一种电致变色器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种电致变色器件及其制备方法，包括透明导电层、电致变色层以及电解质层，所述电解质层为填充了含有Li离子电解质溶液的透明纳米颗粒膜。电致变色层采用阳极电致变色层或阴极电致变色层，能够在多阶跃电位([-3.0，+3.0]V)下实现至少四种色彩(橙-黄-绿-蓝)电致变色的行为；采用等离子体增强化学气相沉积技术制备的无机氧化物纳米颗粒膜，并且在含有Li离子电解质溶液中充分浸泡后形成无机-有机复合膜作为固态电解质层，成本低廉，电致变色器件制备工艺采用了电化学沉积技术、PECVD技术和磁控溅射等技术，在室温下沉积，容易大尺寸生长，与现有的电子器件工艺兼容性好，容易实现大规模产业化，因此可以大大地降低器件的制备成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电致变色
，特别是涉及。
技术介绍
具有半导体本性的电致变色材料在一个外加电场或电流的作用下能够改变他们的光学特性。由于电致变色器件在智能窗、信息显示器、光闸、可变反射率镜和可变发射率热散热器中可能的应用，人们对过渡金属氧化物，如五氧化二钒，氧化钨和氧化钥显示了电致变色的效应具有极大的兴趣。在电致变色的过渡金属氧化物中，五氧化二钒显示了阳极和阴极变色，并且，基于五氧化二钒的薄膜具有一个更好的循环稳定性、可逆性和多电致变色(橙-黄-绿-蓝)的行为，在550-900纳米光谱区内的60-90 %的光学调制，这些所期望的结果是由于增强的电子价态间Mo6+、V5+和V4+转移，并且还有V5+和V4+的转变。这种多色彩电致变色器件具有高效、低耗、智能化等优点，在信息显示上具有广阔的应用前景。现有技术中，公布号为CN102639455A的专利申请公开一种电致变色器件，包括线性热膨胀系数为35-60X10_7/°C的第一非淬火玻璃基材(SI)的电致变色器件，基材(SI)被包括至少一个透明导电层(2、4)、电致变色材料层(EC2)、离子导电电解质层(EL)和对电极(ECl)的堆叠体涂覆。基材的重量百分比组成为如下:Si0250?82 ；B2030?20 ；A12030?22 ；Mg00 ?10 ;Ca00 ?15 ；Sr00 ?5 ；Ba00 ?15 ；Ca0+Mg0+Ba0+Sr00 ?15 ；Na2OO ?6 ；K2OO?8 ；Na20+K200?8，主要用于解决变色器件机械强度不够和难以加工的问题。公布号为CN102998870A的专利申请公开一种电致变色材料，包括依次相互层叠的上玻璃基板、导电反射层、电变色材料、透明导电层、下玻璃基板。主要目的在于提高反射率和稳定性，降低电极与变色材料之间的接触势垒，降低驱动电压，提高变色效率。但是目前的电致变色器件无论从原料成本或者制备工艺方面都存在着生产成本比较高的问题，并且还没有提出确实有效的解决办法。 有鉴于上述现有的电致变色器件存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型电致变色器件及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的电致变色器件存在的缺陷，而提供一种新型电致变色器件及其制备方法，降低制造成本，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。 本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种电致变色器件，包括透明导电层、电致变色层以及电解质层，其中所述电解质层为填充了含有Li离子电解质溶液的透明纳米颗粒膜。 更进一步的，前述的电致变色器件，所述含有Li离子的电解质溶液为LiClO4碳酸丙烯酯电解质溶液、CH5LiNl, 4 二氮丁烷电解质溶液或LiPF6聚倍半硅氧烷电解质溶液。 更进一步的，前述的电致变色器件，所述电致变色层为阳极电致变色层或阴极电致变色层。 更进一步的，前述的电致变色器件，所述阳极电致变色层材料为钥掺杂五氧化二钒、氧化铱、氧化铑、氧化锰、氧化钴、氧化铁、氧化铬或氧化钒；所述阴极电致变色层材料为钥掺杂五氧化二钒、氧化钥、氧化铌、氧化钽、氧化钛或氧化钒。 更进一步的，前述的电致变色器件，所述钥掺杂五氧化二钒中钥的掺杂浓度为5% -10% mol,厚度为 50nm ~5 μ m。 更进一步的，前述的电致变色器件，所述透明纳米颗粒膜为二氧化硅透明纳米颗粒膜或磷掺杂的二氧化硅透明纳米颗粒膜，所述二氧化硅透明纳米颗粒膜或磷掺杂的二氧化硅透明纳米颗粒膜在可见光范围内的透过率≤80%，厚度为10nm~10 μ m。 更进一步的，前述的电致变色器件，所述二氧化硅透明纳米颗粒膜中纳米颗粒的粒径为Inm~20nm。 更进一步的，前述的电致变色器件，所述透明导电层在可见光范围内的透过率^ 80%,厚度为 50nm ~5 μ m。 前述的电致变色器件的制备方法，包括以下步骤: ①选取透明衬底材料并清洗干净； ②采用镀膜工艺在所述第一透明衬底(I)表面沉积第一透明导电层(2); ③将所述第一透明导电层(2)的一角遮盖，作为电极接触区，并采用镀膜工艺在所述第一透明导电层(2)的未遮盖部分的表面沉积第一电致变色层(3)； ④用等离子体增强化学气相沉积法在所述第一电致变色层(3)表面沉积透明纳米颗粒膜，然后在含有Li离子电解质溶液中充分浸泡透明纳米颗粒膜作为固态电解质层 (4)； ⑤采用镀膜工艺在第二透明衬底(6)表面沉积第二透明导电层(5)，然后使用封装材料把第二透明导电层(5)和固态电解质层(4)封装并固化，得到电致变色器件。 更进一步的，前述的电致变色器件的制备方法，所述镀膜工艺为磁控溅射镀膜工艺或者电化学沉积工艺。 借由上述技术方案，本专利技术的电致变色器件及其制备方法至少具有下列优点: 本专利技术的电致变色器件，电致变色层采用阳极电致变色层或阴极电致变色层，能够在多阶跃电位([-3.0，+3.0]V)下实现至少四种色彩(橙-黄-绿-蓝)电致变色的行为；采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备的无机氧化物纳米颗粒膜，并且在含有Li离子电解质溶液中充分浸泡后形成无机-有机复合膜作为固态电解质层，成本低廉，制作方法简单易行；电致变色器件制备工艺采用了电化学沉积技术、PECVD技术和磁控溅射等技术，这些技术都在室温下沉积，容易大尺寸生长，与现有的电子器件工艺兼容性好，容易实现大规模产业化，因此可以大大地降低器件的制备成本。 上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例1电致变色器件结构示意图； 图2为本专利技术实施例2电致变色器件结构示意图； 图3为本专利技术实施例1的透明纳米颗粒膜的透射电子显微镜图； 图中标记含义:1.第一透明衬底，2.第一透明导电层，3.第一电致变色层，4.电解质层，5.第二透明导电层，6.第二透明衬底，7.环氧树脂，8.第二电致变色层。 【具体实施方式】 本专利技术提供了，该电致变色器件为多层复合膜结构，包括透明导电层、电致变色层和电解质层。在本专利技术的实施例中，透明导电层包括第一透明导电层2和第二透明导电层5，分别作为阴极/阳极电极和阳极/阴极电极；电致变色层分为阴极变色层和阳极变色层，在电致变色器件中，可以只包含一层钥掺杂五氧化二钒层或一层阳极/阴极变色层；电解质层为离子传输层，除钥掺杂五氧化二钒膜以外，各个膜层在可见光范围内的透过率达80%以上；【具体实施方式】阐述如下。 实施例1 如图1所示本专利技术的单层电致变色器件，其中第一透明衬底I为普通玻璃片设置在最底层；第一透明导电层2为铟锌氧(IZO)膜，与外界电源连通，作为阴极电极，设置在第一透明衬底I上部；第一电致变色层3为钥掺杂五氧化二钒膜，设置在第一透明导电层2上部；电解质层4为填充了 LiClOd^酸丙烯酯的二氧化硅(S12)透明纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电致变色器件，包括透明导电层、电致变色层以及电解质层，其特征在于，所述电解质层为填充了含有Li离子电解质溶液的透明纳米颗粒膜。

【技术特征摘要】
1.一种电致变色器件，包括透明导电层、电致变色层以及电解质层，其特征在于，所述电解质层为填充了含有Li离子电解质溶液的透明纳米颗粒膜。2.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于:所述含有Li离子的电解质溶液为LiClO4碳酸丙烯酯电解质溶液、CH5LiNl, 4 二氮丁烷电解质溶液或LiPF6聚倍半硅氧烷电解质溶液。3.根据权利要求1或2所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色层为阳极电致变色层或阴极电致变色层。4.根据权利要求3所述的电致变色器件，其特征在于，所述阳极电致变色层材料为钥掺杂五氧化二钒、氧化铱、氧化铑、氧化锰、氧化钴、氧化铁、氧化铬或氧化钒；所述阴极电致变色层材料为钥掺杂五氧化二钒、氧化钥、氧化铌、氧化钽、氧化钛或氧化钒。5.根据权利要求4所述的电致变色器件，其特征在于，所述钥掺杂五氧化二钒中钥的惨杂浓度为5% -10% mol,厚度为50nm?5 μ m。6.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述透明纳米颗粒膜为二氧化硅透明纳米颗粒膜或磷掺杂的二氧化硅透明纳米颗粒膜，所述二氧化硅透明纳米颗粒膜或磷掺杂的二氧化硅透明纳米颗粒膜在可见光范围内的透过率> 80%，厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹鸿涛，俞科，张洪亮，
申请(专利权)人：常州深蓝涂层技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32