電致變色透明板及其制造方法技術(shù)

一種提高響應(yīng)速度的電致變色透明板及其制造方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明專利技術(shù)提供一種電致變色透明板，包括按一定間隔隔開(kāi)的一對(duì)透明板，在一對(duì)透明板內(nèi)側(cè)設(shè)置的一對(duì)透明電極，設(shè)置在一對(duì)透明電極中一個(gè)電極上且在還原狀態(tài)下顯色的還原顯色層，設(shè)置在處于還原顯色層相對(duì)位置的一對(duì)透明電極中另一個(gè)電極上且在氧化狀態(tài)下顯色的氧化顯色層，以及設(shè)置在還原顯色層與氧化顯色層之間，起到還原顯色層與氧化顯色層之間電子移動(dòng)的媒介作用的電解質(zhì)層。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
一種，尤其是提高響應(yīng)速度的。
技術(shù)介紹
電致變色元件利用電致變色物質(zhì)的透光度靠電化學(xué)氧化還原反應(yīng)而變化的現(xiàn)象， 即利用施加外部電信號(hào)時(shí)，電致變色物質(zhì)的顏色隨電流流動(dòng)而變化的原理，用于調(diào)節(jié)建筑物窗戶玻璃或汽車照后鏡(room mirror)的透光度或反射度。最近，隨著認(rèn)識(shí)到它具有改變可視光線顏色乃至紅外線隔斷效果，對(duì)作為節(jié)能型產(chǎn)品應(yīng)用的可能性受到了很大的關(guān)注。圖1表示電致變色元件的結(jié)構(gòu)的具體示例。如圖1所示，電致變色元件由一對(duì)透明板(1)、設(shè)置于一對(duì)透明板⑴之間的一對(duì)透明電極O)、設(shè)置于一對(duì)透明電極⑵中一個(gè)電極的變色層(3)，以及設(shè)置于變色層(3)與透明電極(2)之間的電解質(zhì)層⑷組成。在這種電致變色元件中，電解質(zhì)層起到傳遞離子的作用，根據(jù)膜的物理性質(zhì)被分為液體電解質(zhì)和固體電解質(zhì)，而根據(jù)離子傳遞物質(zhì)的種類又被分為質(zhì)子電解質(zhì)和堿性離子電介質(zhì)。可用于電致變色元件的電致變色物質(zhì)有無(wú)機(jī)系列和有機(jī)系列，無(wú)機(jī)系列的代表性物質(zhì)有 W03, NiOx, V205, LiNiOx, Ce02, Ti02, Nb205 等。上述有機(jī)系列物質(zhì)因存在劣化耐久性較差，因此暴露在自然光下的汽車及建筑物，適合使用無(wú)機(jī)系列電致變色元件。—般用于建筑物的電致變色玻璃窗，如按每天動(dòng)作5次計(jì)算，推測(cè)其耐久年限為5 年左右。因此，開(kāi)發(fā)具有良好的變色效率，且在變色過(guò)程中劣化小，長(zhǎng)時(shí)間使用也能保持穩(wěn)定的電致變色物質(zhì)很重要。由于電致變色元件的顯色及消色過(guò)程伴隨通過(guò)電解質(zhì)層的離子種物質(zhì)，變色時(shí)需要幾十秒的切換時(shí)間(switching time)，而且在玻璃基板上作為集流體(current collector)使用的透明電極ITOandium Tin Oxide)的界面電阻大于金屬，所以面積越大， 電致變色玻璃的變色時(shí)間也越長(zhǎng)。另外，還出現(xiàn)變色反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，以及由于顯色及消色過(guò)程的透光度差別不大，而且面積變大時(shí)，發(fā)生邊緣與中間部分的變色時(shí)差而產(chǎn)生變色不均勻等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
