一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，包括基底，電致變色單元和固有顏色單元，電致變色單元包括依次層疊的第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層和第二透明導(dǎo)電層，固有顏色單元包括依次層疊的PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，PVD裝飾鍍顏色層與第二透明導(dǎo)電層層疊結(jié)合在一起；所述第一透明導(dǎo)電層設(shè)置在所述基底上；或者所述金屬層設(shè)置在所述基底上。該全固態(tài)電致變色復(fù)合器件可實(shí)現(xiàn)多種顏色的轉(zhuǎn)換，以及從彩色到彩色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色。本發(fā)明實(shí)施例還提供了該全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法。
【專利說明】一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電致變色器件領(lǐng)域，特別是涉及一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電致變色是指材料的光學(xué)屬性(反射率、透過率、吸收率等)在外加電場的作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆的顏色變化的現(xiàn)象，在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。具有電致變色性能的材料稱為電致變色材料，用電致變色材料做成的器件稱為電致變色器件。
[0003]電致變色器件分為全固態(tài)和非全固態(tài)兩種，其中，全固態(tài)電致變色器件為純無機(jī)物組成的，不存在對(duì)器件密封性要求高和泄露方面問題，且壽命較長，因而被廣泛應(yīng)用；現(xiàn)有的無機(jī)全固態(tài)電致變色器件為五層膜結(jié)構(gòu)，透明導(dǎo)電層-電致變色層-離子導(dǎo)電層-離子存儲(chǔ)層-透明導(dǎo)電層，現(xiàn)有成熟的無機(jī)電致變色層的材料為三氧化鎢，目前只有此種材料實(shí)現(xiàn)藍(lán)色和無色之間的轉(zhuǎn)變比較成熟，而其它顏色如紅，黃，綠等彩色很難實(shí)現(xiàn)可應(yīng)用的無機(jī)全固態(tài)電致變色。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中全固態(tài)電致變色器件可變顏色種類少，只能實(shí)現(xiàn)從無色到藍(lán)色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色，而不能實(shí)現(xiàn)多種顏色的轉(zhuǎn)換，以及從彩色到彩色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色的問題。
[0005]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，包括基底，電致變色單元和固有顏色單元，所述電致變色單元包括依次層疊的第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層和第二透明導(dǎo)電層，所述固有顏色單元包括依次層疊的PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，所述PVD裝飾鍍顏色層與所述第二透明導(dǎo)電層層疊結(jié)合在一起；
[0006]所述第一透明導(dǎo)電層設(shè)置在所述基底上；或者所述金屬層設(shè)置在所述基底上。
[0007]優(yōu)選地，所述PVD裝飾鍍顏色層為梯度膜層，所述PVD裝飾鍍顏色層含有金屬元素。
[0008]優(yōu)選地，所述金屬層包括下述中的任意一種或任意組合:
[0009]一層或多層的金屬單質(zhì)膜層；
[0010]兩種或兩種以上的金屬形成的合金膜層；
[0011]金屬和氣體形成的金屬與金屬化合物的混合膜層。
[0012]優(yōu)選地，所述金屬層的厚度為50?lOOOnm。
[0013]優(yōu)選地，所述全固態(tài)電致變色復(fù)合器件進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二透明導(dǎo)電層與所述PVD裝飾鍍顏色層之間的透明絕緣膜。
[0014]優(yōu)選地，所述全固態(tài)電致變色復(fù)合器件進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二透明導(dǎo)電層與所述PVD裝飾鍍顏色層之間的透明UV漆層、透明有機(jī)顏色膜層或透明無機(jī)顏色膜層，所述透明有機(jī)顏色膜層和透明無機(jī)顏色膜層中摻雜有色素或有色離子。
[0015]優(yōu)選地，所述基底為透明或不透明基底，所述透明基底為透明玻璃、有機(jī)透明材料或無機(jī)透明材料，所述不透明基底為不透明玻璃、塑料制品、陶瓷、藍(lán)寶石或金屬合金。
[0016]本發(fā)明全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的變色原理為:PVD裝飾鍍顏色層作為底色，SP當(dāng)電致變色層未加電壓表現(xiàn)為透明無色時(shí)，器件呈現(xiàn)PVD裝飾鍍顏色層預(yù)先設(shè)計(jì)的顏色；而當(dāng)電致變色層加上電壓表現(xiàn)為有顏色時(shí)，便可通過調(diào)整電壓值來調(diào)節(jié)透過率，這樣，PVD裝飾鍍顏色層便與電致變色層復(fù)合形成不同顏色，從而實(shí)現(xiàn)多種顏色的轉(zhuǎn)換甚至是彩色與彩色之間的轉(zhuǎn)換；另外，通過將PVD裝飾鍍顏色層設(shè)計(jì)成不同顏色，便可實(shí)現(xiàn)多種顏色變化需求。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，包括現(xiàn)有五層膜結(jié)構(gòu)的全固態(tài)電致變色單元和固有顏色單元，固有顏色單元包括PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，可實(shí)現(xiàn)多種顏色的轉(zhuǎn)換甚至從彩色到彩色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色；本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件可應(yīng)用但不限定應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品上的logo部位，后殼等相關(guān)部位。
[0018]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，包括以下步驟:
[0019]提供一基底；
[0020]采用PVD沉積的方式，先在所述基底上依次制備第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層和第二透明導(dǎo)電層；再在所述第二透明導(dǎo)電層上依次制備PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件；
[0021]或采用PVD沉積的方式，先在所述基底上依次制備金屬層和PVD裝飾鍍顏色層，再在所述PVD裝飾鍍顏色層上依次制備第二透明導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層、離子導(dǎo)電層、電致變色層和第一透明導(dǎo)電層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件。
[0022]優(yōu)選地，所述PVD沉積的方式包括蒸發(fā)鍍、磁控濺射或離子鍍。
[0023]優(yōu)選地，所述PVD裝飾鍍顏色層含有金屬元素，為梯度膜層，具體制備方式為:以金屬單質(zhì)或金屬合金為祀材，通入IS氣、氮?dú)狻⒀鯕狻⒓谉鸵胰仓械囊环N或多種氣體，制備過程中調(diào)節(jié)通入的氣體流量，或同時(shí)調(diào)整功率、電流、負(fù)偏壓和正偏壓中的一種或多種參數(shù)，最終形成一系列含金屬元素和氣體元素的梯度膜層。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，為現(xiàn)有成熟工藝無機(jī)電致變色技術(shù)與PVD裝飾鍍技術(shù)的有效結(jié)合，工藝簡單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，且相對(duì)現(xiàn)有普通電致變色器件的制備成本增加不多，易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下面的說明書中部分闡明，一部分根據(jù)說明書是顯而易見的，或者可以通過本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施而獲知。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一制備的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]以下所述是本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供了一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中全固態(tài)電致變色器件可變顏色種類少，只能實(shí)現(xiàn)從無色到藍(lán)色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色，而不能實(shí)現(xiàn)多種顏色的轉(zhuǎn)換，以及從彩色到彩色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色的問題。
[0029]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，包括基底，電致變色單元和固有顏色單元，所述電致變色單元包括依次層疊的第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層和第二透明導(dǎo)電層，所述固有顏色單元包括依次層疊的PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，所述PVD裝飾鍍顏色層與所述第二透明導(dǎo)電層層疊結(jié)合在一起；
[0030]所述第一透明導(dǎo)電層設(shè)置在所述基底上；或者所述金屬層設(shè)置在所述基底上。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明全固態(tài)電致變色復(fù)合器件包括現(xiàn)有五層膜結(jié)構(gòu)的全固態(tài)電致變色單元和固有顏色單元，其固有顏色單元包括依次層疊的PVD裝飾鍍顏色層和金屬層。該器件的變色原理為=PVD裝飾鍍顏色層作為底色，即當(dāng)電致變色層未加電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)PVD裝飾鍍顏色層預(yù)先設(shè)計(jì)的顏色；而當(dāng)電致變色層加上電壓(電壓必須加在第一透明導(dǎo)電層和第二透明導(dǎo)電層上)時(shí)，便可通過調(diào)整電壓值來調(diào)節(jié)透過率，這樣，PVD裝飾鍍顏色層便與電致變色層復(fù)合形成不同顏色，從而實(shí)現(xiàn)多種顏色的轉(zhuǎn)換甚至是彩色與彩色之間的轉(zhuǎn)換；另外，通過將PVD裝飾鍍顏色層設(shè)計(jì)成不同顏色，便可實(shí)現(xiàn)多種顏色變化需求。本發(fā)明將現(xiàn)有無機(jī)電致變色技術(shù)與PVD裝飾鍍技術(shù)有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了全固態(tài)電致變色器件從彩色到彩色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色。
[0032]優(yōu)選地，所述PVD裝飾鍍顏色層為梯度膜層，所述PVD裝飾鍍顏色層含有金屬元素。梯度膜層是指PVD裝飾鍍顏色層并非均一組成成分，而是呈梯度分布，這樣設(shè)置有利于光吸收和光反射，得到良好的發(fā)光效果，同時(shí)能降低膜層應(yīng)力，防止使用過程中膜層開裂。
[0033]所述PVD裝飾鍍顏色層的材質(zhì)和厚度不作特殊限定，可根據(jù)具體的顏色效果進(jìn)行調(diào)制，為了滿足良好的發(fā)光效果，不同的顏色厚度設(shè)置不一樣。
[0034]PVD裝飾鍍顏色層具有良好的金屬質(zhì)感，目前PVD裝飾鍍技術(shù)良率較高的有黑色、灰色、銀白、藍(lán)色、黃色等顏色，還有由于設(shè)備等因素限制而良率較低的顏色如紫色、玫瑰紅、綠色等顏色。所述PVD裝飾鍍顏色層含有金屬元素，金屬元素包括鋯(Zr)、鈦(Ti)、鉻(Cr )等，PVD裝飾鍍顏色層的材質(zhì)通常為上述金屬元素的氧化物、氮化物、氮氧化物，碳氧化物或碳化物等。
[0035]優(yōu)選地，所述金屬層包括下述中的任意一種或任意組合:
[0036]—層或多層的金屬單質(zhì)膜層；
[0037]兩種或兩種以上的金屬形成的合金膜層；
[0038]金屬和氣體形成的金屬與金屬化合物的混合膜層。
[0039]金屬層主要起增強(qiáng)顏色效果目的。
[0040]優(yōu)選地，所述金屬層的厚度為50?lOOOnm。
[0041]優(yōu)選地，所述全固態(tài)電致變色復(fù)合器件進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二透明導(dǎo)電層與所述PVD裝飾鍍顏色層之間的透明絕緣膜。所述透明絕緣膜的材質(zhì)為現(xiàn)有絕緣材料，如氧化硅。
[0042]更優(yōu)選地，所述全固態(tài)電致變色復(fù)合器件進(jìn)一步包括設(shè)置在所述透明絕緣膜上的多層依次交替疊加的透明導(dǎo)電膜和透明絕緣膜。
[0043]所述透明絕緣膜用于隔離電致變色單元和固有顏色單元，避免電致變色單元加上電壓時(shí)，電流分流至固有顏色單元。電流分流會(huì)使顏色變色時(shí)程度降低，電致變色層實(shí)際承受電壓不穩(wěn)定影響變色穩(wěn)定效果。
[0044]當(dāng)?shù)谝煌该鲗?dǎo)電層設(shè)置在基底上，此時(shí)，全固態(tài)電致變色復(fù)合器件順置結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置在基底上的第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層、第二透明導(dǎo)電層、PVD裝飾鍍顏色層和金屬層；而當(dāng)金屬層設(shè)置在基底上，此時(shí)，全固態(tài)電致變色復(fù)合器件倒置結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置在基底上的金屬層、PVD裝飾鍍顏色層、第二透明導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層、離子導(dǎo)電層、電致變色層和第一透明導(dǎo)電層；實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要選擇具體設(shè)置方式。
[0045]優(yōu)選地，所述全固態(tài)電致變色復(fù)合器件進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二透明導(dǎo)電層與所述PVD裝飾鍍顏色層之間的透明UV漆層、透明有機(jī)顏色膜層或透明無機(jī)顏色膜層，所述透明有機(jī)顏色膜層和透明無機(jī)顏色膜層中摻雜有色素或有色離子。所述有色離子為常見的有顏色離子，如Cu2+、Fe3+等。透明UV漆層或透明有機(jī)顏色膜層或透明無機(jī)顏色膜層的設(shè)置，可以使全固態(tài)電致變色復(fù)合器件實(shí)現(xiàn)固有顏色單元的雙重顏色層調(diào)色，從而獲得更豐富的變色效果。
[0046]優(yōu)選地，所述基底為透明或不透明基底，所述透明基底為透明玻璃、有機(jī)透明材料或無機(jī)透明材料，所述不透明基底為不透明玻璃、塑料制品、陶瓷、藍(lán)寶石或金屬合金。金屬合金包括不銹鋼等。
