电致变色膜和包括其的电致变色装置制造方法及图纸

本申请涉及电致变色膜和包括其的装置。所述电致变色膜包括电致变色层和具有与所述电致变色层的着色水平不同的着色水平的钝化层。本申请的所述电致变色膜和所述电致变色装置不仅具有优异的耐久性和颜色转换速度，而且还可以逐步控制光学特性。

Electrochromic film and electrochromic device thereof

The present application relates to an electrochromic film and a device thereof. The electrochromic film includes an electrochromic layer and a passivation layer having a different coloring level from the electrochromic layer. The electrochromic film and the electrochromic device of the application not only have excellent durability and color conversion speed, but also can gradually control the optical characteristics.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电致变色膜和包括其的电致变色装置
相关申请的交叉引用本申请要求基于2017年4月24日提交的韩国专利申请第10-2017-0052046号和2018年4月19日提交的韩国专利申请第10-2018-0045422号的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本申请涉及电致变色膜和包括其的电致变色装置。
技术介绍
电致变色是指其中电致变色材料的光学特性通过电化学氧化或还原反应而改变的现象，其中利用该现象的装置被称为电致变色装置。电致变色装置通常包括工作电极、对电极和电解质，其中每个电极的光学特性可以通过电化学反应可逆地改变。例如，工作电极或对电极可以分别包含膜形式的透明导电材料和电致变色材料，并且在向装置施加电位的情况下，随着电解质离子插入包含电致变色材料的膜中或从其中移出并且电子同时通过外部电路移动，出现电致变色材料的光学特性改变。这样的电致变色装置能够以小成本制造具有大面积的装置并且具有低功耗，使得其作为智能窗或智能镜以及其他下一代建筑窗材料而引起关注。然而，由于需要花费大量的时间来插入和/或移出电解质离子以用于电致变色层的整个区域的光学特性改变(即颜色改变)，所以存在颜色转换速度慢的缺点。当透明导电电极具有高的薄层电阻时或者当要求电致变色装置具有大面积时，这样的缺点更加显著。另一方面，近来，对电致变色装置的需求不断增加，并且应用领域也已经多样化，因此需要开发在具有优异的耐久性的同时能够精细地调节光学特性的装置。
技术实现思路
技术问题r>本申请的一个目的是提供能够电致变色的电致变色膜。本申请的另一个目的是提供具有改善的颜色转换速度或电致变色速度的电致变色膜。本申请的另一个目的是提供具有优异的耐久性和改善的可用水平的电致变色膜。本申请的另一个目的是提供能够精细地调节透射率的电致变色膜。本申请的另一个目的是提供包括所述电致变色膜的电致变色装置。本申请的以上和其他目的可以通过以下详细描述的本申请全部解决。技术方案在本申请的一个实例中，本申请涉及电致变色膜。所述电致变色膜可以包含电致变色材料，并且可以由于根据电化学反应的电致变色而改变光学特性。这样的电致变色可以发生在电致变色膜中包括的一个或更多个层中。电致变色膜可以包括电致变色层和钝化层。具体地，电致变色膜可以包括电致变色层和定位在电致变色层的一侧上的钝化层。在本申请中，与部件之间的位置结合使用的术语“在……上”以对应于“上方”或“上部”的意义使用，并且除非另有说明，否则其还可以意指具有相关位置的部件直接接触另一部件并同时存在于该部件上的情况，以及还可以意指它们之间存在其他部件的情况。在一个实例中，电致变色层和钝化层可以具有透光特性。在本申请中，透光特性可以意指足够透明以能够清楚地看到电致变色装置中发生的诸如颜色变化的光学特性变化的情况，并且例如，可以意指在没有任何外部因素(例如电位施加)的状态(和/或脱色状态)下，相应层的透光率为至少60％或更大的情况。更具体地，电致变色层和钝化层的透光率的下限可以为60％或更大、70％或更大、或者75％或更大，透光率的上限可以为95％或更小、90％或更小、或者85％或更小。当满足上述范围内的透光特性时，用户可以充分观察到由于根据电位施加的电致变色导致的膜或装置的光学特性的变化，即可逆的着色和脱色。也就是说，在未着色状态下具有透光特性的情况下，其适用于电致变色装置。除非另有说明，否则本申请中的“光”可以意指380nm至780nm的波长范围内的可见光，更具体地，波长为550nm的可见光。可以使用已知的雾度计(hazemeter，HM)来测量透射率。电致变色层可以包含能够电致变色的电致变色材料，即有机材料或无机材料。作为无机材料，可以使用金属氧化物。在一个实例中，电致变色层可以包含在还原反应时经历着色的还原性电致变色材料。可用的还原性电致变色材料的类型没有特别限制，但是可以使用无机电致变色材料，例如Ti、Nb、Mo、Ta或W的氧化物。例如，可以使用WO3、MoO3、Nb2O5、Ta2O5或TiO2等。在另一个实例中，电致变色层可以包含在氧化时着色的氧化性电致变色材料。可用的氧化性电致变色材料的种类没有特别限制，但是可以使用选自以下中的一种或更多种无机电致变色材料：Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Rh或Ir的氧化物；Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Rh或Ir的氢氧化物；以及普鲁士蓝。例如，可以使用LiNiOx、IrO2、NiO、V2O5、LixCoO2、Rh2O3或CrO3等。没有特别限制，电致变色层的厚度可以在50nm至450nm的范围内。形成电致变色层的方法没有特别限制。例如，可以使用多种已知的沉积方法来形成层。钝化层可以意指当驱动膜或元件时能够防止相邻层的劣化的层。钝化层可以包含同时含有两种或更多种金属的氧氮化物。在一个实例中，钝化层可以具有同时包含选自Ti、Nb、Mo、Ta和W中的两种或更多种金属的氧氮化物。更具体地，钝化层可以同时包含Mo和Ti。在这方面，仅含有Mo的氮化物、氧化物或氧氮化物具有差的与相邻薄膜的粘合性，并且仅含有Ti的氮化物、氧化物或氧氮化物具有差的耐久性，例如在电位施加时分解。特别地，由于含有以上列出的金属中的任一者(例如，仅Ti或仅Mo)的氮化物或氧氮化物即使在不施加电位等的状态下也具有低的透光特性，例如可见光透射率为40％或更小、35％或更小、或者30％或更小，所以其不适合用作在脱色时需要透明度的电致变色膜的构件。此外，当使用如上所述的具有低透射率的材料时，难以看到电致变色装置中所需的清楚的着色和脱色的光学特性变化。在一个实例中，钝化层中包含的金属氧氮化物可以由以下式1表示。[式1]MoaTibOxNy在式1中，a表示Mo的元素含量比，b表示Ti的元素含量比，x表示O的元素含量比，以及y表示N的元素含量比，其中a>0，b>0，x>0，y>0，0.5<a/b<4.0，以及0.005<y/x<0.02。在本申请中，术语“元素含量比”可以是原子％并且可以通过XPS(X射线光电子能谱)来测量。当满足元素含量比(a/b)时，可以提供对其他层构造具有优异的粘合性以及具有耐久性的钝化层。当满足元素含量比(y/x)时，钝化层可以具有60％或更大的透光率。特别地，当不满足元素含量比(y/x)时，钝化层具有非常低的透光特性(透明度)，例如透光率为40％或更小或者35％或更小，并且因此钝化层不能用作电致变色装置的构件。在一个实例中，钝化层的薄膜密度(ρ)可以为15g/cm3或更小。例如，膜密度(ρ)值的下限可以为0.5g/cm3或更大、0.7g/cm3或更大、或者1g/cm3或更大，膜密度(ρ)值的上限可以为13g/cm3或更小、或者10g/cm3或更小。薄膜密度可以通过XRR(X射线反射)来测量。在一个实例中，钝化层的厚度可以为150nm或更小。例如，钝化层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电致变色膜，包括：电致变色层；和钝化层，所述钝化层位于所述电致变色层的一侧上并且具有与所述电致变色层的着色水平不同的着色水平。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170424 KR 10-2017-0052046;20180419 KR 10-2018-001.一种电致变色膜，包括：电致变色层；和钝化层，所述钝化层位于所述电致变色层的一侧上并且具有与所述电致变色层的着色水平不同的着色水平。


2.根据权利要求1所述的电致变色膜，其中所述钝化层的着色水平高于所述电致变色层的着色水平。


3.根据权利要求1所述的电致变色膜，其中所述电致变色层包含还原性电致变色材料或氧化性电致变色材料。


4.根据权利要求1所述的电致变色膜，其中所述电致变色层包含还原性电致变色材料，以及所述还原性电致变色材料包括Ti、Nb、Mo、Ta或W的氧化物。


5.根据权利要求1所述的电致变色膜，其中所述钝化层包含金属氧氮化物。


6.根据权利要求5所述的电致变色膜，其中所述金属氧氮化物包含选自Ti、Nb、Mo、Ta和W中的两种或更多种金属。


7.根据权利要求6所述的电致变色膜，其中所述金属氧氮化物包含Mo和Ti。


8.根据权利要求7所述的电致变色膜，其中所述金属氧氮化物由以下式1表示：
[式1]
MoaTibOxNy
(其中，a表示Mo的元素含量比，b表示Ti的元素含量比，x表示O的元素含量比，以及y表示N的元素含量比，其中a>0，b>0，x>0，y>0，0.5<a/b<4.0，以及0.005<y/x<0.02)。


9.根据权利要求1所述的电致变色膜，其中所述钝化层的薄膜密度(ρ)为15g/cm3或更小。


10.根据权利要求1所述的电致变色膜，其中所述钝化层的厚度为150nm或更小。


11.一种电...

【专利技术属性】
技术研发人员：金容赞，金起焕，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR