CN117075402A - 一种电致变色器件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电致变色器件及其制备方法，电致变色器件包括：第一透明导电层、第二透明导电层和位于第一透明导电层和第二透明导电层之间的电致变色功能层；其中，位于电致变色器件的电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层的厚度、第二透明导电层的厚度和电致变色功能层的离子迁移速度中的至少一项不同，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值。提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。

Description

一种电致变色器件及其制备方法

技术领域

本发明实施例涉及电致变色技术领域，尤其涉及一种电致变色器件及其制备方法。

背景技术

电致变色是指材料的颜色、透过率、反射率、吸收率等光学属性在外加电场的作用下发生稳定、可逆变化的现象；用电致变色材料制成的具有电致变色功能的结构称为电致变色器件。

目前，常见的电致变色器件通过电压驱动使玻璃透过率发生可逆性变化。但是尺寸较大的电致变色器件在电压驱动时，导致电致变色器件并不会整面同时实现变色；由于电压输入的位置在器件的边缘位置，因此通常是玻璃边缘处先变色，中间部位后变色，整面玻璃实现均匀变色所需时间较长。

发明内容

本发明实施例提供了一种电致变色器件及其制备方法，以提高电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短电致变色器件的响应时间。

根据本发明的一方面，提供了一种电致变色器件，包括：第一透明导电层、第二透明导电层和位于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间的电致变色功能层；

其中，位于电致变色器件的电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层的厚度、第二透明导电层的厚度和电致变色功能层的离子迁移速度中的至少一项不同，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值。

可选的，位于所述电致变色区的边缘区域的第一透明导电层的厚度，小于位于所述电致变色区的中间区域的第一透明导电层的厚度；

和/或，位于所述电致变色区的边缘区域的第二透明导电层的厚度，小于位于所述电致变色区的中间区域的第二透明导电层的厚度。

可选的，所述预设值小于等于20ms，所述第一透明导电层的中间区域厚度与边缘区域厚度的厚度差的范围为10nm～1000nm；

和/或，所述第二透明导电层的中间区域厚度与边缘区域厚度的厚度差的范围为10nm～1000nm。

可选的，所述电致变色区包括多个变色子区；位于同一变色子区的第一透明导电层的厚度相同，且位于同一变色子区的第二透明导电层的厚度相同；

沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的第一透明导电层的厚度逐渐减小，和/或，不同变色子区的所述第二透明导电层的厚度逐渐减小。

可选的，沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，所述第一透明导电层的厚度逐渐减小，和/或，所述第二透明导电层的厚度逐渐减小。

可选的，所述电致变色功能层包括依次层叠设置的电致变色层、电解质层和离子存储层；其中，所述离子存储层较靠近于所述第一透明导电层；所述电致变色层较靠近于所述第二透明导电层；

所述电致变色区包括多个变色子区，沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电致变色层、电解质层和离子存储层中的至少一项的离子迁移速率逐渐减小；所述电解质层的材料包括凝胶类电解质；沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电解质层的离子浓度逐渐减小。

可选的，所述电解质层为多孔疏松结构；沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电解质层的疏松程度逐渐减小；

和/或，所述电致变色层为多孔疏松结构；沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电致变色层的疏松程度逐渐减小。

可选的，所述多孔疏松结构从中间至边缘的孔径大小从30nm递减到6nm。

可选的，相邻两个变色子区中，电致变色层之间的间距小于或等于0.1mm，和/或，离子存储层之间的间距小于或等于0.1mm。

根据本发明的另一方面，提供了一种电致变色器件的制备方法，用于制备本发明任一实施例所述的电致变色器件；包括：

提供第一基板，在所述第一基板的表面形成第一透明导电层；

在所述第一透明导电层远离所述第一基板的一侧形成电致变色功能层；

提供第二基板，在所述第二基板的表面形成第二透明导电层；

将所述第二基板具有第二透明导电层的一面覆盖在电致变色功能层远离所述第一基板的一侧；其中，位于所述电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层的厚度、第二透明导电层的厚度和电致变色功能层的离子迁移速度中的至少一项不同，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值。

本发明实施例提供了一种电致变色器件及其制备方法，其中电致变色器件包括第一透明导电层、第二透明导电层和位于第一透明导电层和第二透明导电层之间的电致变色功能层；电致变色器件中位于电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层的厚度、第二透明导电层的厚度和电致变色功能层的离子迁移速度中的至少一项不同；通过调整电极层(第一透明导电层和/或第二透明导电层)的厚度，使得中间区域的电极层的面电阻小于边缘区域的电极层的面电阻，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差；通过改变不同位置电致变色功能层的离子迁移速度，使得中间区域的电致变色功能层的离子迁移速度高于边缘区域的电致变色功能层的离子迁移速度，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差；提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电致变色器件的结构剖面图；

图2是本发明实施例提供的另一种电致变色器件的结构剖面图；

图3是本发明实施例提供的另一种电致变色器件的结构剖面图；

图4是本发明实施例提供的另一种电致变色器件的结构剖面图；

图5是本发明实施例提供的另一种电致变色器件的结构剖面图；

图6是本发明实施例提供的一种透明导电层的分区图形的示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种透明导电层的分区图形的示意图；

图8是本发明实施例提供的另一种透明导电层的分区图形的示意图；

图9是本发明实施例提供的一种电致变色器件中分区制备的电解质层的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种电致变色器件中分区制备的电致变色层的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种电致变色器件中分区制备的电致变色层的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种电致变色器件，图1是本发明实施例提供的一种电致变色器件的结构剖面图，参考图1，电致变色器件包括：第一透明导电层10、第二透明导电层30和位于第一透明导电层10和第二透明导电层30之间的电致变色功能层20；

其中，位于电致变色器件的电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层10的厚度、第二透明导电层30的厚度和电致变色功能层20的离子迁移速度中的至少一项不同，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值。预设值小于等于20ms，示例性的，预设值可以为20ms、10ms或5ms等，可根据实际情况确定。

具体的，第一透明导电层10的材料可以包括FTO(氟硅氧化物)、ITO(铟锡氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、Ag中的一种或至少两种的组合。第二透明导电层30的材料可以包括FTO(氟硅氧化物)、ITO(铟锡氧化物)、IGZO(铟镓锌氧化物)、AZO(铝锌氧化物)、GZO(镓锌氧化物)、Ag中的一种或至少两种的组合。电致变色功能层20位于第一透明导电层10和第二透明导电层30之间，电致变色功能层20的颜色、透过率、反射率、吸收率等光学属性在外加电场的作用下可发生稳定、可逆变化的现象。

参考图1，电致变色器件的第一种结构组合层可以为“第一基板11─第一透明导电层10─离子存储层23─电解质层22─电致变色层21─第二透明导电层30─第二基板12”结构，即电致变色功能层20可以包括依次层叠的电致变色层21、电解质层22和离子存储层23。在本发明的其它一些实施例中，参考图2，电致变色器件的第二种结构组合层可以为“第一基板11─第一透明导电层10─电致变色层21─电解质层22─电致变色层21─第一透明导电层10─第二基板12”结构，即电致变色功能层20可以包括依次层叠的电致变色层21、电解质层22和另一电致变色层21。参考图3，电致变色器件的第三种结构组合层可以为“第一基板11─第一透明导电层10─电解质层22─电致变色层21-第二透明导电层30─第二基板12”结构，即电致变色功能层20可以包括电致变色层21和电解质层22。参考图4，电致变色器件的第四种结构组合层为“第一基板11─第一透明导电层10──电致变色层21─第二透明导电层30─第二基板12”结构，即电致变色功能层20可以仅包括电致变色层21。

透明导电层(TC)与基板一起构成透明导电玻璃作为透明电极；离子存储层(CE)起离子平衡作用，用于提供和储存变色所需的离子，通常使用可逆氧化还原物质。电解质层22也称离子导体层(IC)，用于传导变色反应过程中所需的离子。所述电解质层22的材料包括但不限于含锂盐的聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧乙烯/LiCl。电致变色层(EC)是整个电致变色玻璃的核心，是变色反应发生层。电致变色材料分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。无机电致变色材料包括但不限于WoO₃、MoO₃、TiO₂、IrO、NiO。而有机电致变色材料可以包括聚噻吩类及其衍生物、紫精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等。

调整电极层(第一透明导电层10和/或第二透明导电层30)的厚度，使得中间区域的电极层的面电阻小于边缘区域的电极层的面电阻，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差；和/或，分区制备电致变色功能层20中的任一膜层或多个膜层，改变不同位置电致变色功能层20中任一膜层或多个膜层的离子迁移速度，使得中间区域的电致变色功能层20的离子迁移速度高于边缘区域的电致变色功能层20的离子迁移速度，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值，从而提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。

本发明实施例提供的电致变色器件，包括：第一透明导电层10、第二透明导电层30和位于所述第一透明导电层10和所述第二透明导电层30之间的电致变色功能层20；电致变色器件中位于电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层10的厚度、第二透明导电层30的厚度和电致变色功能层20的离子迁移速度中的至少一项不同；通过调整电极层(第一透明导电层10和/或第二透明导电层30)的厚度，使得中间区域的电极层的面电阻小于边缘区域的电极层的面电阻，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差；通过改变不同位置电致变色功能层20的离子迁移速度，使得中间区域的电致变色功能层20的离子迁移速度高于边缘区域的电致变色功能层20的离子迁移速度，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差；提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。

在本发明的一个实施例中，参考图1～图4，位于电致变色区的边缘区域的第一透明导电层10的厚度，小于位于电致变色区的中间区域的第一透明导电层10的厚度；和/或，位于电致变色区的边缘区域的第二透明导电层30的厚度，小于位于电致变色区的中间区域的第二透明导电层30的厚度。

具体的，为了提高电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，可以将电致变色器件中间区域的透明导电层加厚，减小电致变色器件的中间区域的透明导电层的电阻值。影响透明导电层的导电性能的因素为透明导电层薄膜的面电阻γ、膜厚d和电阻率ρ，这三者之间的相互关系是：γ＝ρ/d，透明导电层的膜厚越厚，面电阻越小，即单位面积内的透明导电层的电阻值越小。可以设置位于电致变色区的边缘区域的第一透明导电层10的厚度，小于位于电致变色区的中间区域的第一透明导电层10的厚度；也可以设置位于电致变色区的边缘区域的第二透明导电层30的厚度，小于位于电致变色区的中间区域的第二透明导电层30的厚度。示例性的，透明导电层的中间区域厚度可以为50nm，边缘处的厚度为25nm。

可选的，透明导电层的中间区域厚度与边缘区域厚度的厚度差的范围可以为10nm～1000nm。示例性的，边缘区域导电层厚度为20nm，中间区域的导电层厚度为50nm；或边缘区域导电层厚度为50nm，中间区域导电层厚度为100nm。透明导电层越厚，会导致透明导电层制备难度的增加。因此，设置透明导电层的中间区域厚度与边缘区域厚度的厚度差的范围包括为10nm～1000nm，可以防止差值太大，而增大透明导电层的制备难度；以及防止差值太小，影响整面响应时间的均匀性。

可选的，参考图1和图4，第一透明导电层10远离电致变色功能层20一侧的表面为一向远离电致变色功能层20弯曲的曲面，第一透明导电层10靠近电致变色功能层20一侧的表面为一平面，使得位于电致变色区的边缘区域的第一透明导电层10的厚度，小于位于电致变色区的中间区域的第一透明导电层10的厚度。第二透明导电层30远离电致变色功能层20一侧的表面为一向远离电致变色功能层20弯曲的曲面，第二透明导电层30靠近电致变色功能层20一侧的表面为一平面，使得位于电致变色区的边缘区域的第二透明导电层30的厚度，小于位于电致变色区的中间区域的第一透明导电层10的厚度。此时，由于第一透明导电层10靠近电致变色功能层20一侧的表面为一平面，并且第二透明导电层30靠近电致变色功能层20一侧的表面为一平面，可以使得电致变色功能层20为一厚度均匀的平面结构，进而可以提高电致变色功能层20变色后颜色或透明度的均匀性。

可选的，图5是本发明实施例提供的另一种电致变色器件的结构剖面图，参考图5，第一透明导电层10靠近电致变色功能层20一侧的表面为一向电致变色功能层20弯曲的曲面，第一透明导电层10远离电致变色功能层20一侧的表面为一平面，使得位于电致变色区的边缘区域的第一透明导电层10的厚度，小于位于电致变色区的中间区域的第一透明导电层10的厚度的同时，还可以使第一基板11为平面结构。从而可以防止第一基板11为曲面结构对光的传播造成影响。

或者，第二透明导电层30靠近电致变色功能层20一侧的表面为一向电致变色功能层20弯曲的曲面(未画出)，第二透明导电层30远离电致变色功能层20一侧的表面为一平面。使得位于电致变色区的边缘区域的第二透明导电层30的厚度，小于位于电致变色区的中间区域的第一透明导电层10的厚度的同时，还可以使第二基板12为平面结构，从而可以防止第二基板12为曲面结构对光的传播方向造成影响。

在上述各实施例的基础上，请继续参考图1～图5，在本发明的一个实施例中，沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，第一透明导电层10的厚度逐渐减小，和/或，第二透明导电层30的厚度逐渐减小。

可以理解为，第一透明导电层10为一块整层的导电膜层，沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，第一透明导电层10的厚度逐渐减小，即第一透明导电层10的厚度由中心到边缘递变。第二透明导电层30为一块整层的导电膜层，沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，第二透明导电层30的厚度逐渐减小，即第二透明导电层30的厚度由中心到边缘递变。由于电压输入的位置在器件的边缘位置，因此向着远离边缘的方向，电致变色器件的响应时间逐渐增加。因此，可以设置沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，第一透明导电层10的厚度逐渐减小，和/或，第二透明导电层30的厚度逐渐减小，可以进一步的提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，或者实现同时变色，缩短了电致变色器件的响应时间。

在上述各实施例的基础上，图6是本发明实施例提供的一种透明导电层的分区图形的示意图，参考图6，在本发明的另一个实施例中，电致变色区包括多个变色子区；位于同一变色子区的第一透明导电层10的厚度相同，且位于同一变色子区的第二透明导电层30的厚度相同；

沿电致变色区的中心A指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的第一透明导电层10的厚度逐渐减小，和/或，不同变色子区的第二透明导电层30的厚度逐渐减小。

具体的，电致变色器件的电致变色区可以划分为多个变色子区；变色子区的图形可以为三角形、多边形、圆形、环形和异形中的至少一种。优选的，变色子区的图形为矩形，简化导电层厚度的调整。位于同一变色子区的第一透明导电层10的厚度相同，且位于同一变色子区的第二透明导电层30的厚度相同。沿电致变色区的中心A指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的第一透明导电层10的厚度逐渐减小，和/或，不同变色子区的第二透明导电层30的厚度逐渐减小。可以对电致变色器件中不同位置的透明导电层厚度进行适配的调整，提高了电变色器件在变色时整面响应时间的均匀性的同时，降低了透明导电层厚度调整的难度。其中，第一透明导电层10可以为一块整层的导电膜层；也可以按照变色子区划分为多个透明电极，相邻的透明电极之间由导线电连接。第二透明导电层30可以为一块整层的导电膜层；也可以按照变色子区划分为多个透明电极，相邻的透明电极之间由导线电连接。

可选的，图7是本发明实施例提供的另一种透明导电层的分区图形的示意图，参考图7，多个变色子区包括中心变色子区和依次围绕中心变色子区的多个环形变色子区。位于同一变色子区的第一透明导电层10的厚度相同，且位于同一变色子区的第二透明导电层30的厚度相同。可以进一步减少了变色子区的数量，简化第一透明导电层10厚度的分区制备的难度。需要说明的是，图6和图7的变色子区的划分方式中，第一透明导电层10/第二透明导电层30的外引电极从第一透明导电层10/第二透明导电层30的周围布线，例如第一透明导电层10/第二透明导电层30是矩形时，外引电极从四边(边a、边b、边c和边d)均布线。

可选的，图8是本发明实施例提供的另一种透明导电层的分区图形的示意图，参考图8，电致变色区包括同排设置的多个矩形的变色子区。沿电致变色区的中心A分别指向电致变色区的两边的方向，不同变色子区中的第一透明导电层10的厚度逐渐减小，和/或，不同变色子区中的第二透明导电层30的厚度逐渐减小。此时第一透明导电层10/第二透明导电层30的外引电极从相对的两边(例如边b和边d)均布线。可以减少外引电极的布线，降低走线设置的难度。

在上述各实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，参考图1，电致变色功能层20包括依次层叠设置的电致变色层21、电解质层22和离子存储层23；其中，离子存储层23较靠近于第一透明导电层10；电致变色层21较靠近于第二透明导电层30；

位于电致变色器件的边缘区域的电致变色层21、电解质层22和离子存储层23中的至少一层的离子迁移速度，小于位于中间区域的电致变色层21、电解质层22和离子存储层23中的至少一层的离子迁移速度。使得中间区域的电致变色功能层20的离子迁移速度高于边缘区域的电致变色功能层20的离子迁移速度，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差。

在上述各实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，电致变色区包括多个变色子区，沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电致变色层21、电解质层22和离子存储层23中的至少一项的离子迁移速率逐渐减小。

具体的，电致变色区包括多个变色子区，分区制备电致变色层21、电解质层22和离子存储层23中的至少一层。沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电致变色层21、电解质层22和离子存储层23中的至少一项的离子迁移速率逐渐减小，可以改变不同位置的电致变色功能层20的离子迁移速度，对电致变色器件中不同位置的电致变色功能层20的离子迁移速度进行适配的调整，从而使电致变色器件的整面电致变色区实现同时变色，进一步的提高了电变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。

其中，电解质层22(IC层)需要有高的离子透过率、低的电子透过率，可以有液体、凝胶和固体三种。凝胶介于液体和固体之间的状态，可以是把导电聚合物掺杂到液体电解质之中形成溶胶凝胶，相比于液体电解质，化学性质稳定、黏附性好，也具有较好的离子导电性和响应时间。固体电解质包括锂盐LiAIF、LiNbO等。

在上述实施例的基础上，图9是本发明实施例提供的一种电致变色器件中分区制备的电解质层的结构示意图，参考图9，在本发明的一个实施例中，电解质层22的材料包括凝胶类电解质；沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电解质层22的离子浓度逐渐减小。

具体的，电致变色器件的整面透明导电层厚度相同的情况下，可以改变不同位置电解质层22的离子浓度。使用凝胶类电解质分区制备电解质层22，提高凝胶电解质内溶质的浓度，可以提高离子迁移的速率。提高电致变色器件中间区域凝胶电解质内溶剂的浓度，可以提高电致变色器件中间区域的离子迁移的速率，从而实现与玻璃边缘部位同时变色。本发明实施例中，电致变色区包括多个变色子区，使用凝胶类电解质分区制备电解质层22，以对电致变色器件中不同位置的电解质层22的离子迁移速度进行适配的调整，从而使电致变色器件的整面电致变色区实现同时变色，进一步的提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。

可选的，在本发明的另一个实施例中，电解质层22为多孔疏松结构；沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电解质层22的疏松程度逐渐减小。

具体的，电致变色器件的响应时间与电致变色功能层20的结构有关，具有疏松多孔结构的薄膜由于离子注入或退出遇到的阻力较小，迁移较容易，从而使得响应时间越短。电致变色器件中间区域的电解质层22可以通过提高沉积气压进行制备，提高气压后，电解质层22的材料受到反应气体碰撞、散射的机会增大，沉积粒子在基板表面的迁移能力会下降，更容易形成结构疏松的多孔薄膜。多孔疏松结构可以理解为是指具有多孔、蓬松的膜层结构，相对密度较低。电解质层22采用分区制备的方式，沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电解质层22的疏松程度逐渐减小，以对电致变色器件中不同位置的电解质层22的离子迁移速度进行适配的调整，从而使电致变色器件的整面电致变色区实现同时变色，进一步的提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。

示例性的，电致变色器件中间区域电解质层为多孔疏松结构，以电解质层为Li盐类化合物为例，一个Li离子直径约为6nm，为了使中间区域变色响应时间快，中间区域可以同时允许5个Li离子迁移，所以电解质层的孔径大小可以为30nm左右，逐渐靠近电致变色器件边缘其电解质层的孔径大小越小，中间至边缘孔径大小可以从30nm递减到6nm。可以理解为，电解质层的疏松程度越大，电解质层中孔的孔径越大。

在上述实施例的基础上，图10是本发明实施例提供的一种电致变色器件中分区制备的电致变色层的结构示意图，参考图10，在本发明的一个实施例中，电致变色层21为多孔疏松结构；沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电致变色层21的疏松程度逐渐减小。

具体的，电致变色器件中间区域的电致变色层21可以通过提高沉积气压进行制备，提高气压后，电致变色层21的材料受到反应气体碰撞、散射的机会增大，沉积粒子在基板表面的迁移能力会下降，更容易形成结构疏松的多孔薄膜。电致变色层21采用分区制备的方式，沿电致变色区的中心指向电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电致变色层21的疏松程度逐渐减小，以对电致变色器件中不同位置的电致变色层21的离子迁移速度进行适配的调整，从而使电致变色器件的整面电致变色区实现同时变色，进一步的提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。在本发明的其它一些实施例中，多孔薄膜结构不仅局限于电致变色层21和电解质层22，也可以是离子存储层23。

在上述实施例的基础上，请继续参考图10，在本发明的一个实施例中，相邻两个变色子区中，电致变色层21之间的间距小于或等于0.1mm。可以理解为，相邻变色子区的电致变色层21之间的距离控制在0.1mm内，可以使得人眼在观察时不会看到变色区域是分区的效果，而是整面变色的效果。

需要说明的是，图9中电解质层22分区制备的方式和图10中电致变色层21分区制备的方式相同，第一透明导电层10/第二透明导电层30的外引电极从第一透明导电层10/第二透明导电层30的周围布线，如图6第一透明导电层10/第二透明导电层30是矩形时，外引电极从四边(边a、边b、边c和边d)均布线。另外，电解质层22、电致变色层21和离子存储层23制备时也可以按照图7的划分方式进行分区制备。

或者，电解质层22、电致变色层21和离子存储层23制备时也可以按照图8的划分方式进行分区制备。示例性的，图11是本发明实施例提供的另一种电致变色器件中分区制备的电致变色层的结构示意图，参考图11，电致发光器件包括同排设置的多个矩形的电致变色层21。沿电致变色区的中心A分别指向电致变色区的两边的方向，电致变色层21的离子迁移速度逐渐减小。此时第一透明导电层10/第二透明导电层30的外引电极从相对的两边(例如边b和边d)均布线。

本发明实施例还提供了一种电致变色器件的制备方法，用于制备上述任意实施例所述的电致变色器件；包括：

S110、提供第一基板，在第一基板的表面形成第一透明导电层。

具体的，第一基板可为浮法玻璃、超白玻璃、高铝玻璃、中铝玻璃、各种颜色玻璃(如灰玻璃、绿玻璃、湖水蓝玻璃等)、PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜材等。将基材玻璃层升温至预设温度，所述预设温度的范围例如280-300℃，以FTO、ITO、IGZO、AZO、GZO、Ag中的一种或至少两种的组合为靶材材料，在预设真空溅射气压下沉积得到第一透明导电层。预设真空溅射气压例如为1.0E^-3～9.0E^-3mbar。

S120、在第一透明导电层远离第一基板的一侧形成电致变色功能层。

具体的，电致变色功能层可以包括依次层叠的电致变色层、电解质层和离子存储层；或者，电致变色功能层可以包括依次层叠的电致变色层、电解质层和另一电致变色层；或者，电致变色功能层可以包括电致变色层和电解质层；或者，电致变色功能层可以仅包括电致变色层。以电致变色功能层包括依次层叠的电致变色层、电解质层和离子存储层为例，在第一透明导电层远离第一基板的一侧形成电致变色功能层包括：在第一透明导电层远离第一基板的一侧依次形成离子存储层、电解质层和电致变色层。

离子存储层(CE)起离子平衡作用，用于提供和储存变色所需的离子，通常使用可逆氧化还原物质。电解质层也称离子导体层(IC)，用于传导变色反应过程中所需的离子。所述电解质层的材料包括但不限于含锂盐的聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧乙烯/LiCl。电子变色层(EC)是整个电致变色玻璃的核心，是变色反应发生层。电致变色材料分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。无机电致变色材料包括但不限于WoO₃、MoO₃、TiO₂、IrO、NiO。而有机电致变色材料可以包括聚噻吩类及其衍生物、紫精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等。

S130、提供第二基板，在第二基板的表面形成第二透明导电层。

具体的，第二基板可为浮法玻璃、超白玻璃、高铝玻璃、中铝玻璃、各种颜色玻璃(如灰玻璃、绿玻璃、湖水蓝玻璃等)、PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜材等。将基材玻璃层升温至预设温度，所述预设温度的范围例如280-300℃，以FTO、ITO、IGZO、AZO、GZO、Ag中的一种或至少两种的组合为靶材材料，在预设真空溅射气压下沉积得到第二透明导电层。预设真空溅射气压例如为1.0E-3～9.0E-3mbar。

S140、将第二基板具有第二透明导电层的一面覆盖在电致变色功能层远离第一基板的一侧；其中，位于电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层的厚度、第二透明导电层的厚度和电致变色功能层的离子迁移速度中的至少一项不同，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值。

具体的，在制备透明导电层(第一透明导电层和/或第二透明导电层)时，调整透明电极层的厚度，使得中间区域的透明电极层的面电阻小于边缘区域的透明电极层的面电阻，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差；和/或，在制备电致变色功能层时，分区制备电致变色功能层中的任一膜层或多个膜层，改变不同位置电致变色功能层中任一膜层或多个膜层的离子迁移速度，使得中间区域的电致变色功能层的离子迁移速度高于边缘区域的电致变色功能层的离子迁移速度，从而缩短变色器件中间区域和边缘区域的变色响应时间差，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值，从而提高了电致变色器件在变色时整面响应时间的均匀性，缩短了电致变色器件的响应时间。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电致变色器件，其特征在于，包括：第一透明导电层、第二透明导电层和位于所述第一透明导电层和所述第二透明导电层之间的电致变色功能层；

其中，位于电致变色器件的电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层的厚度、第二透明导电层的厚度和电致变色功能层的离子迁移速度中的至少一项不同，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值。

2.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，位于所述电致变色区的边缘区域的第一透明导电层的厚度，小于位于所述电致变色区的中间区域的第一透明导电层的厚度；

和/或，位于所述电致变色区的边缘区域的第二透明导电层的厚度，小于位于所述电致变色区的中间区域的第二透明导电层的厚度。

3.根据权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述预设值小于等于20ms，所述第一透明导电层的中间区域厚度与边缘区域厚度的厚度差的范围为10nm～1000nm；

和/或，所述第二透明导电层的中间区域厚度与边缘区域厚度的厚度差的范围为10nm～1000nm。

4.根据权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色区包括多个变色子区；位于同一变色子区的第一透明导电层的厚度相同，且位于同一变色子区的第二透明导电层的厚度相同；

沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的第一透明导电层的厚度逐渐减小，和/或，不同变色子区的所述第二透明导电层的厚度逐渐减小。

5.根据权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，所述第一透明导电层的厚度逐渐减小，和/或，所述第二透明导电层的厚度逐渐减小。

6.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色功能层至少包括电致变色层、电解质层和离子存储层中的电致变色层；

所述电致变色区包括多个变色子区，沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电致变色层、电解质层和离子存储层中的至少一项的离子迁移速率逐渐减小；所述电解质层的材料包括凝胶类电解质；沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电解质层的离子浓度逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的电致变色器件，其特征在于，所述电解质层为多孔疏松结构；沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电解质层的疏松程度逐渐减小；和/或

所述电致变色层为多孔疏松结构；沿电致变色区的中心指向所述电致变色区的边缘的方向，不同变色子区的电致变色层的疏松程度逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，所述多孔疏松结构从中间至边缘的孔径大小从30nm递减到6nm。

9.根据权利要求6所述的电致变色器件，其特征在于，相邻两个变色子区中，电致变色层之间的间距小于或等于0.1mm，和/或，离子存储层之间的间距小于或等于0.1mm。

10.一种电致变色器件的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1～9任一所述的电致变色器件；包括：

提供第一基板，在所述第一基板的表面形成第一透明导电层；

在所述第一透明导电层远离所述第一基板的一侧形成电致变色功能层；

提供第二基板，在所述第二基板的表面形成第二透明导电层；

将所述第二基板具有第二透明导电层的一面覆盖在电致变色功能层远离所述第一基板的一侧；其中，位于所述电致变色区的边缘区域与中间区域的第一透明导电层的厚度、第二透明导电层的厚度和电致变色功能层的离子迁移速度中的至少一项不同，以使电致变色器件在变色时电致变色区的边缘区域与中间区域的响应时间差小于预设值。