一种电致变色窗及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电致变色窗，包括：依次设置的第一偏光片、第一玻璃基板、CF片、ITO电极、在电场作用下可改变光透射率的组合物层、TFT有源矩阵、第二玻璃基板、第二偏光片。本发明专利技术还公开了基于上述电致变色窗的制备方法，包括如下步骤：先投入第一玻璃基板和第二玻璃基板，在第二玻璃基板上制备TFT有源矩阵，再在第一玻璃基板上制备CF片、ITO电极，进行取向涂布并匹配第一玻璃基板和第二玻璃基板，将两片玻璃基板对位粘合，再填充在电场作用下可改变光透射率的组合物并进行偏光片贴合。本发明专利技术可通过外接控制模块控制TFT有源矩阵，使变色窗显示出彩色图案，同时改变窗口的透光率。

An electrochromic window and its preparation method

The invention discloses an electrochromic window, which comprises a first polarizer, a first glass substrate, a CF sheet, an ITO electrode, a composite layer which can change the light transmittance under electric field, a TFT active matrix, a second glass substrate and a second polarizer. The invention also discloses a preparation method based on the electrochromic window, which includes the following steps: first, the first glass substrate and the second glass substrate are put into operation, the TFT active matrix is prepared on the second glass substrate, then the CF sheet and ITO electrode are prepared on the first glass substrate, the orientation coating is carried out, the first glass substrate and the second glass substrate are matched, the two glass substrates are bonded in place, and then the two glass substrates are bonded in place. Composition filled with electric field which can change light transmission and bond polarizer. The TFT active matrix can be controlled by an external control module, so that the color change window can display color patterns, and the transmittance of the window can be changed at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种电致变色窗及其制备方法
本专利技术涉及电致变色技术及其应用领域，特别涉及一种可显示图案的电致变色窗及其制备方法。
技术介绍
日常生活中，窗户玻璃通常为透明或有色透光玻璃材料。透明玻璃在强烈的光照下会使人感到不适。而遮光性好的有色玻璃在阴天或光照较弱时会引起室内光线昏暗，一般通过设置窗帘来解决强光照射带来的不适感。电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。目前的电致变色窗技术多采用在原有玻璃上涂布一层电致变色涂层(典型的如三氧化钨或聚噻吩类、紫罗精类等)来实现变色。采用电致变色窗可动态地控制进入窗内的太阳光辐射，实现在不同的时间吸收和反射合适的光和热，提升建筑物的能源效率，从而降低建筑物的制冷或制热的成本，达到减少室内空调热负载和降低能耗的目的，同时起到改善自然光照强度等作用。但现有的电致变色技术无法使玻璃窗显示图案，存在显示单一的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种电致变色窗及其制备方法，此装置及方法可实现动态地控制进入窗内的太阳光辐射，并能显示各种彩色图案，带来更丰富的视觉享受。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种电致变色窗，包括：依次设置的第一偏光片、第一玻璃基板、CF片(彩色滤光片)、ITO电极、在电场作用下可改变光透射率的组合物层、TFT有源矩阵、第二玻璃基板、第二偏光片；所述TFT有源矩阵在通电时，通过控制变色窗体中CF片的任一像素点的彩色滤光层，使变色窗显示出彩色图案。优选的，所述电致变色窗还包括外接的控制模块，外接的控制模块包括数据存储器、单片机和电平转换电路；待显示的图案数据存储在数据存储器中，由单片机读取图案数据，形成行、列驱动信号，再通过电平转换电路输入TFT有源矩阵的行和列。优选的，所述TFT有源矩阵包括：依次制备的栅电极、有源岛、源漏电极、钝化层、接触孔和像素电极。更进一步的，TFT有源矩阵的栅电极由金属制备成，栅极金属为Cr，栅电极厚180-220纳米；有源岛为IGZO材料；源漏电极为Cr，厚180-220纳米；钝化层为SiNx，厚225-275纳米；像素电极厚45-55纳米。优选的，所述TFT有源矩阵输出电信号控制CF片上的像素点，使其显示图案并改变变色窗的透光率，从而在较大面积的窗户上显示图案，控制方式简单灵活，室外光照度变化时，使室内光照更舒适。一种电致变色窗的制备方法，包括如下步骤：S1、投入第一玻璃基板和第二玻璃基板；S2、制备TFT有源矩阵：在第二玻璃基板上通过光刻依次制备栅电极、有源岛、源漏电极、钝化层、接触孔和像素电极来制备TFT有源矩列；S3、制备CF片：在第一玻璃基板的内侧，将红、绿、蓝三色颜料溶液喷布在相应区域，形成CF片；S4、制备ITO电极：在上述第一玻璃基板上溅射ITO膜，通过光刻、刻蚀等过程形成ITO电极图形；S5、取向涂布：先在完成上述制备过程后的第一玻璃基板和第二玻璃基板表面进行TOP层涂布，再涂覆取向层；S6、匹配第一玻璃基板和第二玻璃基板，将两片导电玻璃对位贴合并固化，制成有一定厚度间隙的玻璃盒；S7、填充在电场作用下可改变光透射率的组合物至玻璃盒中并封口；S8、偏光片贴合：在第一玻璃基板和第二玻璃基板外侧各贴合偏振方向互相垂直的第一偏光片和第二偏光片。优选的，所述步骤S2中，首先在第二玻璃基板上溅射栅极金属，通过光刻工艺将栅极金属图形化处理，得到栅电极的图形；接着在图形化后的栅极金属之上淀积有源岛；再溅射金属源漏电极层，图形化处理后得到TFT有源矩阵的源漏电极；接着沉积钝化层，图形化处理后干刻打孔形成接触孔；再沉积一层像素电极，图形化制作成像素电极结构。优选的，所述步骤S3中，制备CF片时，先形成黑矩阵图案以限定像素着墨孔，然后再用喷墨打印技术将红、绿、蓝三色染料光阻剂喷至各着墨孔。更进一步的，所述步骤S3中使CF图案与TFT有源矩阵的单元一一对正，然后固化成型，并制备一层保护膜。优选的，所述步骤S5通过涂取向剂、固化、取向摩擦进行取向涂布。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术可由外接控制模块来控制变色窗中的TFT有源矩阵，从而显示彩色图案，解决了目前电致变色窗显示单一的问题，带来更丰富的视觉享受。2、本专利技术可由用户根据室外光线的强弱自主改变显示不同图案来达到调节室内光照强度的目的。附图说明图1是本专利技术实施例1电致变色窗的结构图。图2是本专利技术显示图案控制流程图。其中：1—第一偏光片，2—第一玻璃基板，3—CF片，4—ITO电极，5—双氟双环己烷化合物组合物，6—TFT有源矩阵，7—第二玻璃基板，8—第二偏光片，9—封口胶。具体实施方式为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图详细描述本专利技术提供的实施例，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，一种电致变色窗，包括：依次制备的第一偏光片1、第一玻璃基板2、CF片(彩色滤光片)3、ITO电极4、在电场作用下可改变光透射率的组合物层(本实施例中选用双氟双环己烷化合物组合物)5、TFT有源矩阵6、第二玻璃基板7、第二偏光片8，本电致变色窗还包括外接控制模块，外接控制模块包括数据存储器、单片机和电平转换电路。