CN117170155A - 一种电致变色器件的制备方法及电致变色器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电致变色器件技术领域，且具体为一种电致变色器件的制备方法，在所述第一透明基板的右侧依次贴合有第一透明电极层和电致变色层，在所述第二透明基板的左侧依次贴合有第二透明电极层和离子存储层，在所述第一离子传导层的右侧贴合有第二离子传导层。该电致变色器件的制备方法及电致变色器件，通过从左往右依次热压贴合第一透明基板、第一透明电极层、电致变色层、第一离子传导层、第二离子传导层、离子存储层、第二透明电极层和第二透明基板，并对两个离子传导层上的杂质进行清洗，再将第二离子传导层对第一离子传导层贴合密封，从而得到完整的电致变色器件，并保护电致变色结构层防止发生短路。

Description

一种电致变色器件的制备方法及电致变色器件

技术领域

本发明涉及电致变色器件技术领域，具体为一种电致变色器件的制备方法及电致变色器件。

背景技术

电致变色器件是指利用电致变色材料做成的器件，电致变色材料是指材料的光学属性(比如反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆性的颜色变化的现象，即在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化，目前已经产业化的电致变色器件有如下几类:包括电致变色智能调光玻璃、电致变色显示器、汽车自动防眩目后视镜等产品，在生活中具有优良地调节光线的效果。

经检索，根据中国专利号为CN115933263A的发明专利中公开了一种制备电致变色器件的方法及电致变色器件、电子设备，该发明专利中的制备电致变色器件的方法及电致变色器件是通过磁控溅射法在光学玻璃的表面上制备I TO薄膜，从而使电致变色器件上的电压均匀性大幅提高，但是该专利中的电致变色器件将离子传输结构层设置为单层结构的电解质层，当电致变色器件在磁控溅射工艺的加工过程中很容易产生颗粒杂质，而颗粒杂质进入电致变色器件的离子传输结构层后，会削弱甚至破坏离子传输结构层的绝缘效果，容易发生电致变色结构层与离子存储结构层在交换离子的过程中发生短路的问题，因此该电致变色器件的制备方法中清理杂质的效果上还有待进一步改进，故而提出一种电致变色器件的制备方法及电致变色器件。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电致变色器件的制备方法及电致变色器件，具备清理离子传输结构层上的杂质避免短路的优点，解决了上述背景技术中的备电致变色器件的方法及电致变色器件在磁控溅射工艺加工过程中，颗粒杂质会进入离子传输结构层并影响绝缘效果，容易使电致变色结构层与离子存储结构层发生短路的问题。

(二)技术方案

为实现上述方便清理离子传输结构层上的杂质的目的，本发明提供如下技术方案：一种电致变色器件的制备方法，提供第一透明基板和第二透明基板；

在所述第一透明基板的右侧依次贴合有第一透明电极层和电致变色层，在所述第二透明基板的左侧依次贴合有第二透明电极层和离子存储层，在所述电致变色层的右侧贴合有第一离子传导层；

对所述第一离子传导层和第二离子传导层同时利用聚丙烯酰胺和丙酮溶液进行两次清洗；

在所述第一离子传导层的右侧贴合有第二离子传导层，以此得到电致变色器件。

优选的，所述第一透明基板和第二透明基板均为透明树脂结构，所述第一透明电极层为取自氧化铟锡、氧化氟锡、石墨烯、银或铜的一至两种，所述第二透明电极层为取自氧化铟锡、氧化氟锡、石墨烯、银或铜的一至两种。

优选的，所述电致变色层为三氧化钨结构，且电致变色层的厚度为五十至一百纳米，所述第一透明电极层与第二透明电极层的厚度均为一百至三百纳米，所述电致变色层的左侧与第一透明电极层的右侧贴合。

优选的，所述离子存储层为选取氧化镍、四氧化三钴或三氧化二铱的一种，且离子存储层的左侧与第二离子传导层的右侧贴合，所述第二透明电极层的左侧与离子存储层的右侧贴合。

优选的，所述离子存储层的厚度为五十至一百纳米，所述第一离子传导层的内部为氮化锂与锂铝复合离子传导层，且第一离子传导层的厚度为二十至一百纳米。

优选的，所述第二离子传导层的内部为氮化锂与锂铝复合离子传导层，且第二离子传导层的厚度为二十至一百纳米。

优选的，所述第一离子传导层与第二离子传导层均为电解质层结构，所述离子存储层为对电极层结构。

优选的，所述第二离子传导层的左侧设置有填充块层，且第二离子传导层的右侧与离子存储层的左侧贴合。

一种电致变色器件，包括从左往右依次热压贴合的第一透明基板、第一透明电极层、电致变色层、第一离子传导层、第二离子传导层、离子存储层、第二透明电极层和第二透明基板。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种电致变色器件的制备方法及电致变色器件，具备以下有益效果：

该电致变色器件的制备方法及电致变色器件，通过设置第一透明基板和第二透明基板，先将第一透明电极层热压贴合在第一透明基板的左侧，将电致变色层与第一透明电极层的右侧热压贴合，再将第二透明电极层与第二透明基板的左侧热压贴合，将离子存储层与第二透明电极层的左侧热压贴合，然后将第一离子传导层与电致变色层的右侧热压贴合，并对第一离子传导层和第二离子传导层上的杂质进行清洗，在清洗结束后，第一离子传导层的右侧会留下孔洞，将第二离子传导层的填充块层对第一离子传导层右侧的孔洞进行填充，再将离子存储层左侧与第二离子传导层右侧热压贴合，从而得到完整的电致变色器件，并通过清洗两个离子传导层上的杂质，再将第二离子传导层对第一离子传导层贴合密封，进而保护电致变色结构层防止发生短路的效果。

附图说明

图1为本发明结构三维立体图；

图2为本发明结构第一离子传导层右视图；

图3为本发明结构第二离子传导层左视图；

图4为本发明结构一种制备电致变色器件的方法流程图。

图中：1、第一透明基板；2、第二透明基板；3、第一透明电极层；4、第二透明电极层；5、电致变色层；6、离子存储层；7、第一离子传导层；8、第二离子传导层。

具体实施方式

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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种电致变色器件的制备方法，提供第一透明基板1和第二透明基板2。

在第一透明基板1的右侧依次贴合有第一透明电极层3和电致变色层5，在第二透明基板2的左侧依次贴合有第二透明电极层4和离子存储层6，在电致变色层5的右侧贴合有第一离子传导层7。

对第一离子传导层7和第二离子传导层8同时利用聚丙烯酰胺和丙酮溶液进行两次清洗。

在第一离子传导层7的右侧贴合有第二离子传导层8，以此得到电致变色器件。

进一步的，第一透明基板1和第二透明基板2均为透明树脂结构，第一透明电极层3为取自氧化铟锡、氧化氟锡、石墨烯、银或铜的一至两种，第二透明电极层4为取自氧化铟锡、氧化氟锡、石墨烯、银或铜的一至两种。

具体的，第一透明基板1和第二透明基板2均采用透明树脂结构，透明树脂具有优良的耐水耐高温特性，能够保护电致变色器件内部的电致变色组件结构，并起着支撑整个器件的作用，而且其优良的光学清晰度，更加适用于作为电致变色器件加工时的基板材料，电极层即电致变色器件的导电层结构，主要起着在保证光线通过的同时连接外电路，为电致变色层5和离子存储层6提供均匀的电子供给作用，故需要选取具有优良导电性能的材料。

进一步的，电致变色层5为三氧化钨结构，且电致变色层5的厚度为五十至一百纳米，第一透明电极层3与第二透明电极层4的厚度均为一百至三百纳米，电致变色层5的左侧与第一透明电极层3的右侧贴合。

具体的，将三氧化钨材料的电致变色层5的厚度设计成五十至一百纳米，使其成为电致变色光学薄膜层结构，作为整个器件最主要的功能层，主要进行变色反应，在第一透明电极层3和第二透明电极层4上施加一定电压后，电致变色层5会发生氧化还原反应，从而实现改变器件颜色的效果。

进一步的，离子存储层6为选取氧化镍、四氧化三钴或三氧化二铱的一种，且离子存储层6的左侧与第二离子传导层8的右侧贴合，第二透明电极层4的左侧与离子存储层6的右侧贴合。

具体的，氧化镍、四氧化三钴或三氧化二铱等材料结构均具有优良的离子存储和交换能力，而离子存储层6主要作用是在电致变色层5发生氧化还原反应时储存与电致变色层5中相应的反离子，从而起到保持整个电致变色器件内部体系电荷平衡的作用，并且离子存储层6可以采用一种与电致变色层5变色性能相反的电致变色材料，这样可以起到颜色叠加或互补的作用，比如当电致变色层5采用的是阳极氧化变色材料时，则离子存储层6可采用阴极还原变色材料。

进一步的，离子存储层6的厚度为五十至一百纳米，第一离子传导层7的内部为氮化锂与锂铝复合离子传导层，且第一离子传导层7的厚度为二十至一百纳米。

具体的，将离子存储层6设计成与电致变色层5一样的光学薄膜式结构，在两个透明电极层上施加电压时，方便离子存储层6中的离子经过第一离子传导层7与第二离子传导层8后，进入电致变色层5中，或者电致变色层5中的离子经过两个离子传导层进入离子存储层6，实现离子存储层6与电致变色层5之间的离子交换过程，氮化锂与锂铝复合离子传导层能够进一步提高离子传导能力，提高器件变色效果。

进一步的，第二离子传导层8的内部为氮化锂与锂铝复合离子传导层，且第二离子传导层8的厚度为二十至一百纳米。

具体的，第二离子传导层8与第一离子传导层7的结构材质与厚度大小均相同，方便将两个离子传导层紧密压合，从而防止灰尘进入两个离子传导层的内侧，避免在灰尘进入后会使离子传导层结构的绝缘效果失效，使第一透明电极层3和第二透明电极层4上的电子可直接经过离子传导层进行交换，从而造成电致变色器件短路的问题。

进一步的，第一离子传导层7与第二离子传导层8均为电解质层结构，离子存储层6为对电极层结构。

具体的，第一离子传导层7与第二离子传导层8的内部均为氮化锂与锂铝复合型电解质结构，电解质层在允许光线通过的同时起到提供变色离子和阻隔电子的作用，离子存储层6也就是电致变色薄膜结构的对电极，主要起到为电致变色薄膜结构提供或者消纳变色反应产生的电子或者离子的作用。

进一步的，第二离子传导层8的左侧设置有填充块层，且第二离子传导层8的右侧与离子存储层6的左侧贴合。

具体的，在将第一离子传导层7与电致变色层5、第二离子传导层8与离子存储层6热压贴合后，分别利用聚丙烯酰胺溶液和丙酮溶液对第一离子传导层7和第二离子传导层8上的杂质进行两次清洗，此时第一离子传导层7上残留有若干孔洞，通过第二离子传导层8的填充块层与第一离子传导层7上的孔洞包覆密封，使第一离子传导层7与第二离子传导层8保持密封结构，避免灰尘进入而影响两个离子传导层的绝缘效果。

一种电致变色器件，包括从左往右依次热压贴合的第一透明基板1、第一透明电极层3、电致变色层5、第一离子传导层7、第二离子传导层8、离子存储层6、第二透明电极层4和第二透明基板2。

综上所述，该电致变色器件的制备方法及电致变色器件，通过设置第一透明基板1和第二透明基板2，先将第一透明电极层3热压贴合在第一透明基板1的左侧，将电致变色层5与第一透明电极层3的右侧热压贴合，再将第二透明电极层4与第二透明基板2的左侧热压贴合，将离子存储层6与第二透明电极层4的左侧热压贴合，然后将第一离子传导层7与电致变色层5的右侧热压贴合，并对第一离子传导层7和第二离子传导层8上的杂质进行清洗，在清洗结束后，第一离子传导层7的右侧会留下孔洞，将第二离子传导层8的填充块层对第一离子传导层7右侧的孔洞进行填充，再将离子存储层6左侧与第二离子传导层8右侧热压贴合，从而得到完整的电致变色器件，并通过清洗两个离子传导层上的杂质，再将第二离子传导层8对第一离子传导层7贴合密封，进而保护电致变色结构层防止发生短路的效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电致变色器件的制备方法，其特征在于：提供第一透明基板(1)和第二透明基板(2)；

在所述第一透明基板(1)的右侧依次贴合有第一透明电极层(3)和电致变色层(5)，在所述第二透明基板(2)的左侧依次贴合有第二透明电极层(4)和离子存储层(6)，在所述电致变色层(5)的右侧贴合有第一离子传导层(7)；

对所述第一离子传导层(7)和第二离子传导层(8)同时利用聚丙烯酰胺和丙酮溶液进行两次清洗；

在所述第一离子传导层(7)的右侧贴合有第二离子传导层(8)，以此得到电致变色器件。

2.根据权利要求1所述的一种电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述第一透明基板(1)和第二透明基板(2)均为透明树脂结构，所述第一透明电极层(3)为取自氧化铟锡、氧化氟锡、石墨烯、银或铜的一至两种，所述第二透明电极层(4)为取自氧化铟锡、氧化氟锡、石墨烯、银或铜的一至两种。

3.根据权利要求1所述的一种电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述电致变色层(5)为三氧化钨结构，且电致变色层(5)的厚度为五十至一百纳米，所述第一透明电极层(3)与第二透明电极层(4)的厚度均为一百至三百纳米，所述电致变色层(5)的左侧与第一透明电极层(3)的右侧贴合。

4.根据权利要求1所述的一种电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述离子存储层(6)为选取氧化镍、四氧化三钴或三氧化二铱的一种，且离子存储层(6)的左侧与第二离子传导层(8)的右侧贴合，所述第二透明电极层(4)的左侧与离子存储层(6)的右侧贴合。

5.根据权利要求1所述的一种电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述离子存储层(6)的厚度为五十至一百纳米，所述第一离子传导层(7)的内部为氮化锂与锂铝复合离子传导层，且第一离子传导层(7)的厚度为二十至一百纳米。

6.根据权利要求1所述的一种电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述第二离子传导层(8)的内部为氮化锂与锂铝复合离子传导层，且第二离子传导层(8)的厚度为二十至一百纳米。

7.根据权利要求1所述的一种电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述第一离子传导层(7)与第二离子传导层(8)均为电解质层结构，所述离子存储层(6)为对电极层结构。

8.根据权利要求7所述的一种电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述第二离子传导层(8)的左侧设置有填充块层，且第二离子传导层(8)的右侧与离子存储层(6)的左侧贴合。

9.一种电致变色器件，其特征在于：包括从左往右依次热压贴合的第一透明基板(1)、第一透明电极层(3)、电致变色层(5)、第一离子传导层(7)、第二离子传导层(8)、离子存储层(6)、第二透明电极层(4)和第二透明基板(2)。