KR20140032419A

KR20140032419A - 전기발색 디바이스용 브릿징된 버스 바

Info

Publication number: KR20140032419A
Application number: KR1020137032455A
Authority: KR
Inventors: 션 머피; 닐 엘. 스바; 그렉 맥코미스키
Original assignee: 세이지 일렉트로크로믹스, 인크.
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2014-03-14
Also published as: JP2014519622A; WO2012162502A1; US20120300280A1; EP2715442A1; CN103562788A

Abstract

본 발명의 일 양태에서 적어도 하나의 버스 바(520)를 포함하는 전기발색 디바이스가 존재하는데, 적어도 하나의 버스 바는 도전성 시일(530)과 통신한다. 본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 접착제, 수지, 또는 적합한 도전성 금속으로 침윤된 폴리머 또는 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 이루어진다.

Description

전기발색 디바이스용 브릿징된 버스 바{BRIDGED BUS BAR FOR ELECTROCHROMIC DEVICES}

관련 출원들에 대한 상호 참조

본 출원은 2011 년 5 월 26 일 출원된 미국 가특허출원 번호 제 61/490,291 호의 출원일에 대한 우선권을 주장하는데, 이 개시물은 여기에서 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 발명은 전자기 복사의 투과 또는 반사율을 전기적 포텐셜을 전기발색 디바이스에 인가함으로써 변동시킬 수 있는 전기발색 디바이스에 관련된다.

전기발색 디바이스 글레이징(glazings)은 전기적 포텐셜의 인가에 응답하여 자신의 광학적 성질, 예컨대 착색(coloration)을 변화시킴으로써, 그 디바이스를 더 투명하게 또는 덜 투명하게 하거나 또는 더 반사하게 하거나 덜 반사하게 하는 알려지는 전기발색 물질을 포함한다. 통상적 선행 기술에 의한 전기발색 디바이스(이하, "EC 디바이스")는 반전극층(counter electrode layer), 반전극층에 실질적으로 평행하게 침착된 전기발색 물질층, 및 반전극층을 전기발색층으로부터 각각 분리하는 이온적 도전층(ionically conductive layer)을 포함한다. 추가적으로, 두 개의 투명 도전층이 반전극층 및 전기발색층과 실질적으로 평행하고 이에 접촉한다. 반전극층, 전기발색 물질층, 이온적 도전층 및 도전층을 제작하기 위한 물질은, 예를 들어 미국 특허 공개 번호 제 2008/0169185 호로서 본 명세서에서 참조되는 문서에 공지되고 설명되며, 바람직하게는 실질적으로 투명한 산화물 또는 질화물이다.

전통적인 EC 디바이스 및 이를 포함하는 절연 유리 유닛(이하, "IGUs")은 도 1 에 도시되는 구조를 가진다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "절연 유리 유닛" 은, (금속, 플라스틱, 폼(foam), 수지 기초의) 스페이서(1)에 의하여 에지를 따라서 분리되며 시일되어(시일은 미도시) 데드 에어 공간, "절연 공간"(또는 다른 가스, 예를 들어 아르곤, 질소, 크립톤)을 층들 사이에 생성하는 두 개 이상의 유리층을 의미한다. IGU(2)는 본 명세서에서 더욱 설명되는 내부 유리 패널(3) 및 EC 디바이스(4)를 포함한다.

도 2 및 도 3 은 통상적 선행 기술 전기발색 디바이스(20)의 평면도 및 단면도를 각각 도시한다. 디바이스(20)는 기판(34) 상에 형성된 고립된 투명 도전층 지역(26A 및 26B)을 포함한다. EC 디바이스(20)는 반전극층(28), 이온 도전층(32), 전기발색층(30) 및 투명 도전층(24)을 포함하는데, 이들은 도전층 지역(26) 상에 차례대로 침착되었다. 더 나아가, 디바이스(20)는 오직 도전층 지역(26A)과만 접촉하는 버스 바(40), 및 도전층 지역(26B) 상에 형성될 수도 있고 도전층(24)과 접촉하는 버스 바(42)를 포함한다. 도전층 지역(26A)은 도전층 지역(26B) 및 버스 바(42)로부터 물리적으로 고립되고 도전층(24)은 버스 바(40)로부터 물리적으로 고립된다. 더 나아가, 버스 바(40 및 42)는 와이어에 의하여 저전압 전기 소스(22)의 양의 및 음의 단자에 각각 접속된다.

도 2 및 도 3 을 참조하면, 소스(22)가 전기적 포텐셜을 버스 바(40, 42) 양단에 인가하도록 동작되면, 전자 및 따라서 전류는 버스 바(42)로부터 투명 도전층(24)을 통하여 전기발색층(30) 내로 흐른다. 더 나아가, 이온, 예컨대 반전극층 내에 저장된 Li+는 반전극층(28)으로부터 이온 도전층(32)을 통하여 전기발색층(30)으로 흐르며, 반전극층(28)으로부터 추출되고 이제 외부 회로를 통하여 전기발색층(30)으로 삽입되는 전자에 의하여 전하 평형이 유지된다. 이온 및 전자의 전기발색층으로의 전송은 전기발색층, 및 선택적으로 상보적 EC 디바이스 내의 반전극층의 광학적 특징이 변화하도록 함으로써, 이를 통하여 EC 디바이스의 착색과 투명도를 변화시킨다. 버스 바를 디바이스(20)의 측면에 인접하게 포지셔닝하는 것이 바람직한데, 거기서는 약 0.25 인치보다 크지 않은 너비를 통상적으로 가지는 버스 바가 보이지 않거나 최소한으로만 보이기 때문에 그 디바이스가 통상적 윈도우 프레임 내에 설치되었을 때 미관상 만족스럽게 보이도록 한다.

버스 바 물질이 IGU 시일 너머로 연장함으로써 전기적 접속이 IGU 외부에 형성될 수 있도록 하는 것이 필요하다. 투명 도체층으로의 내부 접속은 EC 디바이스의 미관을 위태롭게 할 것으로 여겨진다. 더욱이, 당업계에서 채용되는 통상적 저온 버스 바 물질, 예를 들어 은-기초 후막 프릿 물질(thick film frit materials)은 다공성이다. 결과적으로, 전통적인 프릿 물질이 스페이서 아래에서 IGU 외부로 연장될 때 IGU의 데드 에어 공간 내에 저장된 불활성 가스의 누설이 있을 것으로 여겨진다.

본 발명의 일 양태에서, 적어도 하나의 버스 바를 포함하는 전기발색 디바이스가 존재하는데, 적어도 하나의 버스 바는 도전성 시일과 통신한다. 본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 접착제, 수지, 또는 적합한 도전성 금속으로 침윤된 폴리머 또는 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 이루어진다.

본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 연속 버스 바에 적어도 부분적으로 접촉한다. 본 발명의 다른 실시예들에서, 도전성 시일은 버스 바의 두 개의 세그먼트를 접속시키는 브릿지를 형성한다. 본 발명의 또 다른 실시예, 도전성 시일은 버스 바의 적어도 일부를 커버한다. 본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 버스 바의 적어도 일부를 적어도 하나의 차원에서 중첩한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 버스 바(들) 내의 구멍(pores)을 적어도 부분적으로 관통한다.

본 발명의 다른 양태에서, 적어도 하나의 버스 바 및 적어도 하나의 버스 바와 통신하는 도전성 시일을 가지는 전기발색 디바이스를 포함하는 시스템이 존재하는데, 도전성 시일은 버스 바보다 덜 다공성이며 약 0.1 ohm/ft 내지 약 0.6 ohm/ft 사이의 전기 저항을 가진다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 약 420℃보다 더 적은 경화 온도를 가진다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 및 버스 바는 동시에 경화된다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 도전성 에폭시로 이루어진다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 은 에폭시를 포함한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 본질적으로 도전성 폴리머로 구성된다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 버스 바를 통한 가스의 손실을 완화시킨다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 80% 를 적어도 약 30 일 동안 보유하거나 보유를 허용하는데, 이것은 그렇지 않으면, 예를 들어 버스 바 내의 구멍을 통하여 손실되었을 것이다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 80%를 적어도 약 45 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 80%를 적어도 약 60 일 동안 보유한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 90%를 적어도 약 30 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 90%를 적어도 약 45 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 90%를 적어도 약 60 일 동안 보유한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 95%를 적어도 약 30 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 95%를 적어도 약 45 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 95%를 적어도 약 60 일 동안 보유한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 버스 바를 적어도 하나의 차원에서 적어도 부분적으로 중첩한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 버스 바를 적어도 두 개의 차원에서 적어도 부분적으로 중첩한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 약 20μm 부터 약 50μm 까지의 범위를 가지는 두께를 가진다.

몇 가지 실시예들에서, 만일 두 개 이상의 버스 바가 제공된다면, 각각의 버스 바는 상이한 도전성 시일에 의하여 커버될 수도 있다. 다른 실시예들에서, 만일 두 개 이상의 버스 바가 제공된다면, 하나의 버스 바는 도전성 시일에 의하여 커버될 수도 있고 반면에 다른 것은 비-도전성 시일로 커버된다.

본 발명의 다른 양태에서, 적어도 두 개의 버스 바 및 유리 패널을 가지는 전기발색 디바이스를 포함하는 절연 유리 유닛이 존재하는데, 전기발색 디바이스 및 유리 패널은 실질적으로 서로에 대해 평행하고 스페이서에 의하여 연결되어 절연 공간을 형성하고, 시일은 스페이서 및 전기발색 디바이스 사이에서 샌드위치되며, 시일은 적어도 두 개의 버스 바 중 적어도 일부와 통신한다. 몇 가지 실시예들에서, 절연체, 예컨대 폴리이소부틸렌은 스페이서와 시일 사이에 존재한다.

시일은 버스 바 상에 직접적으로 배치될 수도 있다. 몇 가지 실시예들에서, 시일은 비-도전성 시일이다. 다른 실시예들에서, 시일은 도전성 시일이다. 다른 실시예들에서, 비-도전성 시일이 스페이서의 일부에 고정된다.

몇 가지 실시예들에서, 시일은 버스 바 내의 구멍을 적어도 부분적으로 관통한다. 몇 가지 실시예들에서, 비-도전성 시일은 버스 바 내의 구멍을 적어도 부분적으로 관통한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 버스 바 내의 구멍을 적어도 부분적으로 관통한다.

몇 가지 실시예들에서, 비-도전성 시일이 단락(예를 들어, 도전성 물질로 이루어진 스페이서와 버스 바 사이에서 발생할 수도 있는 단락)을 방지하기 위하여 사용될 수도 있다. 몇 가지 실시예들에서, 비-도전성 시일은 에폭시, 폴리머, 수지, 또는 접착제이다. 몇 가지 실시예들에서, 비-도전성 시일은 에폭시이며, 에폭시는 적어도 두 개의 버스 바보다 덜 다공성이다. 몇 가지 실시예들에서, 비-도전성 시일은(물질 파라미터 또는 처리 파라미터에 기초하여) 선택되어 이 물질이 버스 바 내의 구멍을 적어도 부분적으로 관통하도록 한다.

몇 가지 실시예들에서, 버스 바는 잉크로써 커버되며, 잉크는 후막 물질 중 하나이며(예를 들어 단락 방지를 보조하는) 절연체로서 기능한다. 몇 가지 실시예들에서, 잉크는 그 자체가 본질적으로 비-다공성이다. 몇 가지 실시예들에서, 잉크는 흑색으로 착색된 잉크이다.

몇 가지 실시예들에서, 적어도 두 개의 버스 바 중 적어도 하나는 연속이다. 몇 가지 실시예들에서, 시일은 연속 버스 바를 커버한다. 시일은 스페이서 또는 스페이서와 인접한 절연체(폴리이소부틸렌)와 접촉할 수도 있다.

몇 가지 실시예들에서, 적어도 두 개의 버스 바 중 적어도 하나는 세그멘트화된다. 몇 가지 실시예들에서, 세그먼트화된 버스 바는 내부 부분 및 외부 부분을 포함한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 내부 및 외부 버스 바 부분 각각의 적어도 일부와 통신한다. 몇 가지 실시예들에서, 시일은 스페이서 아래의 영역에 존재한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 적어도 두 개의 버스 바 및 전기 전압원 중 적어도 하나와 통신한다. 몇 가지 실시예들에서, 시일은 스페이서 아래의 영역에 존재한다.

본 발명의 다른 양태에서 전기발색 디바이스의 상단 표면 상의 적어도 두 개의 버스 바 및 유리 패널을 가지는 전기발색 디바이스를 포함하는 절연 유리 유닛이 존재하는데, 전기발색 디바이스 상단 표면 및 유리 패널은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 정렬되고 스페이서에 의하여 연결되어 절연 공간을 형성하고, 버스 바의 각각은 내부 및 외부 버스 바 부분을 가지며, 내부 버스 바 부분은 상기 절연 공간 내에 포지셔닝되고 외부 버스 바 부분은 절연 공간 외부에 포지셔닝되며, 도전성 시일은 내부 및 외부 버스 바 부분과 통신한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 스페이서와 전기발색 디바이스 상단 표면 사이에 포지셔닝된다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 상기 내부 및 외부 버스 바 부분을 브릿징하고 내부와 외부 버스 바 부분 사이에 전기적 통신을 제공한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 내부 및 외부 버스 바 부분과 나란하다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 내부 또는 외부 버스 바 부분 중 적어도 하나와 적어도 부분적으로 중첩한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 적어도 두 개의 버스 바 보다 덜 다공성이고 약 0.1 ohm/ft 내지 약 0.6 ohm/ft 사이의 전기 저항을 가진다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 적합한 도전성 금속으로 침윤된 접착제, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 수지, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 폴리머, 및 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 도전성 에폭시이다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 에폭시는 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 은 에폭시를 포함한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 본질적으로 도전성 폴리머로 구성된다.

본 발명의 다른 양태에서, 전기발색 디바이스의 상단 표면 상의 적어도 두 개의 버스 바 및 유리 패널을 가지는 전기발색 디바이스를 포함하는 절연 유리 유닛이 존재하는데, 전기발색 디바이스 상단 표면 및 유리 패널은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 정렬되고 스페이서에 의하여 연결되어 절연 공간을 형성하고, 버스 바 각각은 연속이며, 적어도 두 개의 버스 바 중 적어도 일부는 전기발색 디바이스 상단 표면과 스페이서 사이에 포지셔닝되어 버스 바 접촉점을 형성하고, 도전성 시일은 상기 버스 바 접촉점의 적어도 일부를 커버한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 적합한 도전성 금속으로 침윤된 접착제, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 수지, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 폴리머, 및 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 도전성 에폭시이다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 에폭시는 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 은 에폭시를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에서 전기발색 디바이스의 상단 표면 상의 적어도 두 개의 버스 바 및 유리 패널을 가지는 전기발색 디바이스를 포함하는 절연 유리 유닛이 존재하는데, 전기발색 디바이스 상단 표면 및 유리 패널은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 정렬되고 스페이서에 의하여 연결되어 절연 공간을 형성하고, 버스 바의 각각은 실질적으로 상기 절연 공간 내에 위치되고, 도전성 시일은 상기 버스 바 및 외부 전압원과 통신한다.