[0047]本發(fā)明對(duì)電致變色單元的各膜層材質(zhì)和厚度不做限制，現(xiàn)有材質(zhì)均適用于本發(fā)明，厚度可以根據(jù)具體需要進(jìn)行調(diào)整。透明導(dǎo)電層材質(zhì)可以為銦錫氧化物(ΙΤ0)、鋅鋁氧化物(AZO)或石墨烯薄膜，厚度為20?500納米，電致變色層材質(zhì)可以為WO3,厚度為50?500納米，離子導(dǎo)電層材質(zhì)可以為LiTaO3或LiNbO3,厚度為20?500納米，離子存儲(chǔ)層材質(zhì)可以為鎳的氧化物或釩的氧化物，厚度為50?500納米，透明導(dǎo)電層材質(zhì)可以為銦錫氧化物(ΙΤ0)、鋅鋁氧化物(AZO)或石墨烯薄膜，厚度為20?500納米。
[0048]本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，包括現(xiàn)有五層膜結(jié)構(gòu)的全固態(tài)電致變色單元和固有顏色單元，固有顏色單元包括PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，可實(shí)現(xiàn)多種顏色的轉(zhuǎn)換甚至從彩色到彩色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色；本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件可應(yīng)用但不限定應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品上的logo部位，后殼等相關(guān)部位。
[0049]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，包括以下步驟:
[0050]提供一基底；
[0051]采用PVD沉積的方式，先在所述基底上依次制備第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層和第二透明導(dǎo)電層；再在所述第二透明導(dǎo)電層上依次制備PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件；
[0052]或采用PVD沉積的方式，先在所述基底上依次制備金屬層和PVD裝飾鍍顏色層，再在所述PVD裝飾鍍顏色層上依次制備第二透明導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層、離子導(dǎo)電層、電致變色層和第一透明導(dǎo)電層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件。
[0053]所述PVD沉積的方式包括蒸發(fā)鍍、磁控濺射或離子鍍。
[0054]全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的整個(gè)七層膜結(jié)構(gòu)可以在同一爐中鍍制，如全部在蒸發(fā)爐中制備，或全部在磁控濺射爐中制備，或在兩者的復(fù)合爐中制備；或者在分開的爐中制備，為提高效率，節(jié)省成本，七層膜結(jié)構(gòu)盡量在同一爐中鍍制，即直接蒸發(fā)鍍七層，或者直接磁控濺射連續(xù)爐鍍七層膜結(jié)構(gòu)。在同一爐中可以提高效率，節(jié)省成本，使成本比普通的五層電致變色結(jié)構(gòu)提高不多。所用PVD沉積設(shè)備，有膜厚測試系統(tǒng)以及透過率測試系統(tǒng)更佳，這樣可以更好地對(duì)膜層和透過率在沉積時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0055]優(yōu)選地，所述PVD裝飾鍍顏色層含有金屬元素，為梯度膜層，具體制備方式為:以金屬單質(zhì)或金屬合金為祀材，通入IS氣、氮?dú)狻⒀鯕狻⒓谉鸵胰仓械囊环N或多種氣體，制備過程中調(diào)節(jié)通入的氣體流量，或同時(shí)調(diào)整功率、電流、負(fù)偏壓和正偏壓中的一種或多種參數(shù)，最終形成一系列含金屬元素和氣體元素的梯度膜層。
[0056]優(yōu)選地，所述金屬層包括下述中的任意一種或任意組合:
[0057]一層或多層的金屬單質(zhì)膜層；
[0058]兩種或兩種以上的金屬形成的合金膜層；
[0059]金屬和氣體形成的金屬與金屬化合物的混合膜層。
[0060]優(yōu)選地，金屬層的厚度為50?lOOOnm。
[0061]優(yōu)選地，所述全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法進(jìn)一步包括如下步驟:在所述第二透明導(dǎo)電層與所述PVD裝飾鍍顏色層之間制備透明絕緣膜。所述透明絕緣膜的材質(zhì)為現(xiàn)有絕緣材料，如氧化硅。
[0062]更優(yōu)選地，所述全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法進(jìn)一步包括在所述透明絕緣膜上制備多層依次交替疊加的透明導(dǎo)電膜和透明絕緣膜。
[0063]優(yōu)選地，所述全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法進(jìn)一步包括在所述第二透明導(dǎo)電層與所述PVD裝飾鍍顏色層之間制備透明UV漆層、透明有機(jī)顏色膜層或透明無機(jī)顏色膜層，所述透明有機(jī)顏色膜層和透明無機(jī)顏色膜層中摻雜有色素或有色離子。
[0064]優(yōu)選地，將基底采用氣相沉積鍍膜、電化學(xué)鍍膜、化學(xué)鍍膜、陽極氧化、微弧氧化、熱噴涂、噴漆或形成有機(jī)物膜的方法進(jìn)行表面預(yù)處理。預(yù)處理后有利于后續(xù)膜層的制備，使結(jié)合更緊密。
