CN208737169U - 一种带有电阻层的电致变色玻璃、夹胶玻璃、中空玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带有电阻层的电致变色玻璃、夹胶玻璃和中空玻璃，包括依次叠置的玻璃基板、离子阻挡层、第一导电层、EC堆叠层和第二导电层，通过在导电层与EC堆叠层之间设置电阻层，对变色玻璃进行电流调节，降低电流值，从而降低导电层上电势分布过程中的产生的电压降，有效消除色晕现象。

Description

一种带有电阻层的电致变色玻璃、夹胶玻璃、中空玻璃

技术领域

本实用新型涉及变色玻璃技术领域，具体涉及一种带有电阻层的电致变色玻璃及应用。

背景技术

电致变色是指材料在外加电压的作用下，带电离子与材料发生掺杂和去掺杂，导致金属氧化物电致变色材料发生氧化还原反应，进而光学性能(透过率、吸收率、反射率)在可见光及红外区域内发生可逆变化的现象。利用该性能制备的电致变色玻璃能对太阳光辐射的光和热进行智能调节，选择性地调节进入室内的热辐射，降低建筑物的能耗。电致变色技术代表着当今最先进的智能建筑节能玻璃技术。

全固态电致变色玻璃主要基于三明治结构的复合功能层。传统的结构，从玻璃基底往上依次分别是离子阻挡层、第一导电层、EC堆叠层、第二导电层；当通过边缘电极对第一和第二导电层施加电压时，复合功能层可以实现透明态和着色态之间的可逆变化。

目前的电致变色器件都会遇到“色晕”现象，即靠近边缘电极处的复合功能层的着色和褪色速度都明显快于中间部分，导致变色过程中发生色彩变化不均匀的现象。直到整个器件基本完全着色或者完全褪色，该现象才会消失。再次施加反向的驱动电压，色晕现象又会发生。

实用新型内容

为了缓解并克服变色器件的色晕现象，本实用新型提供一种带有电阻层的电致变色玻璃，具体技术方案如下：

一种带有电阻层的电致变色玻璃，包括依次叠置的透明基底、离子阻挡层、第一导电层、EC堆叠层和第二导电层，所述第一导电层与EC堆叠层之间设置有第一电阻层。

一种带有电阻层的电致变色玻璃，包括依次叠置的透明基底、离子阻挡层、第一导电层、EC堆叠层和第二导电层，所述第二导电层与EC堆叠层之间设置有第二电阻层。

一种带有电阻层的电致变色玻璃，包括依次叠置的透明基底、离子阻挡层、第一导电层、EC堆叠层和第二导电层，所述第一导电层与EC堆叠层之间设置有第一电阻层，所述第二导电层与EC堆叠层之间设置有第二电阻层。

一种电致变色夹胶玻璃，包括夹胶用玻璃基板、胶片以及上述的电致变色玻璃。

一种电致变色中空玻璃，其特征在于，包括中空用玻璃基板、间隔条、二道密封胶以及上述的电致变色玻璃。

由以上技术方案可知，本实用新型通过在导电层与EC堆叠层之间设置电阻层，对变色玻璃进行电流调节，降低电流值，从而降低导电层上电势分布过程中的产生的电压降，有效消除色晕现象。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图；

图2为实施例2的结构示意图；

图3为实施例3的结构示意图；

图4为实施例1中电流的传递图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明，在详细说明本实用新型各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

将电致变色器件的电学性能进行抽象，可以抽象为一个电阻和电容的串联电路。电流在导电层之间传递，可以看作电流通过电阻的过程，而EC堆叠层中的离子传导层为离子导体同时基本又是电子的绝缘体，故而EC堆叠层可以看作电容器。

假设电源电压为Vo，电阻的电阻值为R，电容的电容值为C，电容器两侧电压为U，时间为t。

由于串联电路中，通过电阻和电容的电流相等，所以有：

电容器两侧电压：

RC串联电路的时间常数τ＝RC，当时间t＝3RC时,U＝95％Vo，可以将该时间等效为变色时间。

变色玻璃上某一点需要经历两个电学过程，第一个是电势分布过程，是在导电层上，电势从电极处由强到弱分布到该点，然后该点处的EC堆叠层发生离子迁移过程，即在与导电层垂直的方向上，在电势驱动下离子在变色材料分子内发生迁移。导致色晕现象的主要原因之一是导电层上电势分布过程中的产生的电压降。

为了降低该电压降，可以从两方面角度开展工作，一方面是降低导电层的电阻。

电阻的计算公式为：

式中，ρ为材料的电阻率；L等于电流方向上导体的长度；S为垂直电流方向的导体的截面积。

所以，越靠近汇流条的位置，L越小，电阻R₁越小，电压降越小，R₁C较小，变色时间短。同理，处于导电层中间位置的点，由于距离两边的电极都较远，电阻R₂较大，R₂C较大，所以变色速度比较慢。如果使用方阻更低的材料作为导电层，减小 R₁和R₂的差值，可以有效缓解变色不均匀的现象。

目前的技术一般都是从该角度出发，比如溅射更厚的ITO，可以将普通ITO的方阻从30Ω·M/□降到10以内。

为了降低电压降，另一方面的工作就是从降低电流值。使用较低的启动电压是一种常用的策略，而本实用新型中，采用另一种新的方式，在导电层和EC堆叠层之间设置电阻层。

降低导电层的方阻，同时增加电阻层，可以兼顾变色时间和变色均匀性。考虑到降低导电层的方阻为业内通用手段。所以增加电阻层的组合工艺，同时降低导电层方阻的方式，也在本实用新型的保护范围之内。

实施例1

如图1所示，所述电致变色玻璃包括依次叠置的第一导电层1、第一电阻层4、 EC堆叠层2和第二导电层3。

实施例2

如图2所示，所述电致变色玻璃包括依次叠置的第一导电层1、EC堆叠层2、第二电阻层5、第二导电层3。

实施例3

如图3所示，所述电致变色玻璃包括依次叠置的第一导电层1、第一电阻层4、 EC堆叠层2、第二电阻层5、第二导电层3。

图4示出了实施例1的电流走势图，在单位面积的EC器件中，电流先在第一导电层1上完成横向传递，然后垂直通过第一电阻层4作用在EC堆叠层2上。即第一导电层的平面方向上的电阻R1＜第一电阻层的垂直方向上的电阻R2。

R1＜R2，可以推出：

W₁和W₂处于同一数量级，约除以后得到：

d₁和d₂分别代表第一导电层和第一电阻层的厚度，其中d₂为电流在电阻层中传递方向上的距离。一般在百纳米级别，最大为微米级别，最小为2纳米；L₁和L₂分别代表第一导电层和第一电阻层的长度，其中L₁为电流在第一电流层中传递方向上的距离，一般在厘米至米级别。

ρ₁为ITO的电阻率，一般为10^-6至10^-7Ω·M量级。

综上，第一电阻层的电阻率ρ₂应大于10Ω·M，小于10²⁰Ω·M，优选10⁶～10¹⁵Ω·M。

所述第一电阻层4和第二电阻层5采为透明的绝缘层或者半导体层，其电阻率为10Ω·M至10²⁰Ω·M，厚度为2nm～1000nm。其材料包括可以是氧化铟锡(氧含量较普通ITO更高)、以及Si、Al、Mg、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Y、Zr、Nb、 Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir的氧化物、硫化物或者氮化物，其电阻率为10Ω·M至10²⁰Ω·M，厚度为2nm～1000nm。

所述第二导电层3的外侧可以镀有保护层，该保护层采用硅的氧化物或者氮化物、铝的氧化物或者氮化物，以及钛的氧化物或者氮化物中的任一种，用于隔绝空气中的水分。

本实用新型电致变色玻璃可以应用于不同基板，用于电致变色夹胶玻璃、电致变色中空玻璃等组合产品，均应视作在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型电阻层除了可以改善变色过程中间的“色晕”现象以外，由于其处在导电层和EC堆叠层之间，还可以有效防止电致变色器件的短路现象。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种带有电阻层的电致变色玻璃，包括依次叠置的透明基底、离子阻挡层、第一导电层、EC堆叠层和第二导电层，其特征在于，所述第一导电层与EC堆叠层之间设置有第一电阻层。

2.一种带有电阻层的电致变色玻璃，包括依次叠置的透明基底、离子阻挡层、第一导电层、EC堆叠层和第二导电层，其特征在于，所述第二导电层与EC堆叠层之间设置有第二电阻层。

3.一种带有电阻层的电致变色玻璃，包括依次叠置的透明基底、离子阻挡层、第一导电层、EC堆叠层和第二导电层，其特征在于，所述第一导电层与EC堆叠层之间设置有第一电阻层，所述第二导电层与EC堆叠层之间设置有第二电阻层。

4.根据权利要求3所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述第一电阻层和第二电阻层为透明的绝缘层或者半导体层，其电阻率为10Ω·M至10²⁰Ω·M，厚度为2nm～1000nm。

5.根据权利要求4所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述第一电阻层和第二电阻层采用Si、Al、Mg、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir的氧化物、硫化物或者氮化物，或者氧化铟锡。

6.根据权利要求1、2或3所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述第二导电层的外侧镀有保护层。

7.根据权利要求6所述的电致变色玻璃，其特征在于，所述保护层采用硅的氧化物或者氮化物、铝的氧化物或者氮化物，以及钛的氧化物或者氮化物中的任一种。

8.一种夹胶玻璃，其特征在于，包括夹胶用玻璃基板、胶片以及使用权利要求1-3任一项所述的电致变色玻璃。

9.一种中空玻璃，其特征在于，包括中空用玻璃基板、间隔条、二道密封胶以及使用权利要求1-3任一项所述的电致变色玻璃。