本电致变色窗在未通电情况下呈现透明状态或不透明状态。数据存储器用于存储要显示的图案数据，单片机读取图案数据后形成行、列驱动信号，再通过电平转换电路输入TFT有源矩阵的行和列，并进一步控制CF片的像素点，使变色窗显示出彩色图案，并改变其透光率。所述TFT有源矩阵包括：依次制备的栅电极、有源岛、源漏电极、钝化层、接触孔和像素电极。栅极金属为Cr，光刻、刻蚀后形成栅电极，栅电极厚200纳米；半导体有源岛为IGZO材料；源漏电极为Cr，厚200纳米；钝化层为SiNx，厚250纳米，采用刻蚀制备接触孔；沉积ITO膜，通过光刻和刻蚀形成像素电极，厚度为50纳米。其中，半导体有源岛也可选择a-Si:H材料。实施例2本专利技术电致变色窗的制备过程如下：S1、在第二玻璃基板上制备TFT有源矩阵：所述TFT有源矩阵为IGZOTFT首先在第二玻璃基板上溅射栅极金属Cr，通过光刻工艺将栅极金属图形化处理，得到栅电极的图形，栅电极厚200纳米；接着在图形化后的栅极金属之上淀积有源岛，半导体有源岛为IGZO材料；再溅射金属源漏电极Cr，图形化处理后得到TFT有源矩阵的源漏电极，厚200纳米；接着沉积钝化层SiNx，厚250纳米，图形化处理后干刻打孔形成接触孔；再沉积一层像素电极，图形化制作成像素电极结构，厚50纳米。S2、在第一玻璃基板的内侧制备CF片：先形成黑矩阵图案以限定像素着墨孔，然后用喷墨打印法将红、绿、蓝三色颜料溶液喷至各着墨孔，使形成的CF图案与TFT有源矩阵的单元一一对正，然后固化成型，再制备一层保护膜，形成CF片，厚2微米；然后在第一玻璃基板上制备一层ITO层，通过光刻和刻蚀形成ITO电极，厚150纳米。S3、对完成上述制备过程后的第一玻璃基板和第二玻璃基板进行取向涂布前，先进行TOP层涂布，TOP层材料选SiO2，厚50纳米，固化温度300℃；对第一玻璃基板和第二玻璃基板分别涂布厚300微米的聚酰亚胺膜，并通过摩擦工艺形成可诱导双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电致变色窗，其特征在于，包括：依次设置的第一偏光片、第一玻璃基板、CF片、ITO电极、在电场作用下可改变光透射率的组合物层、TFT有源矩阵、第二玻璃基板、第二偏光片；所述TFT有源矩阵在通电时，通过控制CF片的任一像素点的彩色滤光层，使变色窗显示出彩色图案。

【技术特征摘要】
1.一种电致变色窗，其特征在于，包括：依次设置的第一偏光片、第一玻璃基板、CF片、ITO电极、在电场作用下可改变光透射率的组合物层、TFT有源矩阵、第二玻璃基板、第二偏光片；所述TFT有源矩阵在通电时，通过控制CF片的任一像素点的彩色滤光层，使变色窗显示出彩色图案。2.根据权利要求1所述的电致变色窗，其特征在于，所述电致变色窗还包括外接的控制模块，外接的控制模块包括数据存储器、单片机和电平转换电路；待显示的图案数据存储在数据存储器中，由单片机读取图案数据，形成行、列驱动信号，再通过电平转换电路输入TFT有源矩阵的行和列。3.根据权利要求1所述的电致变色窗，其特征在于，所述TFT有源矩阵包括：依次制备的栅电极、有源岛、源漏电极、钝化层、接触孔和像素电极。4.根据权利要求3所述的电致变色窗，其特征在于，TFT有源矩阵的栅电极由金属制备而成，栅极金属为Cr，栅电极厚180-220纳米；有源岛为IGZO材料；源漏电极为Cr，厚180-220纳米；钝化层为SiNx，厚225-275纳米；像素电极厚45-55纳米。5.根据权利要求1所述的电致变色窗，其特征在于，所述TFT有源矩阵输出电信号控制CF片上的像素点，使其显示图案并改变透光率。6.一种电致变色窗的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、投入第一玻璃基板和第二玻璃基板；S2、制备TFT有源矩阵：在第二玻璃基板上通过光刻依次制备栅电极、有源岛、源漏电极、钝化层、接触孔和像素电极来制备TFT有源矩阵；S3、制备CF片：在第一玻璃基板的内侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚若河，韩静，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44