Прозрачный слой с высокой электрической проводимостью, содержащий металлическую решетку с оптимизированной электрохимической стойкостью



Прозрачный слой с высокой электрической проводимостью, содержащий металлическую решетку с оптимизированной электрохимической стойкостью
Прозрачный слой с высокой электрической проводимостью, содержащий металлическую решетку с оптимизированной электрохимической стойкостью
Прозрачный слой с высокой электрической проводимостью, содержащий металлическую решетку с оптимизированной электрохимической стойкостью
Прозрачный слой с высокой электрической проводимостью, содержащий металлическую решетку с оптимизированной электрохимической стойкостью
Прозрачный слой с высокой электрической проводимостью, содержащий металлическую решетку с оптимизированной электрохимической стойкостью
Прозрачный слой с высокой электрической проводимостью, содержащий металлическую решетку с оптимизированной электрохимической стойкостью

 


Владельцы патента RU 2468404:

СЭН-ГОБЭН ГЛАСС ФРАНС (FR)

Изобретение относится к электрохимическому и/или электроуправляемому устройству с переменными оптическими и/или энергетическими свойствами. Устройство содержит электропроводящий слой (2), выполненный с возможностью связывания с подложкой с функцией прозрачности. Упомянутый слой (2) образован из металлической решетки (9), которая выполнена из чистого металла и покрыта, по меньшей мере, одним слоем электрохимической защиты (10), предпочтительно металлическим слоем или слоем нитрида металла. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 2 пр.

 

Объектом настоящего изобретения является электропроводящий слой для электрохимического и/или электроуправляемого устройства типа стекла с переменными оптическими и/или энергетическими свойствами или фотогальванического устройства, или также электролюминесцентного устройства. Изобретение более предпочтительно относится к прозрачному слою с высокой электрической проводимостью с металлической решеткой с оптимизированной электрохимической стойкостью и выполненному с возможностью выдерживать термическую обработку типа бомбировки или закалки.

В настоящее время действительно имеется повышенный спрос на стекла, называемые "интеллектуальными" и способными приспосабливаться к потребностям пользователей.

Существует также повышенный спрос на фотогальванические стекла, которые позволяют преобразовывать солнечную энергию в электрическую, а также на электролюминесцентные стекла, имеющие эффективное применение в устройствах индикации и в качестве осветительных поверхностей.

Что касается "интеллектуальных" стекол, то речь может идти об управлении солнечным потоком через стекла, установленные снаружи зданий или на транспортных средствах типа автомобиля, поезда или самолета. Целью является возможность ограничения чрезмерного нагрева внутри кабин/помещений, но только в случае высокой инсоляции.

Изобретение относится также к зеркалам, используемым в качестве зеркал заднего вида и позволяющим надежно избегать ослепления водителя, или к панелям сигнализации, на которых сообщения появляются в случае необходимости или в режиме мерцания для лучшего привлечения внимания. Стекла, которые можно произвольно переводить в режим рассеивания, могут применяться при желании в качестве проекционных экранов.

Речь может идти также об управлении степенью видимости через стекла, в частности, для их затемнения, для перевода их в режим рассеивания и, в случае необходимости, даже для полного прекращения видимости. Изобретение может относиться к стеклам, устанавливаемым во внутренних перегородках помещений, поездов, самолетов, или устанавливаемым в качестве боковых стекол автомобилей, или еще более предпочтительно к стеклам в случае их установки в передней части плоских экранов, например, типа ЖК-дисплеев или плазменных экранов. В данном специфическом применении в плоских экранах передний элемент, представляющий собой в общем случае стеклянную подложку, играет роль, определяющую эстетику экрана.

В этом случае необходимо, чтобы в выключенном состоянии эти экраны представляли собой черный вид, а во включенном состоянии необходимо, чтобы черный вид как можно более быстро исчезал для появления изображения.

В настоящее время изготовители экрана такого типа спереди устанавливают подложку, имеющую светопропускание TL порядка 50%. Однако нетрудно понять, что во включенном состоянии такое уменьшение TL останется и ухудшит качество изображения.

Авторами изобретения предлагается заменить такой вид со сниженным TL прозрачной подложкой, снабженной электроуправляемой системой, обеспечивающей такие изменения эстетического аспекта.

