熟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，其中因电化学还原而发生显色转变(自透明转变成蓝色)。例如，电致变色材料可并入到家庭、商业及其他用途的窗中。可通过引发电致变色材料的变化来改变此类窗户的色彩、透射率、吸光率和/或反射率，即，电致变色窗是可用电子方法变深或变浅的窗。施加于窗的电致变色器件的小电压将使窗变暗；使电压反向会使窗变亮。这种能力允许控制穿过窗的光量，并为不仅出于美学目的而且出于节省能量目的使用电致变色窗而提供巨大机会。因为在现代能量政策中能量节约是最重要的问题，预期电致变色窗行业将在未来数年强劲增长。电致变色窗制造的一个重要方面是在玻璃上涂布薄膜以产生电致变色器件堆，以及使器件堆图案化来使其起作用。图案化工艺的部分包括移除部分器件堆以揭露下面的透明导电氧化物(TCO)以便将电连接(例如母线)制造到暴露的下TCO和上TCO上，以便给它们传送电力并因此穿过电致变色器件堆赋予电势以驱动其着色功能。选择性移除这些材料以揭露下面的TCO可能是有问题的，例如取决于组成电致变色器件的材料。概述本文公开的实施方案一般涉及诸如电致变色器件的光学器件以及制造光学器件的方法。某些实施方案属于一种制造光学器件的方法，其中该方法按以下顺序包括：(a)将光学器件的子层暴露于能量源，(b)在子层上沉积光学器件的一个或多个材料层，以及(c)用激光烧蚀一个或多个材料层和子层以暴露下面的层。某些实施方案属于一种制造光学器件的方法，其中该方法包括：i)将牺牲材料层施加到光学器件的一个或多个子层的区域的一部分中，ii)在牺牲材料层和一个或多个子层上沉积光学器件的一个或多个材料层，以及iii)将激光施加到该部分以将光学器件烧蚀至少下降到牺牲材料层。关于iii)中的牺牲层的区域，牺牲材料层可从一个或多个子层的区域的一部分中完全移除，或者牺牲层的区域中的一些可维持在其被施加到的区域中。关于渗透到牺牲层的深度，在某些实施方案中期望完全移除牺牲层以使得任何子层被清晰地暴露，例如，下面的透明导电层可被暴露用于施加母线。在其他实施方案中，牺牲层可在iii)之后在后续处理步骤中维持被移除。某些实施方案属于一种光学可切换器件，其包括基本透明衬底，设置在基本透明衬底上的下导电层，以及在衬底区域的一部分上方在下导电层上的母线，其中区域的剩余部分具有包括在底部导电层顶部在子层上的牺牲材料层的一个或多个材料层。以下更详细地描述这些和其他实施方案。附图简述图1描绘根据多个实施方案的在电致变色窗构造中设置在衬底上方的电致变色器件的示意图。图2A至图2B是描绘根据多个实施方案的设置在衬底上方的电致变色器件的两个侧视图的截面示意图。图2C是关于图2A和图2B所描述的电致变色器件的示意俯视图。图3是描述根据多个实施方案的制造光学器件(例如，电致变色器件)的方法的方面的工艺流程的流程图。图4和图5是示出对比激光烧蚀深度对注量的实验结果的图表，以分别使用高图案重叠和高斑点重叠激光烧蚀来烧蚀下降到电致变色器件的未处理的子层。图6是示出根据多个实施方案的激光烧蚀下降到电致变色器件中的预处理缓冲层的试验结果的图表。图7是描述根据多个实施方案的制造光学器件(例如，电致变色器件)的方法的方面的工艺流程的流程图。详述本文公开的实施方案一般涉及光学器件以及制造光学器件的方法。光学器件包括光学可切换器件，例如，电致变色器件。某些实施方案属于方法，该方法为在沉积光学器件的材料层期间预处理其子层以便改变子层的特征来实现预处理的子层和覆盖层的随后选择性移除。其他实施方案属于制造光学器件的方法，该方法为在沉积光学器件的层期间施加牺牲层并随后烧蚀至少下降到牺牲层。例如，这些方法可用于选择性移除薄膜以揭露下面的透明导电层。更具体而言，预处理实施方案涉及制造光学器件的方法，该方法包括预处理光学器件的子层(例如，一个或多个薄膜)来实现预处理的子层和沉积在其上的任何另外的材料层的选择性移除。在制造光学器件期间，例如，存在需要被移除以揭露下面的层的一个或多个材料层。本文描述的预处理操作可局部改变子层的特性和形态以实现预处理区域的选择性移除。例如，某些预处理操作将至少一部分子层局部暴露于激光源以用于表面的热处理或局部等离子处理。一些预处理操作增加子层的吸收特性和/或减少下面的层的吸收特性。一旦被预处理，子层即可相对于下面层更容易地吸收激光能量。预处理实现预处理的子层和可沉积在预处理的子层上的任何材料的选择性移除来露出下面的层。在制造光学器件(例如，电致变色器件)中使用的某些材料层包括在预处理之前很大程度上是透明的(即，具有低吸收特性)且不有效吸收激光能量的薄膜。这使得很难例如通过激光烧蚀来移除这些未处理的材料层。在一些情况下，试图使用激光烧蚀来移除这些未处理的材料层可不期望地也移除下面的层的一部分。即使未处理的材料层自身不难移除，这些层和沉积在其上的任何另外的材料的组合可能难以通过激光烧蚀来移除。在某些实施方案中，可开发利用预处理的层、沉积在预处理的层上方的任何层以及下面的层的相对吸收特性以便实现用激光烧蚀的选择性移除。也就是说，预处理子层可增加子层的吸收特性和/或减少下面的层的吸收特性。在随后的激光烧蚀期间，预处理的层可比下面的层更容易地吸收激光能量，这允许预处理的子层和设置在其上的任何材料层的选择性移除(或随后移除)。在某些实施方案中，一种方法包括(a)将光学器件的子层暴露于能量源，(b)在子层上沉积光学器件的一个或多个材料层，以及(c)使用激光来烧蚀子层和子层上的一个或多个材料层，这暴露下面的层。在一个实例中，(a)仅被执行到子层整体可用区域的一部分，并且(c)被执行到顶层上的对应部分(即，如垂直投射到沉积在子层上的一个或多个层的顶层的部分)。这预处理的部分将确定稍后被选择性烧蚀的部分。用于暴露(预处理)子层的能量源可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造光学器件的方法，所述方法包括：/ni)将牺牲材料层施加到所述光学器件的一个或多个子层的区域的一部分中；/nii)在所述牺牲材料层和所述光学器件的所述一个或多个子层上沉积所述光学器件的一个或多个材料层；以及/niii)将激光施加到所述部分以便将所述光学器件烧蚀以至少基本移除所述牺牲材料层和任何覆盖层。/n

【技术特征摘要】
20130612 US 61/834,3721.一种制造光学器件的方法，所述方法包括：
i)将牺牲材料层施加到所述光学器件的一个或多个子层的区域的一部分中；
ii)在所述牺牲材料层和所述光学器件的所述一个或多个子层上沉积所述光学器件的一个或多个材料层；以及
iii)将激光施加到所述部分以便将所述光学器件烧蚀以至少基本移除所述牺牲材料层和任何覆盖层。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述光学器件是电致变色器件。


3.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个子层包括金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属氮氧化物或金属碳氧化物。


4.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个子层包括TiO2。


5.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个子层包括金属氧化物，所述金属氧化物选自由氧化铝、氧化钛、TiO2、氧化钽、氧化铈、氧化锌、氧化锡、硅铝氧化物、氧化钨、镍钨氧化物和氧化的铟锡氧化物组成的组。


6.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个子层包括金属氮化物，所述金属氮化物选自由氮化钛、氮化铝、氮化硅、氮化钽和氮化钨组成的组。


7.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个子层包括金属碳化物，所述金属碳化物选自由碳化钛、碳化铝、碳化硅、碳化钽和碳化钨组成的组。


8.如权利要求1所述的方法，其中所述光学器件包括WO3电致变色层和镍基对电极层。


9.如权利要求8所述的方法，其中所述镍基对电极层包括NiWO或NiTaO。
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【专利技术属性】
技术研发人员：托德·马丁，阿比什克·阿南特·迪克西特，费边·斯特朗，安舒·A·普拉丹，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：美国;US