Слои для минимизации влияния дефектов в электрохромных устройствах

Слои для минимизации влияния дефектов в электрохромных устройствах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка заявляет приоритет по предварительной заявке на патент США №13/763505, поданной 8 февраля 2014 г., которая является частично продолжающей заявкой РСТ заявки PCT/US 2012/057606, поданной 27 сентября 2012 г., заявляющей приоритет по предварительной заявке на патент США №61/541999, описание которых полностью включено в данную заявку посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Электрохромизм - явление, при котором проявляется обратимое изменение оптического свойства материала, обусловленное его электрохимическими свойствами, при изменении электронного состояния материала, как правило, изменении напряжения. Оптическим свойством, как правило, является одно или более из цвета, пропускания, поглощения и отражения. Например, электрохромные материалы могут входить в состав окон и зеркал. Цвет, пропускание, поглощение и/или отражение таких окон и зеркал могут быть изменены путем активации изменения электрохромного материала. При этом электрохромная технология, аппаратные средства, а также связанные с ними способы изготовления и/или их применения требуют усовершенствования, поскольку обычные электрохромные окна характеризуются высокой дефектностью и низкой технологичностью.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В данной заявке описаны конструкция электрохромного устройства, а также процесс изготовления электрохромных устройств. В некоторых вариантах реализации изобретения в устройствах и способах используют дополнительный изолирующий слой для минимизации влияния дефектов, который отделяет электропроводящие слои и/или электрохромно активные слои от контактных слоев с противоположной полярностью, а также препятствует возникновению короткого замыкания в областях, в которых образовался дефект. В некоторых вариантах реализации изобретения с помощью инкапсулирующего слоя выполняют инкапсуляцию частиц, а также препятствуют выталкиванию частиц из структуры устройства и риску возникновения короткого замыкания при осаждении последующих слоев. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой имеет удельное поверхностное электрическое сопротивление в пределах от около 1 до 5×10¹⁰ Ом⋅см. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой содержит один или более следующих оксидов металлов: оксид церия, оксид титана, оксид алюминия, оксид цинка, оксид олова, оксид кремния-алюминия, оксид вольфрама, оксид вольфрама-никеля, оксид тантала и оксидированный оксид индия-олова. В некоторых вариантах реализации изолирующий слой содержит нитрид, карбид, оксинитрид или оксикарбид, например, нитрид, карбид, оксинитрид и оксикарбид аналогов перечисленных оксидов. В качестве примера, изолирующий слой содержит один или более следующих нитридов металлов: нитрид титана, нитрид алюминия, нитрид кремния и нитрид вольфрама. Изолирующий слой может также содержать смесь или другую комбинацию оксидных и нитридных материалов (например, оксинитрид кремния).

Один аспект данного изобретения относится к электрохромным устройствам, которые характеризуются следующими компонентами: (а) подложка; (b) первый электродный слой, расположенный на подложке, причем первый электродный слой содержит первый прозрачный материал с электронной проводимостью; (с) электрохромная структура, содержащая электрохромный слой, выполненный из электрохромного материала и противоэлектродный слой, выполненный из материала противоэлектрода; (d) второй электродный слой, осажденный на электрохромную структуру, причем второй электродный слой содержит второй прозрачный материал с электронной проводимостью; и (е) изолирующий слой для минимизации влияния дефектов, содержащий практически прозрачный и электронно-изолирующий материал. Изолирующий материал располагают в (i) местоположении между промежуточным положением в пределах электрохромного слоя и положением электродного слоя, с которым электрохромный слой имеет непосредственный электрический контакт, или в (ii) местоположении между промежуточным положением в пределах противоэлектродного слоя и положением электродного слоя, с которым противоэлектродный слой имеет непосредственный электрический контакт. В некоторых вариантах реализации изобретения электрохромная структура имеет градиентный состав.

В некоторых вариантах реализации изобретения электрохромный материал является катодно-окрашиваемым электрохромным материалом, а материал противоэлектрода является анодно-окрашиваемым электрохромным материалом. Электрохромный слой граничит с первым электродным слоем, а противоэлектродный слой граничит со вторым электродным слоем. В качестве электрохромного материала может использоваться оксид вольфрама. В качестве материала противоэлектрода может использоваться оксид вольфрама-никеля. Электрохромная структура может также содержать ион-проводящий слой, расположенный между электрохромным слоем и противоэлектродным слоем.

В таких вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть расположен в устройстве в различных местоположениях. Например, изолирующий слой может быть расположен в местоположении между промежуточным положением в пределах противоэлектродного слоя и положением второго электродного слоя. В некоторых случаях изолирующий слой располагают в промежуточном положении в пределах противоэлектродного слоя. В некоторых случаях изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают между противоэлектродным слоем и вторым электродным слоем, в контакте со вторым электродным слоем.

В некоторых вариантах реализации изобретения электрохромный материал является катодно-окрашиваемым электрохромным материалом, а материал противоэлектрода является анодно-окрашиваемым электрохромным материалом, причем электрохромный слой граничит со вторым электродным слоем, а противоэлектродный слой граничит с первым электродным слоем. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают в местоположении между промежуточным положением в пределах электрохромного слоя и положением второго электродного слоя. В других вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают в промежуточном положении в пределах электрохромного слоя. Еще в других вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают между электрохромным слоем и вторым электродным слоем в контакте со вторым электродным слоем.

В некоторых вариантах реализации изобретения электрохромная структура не содержит отдельно осажденного ион-проводящего слоя. В некоторых вариантах реализации изобретения число видимых точечных дефектов, вызванных коротким замыканием в электрохромном устройстве, не превышает около 0,005 на квадратный сантиметр. В некоторых случаях электрохромная структура является полностью твердотельной и неорганической.

Электрохромное устройство может дополнительно содержать второй изолирующий слой для минимизации влияния дефектов, расположенный в непосредственной близости к первому электродному слою. В таких устройствах оба изолирующих слоя для минимизации влияния дефектов могут быть расположены между первым и вторым электродными слоями.

В некоторых вариантах реализации изобретения подложка содержит только стекло или другой структурный компонент. В таких случаях первый электродный слой непосредственно контактирует с подложкой. В других вариантах реализации изобретения устройство содержит один или более слоев между подложкой и первым электродным слоем. Например, один из слоев между подложкой и первым электродным слоем может быть диффузионно-барьерным слоем.

В некоторых вариантах реализации изобретения электрохромный слой содержит два подслоя, каждый из которых содержит оксид вольфрама, при этом концентрация кислорода в одном из подслоев выше, чем в другом подслое. Например, в таких вариантах реализации изобретения противоэлектродным слоем является оксид вольфрама-никеля.

Изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из разных материалов, имеющих различные свойства. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из оксида металла, нитрида металла, карбида металла, оксинитрида металла или оксикарбида металла. Например, изолирующим слоем для минимизации влияния дефектов может быть оксид металла, который выбирают из группы, включающей оксид алюминия, оксид титана, оксид тантала, оксид церия, оксид цинка, оксид олова, оксид кремния-алюминия, оксид вольфрама, оксид вольфрама-никеля и оксидированный оксид индия-олова. Кроме того, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из нитрида металла, который выбирают из группы, включающей нитрида титана, нитрида алюминия, нитрида кремния, нитрида тантала и нитрида вольфрама. Более того, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из карбида металла, который выбирают из группы, включающей карбид титана, карбид алюминия, карбид кремния, карбид тантала, и карбид вольфрама. В некоторых устройствах изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит два различных электронно-изолирующих материала. Например, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может содержать частицы полировального материала.

Изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может иметь толщину от 5 нм до 500 нм. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой имеет удельное поверхностное электрическое сопротивление в пределах от 1 Ом⋅см до 10¹⁵ Ом⋅см. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов является ион-проводящим.

Другой аспект изобретения относится к способам изготовления электрохромных устройств, который характеризуется следующими операциями: (а) формирование электрохромной структуры на первом электродном слое, расположенном на подложке, при этом электрохромная структура содержит электрохромный слой, выполненный из электрохромного материала, а также противоэлектродного слоя, выполненного из материала противоэлектрода, и при этом первый электродный слой содержит первый прозрачный материал с электронной проводимостью; (b) формирование изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов в пределах, под или на электрохромной структуре, при этом изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит практически прозрачный электронно-изолирующий материал; и (с) формирование второго электродного слоя поверх электрохромной структуры, при этом второй электродный слой содержит второй прозрачный материал с электронной проводимостью. Изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают в (i) местоположении между промежуточным положением в пределах электрохромного слоя и положением электродного слоя, с которым электрохромный слой имеет самый непосредственный электрический контакт или (ii) местоположении между промежуточным положением в пределах противоэлектродного слоя и положением электродного слоя, с которым противоэлектродный слой имеет самый непосредственный электрический контакт.

В некоторых вариантах реализации изобретения электрохромный слой содержит катодно-окрашиваемый электрохромный материал, причем электрохромный слой формируют перед формированием в электрохромной структуре противоэлектродного слоя. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов формируют между электрохромным слоем и первым электродным слоем, причем изолирующий слой для минимизации влияния дефектов находится в непосредственном контакте с первым электродным слоем. В других вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов формируют между противоэлектродным слоем и вторым электродным слоем, причем изолирующий слой для минимизации влияния дефектов находится в непосредственном контакте со вторым электродным слоем. В других случаях изолирующий слой для минимизации влияния дефектов формируют в пределах противоэлектродного слоя. В еще других вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов формируют в пределах электрохромного слоя. В некоторых таких вариантах реализации изобретения способ дополнительно включает формирование или полирование второго изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов между первым электродным слоем и электрохромным слоем.

В некоторых вариантах реализации изобретения электрохромный слой содержит катодно-окрашиваемый электрохромный материал, причем электрохромный слой формируют после формирования в электрохромной структуре противоэлектродного слоя. В некоторых таких вариантах реализации изобретения способ дополнительно включает формирование или полирование второго изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов между первым электродным слоем и противоэлектродным слоем. В некоторых таких вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов формируют между электрохромным слоем и вторым электродным слоем, причем изолирующий слой для минимизации влияния дефектов находится в непосредственном контакте со вторым электродным слоем. В других вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов формируют в пределах электрохромного слоя. В еще других вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов формируют в пределах противоэлектродного слоя. В еще других вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов формируют между противоэлектродным слоем и первым электродным слоем, причем изолирующий слой для минимизации влияния дефектов находится в контакте с первым электродным слоем.

В отдельных вариантах реализации изобретения операцию формирования электрохромной структуры выполняют без осаждения ион-проводящего слоя. В отдельных вариантах реализации изобретения электрохромная структура является полностью твердотельной и неорганической. Например, в качестве электрохромного материала может быть использован оксид вольфрама. В некоторых способах в качестве материала противоэлектрода может быть использован оксид вольфрама-никеля. В некоторых способах формирование электрохромной структуры включает формирование электрохромного слоя, состоящего из двух подслоев, каждый из которых содержит оксид вольфрама, причем подслои содержат различную концентрацию кислорода.

Могут быть использованы способы осаждения изолирующих слоев для минимизации влияния дефектов различных типов. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит оксид металла, нитрид металла, карбид металла, оксинитрид металла или оксикарбид металла. Например, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из оксида металла, который выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, оксида титана, оксида тантала, оксида церия, оксида цинка, оксида олова, оксида кремния-алюминия, оксида вольфрама, оксида вольфрама-никеля и окисленного оксида индия-олова. В качестве альтернативного варианта изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из нитрида металла, который выбирают из группы, состоящей из нитрида титана, нитрида алюминия, нитрида кремния, нитрида тантала и нитрида вольфрама. Более того, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит карбид металла, который выбирают из группы, состоящей из карбида титана, карбида алюминия, карбида кремния, карбида тантала и карбида вольфрама. В некоторых устройствах изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит два различных электронно-изолирующих материала. Например, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может содержать частицы полировального материала. В некоторых случаях изолирующий слой имеет удельное электрическое сопротивление в пределах от 1 Ом⋅см до 10¹⁵ Ом⋅см.

Формирование изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов может включать формирование двух различных электронно-изолирующих материалов. Например, формирование изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов включает полирование изолирующего слоя на подложке согласно технологическому процессу, причем один из указанных электронно-изолирующих материалов содержит частицы полировального материала. В некоторых таких примерах изолирующий слой на подложке содержит диоксид титана. В некоторых вариантах реализации изобретения формирование изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов включает полирование первого электродного слоя на подложке, причем электронно-изолирующий материал содержит частицы полировального материала.

В некоторых способах один или более слоев располагают между подложкой и первым электродным слоем. Например, один из слоев между подложкой и первым электродным слоем может быть диффузионно-барьерным слоем.

В некоторых вариантах реализации изобретения способ дополнительно включает формирование второго изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов. Оба изолирующих слоя для минимизации влияния дефектов могут быть расположены между первым и вторым электродными слоями.

В различных вариантах реализации изобретения способы дополнительно включают осаждение лития по меньшей мере на часть электрохромной структуры. В некоторых случаях осаждение лития выполняют до формирования изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов.

Другой аспект изобретения относится к электрохромным устройствам, которые характеризуются следующими компонентами: (а) подложкой; (b) первым электродным слоем, расположенным на подложке, причем первый электродный слой содержит первый прозрачный материал с электронной проводимостью; (с) электрохромной структурой, содержащей электрохромный слой, выполненный из электрохромного материала, и противоэлектродный слой, выполненный из материала противоэлектрода; (d) вторым электродным слоем, осажденным на электрохромную структуру, причем второй электродный слой содержит второй прозрачный материал с электронной проводимостью; и (е) изолирующим слоем для минимизации влияния дефектов, содержащим практически прозрачный и электронно-изолирующий материал. В различных вариантах реализации изобретения электрохромные устройства содержат второй изолирующий слой для минимизации влияния дефектов, причем второй изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают на или в электрохромной структуре.

В устройствах по данному аспекту изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из различных материалов и может иметь различные свойства. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит оксид металла, нитрид металла, карбид металла, оксинитрид металла или оксикарбид металла. Например, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из оксида металла, который выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, оксида титана, оксида тантала, оксида церия, оксида цинка, оксида олова, оксида кремния-алюминия, оксида вольфрама, оксида вольфрама-никеля и окисленного оксида индия-олова. В качестве альтернативного варианта изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из нитрида металла, который выбирают из группы, состоящей из нитрида титана, нитрида алюминия, нитрида кремния, нитрида тантала и нитрида вольфрама. Более того, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит карбид металла, который выбирают из группы, состоящей из карбида титана, карбида алюминия, карбида кремния, карбида тантала и карбида вольфрама. В некоторых устройствах изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит два различных электронно-изолирующих материала. Например, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может содержать частицы полировального материала. В различных вариантах реализации данного аспекта изолирующий слой для минимизации влияния дефектов имеет толщину в диапазоне около 5-100 нм.

В некоторых случаях изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит оксид титана или оксид олова. В некоторых случаях изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может содержать частицы полировального материала. В некоторых случаях изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит два различных электронно-изолирующих материала.

Еще один аспект изобретения относится к электрохромным устройствам, которые характеризуются следующими компонентами: (а) подложкой; (b) первым электродным слоем, расположенным на подложке, причем первый электродный слой содержит первый прозрачный материал с электронной проводимостью; (с) электрохромной структурой, содержащей электрохромный слой, выполненный из электрохромного материала, и противоэлектродный слой, выполненный из материала противоэлектрода; (d) вторым электродным слоем, осажденным на электрохромную структуру, причем второй электродный слой содержит второй прозрачный материал с электронной проводимостью; и (е) изолирующим слоем для минимизации влияния дефектов, содержащим практически прозрачный и электронно-изолирующий материал. В некоторых вариантах реализации изобретения второй электродный слой содержит оксид индия-олова.

В устройствах по данному аспекту изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из различных материалов и может иметь различные свойства. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит оксид металла, нитрид металла, карбид металла, оксинитрид металла или оксикарбид металла. Например, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из оксида металла, который выбирают из группы, состоящей из оксида алюминия, оксида титана, оксида тантала, оксида церия, оксида цинка, оксида олова, оксида кремния-алюминия, оксида вольфрама, оксида вольфрама-никеля и окисленного оксида индия-олова. В качестве альтернативного варианта изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может быть выполнен из нитрида металла, который выбирают из группы, состоящей из нитрида титана, нитрида алюминия, нитрида кремния, нитрида тантала и нитрида вольфрама. Более того, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит карбид металла, который выбирают из группы, состоящей из карбида титана, карбида алюминия, карбида кремния, карбида тантала и карбида вольфрама. В некоторых устройствах изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит два различных электронно-изолирующих материала. Например, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может содержать частицы полировального материала. В различных вариантах реализации данного аспекта изолирующий слой для минимизации влияния дефектов имеет толщину в диапазоне около 5-100 нм.

В различных вариантах реализации изолирующий слой для минимизации влияния дефектов имеет толщину в диапазоне около 5-500 нм. В некоторых вариантах реализации изобретения изолирующий слой для минимизации влияния дефектов является ион-проводящим. В некоторых вариантах реализации изобретения устройство содержит второй изолирующий слой для минимизации влияния дефектов, причем второй изолирующий слой для минимизации влияния дефектов находится внизу или в пределах электрохромной структуры.

Еще один аспект изобретения относится к способам изготовления электрохромных устройств, причем способы характеризуются следующими операциями: (а) приемом подложки в устройстве для осаждения, (b) формированием электрохромной структуры на подложке, и (с) формированием второго электродного слоя поверх электрохромной структуры, причем второй электродный слой содержит второй прозрачный материал с электронной проводимостью. Электрохромная структура содержит электрохромный слой, выполненный из электрохромного материала, а также противоэлектрод, выполненный из материала противоэлектрода. Подложка, принятая в устройстве для осаждения, содержит первый электродный слой, а также изолирующий слой для минимизации влияния дефектов, сформированный на первом электродном слое, причем первый электродный слой располагают между подложкой и изолирующим слоем для минимизации влияния дефектов, причем первый электродный слой содержит первый прозрачный материал с электронной проводимостью. Изолирующий слой является электронно-изолирующим и практически прозрачным. В некоторых вариантах реализации изобретения способы изготовления дополнительно включают формирование второго изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов в или на электрохромной структуре.

Способы могут дополнительно включать полирование изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов до формирования электрохромной структуры на подложке. Полирование может дополнительно выполняться как до осаждения изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов, так и после. В одном из вариантов реализации полирование выполняется только после осаждения изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов. В результате полирования, до и/или после осаждения слоя, изолирующий слой для минимизации влияния дефектов может содержать частицы полировального материала. Дополнительная информация о полировании содержится в международной заявке РСТ № PCT/US 2012/057606, поданной 28 сентября 2012 г., которая полностью включена в данную заявку посредством ссылки.

Изолирующий слой для минимизации влияния дефектов, изготовленный при реализации способов данного аспекта, может содержать оксид металла, нитрид металла, карбид металла, оксинитрид металла, или оксикарбид металла. Примеры таких изолирующих материалов для минимизации влияния дефектов включают оксиды металлов, выбранных из группы, состоящей из оксида алюминия, оксида церия, оксида цинка, оксида олова, оксида кремния-алюминия, оксида вольфрама, оксида вольфрама-никеля, и окисленного оксида индия-олова. В некоторых случаях изолирующий слой для минимизации влияния дефектов содержит частицы полировального материала. В некоторых случаях изолирующий слой для минимизации влияния дефектов имеет толщину в диапазоне около 5-100 нм.

Другой аспект изобретения относится к устройству для изготовления электрохромного устройства, причем устройство отличается тем, что интегрированная система осаждения содержит: (i) первую станцию для осаждения, содержащую первую мишень, которая содержит первый материал для осаждения слоя электрохромного материала на подложке при размещении подложки в первой станции для осаждения, (ii) вторую станцию для осаждения, содержащую вторую мишень, содержащую второй материал для осаждения слоя материала противоэлектрода на подложке при размещении подложки во второй станции для осаждения, и (iii) третью станцию для осаждения, выполненную с возможностью осаждения изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов, который является электронно-изолирующим и практически прозрачным. Устройство также отличается тем, что контроллер содержит программные команды для прохождения подложки через первую и вторую станции для осаждения в порядке, при котором обеспечивается последовательное осаждение структуры на подложке, причем структура содержит слой электрохромного материала, противоэлектродный слой и изолирующий слой для минимизации влияния дефектов.

Такое устройство может дополнительно содержать четвертую станцию для осаждения, выполненную с возможностью осаждения на структуре электродного слоя, при этом электродный слой содержит прозрачный материал с электронной проводимостью. В некоторых вариантах реализации изобретения устройство дополнительно содержит станцию для осаждения лития, содержащую литиевую мишень для осаждения лития, на поверхности или в пределах слоя электрохромного материала, или на поверхности или в пределах слоя материала противоэлектрода при размещении подложки в станции для осаждения лития.

В некоторых вариантах реализации изобретения программные команды содержат команды для осаждения изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов в (i) местоположении между промежуточным положением в пределах электрохромного слоя и положением электродного слоя, с которым электрохромный слой имеет непосредственный электрический контакт, или (ii) местоположении между промежуточным положением в пределах противоэлектродного слоя и положением электродного слоя, с которым противоэлектродный слой имеет непосредственный электрический контакт.

Еще один аспект изобретения относится к устройству для изготовления электрохромного устройства, причем устройство отличается тем, что интегрированная система осаждения содержит: (i) первую станцию для осаждения, которая содержит первую мишень, содержащую первый материал для осаждения слоя электрохромного материала на подложке при размещении подложки в первой станции для осаждения, (ii) вторую станцию для осаждения, которая содержит вторую мишень, содержащую второй материал для осаждения слоя материала противоэлектрода на подложке при размещении подложки во второй станции для осаждения, и (iii) шлифовальную установку, выполненную с возможностью полирования изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов на подложке. Устройство также отличается тем, что контроллер содержит программные команды для прохождения подложки через первую и вторую станции для осаждения в порядке, обеспечивающем последовательное осаждение структуры на подложке, причем структура содержит слой электрохромного материала и слой материала противоэлектрода. В некоторых промышленных образцах полировальная установка выполнена с возможностью добавления в состав изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов частиц, имеющих электрическое сопротивление.

Данное устройство дополнительно может содержать третью станцию для осаждения, выполненную с возможностью осаждения на структуру электродного слоя, при этом электродный слой содержит прозрачный электропроводящий материал. Также данное устройство может дополнительно содержать станцию для осаждения лития, содержащую литиевую мишень для осаждения лития на поверхности или в пределах слоя электрохромного материала, или на поверхности или в пределах слоя материала противоэлектрода при размещении структуры в станции для осаждения лития.

Эти и другие особенности и преимущества описанных вариантов реализации изобретения более подробно будут описаны ниже со ссылкой на соответствующие графические материалы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг. 1А и 1В проиллюстрированы структура и функция электрохромных устройств.

На Фиг. 2 проиллюстрирован дефект в электрохромном устройстве в виде частицы.

На Фиг. 3A-3D проиллюстрированы аспекты формирования и исправления дефекта скалывания.

На Фиг. 4А проиллюстрировано электрохромное устройство, в котором изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают между вторым (например, верхним) прозрачным электропроводящим слоем и сформированным затем противоэлектродным слоем и электрохромным слоем.

На Фиг. 4В проиллюстрировано электрохромное устройство, в котором изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают между двумя частями противоэлектродного слоя (или как вариант между двумя частями электрохромного слоя при формировании электрохромного слоя поверх противоэлектродного слоя).

На Фиг. 4С проиллюстрировано электрохромное устройство, в котором изолирующий слой для минимизации влияния дефектов располагают между вторым (например, верхним) прозрачным электропроводящим слоем и сформированным затем противоэлектродным слоем и электрохромным слоем, причем изолирующий слой для минимизации влияния дефектов является модифицированной формой (большее удельное сопротивление) противоэлектродного слоя (или электрохромного слоя).

На Фиг. 4D проиллюстрировано электрохромное устройство, содержащее два изолирующих слоя для минимизации влияния дефектов без ион-проводящего слоя, осажденного между электрохромным и противоэлектродным слоями.

На Фиг. 4Е проиллюстрировано электрохромное устройство, в котором инкапсулируют частицу с помощью изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов.

На Фиг. 4F проиллюстрировано градиентное электрохромное устройство, содержащее внедренный в него слой для минимизации влияния дефектов.

На Фиг. 4G-4O представлены снимки электрохромного устройства, полученные с помощью сканирующего растрового микроскопа, иллюстрирующие различные положения изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов в структуре устройства.

На Фиг. 5А проиллюстрирована блок-схема основного способа формирования электрохромного устройства, который может быть модифицирован путем использования одного или более изолирующих слоев для минимизации влияния дефектов.

На Фиг. 5В и 5С проиллюстрированы блок-схемы способов, включающих формирование изолирующего слоя для минимизации влияния дефектов в указанных местоположениях при выполнении последовательности операций при изготовлении устройства.

На Фиг. 5D проиллюстрирована блок-схема способа в соответствии с определенными вариантами реализации изобретения, при этом первый и второй изолирующие слои для минимизации влияния дефектов формируют как прилегающие к прозрачным проводящим слоям.

На Фиг. 5Е проиллюстрирована блок-схема способа в соответствии с определенными вариантами реализации изобретения, при этом прозрачный электропроводящий слой и изолирующий слой для минимизации влияния дефектов осаждают на подложку.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к способам и устройству для минимизации влияния недостатков, вызванных дефектами, в электрохромных устройствах. Отдельные виды дефектов служат причиной коротких замыканий, которые приводят к весьма непривлекательным пятнам в электрохромных изделиях. Различные описанные варианты реализации изобретения относятся к добавлению в структуру электрохромного устройства дополнительного слоя. Этот дополнительный слой выполняет главную роль в создании изолирующего слоя между двумя проводящими слоями, между которыми в противном случае могло бы возникнуть короткое замыкание, если бы во время изготовления от структуры устройства была отделена частица. Ниже описывается проблема коротких замыканий, связанных с выталкиванием частицы в контексте Фиг. 3A-3D.

В одном из вариантов реализации изобретения резистивный слой, называемый иногда изолирующим слоем для минимизации влияния дефектов, осаждают во время операции, последующей за операцией, во время которой возможно выталкивание частиц. Примером этапа выброса частиц является введение металлического лития в структуру устройства (иногда именуемое в данной заявке как литирование). В некоторых случаях изолирующий слой осаждают с целью инкапсуляции осажденной в процессе изготовления частицы. При выталкивании из частично изготовленной структуры устройства появление инкапсулированных частиц менее вероятно, чем появление неинкапсулированных частиц, что приводит к короткому замыканию.

ЭЛЕКТРОХРОМНЫЕ УСТРОЙСТВА - ПРИМЕРЫ

Перед тем как возвратиться к более подробному описанию изолирующего слоя и способов внедрения изолирующего слоя будут приведены примеры конструкции и способов изготовления электрохромного устройства. На Фиг. 1А и 1В схематически представлен поперечный разрез электрохромного устройства 100, иллюстрирующий характерный для данных устройств структурный рисунок. Электрохромное устройство 100 содержит подложку 102, электропроводящий слой (CL) 104, электрохромный слой (ЕС) 106, опциональный ион-проводящий (имеющий электрическое сопротивление) слой 108, противоэлектродный слой (СЕ) 110 и еще один электропроводящий слой (CL) 112. В совокупности элементы 104, 106, 108, 110 и 112 называются электрохромной структурой 114. Включение ис