Для регулирования светопропускания или светопоглощения стекол имеются системы, называемые виологеновыми, такие как системы, описанные в патентах US 5 239 406 и EP 612 826.

Для регулирования светопропускания и/или теплопропускания стекол также имеются системы, называемые электрохромными. Известно, что такие системы в общем случае содержат два слоя электрохромного материала, разделенные слоем электролита и прикрытые двумя электропроводящими слоями. Каждый из слоев электрохромного материала может обратимо принимать электроны и катионы, причем изменение их степени окисления вследствие их введения/выведения приводит к изменению их оптических и/или термических свойств. В частности, можно регулировать их поглощение и/или их отражение в волнах с длиной в видимой и/или инфракрасной части спектра.

Электрохромные системы принято делить на три категории:

- системы, в которых электролит находится в виде полимера или геля; например, полимер с протонной проводимостью, такой как полимеры, описанные в патентах EP 253 713 или EP 670 346, или полимер с ионнолитиевой проводимостью, такой как полимеры, описанные в патентах EP 382 623, EP 518 754 и EP 532 408; при этом другие слои системы в общем случае являются неорганическими;

- системы, в которых электролит представляет собой, по существу, неорганический слой, как и совокупность других слоев, составляющих систему. Данную категорию часто обозначают термином "полностью твердотельная" система, примеры таких систем можно найти в патентах EP 867 752, EP 831 360, WO 00/57243 и WO 00/71777;

- системы, в которых совокупность слоев представляет собой слои на основе полимеров, данную категорию часто обозначают термином "полностью полимерная" система.

Существуют также системы, называемые "оптическими вентилями". В данном случае речь идет о пленках, содержащих полимерную, в общем случае сетчатую матрицу, в которой диспергированы микрокапли, содержащие частицы, способные размещаться в определенном направлении под действием магнитного или электрического поля. Так, например, известен патент WO 93/09460 на оптический вентиль, содержащий матрицу из полиорганосилана и частицы типа полийодида, значительно меньше отсекающие свет в случае, когда пленка находится под напряжением.

Также можно упомянуть системы, называемые жидкокристаллическими, способ работы которых подобен предыдущим. Они основаны на использовании пленки, помещенной между двумя проводящими слоями и имеющей в основе полимер, в котором распределены капельки жидких кристаллов, предпочтительно нематических кристаллов с положительной диэлектрической анизотропией. В случае, когда пленка находится под напряжением, жидкие кристаллы ориентируются по определенной оси, что обеспечивает видимость. В отсутствие напряжения, т.е. в отсутствие выравнивания кристаллов, пленка становится рассеивающей и препятствует видимости. Примеры таких пленок описаны, в частности, в европейском патенте EP 0 238 164 и в американских патентах US 4 435 047, US 4 806 922 и US 4 732 456. Такого типа пленка, нанесенная одним слоем и внедренная между двумя подложками из стекла, реализуется компанией Saint-Gobain Vitrage под коммерческим названием "Priva-Lite".

На практике можно применять любые жидкокристаллические устройства, известные под названиями "NCAP" (Nematic Curvilinearly Aligned Phases) или "PDLC" (Polymer Dispersed Liquid Cristal).

Также можно применять, например, полимеры с холестерическими жидкими кристаллами, такие как полимеры, описанные в патенте WO 92/19695.

Что касается электролюминесцентных систем, то они содержат материал или пакет электролюминесцентных органических или неорганических материалов, на которые электроэнергия подается по электродам.

Любые такие смешанные системы требуют в общем случае оснащения элементами подвода тока, питающего электроды, представляющие собой в общем случае два электропроводящих слоя с одной и другой стороны активного слоя или различных активных слоев системы.

Такие электропроводящие слои (которые на практике могут представлять собой наложение слоев) содержат, как правило, слой на основе оксида индия, в общем случае оксида индия, допированного оловом, более известный под аббревиатурой ITO. Речь может идти также о слоях на основе оксида олова, допированного, например, сурьмой, или также на основе оксида цинка, допированного, например, алюминием (или смеси на основе, по меньшей мере, двух таких оксидов). В частности, были изучены слои ITO. Такие слои могут быть легко нанесены катодным напылением, сопровождаемым воздействием магнитного поля, или исходя из оксидной мишени (химически неактивное напыление), или исходя из мишени на основе индия и олова (химическое напыление в присутствии окислителя типа кислорода). Однако для обеспечения достаточной для практического применения электрической проводимости и электрохимической стойкости необходимо осуществлять стадию термической обработки по месту нанесения или по извлечении (часто при температуре выше 300°C).

Тем не менее, хотя ITO функционально хорошо приспособлен для использования в качестве электропроводящего слоя внутри электроуправляемой системы, но ITO, даже отожженный, имеет недостаточную проводимость, вызывающую феномен потери заряда в ходе изменения состояния системы (переход из состояния окрашенности в состояние с отсутствием цвета). Данное обстоятельство выражается в конкретном случае электроуправляемой системы электрохромного типа неоднородным переключением и замедленной линейной скоростью переключения в зависимости от поверхности системы. Понятно, что если электропроводящий слой на основе ITO в электрохромной системе, связанной с подложкой с функцией прозрачности, используют в качестве переднего элемента для плоского экрана, то технические характеристики ITO не соответствуют применению такого типа (например, по скорости переключения между состоянием отключения и рабочим состоянием экрана).

Другой подход состоит в пакетировании оксидных слоев металлического слоя, позволяющего улучшить поверхностное сопротивление электропроводящего слоя. Причем такой металлический слой является в то же время достаточно тонким, чтобы сохранять некоторый уровень светопропускания.

В данном аспекте из WO 93/05438 известен, например, электропроводящий слой, образованный тонким металлическим слоем предпочтительно на основе серебра, меди, алюминия, связанный со слоем на основе металлического блокатора, такого как, например, железо, цирконий, титан, вольфрам. Такой пакет типа TCO (английская аббревиатура означает "Oxyde Transparent Conducteur" (оксидный прозрачный проводник)) предназначен для встраивания в электрохимическое устройство электрохромного типа, внутри которого слой металлического блокатора образует диффузионный барьер для ионов Li+ между одним из активных слоев и металлическим слоем.

В то же время из WO 94/15247 известен электропроводящий слой, который имеет структуру, подобную описанной ранее структуре и который дополнен слоем на основе прозрачного проводящего оксида, такого как, например, оксид цинка или оксид индия, допированный оловом.

Кроме того, из US 5510173 и US 5763063 известна структура пакета с энергетическим управлением, включающего в себя слой серебра или меди, предпочтительно легированных благородным металлом, защита которого от коррозии достигается за счет двухслойного покрытия на основе оксида или смеси оксидов, например, In2O3 и ITO или ZnO2/In2O3 и ITO. В случае использования ZnO2 применение в качестве электрода невозможно в силу того, что данный оксид является изолятором.

В то же время известен патент US 6870656, в котором описана структура отражающего электрода, включающего в себя электрохимически стабильный слой на основе сплава серебра и золота.

Независимо от структуры электропроводящего слоя, описанного ранее, его электрохимическая стойкость достигается только в случае, когда такой электропроводящий слой является легированным.

Другая стратегия улучшения электрохимической стойкости металлического слоя состоит в его защите с помощью соединения двух оксидов ZnO:Al и ITO (при этом можно сослаться на заявку FR 2886419).

Однако независимо от структуры TCO трудно иметь очень низкое поверхностное сопротивление и большую скорость переключения в активных системах без использования толстого металлического слоя, значительно ухудшающего светопропускание.

Решение, позволяющее улучшить скорость переключения за счет применения металлической решетки, покрытой оксидом типа ITO, описано в патенте US 5293546. Однако при применении в области электрохромов электрохимическая стойкость решетки является заведомо недостаточной.

Целью настоящего изобретения является получение конструкции электропроводящих слоев, являющихся электрохимически стойкими и обеспечивающих малое время переключения, для формирования электродов электрохимических/электроуправляемых систем типа систем, описанных ранее (электрохромные, фотогальванические и т.п.). Дополнительно речь идет о достижении данной цели с меньшими затратами, с отказом от стадий термической обработки и без внесения существенных изменений в конфигурацию известных электрохимических систем, которые касаются настоящего изобретения. В более общем случае, речь идет о разработке электродов на прозрачной, по существу, подложке (из стекла или полимерного материала), которые были бы лучше предшествующих.

Объектом настоящего изобретения является электропроводящий слой, выполненный с возможностью связывания с подложкой с функцией прозрачности, причем упомянутый слой образован из металлической решетки, отличающейся тем, что металлическая решетка выполнена из чистого металла и покрыта, по меньшей мере, одним слоем электрохимической защиты, предпочтительно металлическим слоем или слоем нитрида металла.

Благодаря такой особенной структуре решетки можно с меньшими затратами получить электрод, имеющий электрохимическую стойкость, совместимый с любыми электроуправляемыми системами, и при этом имеющий высокую электрическую проводимость, гарантирующую, таким образом, крайне малое время переключения электроуправляемой системы из состояния окрашенности в состояние с отсутствием цвета.

В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения при необходимости можно применять, кроме того, любые из приведенных далее компоновок:

- слой электрохимической защиты связан, по меньшей мере, с одним барьерным слоем на основе оксида металла;

- оксид металла выбран из оксида цинка, смешанного оксида цинка, допированного другим металлом, выбранным из группы следующих металлов: Al, Ga, B, Sc, оксида индия, допированного предпочтительно оловом, оксида олова, допированного предпочтительно сурьмой;

- решетка представляет собой решетку на основе чистого материала, выбранного из серебра, меди, цинка, алюминия, никеля, хрома, сплава никеля и хрома;

- слой электрохимической защиты представляет собой слой на основе материала, выбранного из титана, золота, платины, палладия, причем упомянутый материал при необходимости азотирован;

- толщина решетки составляет от 1 до 15 мкм, более предпочтительно составляет от 2 до 8 мкм и еще более предпочтительно составляет около 3 мкм;

- толщина слоя электрохимической защиты составляет от 10 до 100 нм, более предпочтительно составляет от 25 до 75 нм и еще более предпочтительно составляет около 50 нм;

- толщина барьерного слоя составляет от 40 до 400 нм, более предпочтительно составляет от 60 до 300 нм и еще более предпочтительно составляет около 250 нм;

- решетка нанесена на второй барьерный слой предпочтительно на основе нитрида кремния;

- удельное сопротивление электропроводящего слоя составляет от 0,01 до 1 Ом/квадрат, более предпочтительно составляет от 0,2 до 0,6 Ом/квадрат и еще более предпочтительно составляет около 0,4 Ом/квадрат;

- электропроводящий слой выполнен с возможностью термической обработки типа бомбировки или закалки.

В настоящем изобретении под "нижним" электродом понимают электрод, который находится наиболее близко к принимаемой за эталонную подложке-носителю, на которую нанесена по меньшей мере часть активных слоев (например, совокупность активных слоев в "полностью твердотельной" электрохромной системе). "Верхний" электрод находится над пакетом активных слоев по отношению к той же эталонной подложке.

Нижний электрод, включающий электропроводящий слой по настоящему изобретению, предпочтительно имеет удельное электрическое сопротивление от 0,2 до 0,6 Ом/квадрат и TL от 75 до 85%, что делает его применение в качестве прозрачного электрода совершенно удовлетворительным.

В частности, для достижения такого уровня удельного сопротивления металлическая решетка предпочтительно имеет общую толщину, составляющую от 1 до 3 мкм.

В данном интервале толщин электрод остается прозрачным, т.е. он имеет низкое светопоглощение в видимой части спектра даже в присутствии решетки (ее сетка является почти невидимой с учетом ее размеров). Решетка имеет периодическую или апериодическую структуру, вызывающую затемнение света от 15 до 25%. Например, сетка в виде квадратов, представляющая собой металлические полоски шириной 20 мкм с промежутком, толщиной 300 мкм, на исходной подложке со светопропусканием 92% обеспечивает светопропускание 80%. Примеры осуществления таких периодических или апериодических структур описаны в немецкой заявке DE 10 2006 045 514.2.

Как было упомянуто ранее, настоящее изобретение может относиться к различным типам электрохимических или электроуправляемых систем. Более предпочтительно оно относится к электрохромным системам, в частности к "полностью твердотельным" ("полностью твердотельные" системы в настоящем изобретении определены как пакеты слоев, в которых все слои являются неорганическими) или "полностью полимерным" ("полностью полимерные" системы в настоящем изобретении определены как пакеты слоев, в которых все слои являются органическими), или также к смешанным или гибридным электрохромным системам (слои в пакете являются органическими и неорганическими), или также к жидкокристаллическим или виологеновым системам, или также к электролюминесцентным системам.