본 발명의 다른 양태에서, (i) 적어도 두 개의 버스 바를 EC 디바이스 상단 표면 상에 가지는 EC 디바이스, (ii) 유리 패널, 및 (iii) EC 디바이스 상단 표면의 주변을 따라서 포지셔닝되어 EC 디바이스를 유리 패널로 연결하여 내부 절연 유리 유닛 공간을 형성하는 스페이서를 포함하는 절연 유리 유닛이 존재하는데, 여기에서 두 개의 버스 바 각각은 내부 및 외부 버스 바 부분을 가지고, 각각의 버스 바의 내부 버스 바 부분은 내부 절연 유리 유닛 공간 내에 포지셔닝되고 각각의 버스 바의 외부 버스 바 부분은 내부 절연 유리 유닛 공간 외부에 포지셔닝되며, 도전성 시일은 각각의 버스 바의 내부 및 외부 버스 바 부분과 전기적으로 통신하고, 도전성 시일은 스페이서와 EC 디바이스 상단 표면 사이에(하지만 반드시 스페이서와 접촉하는 것은 아님) 그리고 각각의 버스 바의 내부 및 외부 버스 바 부분과 나란하게 포지셔닝된다. 본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 접착제, 수지, 또는 (각각 적합한 도전성 금속으로 침윤된) 폴리머 또는 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 이루어진다.

몇 가지 실시예들에서, 두 개의 버스 바 중 적어도 하나는 연속임으로써 버스 바의 적어도 일부가 스페이서 아래에서 진행하도록 한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 스페이서 아래에서 진행하는 버스 바 부분의 각각의 차원 상에 포지셔닝되고 및/또는 커버한다.

몇 가지 실시예들에서, 두 개의 버스 바 중 적어도 하나는 세그먼트화됨으로써 버스 바가 스페이서 아래에서 진행하지 못하도록 한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 내부 및 외부 버스 바 부분을 스페이서 아래에 포지셔닝된 도전성 시일로써 연결한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 내부 및 외부 버스 바를 적어도 하나의 차원에서 부분적으로 중첩한다. 몇 가지 실시예들에서, 중첩은 약 1 mm 로부터 약 5 mm까지의 범위를 가진다.

본 발명의 또 다른 양태에서, (i) EC 디바이스 상단 표면 상의 적어도 두 개의 버스 바를 가지는 EC 디바이스, (ii) 유리 패널, 및 (iii) EC 디바이스 상단 표면의 주변을 따라 포지셔닝되며 EC 디바이스를 유리 패널에 연결시켜 내부 절연 유리 유닛 공간을 형성하는 스페이서를 포함하는 절연 유리 유닛이 존재하는데, 적어도 두 개의 버스 바 각각은 내부 절연 유리 유닛 공간 내에 포지셔닝되고, 각각은 스페이서의 내부 에지로부터 약 0.1cm 내지 약 1 cm 에서 종단되며, 도전성 시일은 각각의 버스 바와 전기적 통신하고, 도전성 시일은 버스 바의 종단점에 접촉하고 스페이서 아래에서 EC 디바이스 상단 표면의 외부 에지로 연장한다. 본 발명의 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 접착제, 수지, 또는 (각각 적합한 도전성 금속으로 침윤된) 폴리머 또는 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택된 물질로 이루어진다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 외부 전압원과 전기적 통신한다.

본 발명의 다른 양태에서, (1) 적어도 하나의 버스 바를 가지는 EC 디바이스, (2) 유리 패널, (3) EC 디바이스의 주위를 따라 포지셔닝되고 유리 패널에 연결되어 내부 절연 유리 유닛 공간을 형성하는 스페이서, 및 (4) 스페이서와 EC 디바이스 사이에서 샌드위치되며(하지만 반드시 스페이서와 접촉되지는 않으며) 적어도 하나의 버스 바의 적어도 일부와 통신하는 도전성 시일을 포함하는 절연 유리 유닛이 존재한다.

본 발명의 다른 양태에서, 절연 유리 유닛 내의 스페이서 아래를 통과하는 버스 바의 일부를 시일로써 커버하거나 코팅하는 단계를 포함하는, 가스(또는 가스 혼합물)의 절연 유리 유닛 내의 절연 공간으로부터의 손실을 완화하는 방법이 존재한다. 몇 가지 실시예들에서, 시일은 도전성 시일이다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 도전성 에폭시이다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 에폭시는 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 은 에폭시를 포함한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 90%를 적어도 약 30 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 90%를 적어도 약 45 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 90%를 적어도 약 60 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 95%를 적어도 약 30 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 95%를 적어도 약 45 일 동안 보유한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일은 가스의 적어도 약 95%를 적어도 약 60 일 동안 보유한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 스페이서 아래를 통과하는 버스 바의 일부를 도전성 시일로써 브릿징하거나, 교체하거나, 또는 커버하는, IGU 내부 공간으로부터의 불활성 분위기의 손실을 완화하는 방법이 존재한다.

본 발명의 다른 양태에서, 스페이서 아래를 통과하는 버스 바의 일부를 도전성 시일 물질의 유효량으로써 브릿징하거나, 교체하거나, 또는 커버하는, IGU 내부 공간으로부터의 불활성 분위기의 손실을 완화하는 방법이 존재한다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 스페이서 아래에서 진행하거나 이에 부착되는 시일을 포함하는 절연 유리 유닛을 제조하는 방법이 존재한다. 시일은 도전성 또는 비-도전성일 수도 있다.

도 1 은 EC 디바이스를 포함하는 IGU의 단면도이다.
도 2 는 전통적인 EC 디바이스의 평면도이다.
도 3 은 전통적인 EC 디바이스의 단면도이다.
도 4a 는 도전성 시일에 의하여 브릿징된 버스 바를 포함하는 IGU의 단면도이다.
도 4b 는 도전성 시일에 의하여 브릿징된 버스 바를 포함하는 IGU의 평면도이다.
도 4c 는 도전성 시일과의 중첩을 도시하는, 버스 바의 종단점의 평면도이다.
도 5 는 도전성 시일에 의하여 부분적으로 커버된 버스 바를 포함하는 IGU의 단면도이다.
도 6 은 EC 디바이스의 에지로 진행하는 도전성 시일과 통신하는 내부 버스 바를 포함하는 IGU의 단면도이다.
도 7a 는 전통적인 IGU로부터의 시간이 지남에 따른 가스 누설량을 예시한다.
도 7b 는 전통적인 IGU로부터의 시간이 지남에 따른 가스 누설량을 예시한다.
도 8a 는 도전성 시일을 가지는 실험적 IGU로부터의 시간이 지남에 따른 가스 누설량을 예시한다.
도 8b 는 도전성 시일을 가지는 실험적 IGU로부터의 시간이 지남에 따른 가스 누설량을 예시한다.
도 9a 는 도전성 시일에 의하여 부분적으로 커버된 버스 바를 포함하는 IGU의 단면도이다.
도 9b 는 도전성 시일에 의하여 부분적으로 커버된 버스 바를 포함하는 IGU의 단면도이다.
도 10 은 도전성 시일을 가지는 실험적 IGU로부터의 시간이 지남에 따른 가스 누설량을 예시한다.
도 11 은 도전성 시일을 가지는 실험적 IGU로부터의 시간이 지남에 따른 가스 누설량을 예시한다.
도 12 는 도전성 시일을 가지는 실험적 IGU로부터의 시간이 지남에 따른 가스 누설량을 예시한다.

본 발명의 일 양태에서, 도전성 시일 또는 비-도전성 시일에 의하여 브릿징되거나, 커버되거나, 이에 연결되거나, 또는 이에 의하여 관통되는 버스 바를 가지는 기판이 존재한다. 본 발명의 다른 양태에서, 도전성 시일에 의하여 브릿징되거나, 커버되거나, 또는 이에 연결된 버스 바를 가지는 EC 디바이스가 존재한다. 본 발명의 다른 양태에서 도전성 시일에 의하여 브릿징되거나, 커버되거나, 또는 이에 연결된 버스 바를 포함하는 EC 디바이스를 가지는 IGU가 존재한다.

버스 바를 커버하거나 코팅하는 것에 추가적으로, 본 명세서에서 설명되는 시일은 버스 바 내의 적어도 몇몇 구멍을 관통할 수도 있다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "기판"은 유리, 플라스틱, 금속, 박막 물질, 또는 EC 디바이스를 지칭한다. 특정한 예들은 EC 디바이스에 적용된 버스 바 및 시일을 예시할 수도 있는 반면에, 본 명세서에서 개시된 기술은 다른 디바이스, 예컨대 배터리 및 TFT-디스플레이에 적용가능하다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "완화한다(mitigate)"는 스스로의 공통적 의미, 즉 '줄이다'를 가진다. 몇 가지 실시예들에서, 절연 공간으로부터의 가스의 손실을 완화한다는 것은, 그렇지 않으면 버스 바 내의 구멍을 통하여 손실되거나 이를 통하여 탈출하였을 것으로 여겨지는 그 가스의 적어도 약 35%가 보유된다는 것을 의미한다. 몇 가지 실시예들에서, 절연 공간으로부터의 가스의 손실을 완화시킨다는 것은 그 가스의 적어도 약 45% 가 보유된다는 것을 의미한다. 몇 가지 실시예들에서, 절연 공간으로부터의 가스의 손실을 완화시킨다는 것은 그 가스의 적어도 약 50% 가 보유된다는 것을 의미한다. 몇 가지 실시예들에서, 절연 공간으로부터의 가스의 손실을 완화시킨다는 것은 그 가스의 적어도 약 60% 가 보유된다는 것을 의미한다. 몇 가지 실시예들에서, 절연 공간으로부터의 가스의 손실을 완화시킨다는 것은 그 가스의 적어도 약 75% 가 보유된다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용될 때, 용어 "실질적으로 평행한"은, 두 개의 오브젝트가 서로에 대해 평행하다는 것 또는 두 개의 오브젝트가 교차하도록 또는 교차할 수 있도록 서로에 대하여 포지셔닝된다는 것을 의미한다. 이를 고려하여, 이 용어는 오브젝트들을, 이들이 서로에 대하여 90도의 각도로 포지셔닝되지 않기만 하면, 임의의 각도로 포지셔닝하는 것을 지칭할 수도 있다. 예를 들어, 두 개의 기판은 서로에 대하여 30°, 45°, 또는 60° 각도로 설정될 수도 있다.

시일은 스페이서에 직접적으로 접촉할 수도 또는 그렇지 않을 수도 있다는 것이 이해되어야 한다(예를 들어 도전성 물질로 제작된 스페이서는 버스 바와 접촉하는 도전성 시일과 단락을 이룰 수 있다). 폴리이소부틸렌, 또는 다른 절연체가 이러한 스페이서와 시일 사이에 포지셔닝될 때 이러한 단락을 방지하기 위하여 사용될 수도 있다.

디바이스

몇 가지 실시예들에서, 도 4a 및 도 4b 의 평면도 및 단면도에 도시된 바와 같이 도전성 시일은 세그먼트화된 버스 바 또는 내부 버스 바를 외부 버스 바와 브릿지 또는 접속시킨다. 전통적인 EC 디바이스에서 발견되는 버스 바는 두 개의 지역 또는 세그먼트, 즉 내부 버스 바(420) 및 외부 버스 바(425)로 분할된다. 버스 바(420 및 425)는 도전성 시일(430)에 의하여 브릿징된다. 스페이서(440) EC 디바이스(410)를 다른 유리 패널(450)에 연결시키거나 시일하여 내부 공간(460)을 가지는 IGU를 형성한다. 도전성 시일(430)은 스페이서(440) 아래에 포지셔닝되고, 불활성 가스의 내부 공간(460)으로부터의 탈출을 방지, 완호 또는 속도늦춤(이하 "방지")하는 동안 버스 바 세그먼트들 사이에서 전압 및/또는 전류를 통전하도록 역할을 수행한다고 여겨진다. 도전성 스페이서가 사용되는 경우, 폴리이소부틸렌, 또는 다른 절연체가 이러한 스페이서와 시일 사이에 적용되어야 한다. 도 4b 에 도시된 바와 같이, 스페이서(440)는 당업계에 공지된 바와 같이 EC 디바이스(410)의 주위를 따라서 배치되고, 여기에서 스페이서의 배치에 의하여 형성된 내부 공간(460)은 가스, 바람직하게는 불활성 가스를 포함한다. 몇 가지 실시예들에서, 내부 및 외부 버스 바는 스페이서의 에지들 각각으로부터 약 0.1 cm 내지 약 1.0 cm에 독립적으로 포지셔닝된다.

다른 실시예들에서, 시일이 단일, 연속 버스 바의 적어도 일부 상에 적용되거나 또는 이를 커버한다. 몇 가지 실시예들에서, 시일은 스페이서 아래에 있는 버스 바의 적어도 일부(통상적으로 스페이서 하부를 통과하는 부분)의 구멍 상에 포지셔닝되고 및/또는 커버하고 및/또는 이를 관통한다. 이러한 실시예에서, 도전성 시일이 불활성 가스의 내부 공간(560) 으로부터의, 예를 들어 다공성 버스 바를 통한 탈출을 방지하는 동안 전압 및/또는 전류를 통전하도록 역할을 수행한다고 여겨진다. 예를 들어, 도 5 는 단일 연속 버스 바(520)를 가지는 EC 디바이스를 도시한다. 도전성 시일(530)은 적어도 스페이서(540)와 접촉하는 버스 바(535)의 지역 상부에 포지셔닝된다. 몇 가지 실시예들에서, 연속 버스 바(520)의 두께는 일정하다. 다른 실시예들에서, 스페이서(535)의 접촉점에서의 버스 바의 두께 또는 폭은 다른 지역 또는 포지션에서의 버스 바의 두께보다 더 적다.

또 다른 실시예에서, 도전성 시일이 버스 바 및 외부 전압원에 연결된다. 이제 도 6 을 참조하면, EC 디바이스(610)는 내부 공간(660) 내에 포지셔닝된 단일 버스 바(620)를 가진다. 몇 가지 실시예들에서, 버스 바는 스페이서(640)의 약 0.1 cm 내지 약 1.0 cm 에서 종결한다. 몇 가지 실시예들에서, 버스 바는 시일의 적어도 일부 아래에서 부분적으로 연장할 수도 있다. 도전성 시일(630)은 버스 바의 적어도 일부와 접촉하며 전기적 소스(670)와 통신한다. 도전성 시일(630)은 버스 바(625)의 종단점으로부터 연장하고, 스페이서(640) 아래에서 계속되며, 그리고 바람직하게는 EC 디바이스의 에지 근처로 계속된다. 도전성 시일(630)은 불활성 가스의 내부 공간(660)으로부터의 탈출을 방지하는 동안 전기적 소스(670)로부터 전압/전류를 통전시키도록 역할을 수행한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일이 중첩이 없이 버스 바 물질과 나란하게 적용된다. 다른 실시예들에서, 도전성 시일은 버스 바 물질과 나란하게 그리고 적어도 하나의 차원에서 버스 바와 적어도 부분적으로 중첩하도록 적용된다. 중첩의 양은, 그 중에서도, 도전성 시일 물질 및 버스 바 물질의 성질(예를 들어, 도전성 시일 물질의 저항 도전성 시일 물질의 버스 바 물질로의 부착력)에 의존할 것이다.

예를 들어, 다시 도 4a, 도 4b, 및 도 4c 를 참조하면, 도전성 시일은 버스 바 물질과 나란하게 그리고 내부 또는 외부 버스 바(420 및 425) 중 적어도 하나와 적어도 부분적으로 중첩하도록 적용될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 도전성 시일은 버스 바 물질과 나란하게 적용되고 내부 및 외부 버스 바(420 및 425), 각각 모두와 중첩한다.

도전성 시일이 버스 바(들)와 중첩하는 실시예에서, 중첩은 약 0.5mm 내지 약 3mm의 범위를 가진다. 도전성 시일과 버스 바 사이에 중첩이 존재하는 경우에, 중첩이 도 4c 에서 묘사되는 바와 같이 버스 바의 모든 에지 상에 발생하는 것이 바람직하다.

도전성 시일

도전성 시일은 당업계에 공지된 임의의 도전성 물질로 구성될 수도 있다. 일반적으로, 도전성 시일용으로 사용되는 물질(본 명세서에서 "도전성 시일 물질"이라고 지칭됨)은: (a) 기판 및/또는 버스 바로의 충분한 부착; (b) 기판 및/또는 버스 바와의 호환성; (c) 작업가능한 특징(예를 들어 경화 시간, 경화 온도, 등); (d) 적합한 전기적 도전성; (e) 적합한 전기적 저항; (f) 적합한 다공성; (g) 내마모성; (h) 일정하고 균일하게 적용되는 능력; (i) 양호한 장기 열적 안정성; (j) 기계적 스트레스에 대한 저항성; (k) 낮은 수분 흡수성(또는 수분 저항성); 및 (l) 수락가능한 열팽창 계수를 포함하는 특징들의 조합을 보유해야 한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 버스 바 및 기판에 수락가능하게 부착될 수 있음으로써, 심지어 그 디바이스가 스트레스(예를 들어 열 경사도(thermal gradients), 윈드 로딩(wind loading), 수직력(sheer force))에 노출된 이후에도 충분한 전기적 도전성이 디바이스의 수명 동안 유지될 수 있도록 한다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 물질은, 물질의 필요한 경화 온도가 기판 또는(박막 및 EC 디바이스를 포함하는 버스 바를 포함하는) EC 디바이스에 손상(예를 들어, 뒤틀림, 변형, 박리(peeling))을 일으키지 않도록 선택된다. 다른 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 약 420℃ 아래의 온도에서 경화된다. 또 다른 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 약 400℃ 아래의 온도에서 경화된다. 또 다른 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 약 370℃ 아래의 온도에서 경화된다. 또 다른 실시예에서, 도전성 시일 물질은 버스 바(들)를 경화시키기 위하여 필요한 경화 시간 및/또는 온도와 동일한 경화 시간 및/또는 온도를 가지도록 선택된다. 또 다른 실시예에서, 도전성 시일 물질은 약 150℃ 및 약 390℃ 사이의 온도에서 경화되도록 선택된다.

또 다른 실시예에서, 도전성 시일 물질은 전기적 소스가 직접적으로 단일 컴포넌트 버스 바에 연결되는 것처럼, EC 디바이스로 공급된 전기적 전류 및/또는 전하가 거의 동일하도록(또는 약 25% 내가 되도록) 선택된다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 물질의 전기적 저항성은 약 0.1 ohm/ft 내지 약 0.6 ohm/ft 사이의 범위를 가진다. 다른 실시예들에서, 도전성 시일 물질의 전기적 저항성은 약 0.2 ohm/ft 내지 약 0.3 ohm/ft 사이의 범위를 가진다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 당업자들에게 공지된 바와 같은 후막 물질에서 발견되는 것보다 더 적은 다공성을 가진다. 다른 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 결과적인 도전성 시일이 시일을 통과하거나 이를 관통하는 가스의 전달을 방지 또는 완화하도록 선택된다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 접착제, 수지, 또는 적합한 도전성 금속으로 침윤된 폴리머이다(금속은, 예를 들어 분산된 입자, 나노입자의 형태이거나 또는 당업자들에게 공지된 다른 폼일 수도 있다). 다른 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 폴리티오펜(polythiophenes), 폴리(3-알킬티오펜(3-alkylthiophenes)), 폴리피롤(polypyrroles), 폴리아닐린(polyanilines), 및 대체된 및 대체되지 않은 방향족 사슬 및 헤테로방향족 사슬(예를 들어 5 또는 6 원(membered) 방향족 및 헤테로방향족 사슬)을 포함하는 폴리머를 가지는 선형 복합(conjugated) B-시스템을 포함하지만 이로 한정되지는 않는 본질적으로 도전성인 폴리머이다. 몇 가지 실시예들에서, 선형 복합 B-시스템 도전성 폴리머는 하나 이상의(예를 들어 1, 2, 또는 3) 직선형 또는 가지형 알킬, 알콕시, 또는 알콕시알킬 군과 사슬-치환된 아닐린, 티오펜, 피롤, 및/또는 페닐 메르캡탄(phenyl mercaptan)의 반복되는 단량체 유닛의 선형으로 복합된 B-시스템인데, 여기에서 알킬, 알콕시, 또는 알콕시알킬 그룹은 각각 1 개부터 약 10 개의 탄소 원자까지를 포함하며, 또는 바람직하게는 1 개내지 4 개의 탄소 원자를 포함한다).

몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 도전성 에폭시 또는 에폭시드(epoxide)(본 명세서에서는 총괄하여 "에폭시" 또는 "에폭시들"이라고 지칭됨)이다. 구체적으로 설명하면, 도전성 에폭시는 전기적 도전성 물질, 예컨대 금속 엘리먼트(예를 들어 금 및 은), 메탈로이드(metalloids), 또는 탄소와 같은 다른 물질에 의하여 충진되는 표준 에폭시일 수도 있는데, 이것은 표준 에폭시를 충진시킴으로써 결과적으로 도전성 에폭시, 또는 금속 엘리먼트의 카바이드(carbides)가 된다. 도전성 접착제는 전기적 도전성 유기(또는 고분자) 물질 또는 도전성 물질로 충진된 전기적으로 비-도전성 유기(또는 고분자) 물질을 더 포함할 수도 있다.

적합한 도전성 에폭시는 상업적으로 입수가능한 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시 및 이들의 조합을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는다.

몇 가지 실시예들에서, 도전성 에폭시는 Tra-Duct® 2902 은 에폭시(Tra-Con, Inc.로부터 구입가능) 및 Applied Technologies 5933 합금 (70/25/5 중량비 Ag/Au/Ni) 에폭시(Applied Technologies로부터 구입가능)로부터 선택된다. 다른 실시예들에서, 도전성 에폭시는 EPOXIES 40-3905(저온 경화를 요구하는 애플리케이션에 대해 설계된 전기적 도전성 에폭시 접착제 및 코팅) 또는 EPOXIES 40-3900(순 은으로 충진된 전기적 도전성 에폭시 수지)인데, 이들 모두는 EPOXIES, Cranston, RI로부터 구입가능하다. 다른 실시예에서, 도전성 에폭시는 AGCL-823, 은/염화은 전기적 도전성 에폭시인데, 이것은 Conductive Compounds, Hudson, NJ로부터 구입가능하다.

다른 실시예에서, 도전성 시일 물질은 은 도금 그래파이트 나노시트로 충진된 아크릴레이트 수지에 기초한 전기적 도전성 접착이다(Zhang, Yi, "Electrically Conductive Adhesive Based on Acrylate Resin Filled With Silver Plating Graphite Nanosheet," Synthetic Metals, Vol. 161, Issues 5-6, March 2011, Pages 516-522).

비-도전성 시일

몇 가지 실시예들에서, 비-도전성 시일 또는 절연체가 가스 누설 또는 단락을 방지하기 위하여 사용된다. 수지, 접착제, 에폭시, 또는 다른 폴리머(예를 들어 폴리이소부틸렌)를 포함하는 임의의 공지된 비-도전성 물질 또는 절연체가 이러한 목적을 위하여 사용될 수도 있다.

제조 방법

본 발명의 다른 실시예는 도전성 시일에 의하여 브릿징되거나 이에 연결된 버스 바를 가지는 EC 디바이스를 제조하는 방법이다.

EC 디바이스의 필름을 침착시킨 이후에, 버스 바 물질이 당업계에 공지된 그러한 프로시저에 따라서 기판 또는 EC 디바이스 표면 상에 처리되거나 적용된다. 일 실시예에서, 은 입자 및 선택적으로 프릿 물질을 함유하는 리드로 구성된 버스 바는 프릿 직접 처리 펌프를 가지고 EC 필름 스택에 적용될 수도 있다.

통상적으로, 버스 바는 기판 상에서 스페이서의 에지 근처까지 적용된다. 몇 가지 실시예들에서, 내부 및 외부 버스 바는 스페이서의 에지로부터 약 0.1 cm 내지 약 1.0 cm 내부에 적용된다.

도전성 시일 물질은 스크린 인쇄 프린팅 및 디스펜싱을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 다양한 방법에 의하여 적용될 수 있다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 시일 물질은 버스 바 물질을 처리하는데 사용된 것과 동일한 그러한 방법에 따라서 적용된다.

도전성 시일 물질의 유효 양이 인가되어 시일 및 전압 및/또는 전류의 전달을 위한 도관을 형성한다. "유효 양"이란, 예를 들어 충분한 도전성 도관 물질이 인가되어 안정한 도전성 경로가 그들 사이에 확립된다는 것, 예를 들어 외부 및 내부 버스 바(420 및 425) 각각 사이에 확립됨으로써 바람직하게는 적합한 전압 및/또는 전류를 도전성 경로 양단에 유지한다는 것을 의미한다.

인가된 도전성 시일 물질의 양은 도전성 물질의 속성 및 경화된 바 있는 도전성 시일의 특징에 의존한다. 몇 가지 실시예들에서, 도전성 물질은 결과적으로 얻어지는 도전성 시일이 약 20um 내지 약 50um 사이의 두께를 가지도록 적용된다.

몇 가지 실시예들에서, 버스 바는 적용되고 경화되게 되며, 이에 후속하여 도전성 시일이 적용된다. 다른 실시예들에서, 버스 바 및 도전성 시일은 동시에 또는 연속하여 적용되며(버스 바가 우선 적용되고 이제 도전성 시일 또는 도전성 시일이 우선 적용되며 이제 버스 바가 적용된다), 이에 후속하여 버스 바 및 도전성 시일 모두의 동시적 경화가 이루어진다.

예 1

기판은 원하는 폭의 버스 바 영역이 노출되고 에지가 마스킹 물질에 의하여 커버되도록 마스킹되었다. 버스 바는 스페이서의 내부로부터 약 0.5cm 에서 종단되었고 스페이서의 대응하는 외측 약 0.5cm 이후에서 재개되었다. 도전성 에폭시가 이러한 비마스킹 영역을 브릿징하기 위하여 사용되었다. 도전성 에폭시(Heraeus 사로부터의 은-기초 에폭시, 즉 CL20-10070)가 비마스킹 지역 상에서 기판에 수동으로 적용되었다. 과잉 물질은 마스킹 물질에 대하여 레이저 블레이드(razor blade) 설치 플러시(flush)를 사용하여 제거되고 기판 전체에서 스크레이핑된다(scraped). 그러면 마스킹 물질이 제거되었다. 그러면 에폭시 물질은 400℃-450℃ 사이의 온도에서 약 2-8 분 동안 경화되었다. 에폭시 물질은 적용되면 약 30um 내지 약 40um 의 두께를 가지며, 이것은 결과적으로 경화 이후에 약 35um 의 두께를 가지는 도전성 시일이 된다. 테스트하면, 브릿징된 버스 바는 EC 디바이스를 동작시키기에 충분한 전압/전류를 통전시키기에 충분한 저항성을 가졌다.

예 2

예 1 이 반복되었다. 에폭시가 적용되었는데, 하지만 디스펜서 펌프를 가지고(원하는 영역, 비마스킹 영역 내의 기판 표면 상에) 적용되었다. 기판은 약 400℃-450℃ 온도에서 약 2-8 분 동안 직화되었다. 테스트하면, 브릿징된 버스 바는 EC 디바이스를 동작시키기에 충분한 전압/전류를 통전시키기에 충분한 저항성을 가졌다.

예 3

예 1 이 반복되었다. 에폭시가 적용되었는데, 하지만 디스펜서를 가지고 원하는 영역(비마스킹 영역) 내의 기판 표면 상에 적용되었다. 기판은 약 150℃ 내지 약 200℃ 의 범위를 가지는 온도에서 약 5 내지 약 10 분 동안 열처리되었으며 이후에 약 380℃ 내지 약 400℃ 의 온도에서 약 1 내지 약 5 분 동안 직화되었다. 테스트하면, 브릿징된 버스 바는 EC 디바이스를 동작시키기에 충분한 전압/전류를 통전시키기에 충분한 저항성을 가졌다.

비교 테스트 데이터

IGU 스페이서 아래에서 진행하는 도전성 시일을 가지는 EC 디바이스는 더 오직 프릿 물질로만 이루어진 단일, 연속 버스 바를 가지는 EC 디바이스와 비교할 때 더 적은 불활성 가스가 탈출하게 했다.

4 개의 IGU가 구성되었다. 각각 EC 디바이스에 포함되는 IGU(E1 및 E2)가 7 개의 평행 버스 바를 가지며 약 8" x 8"의 치수를 가진다. 각각의 버스 바는 IGU 스페이서에 의하여 두 개의 포인트에서 교차되고 접촉되었다(이를 고려하여, 각각의 버스 바는 내부 및 외부 버스 바 부분을 가졌다). 도전성 시일은 각각의 버스 바를 이러한 접촉점의 각각에서 브릿징하였으며, 도전성 시일은 스페이서 아래를 통과한다. IGU의 내부 공간(약 7.25" x 7.25")은 아르곤 가스로 충진되었다.

IGU(E1 및 E2) 내의 도전성 시일은 Heraeus 사의 은-기초 에폭시, 즉 Cl20-10070로 구성되었다. 도전성 시일 물질은 본 명세서에서 설명되는 방법에 따라서 적용되었다. 도전성 시일은 경화(약 4 분 동안 약 400℃) 이후에 약 25um의 두께를 가졌다.

(제어) IGU(C1 및 C2)는 각각 EC 디바이스에 포함되는데, 7 개의 평행 버스 바를 가지며 약 8" x 8"의 치수를 가진다. 각각의 버스 바는 IGU 스페이서에 의하여 두 개의 포인트에서 교차되고 접촉되었다. 도전성 시일 물질이 IGU(C1) 또는 IGU(C2)에 적용되지 않았다. IGU의 내부 공간(약 7.25" x 7.25")은 아르곤 가스로 충진되었다.

7 개의 버스 바가 IGU 각각에 적용되어, IGU 내부 공간으로부터의 아르곤의 손실을 가속화했던 것으로 여겨진다. 4 개의 IGU 각각이 동일한 조건하에, 즉 거의 실온에서(약 62°F 내지 약 75°F) 테스트되었다. 아르곤 농도는 시간이 지남에 따라서 Sparklike GasGlass 측정 툴을 사용하여 주기적으로 측정되었다. 아르곤 농도는 IGU의 3 개의 상이한 위치에서 측정되었으며, 데이터는 평균화되어 IGU 내부 공간 내에 포함된 아르곤의 기록된 퍼센티지를 제공했다. IGU는 매일 한 번 또는 두 번 측정되었다. IGU 중 어느 것도 부하가 인가된 상태(전압/전류 사이클링)에 놓이지 않았다. IGU 중 어느 것도 열적 사이클링 또는 임의의 다른 외부 스트레스에 노출되지 않았다.

IGU(E1 및 E2)와 비교하면, 제어 IGU(C1 및 C2)는 도 7a 및 도 7b 에 예시된 것과 같이 시간이 지남에 따라서 아르곤의 완전한 손실을 경험했다("완전한 손실"이란 내부 IGU 공간 내에 남아있는 아르곤의 약 85% 보다 더 적은 양으로서 정의된다). IGU가 아르곤으로 재충진된 이후에도, 완전한 손실이 지남에 따라서 다시 관찰되었다. 아르곤 가스가 전통적인 버스 바를 통하여 확산하는 것으로 여겨진다.

도 8a 에 예시된 것과 같이, IGU(E1)는 약 35 일 이후에 약 96% 보다 더 크고, 약 50 일 이후에 95% 보다 더 큰 아르곤 농도를 유지했다. 이와 유사하게, IGU(E2)는 도 8b 에서 예시된 바와 같이 심지어 약 35 일 이후에도 약 98% 보다 더 큰 아르곤 농도를 유지했다. 이에 상응하여, 임의의 특정 이론에 의하여 한정될 것을 기대하지 않으면서, 본 명세서에서 설명된 바와 같이 도전성 시일로서 적용된 은-기초 에폭시 물질을 사용하는 것이, 제어 IGU와 비교할 때 내부 IGU 공간으로부터의 아르곤의 손실을 효과적으로 감소시켰거나 완화시켰다.

예 4

IGU 의 내부로부터 스페이서 밖의 외부로까지 횡단하는 무단절(uninterrupted) 버스 바 내의 구멍은 충진되었다. 접근법은, 스페이서 아래의 버스 바의 단면 내의 구멍 및 사이 공간(interstitial space)을 에폭시, 예를 들어 Ted Pella, Inc. 사의 Product 16028, Epoxy bond 110 으로 충진하는 것이었다.

상면도인 도 9a 는 스페이서 아래에서 우측으로 연장하는 버스 바의 상단 상의 에폭시를 도시한다. 기판 유리를 통한 하단 뷰인 도 9b 는 버스 바가 완전히 스페이서 아래에서 진행한다는 것 및 에폭시가 다공성 버스 바를 완전히 관통했다는 것을 도시한다.

IGU에는 각각 스페이서 아래의 시일 영역을 횡단하도록 프린팅되었던 22 개의 버스 바가 각각 준비된다(도 10 을 참조한다). 목표는 테스트 지속기간 23 일 동안 아르곤 누설을 최대화하는 것이었다. 우리는 에폭시(잉크 5)로 침윤된 Production Ink 버스 바를 에폭시 충진재가 없는 4 개의 다른 Ag 잉크와 비교했다. 모든 IGU에는 처음에 Ar이 충진되었고, Ar 농도는 6 일 연속으로 측정되었다. 그러면 4 개의 모든 표준 IGU가 7 일 째에 Ar으로 재충진되었고, Ar 농도 측정이 반복되었다. 에폭시 충진 버스 바 IGU는 테스팅의 지속기간 동안에 재충진되지 않았다. Ar은 잉크 5가 있는 IGU(Production Ink+ 에폭시)를 제외한 모든 것에서 결핍되는 것으로 측정되었다.

예 5

우리는 더 완전히 소결하는 고유한 저 직화 온도(firing temperature)(약 430ㅊC 미만)는 버스 바를 이용했는데, 이것은 버스 바를 통한 아르곤 가스 흐름을 제한하는 것으로 여겨졌다. 물론, 개선된 버스 바는 모든 바람직한 성질, 예컨대 접착, 도전성, 납땜가능성(solderabiity), 정밀하게 처리되거나 스크리닝될 능력 등을 보유하여야 한다. 직화된 은 잉크의 증가된 밀도는 수신된, 비직화 후막 페이스트 내의 Ag 입자의 사이즈 분산을 변경함으로써 획득될 수 있다. 입자 및 플레이크(flakes)의 사이즈 분산은 약 1 마이크론 내지 약 10 마이크론 또는 그 이상까지의 범위를 가질 수 있으며, 페이스트는 심지어 약 50 내지 200 나노미터 사이즈 범위 내에서 나노-은 입자를 함유할 수도 있다. 더 작은 입자가 더 큰 Ag 입자들 간의 사이(보이드)에 맞춤되거나 이를 충진할 수 있도록 조심스럽게 제어되었다. 결과적으로 입자는 더 완전하게 서로 소결될 수 있어서 더 적은 다공성 직화 버스 바가 되었다. 버스 바의 다공성에 영향을 주는 다른 인자는 유리 프릿 입자 사이즈 및 조성물 및 결합제의 계면활성제, 유동성 수정제(rheology modifiers)의 화학적 조성 등이다.

도 11 에 도시된 바와 같이, 다공성을 감소시키기 위하여 제형된 저온 잉크는 결과적으로 표준 저온 잉크에 비하여 IGU 내에 상당히 더 높은 아르곤 농도를 가져왔다.

예 6

스페이서 외부의 버스 바 세그먼트를 (아르곤에 대한) 저 투과성 폴리머로써 완전히 코팅한다. 우리는, 저-직화-온도 후막은 버스 바를 부틸 고온 용해(hot melt) 폴리머, 예컨대 ADCO 3070-HS로써 코팅하면 다공성 버스 바를 통하여 확산되었던 아르곤의 방출을 상당히 감소시켰다는 것을 증명했다. 버스 바의 모든 세그먼트를 (솔더 조인트를 포함하여) 부틸 물질로써 완전하게 코팅하는 것이 필요했다.

도 12 에 도시된 바와 같이, 버스 바의 외부 부분이 부틸 폴리머로써 코팅되었던 곳인 22 개의 버스 바 IGU는 아르곤을 거의 120 일까지 완전하게 보유했다. 비교 표준 저온 버스 바와의 비교를 통하여, IGU로부터의 신속한 Ar 확산이 가능했다.

비록 본 명세서에서 본 발명은 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이러한 실시예는 본 발명의 원리 및 적용의 단순한 예에 지나지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 그러므로 수 많은 변경이 예시적인 실시예에 이루어질 수도 있다는 것과 다른 배치구성물이 첨부된 청구범위에 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims

적어도 하나의 버스 바 및 상기 적어도 하나의 버스 바와 통신하는 도전성 시일을 가지는 전기발색 디바이스를 포함하는 시스템으로서,
상기 도전성 시일은 상기 버스 바보다 덜 다공성이며 약 0.1 ohm/ft 내지 약 0.6 ohm/ft 사이의 전기 저항을 가지는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 약 420℃보다 더 적은 경화 온도를 가지는, 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 도전성 시일 및 상기 버스 바는 동시에 경화되는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된 도전성 에폭시로 이루어지는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 은 에폭시를 포함하는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 본질적으로(intrinsically) 도전성 폴리머로 이루어지는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 버스 바를 통한 가스의 손실을 완화하는, 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 적어도 약 35일 동안 상기 가스의 적어도 96%를 보유하는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 적어도 하나의 차원에서 상기 버스 바와 적어도 부분적으로 중첩하는, 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 약 20μm 부터 약 50μm 까지의 범위를 가지는 두께를 가지는, 시스템.
적어도 두 개의 버스 바 및 유리 패널을 가지는 전기발색 디바이스를 포함하는 절연 유리 유닛으로서,
상기 전기발색 디바이스 및 상기 유리 패널은 실질적으로 서로에 대해 평행하고 스페이서에 의하여 연결되어 절연 공간을 형성하고,
상기 시일은 상기 스페이서 및 상기 전기발색 디바이스 사이에서 샌드위치되고 상기 적어도 두 개의 버스 바 중 적어도 일부와 통신하는, 절연 유리 유닛.
제 11 항에 있어서,
상기 시일은 비-도전성 물질인, 절연 유리 유닛.
제 12 항에 있어서,
상기 비-도전성 시일은 에폭시이고,
상기 에폭시는 상기 적어도 두 개의 버스 바보다 덜 다공성인, 절연 유리 유닛.
제 11 항에 있어서,
상기 시일은 도전성 시일인, 절연 유리 유닛.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 버스 바 중 적어도 하나는 연속적인, 절연 유리 유닛.
제 15 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 연속 버스 바를 커버하는, 절연 유리 유닛.
제 14 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 버스 바 중 적어도 하나는 세그멘트화되는, 절연 유리 유닛.
제 17 항에 있어서,
상기 세그먼트화된 버스 바는 내부 부분 및 외부 부분을 포함하는, 절연 유리 유닛.
제 18 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 내부 및 외부 버스 바 부분 각각의 적어도 일부와 통신하는, 절연 유리 유닛.
제 14 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 적어도 두 개의 버스 바 및 전기 전압원 중 적어도 하나와 통신하는, 절연 유리 유닛.
제 11 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 은 에폭시로 이루어지는, 절연 유리 유닛.
제 11 항에 있어서,
절연체가 상기 스페이서와 상기 시일 사이에 포지셔닝되는, 절연 유리 유닛.
전기발색 디바이스의 상단 표면 상의 적어도 두 개의 버스 바 및 유리 패널을 가지는 상기 전기발색 디바이스를 포함하는 절연 유리 유닛으로서,
상기 전기발색 디바이스 상단 표면 및 상기 유리 패널은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 정렬되고 스페이서에 의하여 연결되어 절연 공간을 형성하고,
상기 버스 바의 각각은 내부 및 외부 버스 바 부분을 가지며,
상기 내부 버스 바 부분은 상기 절연 공간 내에 포지셔닝되고 상기 외부 버스 바 부분은 상기 절연 공간 외부에 포지셔닝되며,
상기 도전성 시일은 상기 내부 및 외부 버스 바 부분과 통신하는, 절연 유리 유닛.
제 23 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 스페이서와 상기 전기발색 디바이스 상단 표면 사이에 포지셔닝되는, 절연 유리 유닛.
제 23 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 내부 및 외부 버스 바 부분을 브릿징하고 상기 내부와 외부 버스 바 부분 사이에 전기적 통신을 제공하는, 절연 유리 유닛.
제 24 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 내부 및 외부 버스 바 부분과 나란한, 절연 유리 유닛.
제 23 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 내부 또는 외부 버스 바 부분 중 적어도 하나와 적어도 부분적으로 중첩하는, 절연 유리 유닛.
제 23 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 적어도 두 개의 버스 바 보다 덜 다공성이고 약 0.1 ohm/ft 내지 약 0.6 ohm/ft 사이의 전기 저항을 가지는, 절연 유리 유닛.
제 23 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 적합한 도전성 금속으로 침윤된 접착제, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 수지, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 폴리머, 및 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 절연 유리 유닛.
제 23 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 도전성 에폭시인, 절연 유리 유닛.
제 30 항에 있어서,
상기 도전성 에폭시는 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 절연 유리 유닛.
제 31 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 은 에폭시를 포함하는, 절연 유리 유닛.
전기발색 디바이스의 상단 표면 상의 적어도 두 개의 버스 바 및 유리 패널을 가지는 상기 전기발색 디바이스를 포함하는 절연 유리 유닛으로서,
상기 전기발색 디바이스 상단 표면 및 상기 유리 패널은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 정렬되고 스페이서에 의하여 연결되어 절연 공간을 형성하고,
상기 버스 바 각각은 연속이며,
상기 적어도 두 개의 버스 바 중 적어도 일부는 상기 전기발색 디바이스 상단 표면과 상기 스페이서 사이에 포지셔닝되어 버스 바 접촉점을 형성하고,
상기 도전성 시일은 상기 버스 바 접촉점의 적어도 일부를 커버하는, 절연 유리 유닛.
제 33 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 적어도 두 개의 버스 바 보다 덜 다공성이고 약 0.1 ohm/ft 내지 약 0.6 ohm/ft 사이의 전기 저항을 가지는, 절연 유리 유닛.
제 33 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 적합한 도전성 금속으로 침윤된 접착제, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 수지, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 폴리머, 및 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 절연 유리 유닛.
제 33 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 도전성 에폭시인, 절연 유리 유닛.
제 36 항에 있어서,
상기 도전성 에폭시는 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 절연 유리 유닛.
제 33 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 은 에폭시를 포함하는, 절연 유리 유닛.
전기발색 디바이스의 상단 표면 상의 적어도 두 개의 버스 바 및 유리 패널을 가지는 상기 전기발색 디바이스를 포함하는 절연 유리 유닛으로서,
상기 전기발색 디바이스 상단 표면 및 상기 유리 패널은 실질적으로 서로에 대해 평행하게 정렬되고 스페이서에 의하여 연결되어 절연 공간을 형성하고,
상기 버스 바의 각각은 실질적으로 상기 절연 공간 내에 위치되고,
도전성 시일은 상기 버스 바 및 외부 전압원과 통신하는, 절연 유리 유닛.
제 39 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 상기 적어도 두 개의 버스 바 보다 덜 다공성이고 약 0.1 ohm/ft 내지 약 0.6 ohm/ft 사이의 전기 저항성을 가지는, 절연 유리 유닛.
제 39 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 적합한 도전성 금속으로 침윤된 접착제, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 수지, 적합한 도전성 금속으로 침윤된 폴리머, 및 본질적으로 도전성 폴리머로 이루어진 군으로부터 선택되는, 절연 유리 유닛.
제 39 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 도전성 에폭시인, 절연 유리 유닛.
제 42 항에 있어서,
상기 도전성 에폭시는 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 절연 유리 유닛.
제 39 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 은 에폭시를 포함하는, 절연 유리 유닛.
절연 유리 유닛 내의 절연 공간으로부터의 가스의 손실을 완화하는 방법으로서,
상기 절연 유리 유닛 내의 스페이스 밑을 지나가는 버스 바의 일부를 시일로써 커버하는 단계를 포함하는, 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 시일은 도전성 시일인, 방법.
제 46 항에 있어서,
상기 시일은 도전성 에폭시인, 방법.
제 47 항에 있어서,
상기 도전성 에폭시는 은 에폭시, 니켈 에폭시, 크롬 에폭시, 금 에폭시, 텅스텐 에폭시, 합금 에폭시, 및 그것의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는, 방법.
제 45 항에 있어서,
상기 도전성 시일은 은 에폭시를 포함하는, 방법.