用于制备电致变色装置的方法制造方法及图纸

本申请涉及用于制备电致变色装置的方法。在本申请的制备方法中，所述装置通过以下来制备：通过干法预先向还原性电致变色层中插入一价阳离子，以及将着色的电致变色层、电解质层和本身处于着色状态的包含氧化性变色材料的离子存储层层合。因此，本申请可以改善所述电致变色装置的驱动耐久性。

Method for preparing electrochromic device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备电致变色装置的方法
相关申请的交叉引用本申请要求基于于2017年9月18日提交的韩国专利申请第10-2017-0119271号和于2018年9月6日提交的韩国专利申请第10-2018-0106524号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本申请涉及用于制备电致变色装置的方法。
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电致变色层、电解质层、和在两个相对电极之间的离子存储层，其中电致变色层和离子存储层分别包含显色反应彼此相反的变色材料。例如，电致变色层可以包含其自身是透明的但在还原反应后着蓝色的WO3，以及离子存储层可以包含在氧化状态(FeIII[FeII(CN)6]-)下具有蓝色而在还原反应后变为透明的普鲁士蓝(Prussianblue，PB)。以这种方式，在将引起显色的反应彼此相反的变色材料用于不同的层时，为了驱动电致变色装置，必需在实际驱动装置之前匹配各层的状态。具体地，必需采取措施使得电致变色层和离子存储层二者均处于无色或透明状态(脱色状态)或者其二者均具有预定的颜色(着色状态)。常规地，在制造层合有所有结构层(例如，电极层、电致变色层、电解质层和离子存储层)的电致变色装置之后，向具有氧化性电致变色材料(例如，PB)的层施加高于驱动电位的电压预定的时间，以在对PB进行实际驱动和脱色(还原)处理之前强行插入电解质离子。这样的操作被称为所谓的初始化操作。顺便提及，作为脱色(还原)处理的目标的变色材料(例如，PB)自身不具有参与变色反应的(电解质)离子，以及当在装置中使用凝胶聚合物电解质时，存在电解质离子的量与使用液体电解质的情况相比较少的问题，因此需要过电压以使PB完全脱色。然而，过电压导致电极层和电致变色层的劣化，并且导致器件的驱动耐久性劣化。
技术实现思路
技术问题本申请的一个目的是提供具有改善的驱动耐久性的电致变色装置及其制备方法。本申请的以上目的和其他目的可以通过以下进行详细描述的本申请解决。技术方案在与本申请有关的一个实例中，本申请涉及用于制备电致变色装置的方法。具体地，本申请涉及用于制备其中在包含还原性电致变色材料的电致变色层上顺序地设置有电解质层和离子存储层的电致变色装置的方法。在本申请中，除了在着色时透射率大幅降低的电致变色层和离子存储层结构之外，本申请的电致变色装置中使用的各层结构对于在380nm至780nm的范围内的可见光波长的透射率可以为80％或更大、或者85％或更大。本申请的制备方法包括在将电解质层设置在电致变色层上之前向电致变色层中插入一价阳离子的步骤。当电致变色层中的还原性电致变色材料通过插入一价阳离子而被还原时，电致变色层可以着色。因此，其中插入有一价阳离子的电致变色层可以具有与包含氧化性电致变色材料的离子存储层相同的着色状态，并因此，根据本申请的制备方法制备的电致变色装置可以不需要初始化操作。在本申请中，向电致变色层中插入一价阳离子可以通过干法完成。例如，向电致变色层中插入一价阳离子可以通过沉积来进行。如下所述，当通过干法插入一价阳离子时，具有的优点是电致变色层对相邻层的附接力优异并且不需要单独的清洁过程。在一个实例中，向电致变色层中插入一价阳离子可以通过热蒸镀沉积或热气相沉积来完成。根据以上方法，在真空状态下将高热量施加至金属源以使金属汽化成可以插入电致变色层中的离子状态。在一个实例中，通过沉积插入的一价阳离子可以为Li+、Na+、K+、Rb+或Cs+。即，在热蒸镀沉积中，可以使用金属例如Li、Na、K、Rb或Cs作为一价阳离子源。在本申请中，可以进行热蒸镀沉积(即，插入一价阳离子的过程)使得不形成由一价阳离子源构成的单独的层(金属层)。例如，在旨在将锂离子(Li+)插入电致变色层的情况下，可以进行本申请的热蒸镀沉积过程使得在电致变色层上不形成单独的锂层。当形成金属层(例如，锂层)时，电池性能可能劣化。此外，金属层的形成可以使电致变色装置内部的反射率增加，从而成为在着色时提供低透明度并且在脱色时提供高透明度的电致变色装置的功能的阻碍。热蒸镀沉积条件没有特别限制，只要热蒸镀沉积进行到不会形成由一价阳离子源构成的单独的层的这样的程度即可。例如，热蒸镀沉积可以在10毫托或更小、5毫托或更小、3毫托或更小、1毫托或更小、0.1毫托或更小、或者0.01毫托或更小的压力条件下进行。其下限没有特别限制，但是可以为例如0.0001毫托或更大。在一个实例中，热蒸镀沉积可以在考虑到待插入的金属离子的熔点的温度条件下进行。例如，热蒸镀沉积可以在高于一价阳离子的源金属的熔点的温度下进行。具体地，当待插入的一价阳离子为Li+时，考虑到锂的熔点为约180℃，热蒸镀沉积可以在作为锂的熔点的180℃或更高的温度条件下进行。具体地，热蒸镀沉积可以在约500℃至700℃的范围内的温度条件下进行。进行热蒸镀沉积的时间没有限制，只要其满足以上条件即可。例如，热蒸镀沉积可以在以上压力和温度条件下进行几秒至几分钟。在一个实例中，当热蒸镀沉积进行到不会形成由一价阳离子源构成的单独的层的这样的程度时，插入电致变色层中的一价阳离子的含量可以在每cm2电致变色层1.0×10-8mol至1.0×10-6mol的范围内，并且更具体地在每cm2电致变色层5.0×10-8mol至5.0×10-7mol的范围内。插入电致变色层中的一价阳离子的含量(即，摩尔数)可以由其中存在一价阳离子的电致变色层中的电荷量与电子的摩尔数之间的关系获得。例如，当使用热蒸镀沉积向电致变色层中插入一价阳离子并且电致变色层的电荷量为A(C/cm2)时，电荷量A除以法拉第常数F的值(A/F)可以为每cm2电致变色层存在的电子的摩尔数。另一方面，由于电子(e-)和一价阳离子可以以1:1的比例反应，因此电致变色层中存在的一价阳离子的最大量(即最大摩尔数)可以等于由以上获得的电子摩尔数。关于一价阳离子的含量，测量电荷量的方法没有特别限制。例如，可以使用恒电位仪装置通过已知的方法例如电位阶跃计时电流法(potentialstepchronoamperometry，PSCA)测量电荷量。在本申请中，插入的一价阳离子在电致变色层中存在的形式可以包括所有以下情况。具体地，在本申请中，插入电致变色层中的一价阳离子可以以离子的形式包含在电致变色层中，和/或也可以以与构成电致变色层的变色材料化学键合的形式包含在各层中。在本申请中，电致变色层包含还原性电致变色材料。在本申请中，还原性电致变色材料可以为在进行还原反应时着色的材料。在将一价阳离子插入包含如上还原性电致变色材料的电致变色层中时，电致变色层可以具有变色状态，即着色状态。可用于电致变色层中的还原性电致变色材料的种类没有特别限制。在一实例中，电致变色层可以包含能够通过沉积法形成的还原性金属氧化物。例如，电致变色层可以为由选自Ti、Nb、Mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备电致变色装置的方法，在所述电致变色装置中在包含还原性电致变色材料的电致变色层上顺序地设置有电解质层和离子存储层，其中所述方法包括：/n在将所述电解质层设置在所述电致变色层上之前向所述电致变色层中插入一价阳离子的步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170918 KR 10-2017-0119271;20180906 KR 10-2018-011.一种用于制备电致变色装置的方法，在所述电致变色装置中在包含还原性电致变色材料的电致变色层上顺序地设置有电解质层和离子存储层，其中所述方法包括：
在将所述电解质层设置在所述电致变色层上之前向所述电致变色层中插入一价阳离子的步骤。


2.根据权利要求1所述的用于制备电致变色装置的方法，其中通过沉积向所述电致变色层中插入一价阳离子。


3.根据权利要求2所述的用于制备电致变色装置的方法，其中通过热蒸镀沉积向所述电致变色层中插入一价阳离子，以及
所述热蒸镀沉积在10毫托或更小的压力和180℃或更高的温度的条件下进行。


4.根据权利要求3所述的用于制备电致变色装置的方法，其中待插入所述电致变色层中的所述一价阳离子为Li+、Na+、K+、Rb+或Cs+。


5.根据权利要求1所述的用于制备电致变色装置的方法，其中所述电致变色层包含选自Ti、Nb、Mo、Ta和W中的一种或更多种金属的氧化物。


6.根据权利要求5所述的用于制备电...

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