抗反射电极的制作方法

抗反射电极
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年9月11日提交的名称为“anti-reflective electrodes”的美国临时专利申请62/898,689的权益和优先权。
技术领域
3.本公开整体涉及抗反射电极，并且具体地，涉及用于电光元件的抗反射电极。


背景技术：

4.包括电光元件的表面具有多种应用，并且可用于镜子、显示器和其他装置中。然而，在某些情况下，装置的电光元件可表现出不期望的反射。
5.例如，在可见光谱范围中，平视显示器(hud)可以在设置在车辆、飞机、船只等中的挡风玻璃之上或前面的显示屏上向用户显示信息。在许多hud中，图像被投影到显示元件上并反射给用户。这可以允许用户查看重要信息，诸如仪器读数或助航信息，而无需重新聚焦或远离外部场景。然而，在某些条件中，例如在强光下，显示在hud的显示元件上的数据可能难以看到。因此，一些平视显示器可包括电光(eo)元件，以提高投影在hud的显示元件上的图像与周围环境之间的对比度。eo元件可以选择性地变暗以改变通过屏幕的光透射量，从而提高投影图像与周围环境之间的对比度。显示在hud的显示元件上的投影图像可以从eo元件的一个表面反射给用户。显示元件可包括多个衬底，每个衬底具有第一表面和第二表面。半穿透半反射层可设置在用于改变透射率的电光部件的前方的一个表面上。半穿透半反射层可具有固定反射率。电光介质设置在半穿透半反射涂层后方，因此，电光介质不会减弱半穿透半反射器的反射率。理想情况下，半穿透半反射涂层的反射率是期望的唯一反射率。来自不具有半穿透半反射涂层的表面的反射率可能相对较高，并且在某些情况下，可能导致出现重像。这可能导致投影图像看起来模糊或不清楚。
6.在另一个实例中，诸如美国专利9,057,875、8,879,139、9,505,349、9,575,315、10,018,843以及美国专利申请公布2018/0329210中所述的可调镜可显示不期望的鬼像。鬼像是残余的反射图像，其与显示图像竞争，因此可能会令人不快。可调镜可包括电光元件，该电光元件包括粘结在一起以形成可包含电光材料的腔室的第一衬底和第二衬底。入射光可以从不同衬底的不同表面反射。鬼像可以由来自构成可调镜组件的层的不同表面的入射光的反射产生。
7.在另一个实例中，可调镜还可包括液晶元件，该液晶元件具有以平行构型保持的第一衬底和第二衬底，所述平行构型具有围绕周边的密封件以形成腔室。腔室可以填充有液晶材料以形成液晶单元。与以上实例一样，光可以从液晶元件的表面之间的不同界面反射。因此，电光可调镜的液晶部件可能容易发生鬼像。
8.在又一个实例中，可能需要将光学装置诸如显示器、传感器或相机隐藏在电活性元件后方。当电活性介质变暗时，装置的外观是黑色的，因为它没有反射任何光。这可以用于掩蔽深色或黑色表面上的装置的存在。然而，光可以从电活性元件的一些表面反射。


技术实现要素：

9.根据一个方面，一种电光组件包括：第一部分反射部分透射的衬底，其具有第一表面和第二表面，第一衬底还具有折射率ri
sub
；第二部分反射部分透射的衬底，其具有第三表面和第四表面；密封构件，该密封构件围绕第一衬底和第二衬底的周边设置，密封构件以间隔开的关系保持第一衬底和第二衬底；腔室，该腔室由第一衬底和第二衬底以及密封构件限定；电光介质，该电光介质设置在腔室内；以及抗反射电极(are)涂层，其设置第一衬底的第二表面和第二衬底的第三表面中的至少一者上，抗反射涂层可包括至少第一层、第二层和第三层。第二层可设置在第一层与第三层之间。第一层可设置在第一衬底的第二表面或第二衬底的第三表面与第二层之间。第三层可设置在第二层与电光介质之间。第一层可以是邻近第一衬底的层，并且第三层可以邻近电光材料。抗反射涂层可以是导电涂层，并且可以充当电光组件的电极。抗反射涂层的第一层可具有折射率ri1；其中第一衬底的折射率可小于抗反射涂层的第一层的折射率，所述第一层的折射率可小于第二层中的透明导电氧化物的折射率ri
tco
；即：
10.ri
sub
《ri1《ri
tco
。
11.are涂层的第二层可包含透明导电氧化物。第一层可设置在第一衬底与第二层之间，并且第三层可设置在第二层与电光介质之间。在一些实施方案中，
[0012][0013]
抗反射涂层的第三层可具有折射率ri3；
[0014][0015]
第一层可包含金属氧化物、金属氮化物或非金属如硅或锗、或非金属的氧化物如二氧化硅(sio2)或金属氟化物如氟化镁(mgf)中的至少一种，具体地，它可包含具有较低折射率的材料和具有较高折射率的材料，两者在操作波长范围内具有低吸收或不吸收。第三层可包含具有比透明导电氧化物的折射率更低的折射率的材料诸如导电或绝缘材料，以及透明导电氧化物的层。低折射率材料的实例可包括二氧化硅、氟化镁或caalox。第三层可包括漏电性绝缘体诸如穿孔或多孔二氧化硅，其中开口或孔穿过绝缘材料以允许电流通过绝缘结构中的开口从第二层流到ea介质。
[0016]
电光组件还可包括设置在第一衬底的第一表面上的半穿透半反射涂层；并且are涂层可设置在所述电光介质与第一衬底的第二表面之间。电光组件可包括设置在第一衬底的第二表面上的半穿透半反射涂层；并且抗反射涂层可设置在第二衬底的第三表面上。电光组件可包括设置在第二衬底的第三表面上的半穿透半反射涂层，以及设置在电光介质与第一衬底的第二表面之间的抗反射涂层。
[0017]
第一层可包括大体上平行于第二层延伸的多个子层；并且每个子层可包含与相邻子层不同的材料。第三层可包括大体上平行于第二层延伸的多个子层；并且每个子层可包含与相邻子层不同的材料。第一层可包含具有梯度折射率的材料。第三层可包含具有梯度折射率的材料。第一层和第三层的光学厚度可为装置的标称操作波长的约四分之一。光学厚度对应于物理层厚度乘以每个层的介质内的操作波长的对应折射率的乘积。对于在可见光谱范围内操作的装置而言，操作波长可为约550nm。电光组件可包括场效应装置；并且抗反射涂层的第三层可为非导电和非多孔中的至少一种。电光组件的反射率可为cie y、部件
层的平均反射率以及部件层的加权反射率中的一者。抗反射电极可以与第二层电连通。电连通可通过导电介质。电光组件的反射率可小于1.0％。电光组件可被构造成通过将导电介质电连接到抗反射电极涂层的第二层而允许与第二层电连接，并且其中第三层的一部分已被移除以暴露第二层。
[0018]
根据另一方面，一种抗反射电极可包括：第一层，该第一层具有折射率ri1；第二层，该第二层可包含透明导电氧化物；以及第三层，该第三层具有折射率ri3；抗反射电极可被构造成设置在衬底与电光介质之间，其中第一层邻近衬底，并且第三层邻近电光介质。
[0019]
ri
tco
《ri1《ri
sub
；并且
[0020]
rft
co
＜ri3＜rf
eo
[0021]
其中ri
tco
可为第二层中的透明导电氧化物的折射率，ri
sub
为衬底的折射率，并且ri
eo
为电光介质的折射率。在一些实施方案中，在一些实施方案中，方案中，
[0022]
抗反射电极改变透明导电氧化物的厚度而不显著增加反射率的能力实现从超过1000ohm/sq到约0.1ohm/sq变化的宽范围的薄层电阻。在一些实施方案中，薄层电阻可以在200ohm/sq至小于0.5ohm/sq的范围内。第三层可包括具有低折射率的漏电性绝缘层诸如二氧化硅，该漏电性绝缘层可包括可允许电子从透明导体移动到光学活性介质或反之亦然的额外开口或孔口。第一层可包括多个子层，并且每个子层可包含与相邻层不同的材料。第三层可包括多个子层，并且每个子层可包含与相邻层不同的材料。第一层可包含具有梯度折射率的材料，其中折射率从第一层的第一侧到第一层的第二侧增高或降低。第三层可包含具有梯度折射率的材料，其中折射率从第三层的第一侧到第三层的第二侧增高或降低。抗反射涂层可设置在电光装置的表面上。抗反射涂层可设置在衬底与电光装置的电光介质之间。与抗反射电极的电连接可通过将导电介质例如电线、母线或导电环氧树脂电连接到第二层来进行。这可以通过掩蔽电接触区域中的第三层或通过经由蚀刻或其他移除方法移除第三层来实现。抗反射涂层的反射率可小于1.0％。抗反射涂层的反射率可为cie y、平均反射率和部件的加权反射率中的至少一者。
附图说明
[0023]
图1a是本公开的电光装置上的抗反射电极的一种构型的示意性剖面侧视图；
[0024]
图1b是本公开的电光装置上的抗反射电极的另一种构型的示意性剖面侧视图；
[0025]
图1c是本公开的电光装置上的抗反射电极的另一种构型的示意性剖面侧视图；
[0026]
图2是本公开的抗反射电极的一个实施方案的示意性剖面侧视图；
[0027]
图3是本公开的抗反射电极的另一个实施方案的示意性剖面侧视图；
[0028]
图4是本公开的抗反射电极的又一个实施方案的示意性剖面侧视图；
[0029]
图5示出了具有不同体电阻率值的不同透明导电氧化物层的薄层电阻与厚度之间的关系；
[0030]
图6示出了如表1所述的实施例1-4的反射光谱；
[0031]
图7示出了根据本公开的包括抗反射涂层的可调镜的第一实施方案；
[0032]
图8示出了根据本公开的包括抗反射涂层的可调镜的另一个实施方案；并且
[0033]
图9是本公开的电光装置上的抗反射电极的另一种构型的示意性剖面侧视图。
具体实施方式
[0034]
在一些实施方案中，平视显示器可包括显示元件和投影仪，该投影仪被配置为将信息投影到显示元件上。显示元件可包括反射表面，投影图像可显示在该反射表面上。图1a至图4示出了平视显示器(hud)的显示元件的不同实施方案的侧视图。显示元件可包括如本文所述的抗反射涂层。
[0035]
在一些实施方案中，如图1a和图1b，显示元件可包括大体上在20处示出的电光(eo)元件，以改善所显示信息的可见性。eo元件20可包括具有第一表面22a和第二表面22b的第一部分反射部分透射的衬底22，以及具有第三表面24a和第四表面24b的第二部分反射部分透射的衬底24。第二衬底24可大体上平行于第一衬底22设置，并且第一衬底22的第二表面22b可以与第二衬底24的第三表面24a相对。密封构件26可沿着第一衬底22和第二衬底24的周边部分在第一衬底22与第二衬底24之间延伸。腔体28可限定在第一衬底22与第二衬底24之间，并且密封构件26可限定腔体28的侧壁。在一些实施方案中，eo介质30可设置在腔体28内。eo介质30可包含电致变色介质。在一些实施方案中，eo元件20可以依赖于相对较大的电流以最佳地发挥作用，并且可以与低薄层电阻电极一起良好地发挥作用。
[0036]
第一衬底22可被构造为最接近hud的观察者的衬底。在一些实施方案中，具有固定反射率的半穿透半反射涂层32可设置在第一衬底22的第一表面22a上，如图1a所示。在一些实施方案中，半穿透半反射涂层32可以充当显示元件的反射表面。在一些实施方案中，如图1b所示，半穿透半反射涂层32可设置在第一衬底22的第二表面22b上，并且半穿透半反射涂层32可以既充当eo元件20的第一电极又充当显示元件的反射表面。在一些电光元件中，诸如图1c所示的电光镜，半穿透半反射涂层32或不透明镜反射器电极(未示出)可设置在第二衬底24的第三表面24a上。
[0037]
来自半穿透半反射涂层32的反射率可为hud的显示元件的期望的唯一反射率。然而，不期望的反射可能出现在装置的其他表面上。因此，例如，如果半穿透半反射涂层32设置在第一衬底22的第二表面22b上，那么不期望的反射可能出现在第二衬底24的第三表面24a上或出现在显示元件的其他表面上。不期望的反射可导致出现重像，或者可以其他方式妨碍期望图像的可见性。因此，可能期望减少或消除在hud的显示元件的表面上出现的不期望的反射。例如，当将半穿透半反射涂层32施加到第一衬底22的第一表面22a上时，施加合适的抗反射涂层可以减少或消除不期望的反射，同时允许电光元件20按预期发挥作用，所述抗反射涂层也充当第一衬底22的第二表面22b和第二衬底24的第三表面24a的电极。类似地，在另一个实例中，当将半穿透半反射涂层32施加到第一衬底22的第二表面22b上时，施加合适的抗反射涂层可以减少或消除不期望的反射，同时允许电光元件20的功能性，所述抗反射涂层也充当第二衬底24的第三表面24a的电极。
[0038]
目前，为了减少或消除不期望的反射，一些hud显示元件包括位于至少一个表面上的低反射或抗反射涂层。在一些构型中，hud的显示元件可在一个表面上具有反射涂层并且在不同表面上具有低反射或抗反射涂层。在一些现有的电光或电致变色hud中，低反射或抗反射涂层可包括位于第一衬底22的第二表面22b和第二衬底24的第三表面24a中的至少一者上的电极。低反射或抗反射涂层还可包括银涂层。由于银具有高导电率，因此低反射或抗
反射银涂层也可以充当eo元件20的电极。然而，在一些应用中，银电极可以是相当薄的，以便实现必要的抗反射特性。低薄层电阻值可为期望的，并且薄银电极可以限制低薄层电阻值的实现。
[0039]
为了实现低薄层电阻值同时仍提供期望的光学特性，抗反射电极(are)涂层34可设置在eo元件20的第一衬底22的第二表面22b和第二衬底24的第三表面24a中的至少一者上。are涂层34可以减少或消除are涂层34所位于的表面上的不期望的反射。are涂层34是导电层，并且充当eo元件20的电极。
[0040]
are涂层34在其上沉积的表面可以是可受益于低反射率透明电极的表面。在一些实施方案中，诸如电光或电致变色镜，are涂层34可设置在eo介质30上与半穿透半反射涂层32相对的表面上。例如，半穿透半反射涂层32可设置在第一衬底22的第一表面22a上，并且are涂层32可设置在eo介质30与第一衬底22的第二表面22a之间，如图1a所示。在另一个实例中，半穿透半反射涂层32可设置在第一衬底22的第二表面22b上，并且are涂层34可设置在第二衬底的第三表面上，如图1b所示。在又一个实例中，在一些实施方案中，半穿透半反射涂层32可设置在第二衬底24的第三表面24a上，并且are涂层34可设置在第一衬底22与eo介质30之间的第一衬底22的第二表面22b上，如图1c所示。在该实施方案中，装置的动态范围将通过降低来自表面22b的反射率而增大。应当理解，对于该具体实施方案，不透明镜反射器电极可以代替半穿透半反射涂层使用，并且仍然在本公开的设想范围内。对于具有固定反射率的电光hud装置，半穿透半反射涂层32可设置在第一衬底22的第一表面22a和第二表面22b中的一者上。在实施方案中，当半穿透半反射器位于表面22b上时，are涂层34可设置在第二衬底24的第三表面24a上，如图1b所示。在一个另选的实施方案中，半穿透半反射涂层32可设置在第一衬底22的第一表面22a上，并且are涂层34可设置在第一衬底22的第二表面22b和/或第二衬底24的第三表面24a上，如图1a所示。
[0041]
在一些实施方案中，电光元件20可包括液晶元件。然后，eo介质30可包含液晶材料、悬浮颗粒或另一种电活性材料。根据装置的功能目标，半穿透半反射涂层32可设置在第一表面22a、第二表面22b、第三表面24a或第四表面24b中的任一者上。are涂层34可设置在第一衬底22的第二表面22b和/或第二衬底24的第三表面24a上，并且介于电活性材料30与第一衬底22和第二衬底24中的一者之间。
[0042]
are涂层34可包括多个层。在一些实施方案中，are涂层34可包括如图2所示的三个层，但也可使用更多层而不偏离本公开的实质。在一些实施方案中，are涂层34可包括设置在第一层38与第三层42之间的第二层40。在一些实施方案中，第三层42可以与eo介质30接触。在一些实施方案中，第三层42可以与另一种电活性材料接触。
[0043]
在一些实施方案中，与抗反射电极34的电连接可通过将导电介质例如电线、母线或导电环氧树脂电连接到第二层40来进行。这可以通过掩蔽电接触区域中的第三层42或通过经由蚀刻或其他移除方法移除第三层42来实现。这种任选的电连接方法可导致导电介质与are涂层中的主导体层之间改善的接触电阻。
[0044]
第二层40可包含透明导电氧化物(tco)。使用tco允许are涂层34充当电极。tco材料在对可见光透明的同时导电。在一些实施方案中，透明导电氧化物材料可包括例如氧化铟锡(ito)、氟掺杂氧化锡(f:sno2)、掺杂氧化锌、氧化铟锌(izo)等。
[0045]
在一些实施方案中，are涂层34的各层可能需要相对于eo元件20中使用的电光材
料的折射率和第二层(即，透明导电氧化物)的折射率来进行调谐。可以理解，折射率可以是波长依赖性的特性，并且应当根据最终应用的操作波长进行设计。例如，要使装置在550nm处作为抗反射电极操作，折射率和光学厚度需要调整到该特定操作波长。are涂层34的第一层和第三层可通过调整各种特性来调谐，诸如层中使用的材料的选择、材料的折射率和/或层和/或子层的数目和组成。所选的材料可以彼此化学相容，并且可具有稳定性、高耐久性、低光学吸收、低应力、良好粘附和低热错配。可以理解，折射率可以是波长依赖性的特性，并且应当根据最终应用的操作波长进行设计。例如，要使装置在550nm处作为抗反射电极操作，折射率和光学厚度需要调整到该特定操作波长。
[0046]
在一些实施方案中，are涂层34的第一层38可用于减少或消除来自第二层40与其所沉积的表面之间的界面的反射。第一层38可包括具有固定折射率的材料、具有梯度折射率的材料层和两个或更多个子层中的至少一者，每个子层具有不同折射率。参见图3，在其中第一层38包含具有梯度折射率的材料的实施方案中，折射率可以从第一层38的第一表面44到第一层38的第二表面46增高或降低。第一层38的第一表面44的折射率可大致等于第二层40的折射率。第一层38的第二表面46的折射率可大致等于第一衬底的折射率。第一层38可包含金属氧化物、金属氮化物、非金属、非金属氧化物或金属氟化物中的至少一种。具体地，第一层38可包含具有较低折射率的材料和具有较高折射率的材料，两者在操作波长范围内具有低吸收或无吸收。例如，第一层可包含硅、锗、二氧化硅(sio2)或氟化镁(mgf)中的至少一种。
[0047]
类似地，在一些实施方案中，第三层42可用于减少或消除来自第二层40与电光介质30之间的界面的反射。第三层42可包括具有固定折射率的材料、具有梯度折射率的材料和两个或更多个子层中的至少一者，每个子层具有不同折射率。类似于第一层38，在其中第三层42包含具有梯度折射率的材料的实施方案中，折射率可以从第三层42的第一侧48到第三层42的第二表面50增高或降低。第三层42的第一表面48的折射率可大致等于第二层40的折射率。第三层42的第二侧50的折射率可大致等于eo介质30的折射率。
[0048]
第三层42可包含构成层40和邻近eo介质30的材料的混合物。这可以通过在第二层40上形成纹理化表面来利用“蛾眼状”结构来实现。“蛾眼状”结构的特征在于具有从第二层40的较高折射率到eo介质30的较低折射率的单调减小的折射率转变。这可以通过减法诸如蚀刻第二层40的表面或者通过加法诸如沉积具有类似折射率(0.4内)的导电材料的颗粒来实现。在任一种情况下，蚀刻的特征或添加的颗粒的尺寸可以在小于或类似于抗反射的波长的系数2的范围内。例如，对于550nm的波长，纹理化蛾眼状结构的尺寸可为约1100nm或更小。“蛾眼状”结构的优点在于能够产生宽带抗反射光谱以及在导电材料层40与电光学活性介质之间具有直接电接触。
[0049]
在其中第一层38包含具有固定折射率的材料的实施方案中，可使用下式确定期望的折射率：
[0050]
ri
sub
＜ri1＜rit
co
ꢀꢀ
(公式1)
[0051]
其中ri1为第一层38的期望折射率，ri
tco
为第二层40中的透明导电氧化物的折射率，并且ri
sub
为第一衬底22的折射率。当第一层38具有固定折射率时，第一层38的厚度可为四分之一波长光学厚度；即，厚度等于设计波长的折射率的四分之一，其中设计波长为预期使用的光的波长。用于可见抗反射应用的设计波长选自约400nm至700nm的范围内。应当理
解，厚度可以变化，使得满足给定应用的总体反射率目标。此外，如果在可见光谱诸如uv或nir之外需要抗反射特性，那么所用的设计波长应对应于需要抗反射的波长。在一些情况下：
[0052][0053]
在其中第三层42包含具有固定折射率的材料的实施方案中，可使用下式确定第三层42的期望折射率：
[0054]
ri
eo
＜ri3＜rit
co
ꢀꢀ
(公式2)
[0055]
其中ri3为第三层42的期望折射率，ri
tco
为第二层40中的透明导电氧化物的折射率，并且ri
eo
为电光介质30的折射率。当第三层42具有固定折射率时，第三层42的厚度可具有如上所述的约四分之一光波长的光学厚度。涂覆表面的绝对反射率可低于约2％。用于第三层42的合适材料可为caalox。在一些实施方案中，
[0056][0057]
再次参见图3，在一些实施方案中，第一层38和第三层42中的至少一者可包括双层。第一层38可包括双层，该双层包括邻近第二层40设置的第一子层38a以及邻近第一子层38a设置在第一子层38a与第一衬底22之间的第二子层38b。第一子层38a可具有第一折射率ri1，并且第二子层38b可具有第二折射率ri2，该第二折射率不同于第一折射率ri1。第一子层38a和第二子层38b中的每一者可分别具有厚度t1和t2。有效的光学厚度应当是如上所述的大约四分之一波长厚度。可通过如公式3中那样第一子层38a和第二子层38b中的每一者的折射率乘以子层占第一层38的总厚度的分数来计算双层38的加权平均折射率：
[0058][0059]
其中ri
w38
为第一层38的加权平均折射率，并且t
t38
为第一层38的总厚度。第一层38的第二子层38b的折射率可大于约1.7或大于约2.0。第一层38的第一子层38a的折射率可小于约1.6或小于约1.5。第二层38的加权平均折射率应满足上述公式3的要求。
[0060]
类似地，第三层42可包括双层，该双层包括邻近第二层40设置的第三子层42a以及设置在第三子层42a与电光介质30之间且邻近第三子层42a的第四子层42b。第三子层42a可具有第三折射率ri3，并且第四子层42b可具有第四折射率ri4，该第四折射率不同于第三折射率ri3。第三子层42a和第四子层42b中的每一者可分别具有厚度t3和t4。类似地，可通过如公式4中那样第三子层42a和第四子层42b中的每一者的折射率乘以子层占第一层38的总厚度的分数来计算双层42的加权平均折射率：
[0061][0062]
其中ri
w42
为第三层42的加权平均折射率，并且t
t42
为第三层42的总厚度。第二层42的第四子层42b的折射率可大于约1.7或大于约2.0。第三层42的第三子层42a的折射率可小于约1.6或小于约1.5。第二层42的加权平均折射率应满足上述公式4的要求。双层的总厚度可为大约四分之一波长光学厚度。例如，厚度是设计波长的四分之一。应当理解，本文所述的公式使得抗反射电极能够被设计成满足不同应用的需要。本领域技术人员还将认识到，层厚度和折射率可以围绕这些起始点进行优化，以实现不同设计约束诸如宽带反射目标、
颜色、角度性能等的同时优化，并且仍然在本公开的范围内。
[0063]
第一层38和/或第三层42可包括多于两个子层，如表1的实施例7所示。包括n个子层的第一层38和/或第三层42的加权平均折射率可通过下式计算：
[0064][0065]
其中ri
′w为加权平均折射率，ri
′1为第一子层38a或第三子层42a的折射率，ri
′2为第二子层38b或第四子层42b的折射率，rin为第n子层38n、42n的折射率，t
′1为第一子层38a或第三子层42a的厚度，t
′2为第二子层38b或第四子层42b的厚度，t
′n为第n子层38n、42n的厚度，并且t
′
t
为第一层38或第三层42的总厚度。
[0066]
在一些实施方案中，第二层40可包括粗糙或纹理化表面。粗糙或纹理化表面可具有介于层40的折射率与电光介质30的折射率之间的折射率。来自层40的材料的厚度可被调整为使得加权折射率满足公式2的要求。
[0067]
不同应用诸如电光元件或液晶元件可在薄层电阻或透明导电氧化物40的导电率方面具有不同的约束或要求。电致变色材料依赖于相对较大的电流以最佳地发挥作用，而液晶元件是场效应装置，并且从薄层电阻角度来看，需求不那么严格。因此，电致变色元件可在低薄层电阻下很好地发挥作用，但液晶元件可以在透明电极的较高薄层电阻下充分发挥作用。
[0068]
与一些常用的含有诸如银的材料的电极相比，透明导电氧化物可具有较小的固有导电率。出于此原因，透明导电氧化物层40可能需要比银基电极层更厚，以便具有相同的薄层电阻。透明导电氧化物层40具有与银不同的光学特性。tco通常具有小于0.1的低消光系数，以及在1.7和2.5的范围内、通常介于约1.8和2.05之间的相对高折射率。相比之下，银或银合金具有小于约0.40(在可见光谱中)的实数折射率(n)和大于约2的虚数折射率。
[0069]
在一些实施方案中，are涂层34的薄层电阻可通过调整第二层40的特性来调谐。例如，图5示出了具有不同体电阻率值的不同tco层40的薄层电阻与厚度之间的关系。图5可用作用于针对给定应用选择实现所需薄层电阻所需的厚度和体电阻率和/或导电率值的指导。本文教导的are涂层34可具有薄层电阻值范围内的低薄层电阻，例如图5所示的那些。抗反射电极改变透明导电氧化物的厚度而不显著增加反射率的能力实现从超过1000ohm/sq到约0.1ohm/sq变化的宽范围的薄层电阻。对于诸如场效应装置的应用，薄层电阻可大于约100、250、500或1000ohm/sq，或者对于基于电流的装置，薄层电阻可小于约100、50、20、10、5或2ohm/sq。
[0070]
抗反射涂层34可设置在衬底22、24与电光介质30之间。与are 34的电连接可通过将导电介质例如电线、母线或导电环氧树脂(未示出)电连接到第二层40来进行。这可以通过掩蔽电接触区域中的第三层42或通过经由蚀刻、烧蚀或其他移除方法移除第三层42来实现。抗反射涂层的反射率可小于1.0％。抗反射涂层的反射率可为cie y、平均反射率和部件的加权反射率中的至少一者。
[0071]
实施例：
[0072]
在一些实施方案中，第三层42可包括第一材料的第三子层诸如二氧化硅(sio2)42a，以及第二材料的第四子层(42b)诸如氧化铟锡(ito)或氧化铌。在一些实施方案中，第三层42可包括第一材料的多于一个第三子层42a，以及第二材料的多于一个第四子层42b，
如图4所示。在一些实施方案中，第一材料的第三子层42a可以与第二材料的第四子层42b交替。第二材料的第四子层42b可以最接近腔室和eo介质30。第一材料的第三子层42a可以最接近第二层40。在一些另选的实施方案中，第三子层42a可以邻近电光介质30。
[0073]
在一些实施方案中，第三层42中的第一材料的一个或多个第三子层42a可包含漏电性二氧化硅(sio2)或其他低折射率材料。泄漏二氧化硅可包括额外的开口或孔，所示开口或孔可由于其微观结构中的多孔性而允许电子更容易地从透明导体移动到光学活性介质或反之亦然。电流可能比通过标准sio2更好地通过漏电性二氧化硅。
[0074]
在一些实施方案中，第二层40可包含tco，诸如氧化铟锡(ito)、氟掺杂氧化锡(f:sno2)、掺杂氧化锌、氧化铟锌(izo)等。第二层40的厚度范围可在小于10nm至超过1500nm的范围内。
[0075]
在一些实施方案中，例如，第一层38可包括二氧化硅的第一子层38a和氧化铌或氧化铟锡(ito)的第二子层38b。应当理解，可使用其他低折射率和高折射率材料，并且本公开不限于这些特定材料。
[0076]
表1示出了具有不同的第一层38、第二层40和第三层42的不同are的薄层电阻与薄层厚度之间的关系，其中层40具有不同的厚度值和所得薄层电阻值，包括存在于叠堆中的所有导电层的贡献。示出了具有不同的第一层38和第三层42的are的实施例。表1还包括含有ito电极的系统的两个实施例(编号1和2)，所述系统不具有作为现有技术的实施例的第一层38和第三层42。示出了第一层38和第三层42的不同构造(包括不同构型和组成)和第二层40的不同厚度的积分反射率yr、反射颜色a*r、b*r、积分透射率yt、透射颜色a*t、b*t、光学吸收率a和薄层电阻sr。使用d65光源和10度观察器在cie颜色系统中确定反射率、透射率和颜色。在表1的实施例中，所示的层依次为第一衬底22、第一层38、第二层40、第三层42和电光介质30。针对法线入射角计算光学参数，并且针对从系统的最接近第一衬底22的侧面入射的光计算反射参数。光学参数限于包括衬底、are涂层34和电光介质的界面的那些。为清楚起见，省略了来自其他界面的反射率贡献。
[0077]
表1：衬底-电光介质界面处不同电极构造的are光学和电气性能
[0078][0079]
反射率值与观察方向无关，并且可以从两个方向获得等同的反射率特性。表1中第一层38、第二层40和第三层42的列指出相应层的组成以及层的每个(多个)部件的厚度(以纳米计)。
[0080]
在这些实施例中，假定电极层40由ito制成，并且对于大多数实施例具有167微欧姆-厘米的体电阻率。实施例6具有244微欧姆-厘米的体电阻率。其余层的薄层电阻也包括
在内以达到整个are的估计薄层电阻。通过以最小化反射率为目标来优化层，从而计算厚度参数；然而，也可以尝试最小化反射颜色参数a*r和b*r的绝对值。该表中的are的结果表明，如实施例1和2所示，与不具有第一层38和第三层42的ito电极相比，可以获得低反射率和各种薄层电阻值。are涂层的反射颜色具有比现有技术的单层实施例更小的a*r和b*r绝对值，表示反射光应具有可接受的中性颜色反射。
[0081]
图6示出了表1的实施例1-4的反射光谱，其中与已知技术的参考涂层相比，are构造提供了宽带抗反射特性。反射率曲线图仅示出来自涂覆界面的反射率。反射率曲线图示出了对于are可实现2％或更小的反射率值，而参考涂层可具有显著更高的反射率值。证明了小于1％的反射率值和低于0.8％的反射率值。小于0.5％或小于0.25％或小于0.10％的反射率值也是可实现的，并且根据具体应用，可能是期望的。如上所述，在某些实施方案中，反射率是指眼睛加权的cie y反射率。另选地，反射率可以是给定波长范围诸如400至720nm的简单平均值，或者在给定波长范围内针对特定光源的强度相对于波长归一化的反射率强度。反射率目标可以选自这些选项中的一个或多个选项。
[0082]
受益于抗反射电极的不同应用可因对电流的需要而不同。例如，液晶或悬浮颗粒装置依赖于电位来对准或改变分子的对准以实现不同的操作状态，并且需要很少电流或不需要电流。相比之下，电致变色装置需要电流来发挥作用。电流将主要从电气总线系统流过tco层，但接着需要垂直于tco流动以到达电致变色介质并激活状态改变。电流的竖直流动为抗反射电极增加了额外要求。层42的平均导电率(以西门子/厘米，s/cm量化)为子层形成层42的导电率的平均值，应大于约0.001s/cm、或大于约1s/cm、或大于约100s/cm。在第三层42中实现必要的导电率以实现电光介质30的激活的一种非限制性方式是制备第三子层42a和第四子层42b，它们可以是固有非导电的、多孔的或具有减小的密度。孔隙率或降低的密度可以允许电子在第二层40与电光介质30之间流动。例如，第三层42可包括sio2的第三子层42a和tco的第四子层42b。第四子层42b可被定位成紧邻电光介质30，并且第三子层42a可以邻近第二层40设置。当第三子层42a具有减小的孔隙率(“泄漏”sio2)时，电流可更容易地流动，由此使得电光介质30能够激活。另选地，第三层42可包括介电材料如sio2和导电材料如ito的多个交替的第三子层42a和第四子层42b。孔隙率可通过层密度进行量化，所述层密度可介于体密度的约75％和100％之间，或者可介于体密度的约85％和100％之间，或者可介于体密度的约90％和98％之间。
[0083]
在一些实施方案中，第三层42可包括主体基质，该主体基质具有嵌入主体基质中的导电纳米颗粒。导电纳米颗粒的密度、其折射率和主体材料的折射率可被选择为满足公式2的折射率要求。
[0084]
在一些实施方案中，第三层42可包括分级折射率，其中通过使用如表1实施例9所示的粗糙结构，折射率从第二层40的折射率转变到电光介质30的折射率。例如，第三层42可包括ito的分级层，其中ito的孔隙率朝向电光介质的方向增加，从而形成分级折射率。实现本文概述的光学和电气特性的其他方式在本发明的范围内。
[0085]
电子在第三层42与电光介质30之间的传输可受到第三层42的顶部处的材料的工作功能的影响。在一些实施方案中，电流的流动可通过将tco的薄层定位在第三层42的顶部处来增强。与第三层42的剩余层组合的tco层40应被配置为实现给定应用的期望反射率。
[0086]
类似于hud，可调镜和其他装置、特别是具有包括反射电极的电光元件的装置可受
益于具有are涂层34。例如，图7所示的可调镜51可包括电光元件53。如上文所论述，电光元件53可包括与密封构件56粘结在一起以形成腔室58的衬底52和54。腔室58可包含电光材料60。入射光可以从第一衬底的第一表面52a、第一衬底的第二表面52b和第二衬底的第三表面54a反射。期望反射率来自可调镜62所在的界面54b。来自其他界面的反射光可导致可能与从界面54b反射的光竞争的鬼像。抗反射电极涂层34可被施加到第一衬底的第二表面52b和第二衬底的第三表面54a中的至少一者上，以减轻来自表面的鬼像。对于涉及可见光谱范围的显示器诸如hud、可调镜等中的应用，可能期望除了具有低反射率之外，抗反射电极的反射率是相对中性色的，其a*和b*值介于-20和 20之间，或在-10至 10内或在-5至5内。
[0087]
在另一个实例中，如图8所示，在一些实施方案中，可调镜51还可包括以平行构型保持的第一衬底82和第二衬底84，以及围绕周边的密封件86，从而限定腔室88。腔室88可以填充有液晶材料89，从而形成液晶单元。反射偏振器92可邻近液晶单元设置且设置于液晶单元后方。附加地或另选地，反射偏振器92可以定位在电光元件53后面，或者可使用粘合剂层61直接粘结到电光元件53。
[0088]
第一衬底82具有第一表面82a和第二表面82b。第二衬底84具有第三表面84a和第四表面84b。粘合剂层61可被选择为具有与衬底54和82相当的折射率，这可能导致实际消除这些界面的反射率。表面82b和84a可包括透明电极。与以上实例一样，光可以从不同界面反射。反射率可以形成鬼像。将抗反射电极涂层34施加到表面82b、84a中的至少一者上可以减少或消除鬼像的出现。
[0089]
在又一个实例中，如图9所示，可调窗口可包括位于光传感器阵列与形成相机(未示出)的透镜的其他光学部件之间的光学路径中的eo元件20。光感应器可包括数字相机传感器。电光元件20的第二表面22b和第三表面24a可具有抗反射电极涂层34，并且第一表面22a和第四表面24b可包括抗反射涂层90。抗反射涂层90可为非导电的。该布置可以允许调整进入传感器的光的量，而不利用移动部件，并且表面的抗反射特性可以防止在传感器处形成重像或鬼影。
[0090]
本领域的普通技术人员应理解，所描述的公开和其他部件的构造不限于任何具体材料。除非在本文中另外描述，否则本文中所公开的本公开的其他示例性实施方案可由广泛多种材料形成。
[0091]
以上描述仅被认为是优选实施方案的描述。本领域的技术人员以及制作或使用本公开的技术人员将想到对本公开的修改。因此，应该清楚，在附图中所示的并且以上所述的实施方案仅为说明的目的，并且并非旨在限制本公开的范围，本公开的范围由根据专利法原则(包括等同物原则)解释的所附权利要求限定。
[0092]
值得注意的是，如在示例性实施方案中示出的本公开的元件的构造和布置仅仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细地描述了本创新的仅几个实施方案，但审阅本公开的本领域技术人员应容易了解，在不实质上脱离所述主题的新颖教导和优点的情况下，许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等的改变)。例如，被示出为一体地形成的元件可由多个部分构造而成，或者被示出为多个部分的元件可一体地形成，界面的操作可以颠倒或以其他方式改变，结构的长度或宽度和/或系统的构件或连接件或其他元件可以改变，元件之间提供的调整位置的性质或数目可以改变。应注意，系统的元件和/或组件可以由提供足够强度或耐久性的广泛
多种材料中的任一种构成，且可以呈广泛多种颜色、纹理和组合中的任一种。因此，所有此类修改意欲包含在本创新的范围内。可在不脱离本创新的精神的情况下在期望和其他示例性实施方案的设计、操作条件和布置方面进行其他取代、修改、改变和省略。
[0093]
如本文所用，术语“约”意指量、尺寸、配方、参数和其他数量和特征不是确切的且无需为确切的，但可以根据需要为近似的和/或更大或更小的，从而反映出公差、换算系数、舍入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其他因素。当使用术语“约”描述范围的值或端点时，本公开应理解为包含提及的具体值或端点。无论说明书中的范围的数值或端点是否引用“约”，范围的数值或端点预期包含两个实施方案：一个由“约”修饰并且一个不由“约”修饰。应进一步理解，每个范围的端点相对于另一个端点和独立于另一个端点都是有意义的。
[0094]
如本文所用的术语“基本”、“基本上”及其变体旨在指出所描述的特征等于或大致等于值或描述。例如，“基本上平坦的”表面旨在表示平坦的或大致平坦的表面。此外，“基本上”旨在表示两个值相等或大致相等。在一些实施方案中，“基本上”可表示在彼此的约10％内的值。
[0095]
应注意，在本说明书中对“前部”、“背部”、“后部”、“向上”、“向下”、“内”、“外”、“右”和“左”的引用仅用于将各种元件标识为它们在图中定向。这些术语并不意图限制它们描述的元件，因为各种元件可以在各种应用中不同地定向。