RPORATING THESE ELEMENTS” 的美國專利 N0.7，372，611，以及題目為“頂PROVED COATINGS AND REARVIEW MIRROR ELEMENTS INCORPORATING THECOATINGS” (以William L.Tonar為第一發明人)的美國專利申請公開N0.2007/0201122中描述的電介質/金屬/電介質堆制成，通過引用將其全部公開內容結合在此。在優選實施例中，每個導電層36和38具有小于大約4Ω /平方，更優選地小于大約3.0 Ω /平方，更優選地小于大約2.6 Ω /平方，并且最優選地小于大約2.0 Ω /平方的薄層電阻。第一襯底44和第二襯底34安裝成使得它們的表面彼此平行，并使得沉積在第一襯底44上的透明導電層38面對沉積在第二襯底34的內表面上的透明導電層36。
[0097]如圖所示，以與層36和38電接觸的電致變色介質49填充第一襯底44和第二襯底34之間的間隔。在本實施例中，當涂覆的襯底與電致變色介質49相鄰時，電致變色元件47優選地在清透狀態具有60%以上的透射率。為了實現這一點，依據使用的電致變色介質，每個由透明導電層38和36涂覆的襯底44和34應當具有至少大約65%，更優選地近似78.6%的透射率。電致變色介質49具有比空氣高的折射率，這抑制了透明導電層36和38的反射，并且相應地增加了電致變色元件47的透射率。當導電層38和36挨著空氣時，涂覆的襯底具有近似73.1 %的透射率。應當注意，當襯底44和34的涂覆表面都與電致變色介質49接觸時，如果兩個涂覆襯底都具有相同的透射率級別，則電致變色元件47的挨著空氣的透射率大于73%。可能存在每個涂覆的襯底的透射率彼此不同的情況。在這種情況下，可以減小一個涂覆的襯底的透射率，同時增加另一個的透射率。選擇每個涂覆的襯底的透射率，從而使得電致變色元件47的透射率滿足透射率設計標準。
[0098]如圖所示，電致變色介質通過第一襯底44和第二襯底34之一內的填充孔(未示出)沉積在第一襯底44和第二襯底34之間。在第一襯底44和第二襯底34之間已經沉積了電致變色介質49之后，可將陽離子型環氧材料制成的塞子放置在填充孔內來密封填充孔。通過第一密封56和第二密封58將電致變色介質49保持在第一襯底44和第二襯底34的內表面之間。第一密封56和第二密封58還用來保持第一襯底44和第二襯底34的表面間的間隔。第一密封56或第二密封58可以包括大體上擁有其大小和形狀的材料。在該情況下，可以使用第一或第二密封材料來建立襯底之間的間隔。
[0099]可替換地，密封56和58兩者或之一可以包含確定該間隔的隔離物(未示出)。隔離物可以是珠(bead)、纖維、襯墊或任意已知形狀，只要其大小被控制并且其壓縮性可預測即可。隔離物可被附加地或可選地分散在電致變色介質占據的區域內。在于2006年 5 月 3 日提交的題目為“C0NTR0LLABLY DISSOLVING SPACING MEMBER AND ASSOCIATEDELECTROCHROMIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME” 的美國專利申請N0.11/416，557中公開了隔離物的例子，通過引用將其全部公開內容結合在此。隔離物可以包括玻璃、鹽、聚合物或類似的材料。如果密封材料兩者或之一需要被固化，則重要的是在固化處理過程中保持襯底被間隔開，并且在密封區域大體上平行，直到密封材料可以固化為止。在大部分情況下，玻璃上的涂覆物將使得玻璃扭曲，使得更難以在固化過程中保持襯底大體平行。可以通過在兩個襯底之間使用隔離物而將襯底保持為大體平行的關系。典型地，隔離物的大小類似于單元間隔，并且接觸或近乎接觸兩個襯底，以便保持單元間隔。可以通過重力、夾具固定物或通過在隔離物上施加壓力的任意方法將襯底靠著隔離物保持在一起，從而單元間隔不會顯著地大于隔離物。可替換地，可以在固化處理過程中使用夾具、吸盤、真空壓盤或其它裝置來機械地將襯底保持為平行。在可替換的實施例中，使用不包含任何隔離物材料的環氧樹脂，將襯底保持為間隔開的關系。如上所述，其它實施例使用隔離物，諸如珠、纖維、襯墊或類似的隔離物，以在固化密封時將襯底保持為間隔開的關系。然而，當由于密封收縮而固化密封時，隔離物會產生集中應力的區域。收縮通常涉及環氧樹脂和隔離物之間的熱膨脹系數的不同。可以通過消除密封中的隔離物來消除這種類型的應力。一種在密封固化處理過程中保持單元間隔而不使用隔離物的方法是使用真空壓盤，以便保持襯底平行以及固定的間距。可以使用壓盤之間固定的間隔，或通過使用機器控制而將壓盤本身保持分開一個已知的距離。可以組合上述期望的一個或多個方法，以便保持正確的密封厚度，同時保持襯底大體平行。
[0100]為了降低處理復雜性，可以優選地將第一密封56和第二密封58組合成一個物體。如果兩個密封都包含隔離物，則在高導電材料40的層之間，并且還在高導電材料40的層和導電結構41、41’、46和46’之間壓縮隔離物可能是有幫助的。注意到由于這是截面圖，因此未示出導電結構46和46’。隔離物可以溶解在電致變色介質中，從而它們保持間隔，一直直到電致變色介質能夠保持襯底間隔時為止。可替換地，最初在密封固化處理過程中可以使用隔離物，并且在電致變色介質凝為膠體并因此可以保持單元間隔之前迅速地溶解在電致變色介質內。在該情況下，重要的是保持襯底水平或使用機械方法來保持單元間隔，直到電致變色介質充分交聯，以便保持襯底間隔而不用輔助設備。
[0101]已被涂覆透明導電層36或38的第一襯底44和第二襯底34中的每一個的表面還包括沉積在每個第一襯底44和第二襯底34周邊的重要部分周圍的高導電材料40。在本實施例中，高導電材料40是包括銀肩的銀膠(silver epoxy)。第一襯底44和第二襯底34中的每一個還包括多個導電結構41、41’、46和46’，這些導電結構電耦接到沉積在這些結構周邊的重要部分周圍的高導電材料40。第一襯底44的導電結構46和46’分別通過導電材料電耦接到電致變色供電45和45’。第二襯底34的每個導電結構41和41’分別通過導電材料電耦接到電致變色供電43和43’。以這種方式，將由驅動器電路84提供的電能分別提供給第一襯底44和第二襯底34中的每一個的透明導電層38和36。如果使用了銀膠，則導電結構41、41’、46和46’優選地為銀凸起(tab)，并且導電材料優選地包含銀肩。
[0102]在優選實施例中，以至少大約2λ (即，雙波層)的光學厚度沉積透明導電層36和38，其中λ是光的波長，該電致變色元件對于這種光是最佳的。一般地，λ被選擇為大約是500nm。由使用的ITO涂層的一般屬性來確定透明導電層36和38的厚度級別。一些較重要的設計特征包括涂層的透射率和薄層電阻。應當理解，可以調整ITO的厚度以便調節涂層的薄層電阻和透射率。除了厚度之外，可以調整涂層的其他屬性，以便修改涂層的透射率和薄層電阻。例如，可以調整涂層的化學計量以便修改涂層的透射率。如果需要較低透射率，但是不能選擇增加厚度，則可以減少涂層中的含氧量，導致涂層中更多的吸收，以及更低的透射率。相反地，如果需要較低的透射率，則可以增加涂層中的含氧量，因此減少涂層中的吸收。應當理解，當改變含氧量時，存在與其他涂層屬性的協調。根據整個電致變色元件47的設計目標，可能需要屬性的全局優化。
[0103]當在薄襯底諸如玻璃上沉積透明導電材料的多個和/或厚層時可能產生的一個問題是襯底的扭曲或變形。扭曲是由于給襯底帶來張力的涂層材料中的應力，導致襯底的變形。變形的量與涂層中的應力和涂層的厚度成比例。對于涂層中相同的應力級別，較厚的層比較薄的層使襯底變形更大。類似地，如果使用的涂層中的應力級別增加，則同樣厚度的層將使襯底變形更大。涂層中的應力類型可以確定涂覆的襯底是以凹入方式還是以凸出方式變形。涂層中的應力可以是拉伸的或收縮的。具有拉伸應力的涂層的襯底一般將凹入，而具有收縮應力的涂層的襯底一般將凸出。
[0104]發明人認識到可變透射窗制造中的襯底變形會使得難以制造具有不變形或扭曲的襯底的可變透射窗。襯底涂層中的應力是作為沉積處理的一部分形成的其固有應力和由于襯底和施加在襯底上的涂層之間的熱膨脹系數的差異而加入的應力的組合。在涂層是ITO的情況下，當作為涂層處理的一部分對襯底加熱時，由于熱膨脹系數的差異而加入的應力可能是重要因素。可以在可變透射窗的制造過程中采取若干措施來減小襯底的扭曲和變形。在一個實施例中，基于其熱膨脹系數來選擇襯底，從而制造處理的熱引發的應力補償或抵消沉積處理本身的固有應力。當將ITO用作涂層材料并且襯底是由浮法玻璃制成時，即使在沉積處理中加熱玻璃，在成品中也幾乎沒有熱引發的應力，這是由于ITO和浮法玻璃具有相同的熱膨脹系數。因此得到的襯底中的任何扭曲主要是由于沉積處理本身過程中引入的固有應力。如果固有應力是收縮的，則應當理解可以通過選擇這樣的襯底材料來抵消這種應力，該襯底材料的熱膨脹系數低于將沉積在襯底上的ITO涂層的熱膨脹系數。相反，如果ITO涂層或其他涂層中的應力是拉伸的，則應當理解可以通過選擇這樣的襯底材料來抵消這種應力，該襯底材料的熱膨脹系數大于作為涂層沉積的材料的熱膨脹系數。應當理解，襯底材料選擇的熱膨脹系數的確切值取決于涂層材料中的應力大小和應力類型以及涂層材料的沉積溫度。
[0105]在可替換的實施例中，改變用于在沉積處理中沉積透明涂層的磁控管濺射器中的壓力，以便減小襯底中的變形或扭曲。更具體地，在一個可替換的實施例中，以大于2.5微米汞柱的壓力沉積ΙΤ0。由于ITO通常具有收縮應力，所以較高的沉積應力有助于減輕涂層自身中的應力。應當理解，沉積處理過程中在磁控管濺射器中使用的壓力會影響襯底中的應力級別以及在某些情況下的應力類型(收縮的或拉伸的)兩者。應當理解，制造處理中所需的壓力將根據使用的沉積處理和硬件的特定細節而改變。典型地，壓力應當高于大約
2.5微米汞柱，優選地高于大約4.0微米汞柱，并且最優選地高于大約6.5微米汞柱。
[0106]在另一個實施例中，采用替代的濺射氣體，諸如，氖、氪或包括氬的混合物，以便減少襯底的扭曲和變形。這是由于使用的濺射氣體會顯著地影響施加的涂層中的應力。目標原子和濺射氣體質量的比例影響涂層中的相對應力級別。值越大，收縮越多。如果涂層是收縮的，并且氬被用作濺射氣體，則將濺射氣體轉換為氪將使涂層中的應力在更加拉伸的方向上移動。類似地，如果涂層中的應力是拉伸的，并且氬被用作濺射氣體，則轉換為氖將使涂層中的應力在更加收縮的方向上移動。應當理解，可以隨同壓力變化一起使用純氣體的混合物，以便在施加的涂層中獲得所需的應力級別。
[0107]在本發明的另一個實施例中，在施加了 ITO層的襯底的相對側上提供諸如例如二氧化硅的材料的應力涂層。由于襯底上的總張力歸因于施加到襯底上的每個層的各個應力的總和，所以這有助于減少襯底的扭曲和變形。通過在襯底的不同位置處明智地放置具有適合的應力的層，從而得到的襯底上的凈應力為0，這種關系可被用于減少襯底上的總張力。例如，如果透明涂層有收縮應力，則可以通過在與透明涂層相同側上施加具有拉伸應力的涂層來抵消該應力。一種可替換的方法是在與透明涂層相反的玻璃的一側上施加收縮涂層。在另一方面，如果透明涂層中的應力是拉伸的，則在襯底的另一側上施加附加的涂層，從而襯底上的凈應力為O。
[0108]應當理解，可以選擇附加的涂層，以便最小化這些附加層的光學影響。例如，應當避免極大地影響最終的電致變色元件47的光學系統的不透明的高吸收或高折射率涂層。優選的應力收縮涂層具有類似于襯底的低的折射率。具有較高折射率的層可被用于某些應用中。
[0109]在本發明的另一個實施例中，給襯底預先施加應力或預先彎曲襯底，以便補償由施加到襯底上的涂層引起的預期的扭曲。應當理解，在可再現的良好控制的處理中，可以容易地確定涂層中的應力和多個涂層的合應力。因此，可以使用熱或化學回火裝置，通過預先彎曲或預先施加應力來抵消襯底內的預期扭曲。一旦預先彎曲了襯底或預先給襯底施加了應力，則涂層的應用將引起與預先施加了應力或預先彎曲的襯底相互作用的應變，以便提供基本上平坦并且沒有扭曲的襯底。應當理解，導致無扭曲的涂覆后的襯底所需的初始預彎曲或預施加應力的量取決于引起的應力類型、總應力量以及涂層厚度。
[0110]在本發明的另一個實施例中，通過以多個步驟沉積涂層來減小襯底的扭曲和變形。幾種因素導致這樣的現象，即，如果以多個步驟沉積涂層，通常會減小由涂層引起的應力。例如，通過沉積交替的應力類型的多個層，可以減小襯底中總的合應力。可替換地，交替具有互補應力類型(拉伸、收縮)的層可以有助于減小得到的襯底中的總應力。
[0111]在本發明的另一個實施例中，使用退火處理來減小最終的襯底結構中的合成應力。高應力的一種潛在機制是由高能中性或負氧離子引起的涂層晶格中的破壞。這些高能種類起源于離子和涂覆機的陰極電勢之間的相互作用。通過使部件高速經過陰極，最小化該破壞，并且可以在后續的重新加熱步驟中退火。凈結果是最終的涂層具有較低的總應力。
[0112]在本發明的另一個實施例中，在涂層沉積之后對涂覆的襯底進行退火，以便最小化襯底內的合成應力。在該情況下，對襯底涂層進行再次加熱和冷卻處理。對涂層的再次加熱可以允許涂層以降低涂層材料中的應力的網狀而再結晶。減小應力所需的溫度、時間和退火氣體將隨著涂層的原始屬性而改變。通常，在熱退火步驟中還會改變涂層的其他屬性，從而必須小心以便確保處理后的涂層仍然滿足所有的設計要求。
[0113]在本發明的另一個實施例中，改變涂層的氧化狀態，從而使其成為是缺氧的。應當理解，襯底涂層的氧化狀態，尤其是如果襯底涂層是ITO，對合成涂層的應力具有強的影響。具有較高含氧量的ITO涂層通常具有較高的應力值。因此，采用具有較低含氧量的ITO可以有助于最小化涂層中的應力，并且減小扭曲和變形。
[0114]在本發明的另一個實施例中，給予生長中的涂層附加的電能，以便減小涂層的固有應力。用于授予附加電能的裝置包括離子束、等離子源、亞穩態氦、添加RF的DC或用于將附加電能給予生長中的涂層的其他方式。通過采用以離子束、等離子或其他方式將電能引入處理的方法，可以顯著地影響涂層的屬性，包括其固有應力。
[0115]應當理解，可以單獨和/或組合采用上述措施，以便幫助減小在可變透射率窗戶的生產過程中施加了透明導體的襯底的扭曲和變形。在2007年2月7日提交的題目為“ELECTRO-OPTIC ELEMENT WITH IMPROVED TRANSPARENT CONDUCTOR” 的臨時美國專利申請N0.60/888, 686中公開了沉積ITO層的優選方法的細節，通過引用將其全部公開內容結合在此。
[0116]圖10提供了電致變色元件47的第二涂覆襯底48和第一涂覆襯底42的一部分的詳細視圖。如圖所示，已經在襯底44的一個表面上沉積了透明導電層38。可以在透明導電層38的表面上繞著襯底44的周邊沉積高導電材料40。導電結構46和46’被固定在繞著襯底44的周邊的高導電材料40上。如圖所示，導電結構46和46’被間隔開，使得它們位于襯底44的近似相對側處。導電結構46和46’被示出為分別通過導線耦接到電致變色供電45和45’。以這種方式，由電致變色供電45和45’提供的電能通過導電結構46和46’提供給高導電材料40和透明導電層38。襯底34具有沉積在其至少一個表面上的透明導電層36。在透明導電層36的表面上繞著襯底34的周邊沉積高導電材料40(未不出)。導電結構41和41’被固定到繞著襯底34的周邊的高導電材料40。如圖所示，導電結構41和41’被間隔開，使得它們位于襯底34的近似相對側。導電結構41和41’被示出為分別耦接到電致變色供電43和43’。以這種方式，由電致變色供電43和43’提供的電能通過導電結構41和41’提供給高導電材料40和透明導電層36。高導電材料40被示出為繞著襯底34和44兩者的整個周邊提供，以便改進導電層36和38整體上的電連續性。高導電材料優選地包括銀、金或鋁。優選地，高導電材料包括銀。最優選地，高導電材料包括銀肩或銀毫微粒。可以通過噴墨打印或其他已知的處理分配、施加高導電材料。高導電材料可以包括 2006 年 3