要解決的技術(shù)難題為了解決原來(lái)存在的問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的在于專利技術(shù)一種提高電致變色元件耐久性和響應(yīng)速度的。解決問(wèn)題的方法為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供一種電致變色透明板，包括按一定間隔隔開(kāi)的一對(duì)透明板，在一對(duì)透明板內(nèi)側(cè)設(shè)置的一對(duì)透明電極，設(shè)置在一對(duì)透明電極中一個(gè)電極上且在還原狀態(tài)下顯色的還原顯色層，設(shè)置在處于還原顯色層相對(duì)位置的一對(duì)透明電極中另一個(gè)電極上且在氧化狀態(tài)下顯色的氧化顯色層，以及設(shè)置在還原顯色層與氧化顯色層之間， 起到還原顯色層與氧化顯色層之間電子移動(dòng)的媒介作用的電解質(zhì)層。在本實(shí)施例中，還原顯色層可以由氧化鋅(aio)構(gòu)成。此時(shí)，還原顯色層可以涂覆鎵(gallium:Ga)。另外，還原顯色層可由五氧化二釩(V2O5)、氧化銥(IrO2)、氧化鎳(NiO)、氧化鉻 (III) (Cr2O3)中的任一種材料組成。本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，提供包括下列幾個(gè)階段的電致變色透明板制造方法即在一對(duì)透明板之間分別形成一對(duì)透明電極的階段，在一對(duì)透明電極中一個(gè)電極上形成在還原狀態(tài)下顯色的還原顯色層的階段，在一對(duì)透明電極中另一個(gè)電極上形成在氧化狀態(tài)下顯色的氧化顯色層的階段，以及在還原顯色層與氧化顯色層之間填充電解質(zhì)的階段。在一對(duì)透明板之間分別形成一對(duì)透明電極的階段中，可通過(guò)混合含有銦(In)的有機(jī)物與含有錫(Sn)的有機(jī)物并用旋涂工藝涂覆的溶膠-凝膠工藝形成透明電極。在本實(shí)施例中，形成還原顯色層的階段，可通過(guò)在透明電極上濺射沉積氧化鋅 (ZnO)來(lái)形成還原顯色層。在還原顯色層形成階段，還可以包括在氧化鋅(SiO)上涂覆鎵(gallimiKGa)的階段。專利技術(shù)的有益效果根據(jù)本專利技術(shù)，具有上述特征的具有如下效果第一、具有電致變色作用的變色層由氧化顯色層和還原顯色層組成，提高了電致變色響應(yīng)速度。第二、為了防止響應(yīng)速度隨透明電極的界面電阻而下降，在形成透明電極之前沉積了金屬薄膜，因此具有提高響應(yīng)速度的優(yōu)點(diǎn)。第三、將涂覆鎵(gallium:Ga)的氧化鋅(ZnO = Ga)按一定厚度涂覆到透明電極上形成還原顯色層，具有提高透明度和導(dǎo)電性的效果。附圖說(shuō)明圖1為傳統(tǒng)電致變色透明板的簡(jiǎn)要剖視圖；圖2為表示本專利技術(shù)電致變色透明板使用情況的狀態(tài)圖；圖3為放大圖2A部分的剖視圖，表示組成內(nèi)部的復(fù)數(shù)層；圖4為表示本專利技術(shù)電致變色透明板一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)要剖視圖；圖5為表示本專利技術(shù)電致變色透明板另一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)要剖視圖；圖6為表示本專利技術(shù)電致變色透明板中，電子以電解質(zhì)層為中心移動(dòng)的狀態(tài)圖；圖7為表示本專利技術(shù)電致變色透明板制造方法流程的順序圖；圖8為表示本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)還原顯色層種類進(jìn)行電阻實(shí)驗(yàn)而導(dǎo)出的數(shù)據(jù)；圖9為表示本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，有關(guān)還原顯色層種類的電子顯微鏡照片。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在說(shuō)明本實(shí)施例時(shí)，對(duì)相同的結(jié)構(gòu)使用相同的名稱及符號(hào)，并省略對(duì)此部分的附加說(shuō)明。首先，結(jié)合圖2至圖4說(shuō)明本專利技術(shù)電致變色透明板的一個(gè)實(shí)施例圖2為表示本專利技術(shù)電致變色透明板使用情況的狀態(tài)圖；圖3為放大圖2A部分的剖視圖，表示組成內(nèi)部的復(fù)數(shù)層；圖4為表示本專利技術(shù)電致變色透明板一個(gè)實(shí)施例的簡(jiǎn)要剖視圖。本專利技術(shù)電致變色透明板一個(gè)實(shí)施例包括如下部分即按一定間隔隔開(kāi)的一對(duì)透明板(10)，在一對(duì)透明板(10)內(nèi)側(cè)設(shè)置的一對(duì)透明電極(20)，設(shè)置在一對(duì)透明電極00)中一個(gè)電極上且在還原狀態(tài)下顯色的還原顯色層(40)，設(shè)置在處于還原顯色層00)相對(duì)位置的一對(duì)透明電極00)中另一個(gè)電極上且在氧化狀態(tài)下顯色的氧化顯色層(30)，以及設(shè)置在還原顯色層GO)與氧化顯色層(30)之間，起到還原顯色層GO)與氧化顯色層(30) 之間電子移動(dòng)的媒介作用的電解質(zhì)層(50)。本實(shí)施例中觀察實(shí)際使用的一個(gè)電致變色透明板例子，如圖2所示，從外部施加電信號(hào)時(shí)，隨著電流的流動(dòng)而變色，因此能夠調(diào)節(jié)太陽(yáng)光或隔斷紅外線。觀察電致變色透明板內(nèi)部，如圖3所示，設(shè)有按一定間隔隔開(kāi)的一對(duì)透明板(10)， 以填充在一對(duì)透明板(10)內(nèi)部的電解質(zhì)層(50)為中心，右側(cè)設(shè)有在氧化狀態(tài)下顯色的氧化顯色層(30)及透明電極00)；左側(cè)設(shè)有在還原狀態(tài)下顯色的還原顯色層(30)及透明電極 00)。電解質(zhì)層(50)起到在氧化顯色層(30)與還原顯色層00)之間移動(dòng)電子的媒介作用。在本實(shí)施例中，透明板(10)可采用玻璃、硅、合成樹脂、氣凝膠等透明材質(zhì)。另外，透明電極QO)可以采用氧化銦錫(indium tin oxide :ΙΤ0)材質(zhì)，但并不限于此，也可采用透明導(dǎo)電性高分子材料。還原顯色層00)利用在還原狀態(tài)下顯色、在氧化狀態(tài)下消色的還原顯色 (cathodic coloration)原理，起到改變顏色的作用。本實(shí)施例中，將涂覆鎵(gallium:Ga)的氧化鋅(Zn0:Ga)按一定厚度涂覆到透明電極00)上，以形成還原顯色層G0)。在本實(shí)施例中，還原顯色層G0)用超高純度氧沉積到透明電極00)上，以1 2 微米厚度進(jìn)行涂覆。與還原顯色層00)相反，氧化顯色層(30)利用在還原狀態(tài)下呈透明狀態(tài)、在氧化狀態(tài)下顯色的氧化顯色(anodic coloration)原理，起到改變顏色的作用。在本實(shí)施例中，氧化顯色層(30)可采用五氧化二釩(V2O5)、氧化銥(IrO2)、氧化鎳 (NiO)及氧化本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種電致變色透明板，其特征為：包括按一定間隔隔開(kāi)的透明板，分別設(shè)置在一對(duì)透明板內(nèi)側(cè)的一對(duì)透明電極，設(shè)置在一對(duì)透明電極中一個(gè)電極且在還原狀態(tài)下顯色的還原顯色層，設(shè)置在處于還原顯色層相對(duì)位置的一對(duì)透明電極中另一個(gè)電極上且在氧化狀態(tài)下顯色的氧化顯色層，以及設(shè)置在還原顯色層與氧化顯色層之間，起到還原顯色層與氧化顯色層之間電子移動(dòng)的媒介作用的電解質(zhì)層。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸善厚，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：樸善厚，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：KR