Электрохромные системы или стекла, к которым может относиться настоящее изобретение, описаны в упомянутых ранее патентах. Они могут содержать, по меньшей мере, одну подложку-носитель и пакет функциональных слоев, содержащий последовательно, по меньшей мере, первый электропроводящий слой, такой, как описано ранее, электрохимически активный слой, способный обратимо принимать ионы, такие как H+, Li+, OH-, типа анодного или соответственно катодного электрохромного материала, слой электролита, второй электрохимически активный слой, способный обратимо принимать ионы, такие как H+, Li+, OH-, типа катодного или соответственно анодного электрохромного материала, и второй электропроводящий слой, (термин "слой" следует понимать как единичный слой или сплошное или несплошное наложение нескольких слоев).

Настоящее изобретение относится также к встраиванию электрохимических устройств, описанных во вступлении настоящей заявки, в стекла, работающие по принципу пропускания. Термин "стекло" следует понимать в широком смысле как объединяющий любой прозрачный, по существу, материал из стекла и/или полимерного материала (такого как поликарбонат PC или полиметилметакрилат PMMA). Подложки-носители и/или противоподложки, т.е. подложки, окаймляющие активную систему, могут быть жесткими, гибкими или полужесткими.

Изобретение относится также к различным применениям, которые могут находить такие устройства, например, к стеклам или зеркалам. Речь может идти об остеклении зданий, в частности наружного остекления, внутренних перегородок или остекленных дверей. Речь может идти также об окнах, крышах или внутренних перегородках транспортных средств, таких как поезда, самолеты, автомобили, корабли, строительные машины. Речь может идти также об экранах визуального отображения информации или индикации, таких как проекционные экраны, экраны телевизоров или компьютеров, тактильные экраны. Также возможно применение для изготовления очков или объективов фотоаппаратов или для защиты солнечных панелей. Также возможно применение в качестве устройств хранения энергии типа батареи, топливного элемента, аккумуляторных батарей и собственно гальванических элементов.

Далее изобретение описано более подробно посредством неограничительных примеров и фигур:

- фиг.1 представляет собой схематический вид сверху электрохромной ячейки, в которой использован электропроводящий слой по настоящему изобретению;

- фиг.2 представляет собой сечение пакета слоев, включающего в себя электропроводящий слой по настоящему изобретению;

- фиг.3 представляет собой сечение в увеличенном масштабе электропроводящего слоя по настоящему изобретению;

- фиг.4 представляет собой схематический вид варианта осуществления по настоящему изобретению;

- на фиг.5 показан особый вариант электрического включения по настоящему изобретению;

- фиг.6 представляет собой схематический вид вытянутой и деформированной решетки.

Фиг.1 и 2 для облегчения чтения намеренно изображены схематично и необязательно в масштабе. На них показано "полностью твердотельное" электрохромное устройство, последовательно содержащее соответственно настоящему изобретению:

- подложку из бесцветного щелочно-известково-кремнекислого стекла S1 толщиной 2,1 мм;

- нижний электрод 2, содержащий с одной стороны решетку 9 (показана на фиг.3), выполненную из алюминия и представляющую собой сетку в виде квадратов с полосками толщиной 20 мкм с промежутками, шириной 300 мкм и толщиной порядка 3 мкм, причем данная решетка 9 покрыта слоем электрохимической защиты 10 (показан на фиг.3) на основе нитрида титана с толщиной около 50 нм, связанным, по меньшей мере, с одним барьерным слоем 11 (показан на фиг.3), содержащим пакет слоев типа ZnO:Al/ITO толщиной 60 нм для ZnO:Al и 30 нм для ITO соответственно;

- верхний электрод 4 на основе ITO или SnO2:F;

- электрохромную систему 3, структура которой описана далее;

- лист 7 из PU, позволяющий наложить на стекло S1 другое стекло S2 с такими же характеристиками, что и у стекла S1. При необходимости сторона стекла S2, обращенная к листу из PU 7, снабжена пакетом тонких слоев с функцией солнечной защиты. Данный пакет может содержать, в частности, два слоя серебра, чередующиеся известным образом со слоями из диэлектрика. Как вариант, лист PU 7 может быть снабжен на стороне, находящейся в контакте с активным пакетом 3, решеткой 9, подобной решетке, нанесенной на подложку, в качестве нижнего электрода 2. Электроды 2 и 4 связаны с элементами подвода тока 6 и 8.

Электрохромная система 3 содержит:

- первый слой анодного электрохромного материала EC1 из оксида иридия (гидратированного) от 40 до 100 нм или гидратированного оксида никеля от 40 до 400 нм, легированного или нелегированного другими металлами (как вариант, такой слой может быть заменен слоем анодного электрохромного материала из оксида никеля от 100 до 300 нм, легированного или нелегированного другими металлами);

- слой из оксида вольфрама толщиной 100 нм;

- второй слой из гидратированного оксида тантала или гидратированного оксида кремния или гидратированного оксида циркония толщиной 100 нм, причем два последних слоя образуют слой с функцией электролита EL;

- второй слой катодного электрохромного материала EC2 на основе оксида вольфрама WO3 толщиной 370 нм.

Совокупность слоев была нанесена катодным напылением, сопровождаемым воздействием магнитного поля.

Описанное электрохромное устройство соответствует примеру 1.

Далее приведен пример 2, соответствующий известной из предшествующего уровня техники структуре, в которой как нижний, так и верхний электроды выполнены на основе ITO или SnO2:F.

ПРИМЕР 2 (сравнительный, по стандарту ЕС)

Электрохромное стекло EC имеет состав, идентичный примеру 1, за исключением того, что:

- нижний электрод 2 представляет собой слой на основе ITO (оксид индия, допированный оловом) толщиной 500 нм, нанесенный горячим способом (350°C), и не включает решетку.

Как вариант, верхний электрод содержит другие проводящие элементы. Более предпочтительно речь может идти о сочетании электрода со слоем, имеющим проводимость более высокую, чем у него, и/или с множеством проводящих полос или нитей. За более подробной информацией по реализации таких многокомпонентных электродов можно обратиться к упомянутому ранее патенту WO 00/57243. Предпочтительный вариант реализации электрода такого типа состоит в нанесении на слой ITO (при необходимости находящийся над одним или несколькими другими проводящими слоями) сетки проводящих нитей, внедренных в поверхность полимерного листа (который при этом сможет защищать активную систему и/или обеспечивать слоистость подложки-носителя стеклянного типа с другим стеклом в случае изготовления электроактивного стекла, например, электрохромного типа).

Решетка 9 из алюминия может быть получена, например, способом фотолитографии или способом лазерной абляции; полученные значения TL (светопропускания) и электрической проводимости представлены в таблице 1, приведенной далее.

Таблица 1
Толщина Al (мкм) TL (%) Rc (Ом/квадрат)
Решетка, полученная лазерной абляцией 1 75-77 0,8-0,9
Решетка, полученная лазерной абляцией 3 76-78 0,4-0,6
Решетка, полученная фотолитографически 1 68-70 0,7-0,8
Решетка, полученная фотолитографически 3 67-71 0,3-0,4

Сравнительные испытания были осуществлены с двумя электрохромными ячейками размером 30×30 см; результаты обобщены в таблице 2, приведенной далее.

Таблица 2
Измерения скорости переключения
Пример 2 Пример 1
Зона A Зона B Зона A Зона B
TLdec (%) 63,5 64,8 70 69,9
TLcol (%) 22,3 17,45 26 24
Контраст 2,85 3,71 2,69 2,91
Vcolo (с) 13 9 3 3
Vdeco (с) 8 5 3 3

Зона A: центр

Зона B: сторона

TLdec: светопропускание в состоянии с отсутствием цвета

TLcol: светопропускание в состоянии с окрашивания

Vcolo: время достижения 90%-ного окрашивания исходя из состояния с отсутствием цвета

Vdeco: время достижения 90%-ного исчезновения цвета исходя из состояния окрашивания.

При постоянном значении контраста (приблизительно 3) стекло EC примера 1 (с электродом с металлической решеткой) отличается по сравнению со стеклом EC примера 2:

- более быстрым переключением (повышение фактора с 3 до 4 по времени окрашивания и с 1,6 до 2,6 по времени отсутствия цвета);

- однородным переключением (время переключения одинаково по всей поверхности).

Удельное сопротивление (Ом/квадрат) Vcom (с) Контраст
Пример 2 (стандарт EC) 5 13 3
Пример 1 0,5 3 3

Согласно другому предпочтительному аспекту настоящего изобретения показано, что решетка, являющаяся объектом настоящего изобретения, способна выдерживать термическую обработку, в частности, она выдерживает бомбировку и даже закалку.

После нанесения на подложку с функцией прозрачности, например способом магнетронного распыления, слоя алюминия приблизительно 3 мкм данный слой покрывают слоем электрохимической защиты на основе нитрида титана толщиной приблизительно 20 нм, например, нанесением также магнетронным распылением. Как вариант, барьерный слой на основе нитрида кремния размещают между подложкой с функцией прозрачности и металлическим слоем на основе алюминия.

Затем такой пакет протравливают способом литографии или лазерной абляции.

Решетку, сформированную таким образом на первой подложке, связывают со второй подложкой, представляющей собой противоположное стекло, так, чтобы она располагалась как по стороне 2, так и по стороне 3 сборки, образуемой наложением двух подложек. Бомбировка 2 наложенных листов осуществляется любым приемлемым способом, в частности, за счет действия сил тяжести на опоры, такие как каркасы, рамы, путем прессования и/или аспирации на рамах или цельных формах.

В случае закалки решетку, сформированную таким образом, связывают с подложкой, которую закаливают любым традиционным способом закалки.

Природа пакета, в котором была выполнена решетка, особенным образом выполнена с возможностью сопротивления окислению (при этом алюминий пассивируется), причем нитрид титана образует барьер от окисления, при этом решетка также защищается от действия кислорода за счет слоистости.

Результаты измерений удельного сопротивления, приведенные далее, являются хорошей иллюстрацией того, что решетка сохраняет свои свойства электрической проводимости до и после бомбировки или после закалки.

Так, например, решетка толщиной 3 мкм, содержащая полоски шириной 40 мкм с промежутком между полосками 300 мкм, имеет удельное сопротивление квадрата 0,3 Ом/квадрат перед термической обработкой и 0,25 Ом/квадрат после бомбировки или закалки.

Изобретение относится также к подложке, снабженной, по меньшей мере, одним электродом описанного ранее типа, независимо от электрического/электрохимического устройства, в которое она встроена или предназначается для встраивания как в качестве электрода, так и в качестве подложки.

Соответственно другим возможным применениям упомянутая решетка может быть использована в качестве активного слоя в электрохимическом и/или электроуправляемом устройстве с переменными оптическими и/или энергетическими свойствами или в фотогальваническом устройстве, или также в электролюминесцентном устройстве, или также в нагревающем устройстве, или при необходимости в устройстве с плоским светильником, в устройстве электромагнитного экранирования, или в любом другом устройстве, требующем использования прозрачного проводящего слоя.

В качестве нагревающего устройства такая решетка может быть расположена внутри выполненного в ветровом стекле отверстия, через которое наводится объектив камеры или электронный прибор любого другого типа, причем такое отверстие не подвержено запотеванию благодаря нагревающему устройству (см. фиг.4).

По другому варианту осуществления решетка может быть изогнута, вытянута на ее опоре с целью локального обеспечения электрических свойств (проводимости), отличающихся от свойств смежной зоны.

В зависимости от преобладающего направления деформации в направлении растяжения (две смежные клетки отдаляются друг от друга) или втягивания внутрь (в противоположность предыдущему случаю две смежные клетки сближаются) во время прохождения тока в решетке можно индуцировать фронты нагрева в приоритетных направлениях. Таким образом, в зависимости от профиля стекла (плоское, изогнутое, фасонное и т.п.) можно достигать как однородного нагрева и компенсировать факторы формы, так и в противоположность этому создавать зоны различного нагрева в зависимости от особых зон стекла, например, благоприятствовать нагреванию скорее по краям, чем в центре (см. фиг.6).

Также можно, не выходя за рамки настоящего изобретения, использовать несколько решеток, каждая из которых имеет собственные характеристики (например, удельное сопротивление), соединяя их электрически посредством шин как последовательно, так и параллельно (см. фиг.5).

1. Электрохимическое/электроуправляемое устройство с переменными оптическими и/или энергетическими свойствами, содержащее, по меньшей мере, одну подложку-носитель (S1), снабженную электроактивным слоем или пакетом (3) электроактивных слоев, расположенных между электродом (2), называемым "нижним", и электродом (4), называемым "верхним", в котором, по меньшей мере, один из нижних электродов (2) или верхних электродов (4) содержит, по меньшей мере, один электропроводящий слой, образованный из металлической решетки (9), выполненной из чистого металла, отличающееся тем, что толщина решетки (9) составляет от 1 до 15 мкм, более предпочтительно составляет от 2 до 8 мкм и еще более предпочтительно составляет около 3 мкм, и тем, что электропроводящий слой покрыт, по меньшей мере, одним слоем (10) электрохимической защиты на основе материала, выбранного из титана, золота, платины, палладия, причем упомянутый материал при необходимости азотирован, и тем, что слой (10) электрохимической защиты связан, по меньшей мере, с одним барьерным слоем (11) на основе оксида металла, выбранного из оксида цинка, смешанного оксида цинка, допированного другим металлом, выбранным из группы следующих металлов: Al, Ga, B, Sc, оксида индия, допированного в особенности оловом, оксида олова, допированного в особенности сурьмой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что решетка (9) представляет собой решетку на основе чистого материала, выбранного из серебра, меди, цинка, алюминия, никеля, хрома, сплава никеля и хрома.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что решетка (9) имеет периодическую или апериодическую структуру, представляющую затемнение света от 15 до 25%.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что толщина слоя электрохимической защиты (10) составляет от 10 до 100 нм, более предпочтительно составляет от 25 до 75 нм и еще более предпочтительно составляет около 50 нм.

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что толщина барьерного слоя (11) составляет от 40 до 400 нм, более предпочтительно составляет от 60 до 300 нм и еще более предпочтительно составляет около 250 нм.

6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что решетка (9) нанесена на второй барьерный слой предпочтительно на основе нитрида кремния.

7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что удельное сопротивление электропроводящего слоя (2) составляет от 0,01 до 1 Ом/квадрат, более предпочтительно составляет от 0,2 до 0,6 Ом/квадрат и еще более предпочтительно составляет около 0,4 Ом/квадрат.

8. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что решетка сохраняет свои свойства электрической проводимости до и после термической обработки.

9. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно представляет собой электрохромную систему, в частности "полностью твердотельную" электрохромную систему или "полностью твердотельную" или "полностью полимерную" электрохромную систему, жидкокристаллическую систему, или виологеновую систему, или электролюминесцентную систему.

10. Стекло, отличающееся тем, что в него встроено устройство по любому из пп.1-9.

11. Применение устройства по любому из пп.1-9 или стекла по п.10 для остекления для здания, остекления, используемого для внутренних перегородок или окон, или крыш или используемых для транспортных средств типа самолета, поезда, автомобиля, судна, строительной машины, экранов визуализации/индикации, таких как экраны компьютеров или телевизоров или проекционные экраны, тактильные экраны, при изготовлении очков, или объективов фотоаппаратов, или защитных покрытий солнечных панелей, или осветительных поверхностей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроуправляемым устройствам с изменяемыми оптическими свойствами. .

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к электрохимическому процессору, включающему: a) первый электрод и второй электрод, каждый из которых имеет первую и противоположно расположенную вторую поверхности, причем первый электрод и второй электрод имеют различные электродные потенциалы и физически отделены друг от друга в направлении оси X, b) электролит, который покрывает по меньшей мере часть первой поверхности первого электрода и часть первой поверхности второго электрода в направлении оси Y и электрически соединяет указанный первый электрод со вторым электродом. При этом по меньшей мере часть первой поверхности второго электрода, не покрытая электролитом, покрыта в направлении оси Y электроизоляционным материалом, который граничит с электролитом, причем активация электрохимического процессора содействует латеральному расслоению второго электрода и изоляционного материала, начиная с места контакта второго электрода и изоляционного материала, что обеспечивает канал между вторым электродом и изоляционным материалом. Кроме того, изобретение относится к применению этого электрохимического процессора и способу сборки такого электрохимического процессора. Настоящий процессор обеспечивает постоянное время реакции. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх