CN108020974A

CN108020974A - 具有良好反射或光透性能的电致变色组件

Info

Publication number: CN108020974A
Application number: CN201610972286.9A
Authority: CN
Inventors: 曹贞虎; 胡珊珊
Original assignee: NINGBO MIRROR ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NINGBO MIRROR ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-05-11

Abstract

本发明涉及具有良好反射或光透性能的电致变色组件，其主要技术特征为在玻璃基片的边缘镀制环形的金、银或铂系金属膜层然后镀制透明导电膜层，以及导电反射膜层采用高度透明的高折射率材料层‑低折射率材料层‑高折射率材料层的夹心结构，可应用于变色镜以及智能变色窗等领域。本发明所述的电致变色组件具有变色速率快、有效反射面积或透射面积更大、对可见光吸收小、且透过率和反射率可根据实际需要通过调整膜层厚度来改变等优点。

Description

具有良好反射或光透性能的电致变色组件

技术领域

本发明涉及电致变色领域，具体涉及具有良好反射或光透性能的电致变色组件。

背景技术

电致变色是指电致变色材料在外加驱动电源下所发生的颜色的可逆变化。在电致变色组件结构中，外加驱动电源通过导线连接电致变色组件上与导电膜层边缘接触的电极条，从而实现电致变色组件的反射率或透过率的变化（US6594065，US6594067，US6064509，US7719751）。但电极条的使用显著降低了电致变色组件的反射面积或透过面积。而且，目前电致变色组件中的导电膜层材料主要为透明的氧化锡铟或氧化铝锌，其方块电阻较高（6~8欧姆），从而限制对电致变色组件的变色速率的提高。

此外，在工作模式为反射模式的电致变色组件中，兼具导电和反射功能的膜层一般采用先镀铬层后镀银层，虽然电阻低，但是光线在透过镀有这种金属膜层的玻璃时折损值较高，一般达到20%左右，以致在整个电致变色组件中折损值在25%以上，而且银膜易受到空气中的硫化物侵蚀导致膜层导电功能失效。此外，在某些应用中需要电致变色组件的反射率大于45%且透过率大于40%，但目前的电致变色组件达不到这个要求。

发明内容

为解决现有电致变色组件反射面积/透过面积不够、变色速率较慢、反射率或透过率较低的技术问题，本发明提供了一种电致变色组件；旨在改善电致变色组件的反射及光透性能。

一种电致变色组件，包括第一透明导电玻璃、电致变色材料层和第二透明导电玻璃；所述第一透明导电玻璃包括玻璃基片a以及顺次设置在其表面的环形金属膜层和透明导电膜层a；其中，透明导电膜层a和电致变色材料层相邻；

所述的第二透明导电玻璃包括玻璃基片b和设置在其表面的透明导电膜层b；其中，透明导电膜层b和所述的电致变色材料层的另一面相邻。

本发明中，所述的电致变色组件结构依次为玻璃基片a、环形金属膜层、透明导电膜层a、电致变色材料层、透明导电膜层b和玻璃基片b；本发明在所述的电致变色组件的玻璃基片a上设置所述的环形金属膜层，相较于现有通用的电极条类的电致变色组件，具有更高的反射面积或透射面积。

所述的环形金属膜层由玻璃基片a的边缘向中心部位延伸，但未完全覆盖玻璃基片a。

所述环形金属膜层的内、外缘之间的距离(宽度)为0.2~10mm、厚度为1~100nm。

作为优选，所述的环形金属膜层的材料为银、金、铂、钌、铑、钯中的至少一种。

所述的透明导电膜层a和透明导电膜层b的材料独自选自氧化锡铟、掺氟氧化锡、氧化铝锌、掺镓氧化锌、掺铟镓氧化锌中的至少一种，其中，膜层厚度独自为80~500nm。

通过所述环形金属膜层和透明导电层的设置方式及所优选的材料的协同，有助于降低边缘处的方块电阻降低到2欧姆以下，从而有助于进一步缩短变色响应时间。

所述的电致变色材料层可采用本领域技术人员所熟知的具有电致变色效应的材料；作为优选，所述的电致变色材料层的材料为包含阳极电活性材料和阴极电活性材料的溶液；作为进一步优选，所述阳极电活性材料选自三苯胺、取代的三苯胺、二茂铁、取代的二茂铁、二茂铁盐、取代的二茂铁盐、吩噻嗪、取代的吩噻嗪、噻嗯、取代的噻嗯、吩嗪和取代的吩嗪中的至少一种，所述阴极电活性材料选自紫精、取代的紫精、葱醌和取代的蒽醌中的至少一种。

为适应现有电致变色组件的使用需求，本发明中，可在第二透明导电玻璃中的玻璃基片b和透明导电膜层b之间设置多层结构，根据第二透明导电玻璃中的层级结构的不同，可具体包括电致变色组件A和电致变色组件B；

电致变色组件A中，所述的第二透明导电玻璃中，所述的玻璃基片b和透明导电膜层b之间还设置有环形金属膜层，从而再进一步降低电致变色组件的电阻和缩短电致变色组件的变色响应时间。

所述的电致变色组件A中，依次为玻璃基片a、环形金属膜层、透明导电膜层a、电致变色材料层、透明导电膜层b、环形金属膜层和玻璃基片b。进一步优选，第二透明导电玻璃中设置的环形金属膜层和第一透明导电玻璃中的环形金属膜层的材料选取范围、设置方式及宽厚等参数范围相同。

例如，电致变色组件A中，所述第二透明导电玻璃和第一透明导电玻璃中的环形金属膜层的材料独自为银、金、铂、钌、铑、钯中的至少一种；且环形金属膜层同样由相应的玻璃基片b的边缘向中心部位延伸，但未完全覆盖玻璃基片b；所述环形金属膜层的内、外缘之间的距离(宽度)为0.2~10mm、厚度为1~100nm。

电致变色组件B为适用于需求反射性能的电致变色组件，例如电致变色镜；其结构特点为在第二透明导电玻璃中设置导电反射膜层。

所述的导电反射膜层为依次设置的透明材料层1、透明材料层2和透明材料层3。

所述的电致变色组件B中，依次为玻璃基片a、环形金属膜层、透明导电膜层a、电致变色材料层、透明导电膜层b、透明材料层1、透明材料层2、透明材料层3和玻璃基片b。

作为优选，电致变色组件B中，所述的第二透明导电反射玻璃中，所述的玻璃基片b和透明导电膜层b之间设置有反射膜层和环形金属膜层；所述的反射膜层为依次设置的透明材料层1、透明材料层2和透明材料层3。

所述的电致变色组件B中，依次为玻璃基片a、环形金属膜层、透明导电膜层a、电致变色材料层、透明导电膜层b、环形金属膜层、透明材料层1、透明材料层2、透明材料层3和玻璃基片b。

在所述的反射膜层中，作为优选，所述的透明材料层1和透明材料层3的材料独自为二氧化钛、五氧化二钽、五氧化二铌中的至少一种；所述的透明材料层2的材料为二氧化硅和/或氟化镁膜层。

本发明中，所述的反射膜层为高折射率材料层(透明材料层1)-低折射率材料层(透明材料层2)-高折射率材料层(透明材料层3)的夹心结构。所述结构、材料的导电反射膜层的设置可进一步改善透过率和反射率，制得透过率在（波长550nm）40%以上，反射率（波长550nm）在45%以上的电致变色组件，且透过率和反射率可以根据实际需要通过调整膜层厚度来改变；可应用于制得具有良好性能的机动车的内、外后视镜以及智能变色窗。

作为优选，所述透明材料层1、透明材料层2和透明材料层3的各层厚度为50~300nm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明在玻璃基片的边缘镀制环形的金、银或铂系金属膜层然后镀制透明导电膜层（同时具有环形金属膜层和透明导电膜层的区域的方块电阻为2欧姆以下），其电阻低于现有的使用单一透明导电膜层的电阻，因此根据本发明制备的电致变色组件在通电变色时变色时间小于2s，而目前现有的电致变色组件的变色时间普遍大于2.5s；而且，本发明省掉了目前所使用的电极条，从而提高了有效反射面积或透射面积和使这种镜片在安装方面变的更加方便快捷；此外，本发明在玻璃基片上镀制的导电反射膜层均采用高度透明的高折射率材料层-低折射率材料层-高折射率材料层的夹心结构，可见光在透过由这种膜层制成的电致变色组件时的吸收率非常小（小于2%），且透过率和反射率可以根据实际需要通过调整膜层厚度来改变，而现有技术的导电反射膜层普遍为金属材料构成，易导致膜层对可见光的吸收率非常高（大于12%），且在调整可见光的透过率和反射率时非常困难。

附图说明

图1为本发明实施例1—4的电致变色组件的结构示意图，其中，1 玻璃基片，2 环形金、银或铂系金属导电膜层，3透明导电膜层， 4 密封胶，5 阳极电极引线，6 阴极电极引线，7电致变色层，8透明导电膜层，9二氧化钛或五氧化二钽或五氧化二铌膜层，10二氧化硅或氟化镁膜层，11二氧化钛或五氧化二钽或五氧化二铌膜层，12玻璃基片。

图2为本发明实施例5的电致变色组件的结构示意图，其中，21 玻璃基片，22银钯合金（质量比为85:15），23氧化锡铟透明导电膜层，24电致变色层，25 密封胶，26掺铟镓氧化锌透明导电膜层，27银钯合金（质量比为85:15），28 阳极电极引线，29 阴极电极引线，30玻璃基片。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详细描述。

实施例1

玻璃基片1边缘处镀制环形的宽度为4mm厚度为40nm的金属钌膜层2，然后在玻璃基片1的表面镀制膜厚180nm的ITO（氧化锡铟）透明导电膜层3，经测试底部镀有金属钌的ITO膜层的方块电阻为2欧姆，远低于只镀ITO膜层的10欧姆。然后在玻璃基片12镀膜的顺序为玻璃基片12/二氧化钛（膜厚135nm）11/氟化镁（膜厚90nm）10/二氧化钛（膜厚135nm）9/氧化锡铟（膜厚180nm）8，透过率达到40%，反射率达到59%，方块电阻为10欧姆，完全满足做高透过率防炫目后视镜使用。以上膜层均采用真空磁控溅射方式镀膜（其中镀ITO、二氧化钛膜层采用直流电源，镀氟化镁膜层采用射频电源）。将镀好膜的玻璃基片1与玻璃基片12 用密封胶4阳极电极引线 5 阴极电极引线6和电致变色层7（电致变色层为包含二甲基紫晶氟硼酸盐50mM和N-甲基吩噻嗪45mM的碳酸丙烯酯溶液）按照说明书附图1所示组装起来，得到的防炫目后视镜镜片参数如下：透过率40%，反射率46%，通电之后的最低反射率4.5%，变色时间1.5秒。

实施例2

玻璃基片1边缘处镀制环形的宽度为6mm厚度为60nm的金属铑膜层2，然后在玻璃基片1的表面镀制厚度为480nmAZO（氧化铝锌）透明导电膜层3，经测试底部镀有金属铑的AZO（氧化铝锌）膜层的方块电阻为1.5欧姆，远低于只镀AZO膜层的10欧姆。在玻璃基片12镀膜的顺序为玻璃基片12/五氧化二钽（膜厚150nm）11/二氧化硅（膜厚180nm）10/五氧化二钽（膜厚150nm）9/氧化铝锌（膜厚480nm）8，透过率达到42%，反射率达到57%，方块电阻为9欧姆，完全满足做高透过率防炫目后视镜使用。以上膜层均采用真空磁控溅射方式镀膜（其中镀AZO、五氧化二钽以及二氧化硅膜层采用中频电源）。将镀好膜的玻璃基片1与玻璃基片12 用密封胶4阳极电极引线 5 阴极电极引线6和电致变色层7（电致变色层为包含1,1’-二辛基-4,4’-联吡啶双（四氟硼酸盐）60mM和5,10-二氢-5,10-二甲基吩嗪60mM的丁内酯溶液）按照说明书附图1所示组装起来，得到的防炫目后视镜镜片参数如下：透过率42%，反射率49%，通电之后的最低反射率4.8%，变色时间2.0秒。

实施例3

玻璃基片1边缘处镀制环形的宽度为2mm厚度为50nm的金属钯膜层2，然后在玻璃基片1的表面镀制厚度为500nm掺氟氧化锡透明导电膜层3，经测试底部镀有金属钌的掺氟氧化锡膜层的方块电阻为1.3欧姆，远低于只镀掺氟氧化锡膜层的10欧姆。在玻璃基片12镀膜的顺序为玻璃基片12/五氧化二铌（膜厚160nm）11/二氧化硅（膜厚130nm）10/五氧化二铌（膜厚160nm）9/掺氟氧化锡（膜厚500nm）8/，透过率达到38%，反射率达到62%，方块电阻10欧姆，完全满足做高透过率防炫目后视镜使用。以上膜层均采用真空磁控溅射方式镀膜（其中镀掺氟氧化锡、五氧化二铌以及二氧化硅膜层采用中频电源）。将镀好膜的玻璃基片1与玻璃基片12 用密封胶4阳极电极引线 5 阴极电极引线6和电致变色层7（电致变色层为包含二甲基紫晶氟硼酸盐50mM和N-甲基吩噻嗪45mM的碳酸丙烯酯溶液）按照说明书附图1所示组装起来，得到的防炫目后视镜镜片参数如下：透过率40%，反射率51%，通电之后的最低反射率4.5%，变色时间1.5秒。

实施例4

玻璃基片1边缘处镀制环形的宽度为3mm厚度为20nm的银钯合金（质量比为85:15）膜层2，然后在玻璃基片1的表面镀制厚度为180nm氧化锡铟透明导电膜层3，经测试底部镀有金属银钯合金的氧化锡铟膜层的方块电阻为1.3欧姆。在玻璃基片12镀膜的顺序为玻璃基片12/二氧化钛（膜厚120nm）11/二氧化硅（膜厚100nm）10/二氧化钛（膜厚120nm）9/掺铟镓氧化锌（膜厚180nm）8，透过率达到40%，反射率达到60%，方块电阻8欧姆，完全满足做高透过率防炫目后视镜使用。以上膜层均采用真空磁控溅射方式镀膜（其中镀氧化锡铟、二氧化钛以及二氧化硅膜层采用中频电源）。将镀好膜的玻璃基片1与玻璃基片12用密封胶4阳极电极引线 5 阴极电极引线6和电致变色层7（电致变色层为包含1,1’-二己基-4,4’-联吡啶双（三氟甲磺酸盐）50mM与4,4',4''-三甲基三苯胺45mM的碳酸丙烯酯溶液）按照说明书附图1所示组装起来，得到的防炫目后视镜镜片参数如下：透过率40%，反射率50%，通电之后的最低反射率4.5%，变色时间1.7秒。

实施例5

玻璃基片21和30边缘处分别镀制环形的宽度为3mm厚度为20nm的银钯合金（质量比为85:15）膜层22和27，然后在玻璃基片21和30的表面分别镀制180nm厚的氧化锡铟透明导电膜层23和450nm厚的掺铟镓氧化锌透明导电膜层26，经测试底部镀有金属银钯合金的氧化锡铟膜层的方块电阻为1.3欧姆，底部镀有金属银钯的掺铟镓氧化锌膜层的方块电阻为1.5欧姆。以上膜层均采用真空磁控溅射方式镀膜（其中镀氧化锡铟、铟镓氧化锌以及金属银钯合金膜层采用直流电源）。将镀好膜的玻璃基片21与玻璃基片30用密封胶25阳极电极引线28 阴极电极引线29和电致变色层24（电致变色层为包含二甲基紫晶氟硼酸盐50mM和N-甲基吩噻嗪45mM的碳酸丙烯酯溶液）按照说明书附图2所示组装起来，得到的电致变色智能窗的参数如下：通电之后的最低透射率为7%，最高透过率为86%，变色时间1.3秒。

由此可见，本发明专利相比目前使用的技术具有相当大的优势。

Claims

1.权利要求项1、一种电致变色组件，其特征在于，包括第一透明导电玻璃、电致变色材料层和第二透明导电玻璃；所述第一透明导电玻璃包括玻璃基片a以及顺次设置在其表面的环形金属膜层和透明导电膜层a；其中，透明导电膜层a和电致变色材料层的一面相邻；

2.权利要求项2、:如权利要求1所述的电致变色组件，其特征在于，所述的第二透明导电玻璃中，所述的玻璃基片b和透明导电膜层b之间还设置有环形金属膜。

3.权利要求项3、如权利要求1所述的电致变色组件，其特征在于，所述的第二透明导电玻璃中，所述的玻璃基片b和透明导电膜层b之间还设置有反射膜层；所述的反射膜层为依次设置的透明材料层1、透明材料层2和透明材料层3。

4.权利要求项4、如权利要求3所述的电致变色组件，其特征在于，所述的透明材料层1和透明材料层3的材料独自为二氧化钛、五氧化二钽、五氧化二铌中的至少一种；所述的透明材料层2的材料为二氧化硅和/或氟化镁。

5.权利要求项5、如权利要求4所述的电致变色组件，其特征在于，所述透明材料层1、透明材料层2和透明材料层3的各层厚度为50~300nm。

6.权利要求项6、如权利要求1~5任一项所述的电致变色组件，其特征在于，所述的环形金属膜层沿相应的玻璃基片的边缘设置；所述的环形金属膜层的材料为银、金、铂、钌、铑、钯中的至少一种。

7.权利要求项7、如权利要求6所述的电致变色组件，其特征在于，所述环形金属膜层的内、外缘之间的距离为0.2~10mm、厚度为1~100nm。

8.权利要求项8、如权利要求6所述的电致变色组件，其特征在于，所述的第一透明导电玻璃和第二透明导电玻璃中的透明导电膜层的材料独自选自氧化锡铟、掺氟氧化锡、氧化铝锌、掺镓氧化锌、掺铟镓氧化锌中的至少一种，其中，膜层厚度为80~500nm。

9.权利要求项9、如权利要求6所述的电致变色组件，其特征在于，所述的电致变色材料层的材料为包含阳极电活性材料和阴极电活性材料的溶液；所述阳极电活性材料选自三苯胺、取代的三苯胺、二茂铁、取代的二茂铁、二茂铁盐、取代的二茂铁盐、吩噻嗪、取代的吩噻嗪、噻嗯、取代的噻嗯、吩嗪和取代的吩嗪中的至少一种，所述阴极电活性材料选自紫精、取代的紫精、葱醌和取代的蒽醌中的至少一种。