改变着色状态下的电致变色叠堆的颜色的方法技术

通过单独或组合使用多种技术，可以改变着色状态下的电致变色叠堆的颜色以实现期望的色靶。第一方法通常涉及通过降低溅射温度以实现电致变色(EC)层中的WO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改变着色状态下的电致变色叠堆的颜色的方法


[0001]本公开涉及电致变色器件，并且更具体地涉及改变处于着色状态下的电致变色叠堆的颜色的多种方法。

技术介绍

[0002]电致变色器件有助于阻挡可见光的透射并防止建筑物的房间或车辆的乘客舱变得太热。电致变色玻璃的颜色在暗态下通常为蓝色。对于某些应用，电致变色叠堆在暗态下具有比蓝色更中性的颜色是有利的或在其他方面是期望的(例如，出于美学目的)。此外，暗态下的典型蓝色可能因使颜色对空间内的人员而言失真而对空间内的采光产生负面影响，这代表了更中性的颜色的另一个潜在优势。电致变色叠堆的颜色不容易改变，因为它与材料的基本特性有关。需要进一步改进窗户设计。
附图说明
[0003]图1为描绘根据一些实施例的使用形成电致变色(EC)层的多种方法形成在暗态下具有更中性的颜色的电致变色叠堆的工艺的图解。
[0004]图2描绘了根据一些实施例的与形成EC层的第一种方法有关的实验数据，该方法通常涉及在形成电致变色叠堆的WO
x EC层期间改变基底温度。
[0005]图3描绘了三幅扫描电镜(SEM)图像，该图像示出了根据一些实施例的在溅射电致变色叠堆的WO
x EC层期间与三种不同的基底温度相关的三种不同的WO
x
微结构。
[0006]图4至8描绘了根据一些实施例的与形成EC层的第二种方法有关的实验数据，该方法通常涉及利用混合M:W靶材(其中M＝Nb、Mo或V)将掺杂剂引入电致变色叠堆的溅射沉积EC层。
[0007]图9和10描绘了根据一些实施例的与形成电致变色叠堆的EC层的第三种方法相关的实验数据，该方法通常涉及通过减少多个溅射靶材来调整溅射沉积WO
x EC层的厚度。
[0008]本领域的技术人员应当认识到，为简单和清楚起见，图中示出的各元件并不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸可相对于其他元件进行放大，以帮助增进对本专利技术实施例的理解。
具体实施方式
[0009]本公开描述了生产在着色状态下具有更中性颜色(例如，多点灰色和少点蓝色)的电致变色叠堆的多种方法。其基本原理是将EC层(WO
x
)的着色效率改变为更靠近CE层。本专利技术包括用于实现灰色的三种不同方法。第一种方法通常涉及调整基底温度以改变溅射沉积WO
x EC层的微结构。第二种方法通常涉及利用混合金属M:W靶材将掺杂剂引入溅射沉积WO
x EC层中。第三种方法通常涉及通过减少多个溅射靶材来调整溅射沉积WO
x EC层的厚度。
[0010]如本文所用，电致变色叠堆的电极的着色效率是指当电极的电荷变化1mC/cm2时获得的ITO/电极叠堆的光吸收的变化。着色效率定义为波长的函数，本文描述的着色效率
对应于可见范围内的加权平均值，其计算方法类似于国际照明委员会(CIE)1931标准中的相对亮度Y。
[0011]提供结合附图的以下描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。
[0012]如本文所用，术语“由...构成”、“包括”、“包含”、“具有”、“有”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包含特征列表的工艺、方法、物件或装置不一定仅限于相应的特征，而是可包括没有明确列出或这类工艺、方法、物件或装置所固有的其他特征。另外，除非另有明确说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。
[0013]采用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这样做仅是为了方便并且给出本专利技术范围的一般性意义。除非很明显地另指他意，否则该描述应被理解为包括一个或至少一个，并且单数也包括复数，或反之亦然。
[0014]使用字词“约”、“大约”或“基本上”旨在表示参数的值接近于指定的值或位置。然而，微小差异可能使值或位置无法完全符合规定。因此，最多至百分之十(10％)的值的差异是与所述的理想目标的合理差异。
[0015]除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是说明性的而非限制性的。关于本文未述的方面，关于特定材料和加工行为的许多详细信息是常规的，并且能在玻璃、气相沉积和电致变色领域内的教科书及其他来源中找到。
[0016]如图中所示以及下文所述的实施例有助于理解用于实现本文所述的概念的特定应用。实施例为示例性的，并非旨在限制所附权利要求的范围。
[0017]图1描绘了根据一些实施例的使用形成电致变色(EC)层的多种方法形成在暗态下具有更中性颜色的电致变色叠堆的工艺。图1左侧是描绘形成电致变色叠堆的工艺阶段的流程图，以及图1右侧是描绘在形成电致变色叠堆的工艺的每个阶段期间形成的不同层的简化剖视图的框图。
[0018]在102，该工艺包括提供用于电致变色叠堆的基底。基底在图1右侧的框图中标识为附图标记200。基底200可包括玻璃基底、蓝宝石基底、氮氧化铝(AlON)基底、尖晶石基底或透明聚合物。在一个特定实施例中，基底200可包括超薄玻璃，该超薄玻璃为厚度在50微米至300微米范围内的矿物玻璃。透明聚合物可包括聚丙烯酸酯、聚酯、聚碳酸酯、聚硅氧烷、聚醚、聚乙烯化合物、另一类适合的透明聚合物或它们的混合物。在另一个实施例中，基底200可以是包括构成前述透明基底的材料的层的层压体。在另一个实施例中，层压体可包括反射紫外线辐射的日光控制层或低辐射率材料。基底200可以是柔性的，也可以不是柔性的。
[0019]在一个实施例中，基底200可以是玻璃基底，其可以是包含SiO2和一种或多种其他氧化物的矿物玻璃。此类其他氧化物可以包括Al2O3、碱金属的氧化物、碱土金属的氧化物，诸如B2O3、ZrO2、P2O5、ZnO、SnO2、SO3、As2O2或Sb2O3。基底200可包含着色剂，诸如铁、钒、钛、铬、锰、钴、镍、铜、铈、钕、镨或铒的氧化物，或金属胶体，诸如铜、银或金，或元素或离子形式的
材料，诸如硒或硫。
[0020]在基底200为玻璃基底的实施例中，玻璃基底为至少50wt％SiO2。在一个实施例中，SiO2含量在50wt％至85wt％范围内。Al2O3可有助于耐刮擦性，例如，当主表面沿着形成的层压体的暴露表面时。当存在时，Al2O3含量可以在1wt％至20wt％范围内。B2O3可用于降低玻璃的粘度及其热膨胀系数。B2O3含量可以不大于20wt％，并且在特定实施例中，小于15wt％。碱土金属包括镁、钙、锶和钡。碱土金属的氧化物可用于降低玻璃的粘度并促进熔合，而不会严重影响膨胀系数。与其他一些氧化物相比，钙和镁对玻璃密度的影响相对较小。碱金属氧化物的总含量可以不大于25wt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形成电致变色器件的工艺，所述工艺包括：提供基底；根据一个或多个工艺参数在所述基底上方形成电致变色(EC)层，以在包括所述EC层的EC叠堆的暗态下实现色靶，所述形成包括：提供所述沉积材料；使用所述沉积材料执行沉积工艺以形成所述EC层；以及其中所述一个或多个工艺参数指定所述沉积材料的组成以实现所述色靶或指定一个或多个沉积工艺参数以实现所述色靶。2.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括：其中用于实现所述色靶的所述一个或多个沉积工艺参数包括基底温度，所述基底温度低于与在靶材的溅射期间结晶WO
x
微结构的形成相关的高温阈值；其中形成所述EC层包括将所述基底保持在所述基底温度；并且其中与所述结晶WO
x
微结构相比，与在所述靶材的所述溅射期间将所述基底保持在所述基底温度相关的WO
x
微结构变化导致在暗态下的所述色靶。3.根据权利要求2所述的工艺，其中当所述基底温度低于低温阈值时，所述EC层具有无定形WO
x
微结构，并且其中当所述温度高于所述低温阈值时，所述EC层具有在无定形基体中部分结晶的WO
x
微结构。4.根据权利要求2所述的工艺，其中所述基底温度低于200℃。5.根据权利要求2所述的工艺，其中所述基底温度在100℃至200℃的范围内。6.根据权利要求2所述的工艺，其中所述基底温度在160℃至190℃的范围内。7.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括：其中用于实现所述色靶的所述沉积材料的所述组成包括用于溅射的混合金属靶材；其中形成所述EC层包括：提供用于溅射的所述混合金属靶材，所述混合金属靶材包括钨(W)和掺杂剂(M)，其中M对应于铌(Nb)、钼(Mo)或钒(V)；以及在所述基底上方形成掺杂的电致变色(EC)层，其中形成所述掺杂的EC层包括溅射所述混合金属靶材，其中与通过溅射W靶材形成的WO
x EC层相比，利用用于溅射的混合M:W靶材导致在暗态下的色靶。8.根据权利要求7所述的工艺，其中所述混合金属靶材为以下中的一者：混合Mo:W靶材，并且其中形成所述掺杂的EC层包括在溅射所述混合Mo:W靶材期间加热所述基底，使得所述基底的温度在与所述暗态下的所述色靶相关的温度范围内；混合Mo:W靶材，并且其中所述混合Mo:W靶材中Mo的掺杂剂浓度在约2wt％至20wt％的范围内；混合Nb:W靶材，并且其中形成所述掺杂的EC层包括在溅射所述混合Nb:W靶材期间加热所述基底，使得所述基底的温度在与所述暗态下的所述色靶相关的温度范围内；混合Nb:W靶材，并且其中所述混合Nb:W靶材中Nb的掺杂剂浓度在约2wt％至20wt％的范围内；混合V:W靶材，并且其中形成所述掺杂的EC层包括在溅射所述混合V:W靶材期间加热所
述基底，使得所述基底的温度在与所述暗态下的所述色靶相关的温度范围内；或混合V:W靶材，并且其中所述混合V:W靶材中V的掺杂剂浓度在约2wt％至20wt％的范围内。9.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括：提供与多个WO
x
沉积站相关的多个钨(W)靶材；其中用于实现所述色靶的所述一个或多个沉积工艺参数包括在所述WO
x
沉积站中的一个或多个处选择性地改变工艺参数的标准集；其中形成所述EC层包括：在所述WO
x
沉积站中的一个或多个处选择性地改变所述工艺参数的标准集，经改变的工艺参数导致相对于所述工艺参数的标准集的减小的WO
x
厚度；以及其中选择所述减小的WO
x
厚度以及对电极(CE)层厚度，使得在具有25mC/cm2可移动锂的情况下，沉积以形成所述EC层的WO
x
的平均着色效率低于所述CE层的平均着色效率。10.根据权利要求9所述的工艺，其中所述经改变的工艺参数包括阻止在所述WO
x
沉积站中的一个或多个处溅射一个或多个W靶材。11.根据权利要求9所述的工艺，其中选择性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文，尼古拉斯，
申请(专利权)人：SAGE电致变色显示有限公司，
类型：发明
国别省市：