[0065]其中，PVD沉積過程的具體參數(shù)設(shè)置根據(jù)膜層材質(zhì)、厚度等進(jìn)行設(shè)定，本發(fā)明不作特殊限定。
[0066]本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，為現(xiàn)有成熟工藝無機(jī)電致變色技術(shù)與PVD裝飾鍍技術(shù)的有效結(jié)合，工藝簡單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，且相對(duì)現(xiàn)有普通電致變色器件的制備成本增加不多，易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
[0067]綜上，本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，將現(xiàn)有無機(jī)電致變色技術(shù)與PVD裝飾鍍技術(shù)有效結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)多種顏色的轉(zhuǎn)換甚至從彩色到彩色的成熟工業(yè)應(yīng)用變色；本發(fā)明實(shí)施例第一方面提供的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件可應(yīng)用但不限定應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品上的logo部位，后殼等相關(guān)部位。本發(fā)明實(shí)施例第二方面提供的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，為現(xiàn)有成熟工藝無機(jī)電致變色技術(shù)與PVD裝飾鍍技術(shù)的有效結(jié)合，工藝簡單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，且相對(duì)現(xiàn)有普通電致變色器件的制備成本增加不多，易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
[0068]下面分多個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步的說明。本發(fā)明實(shí)施例不限定于以下的具體實(shí)施例。在不變主權(quán)利的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行變更實(shí)施。
[0069]實(shí)施例一
[0070]—種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，包括以下步驟:
[0071](I)提供一玻璃基底，透過率為92%;
[0072](2)采用蒸發(fā)鍍的方式，先對(duì)玻璃基底進(jìn)行表面離子活化，然后依次制備第一透明導(dǎo)電層(ΙΤ0),電致變色層(W03)、離子導(dǎo)電層(LiNb03)、離子存儲(chǔ)層(N1x)和第二透明導(dǎo)電層(ΙΤ0)，具體操作為:將玻璃基底置于蒸發(fā)鍍設(shè)備中，在蒸發(fā)鍍的不同坩堝中分別放入ITO蒸料粉末、WO3蒸料粉末、LiNbO3蒸料粉末、N1x蒸料粉末、ITO蒸料粉末，啟動(dòng)電子束蒸發(fā)，依次制備電致變色單元的各膜層；
[0073]其中，第一透明導(dǎo)電層ITO為80nm、電致變色層WO3為200nm、離子導(dǎo)電層LiNbO3為180nm、離子存儲(chǔ)層N1為200nm,第二透明導(dǎo)電層ITO為80nm。
[0074](3)再采用磁控濺射的方式在第二透明導(dǎo)電層上依次制備PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件；
[0075]PVD裝飾鍍顏色層和金屬層的制備設(shè)備為中頻磁控濺射設(shè)備，設(shè)備直徑1200mm，高800mm，靶材為純Ti靶，通入氣體為氬氣、氧氣、氮?dú)猓に噮?shù)為氬氣150sccm，50%占空t匕、50伏的負(fù)偏壓，靶功率8KW，上述參數(shù)保持不變；氧氣開始流量20sCCm保持不變，氮?dú)忾_始流量eOsccm保持3000秒后變?yōu)?0sCCm到3600秒，得到淺綠色的梯度膜層，然后關(guān)掉氧氣和氮?dú)庵苽浣饘賂i層600秒，金屬Ti層厚度為400nm。
[0076]圖1為實(shí)施例一制備的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件結(jié)構(gòu)示意圖。其中10為透明基底、20為電致變色單元、30為固有顏色單元，電致變色單元20包括依次層疊設(shè)置的第一透明導(dǎo)電層201、電致變色層202、離子導(dǎo)電層203、離子存儲(chǔ)層204和第二透明導(dǎo)電層205，固有顏色單元30包括PVD裝飾鍍顏色層301和金屬層302。
[0077]本實(shí)施例中，PVD裝飾鍍顏色層為淺綠色，電致變色層為藍(lán)色材料，通過在兩層透明導(dǎo)電層之間加上正負(fù)電壓，并調(diào)節(jié)電壓值，可以實(shí)現(xiàn)從淺綠色到藍(lán)色之間的變換，并且由于藍(lán)色透過率的變化，淺綠色與淺藍(lán)色的復(fù)合形成比較特殊的顏色。這些也可以通過調(diào)節(jié)PVD裝飾鍍顏色層和電致變色層的厚度來進(jìn)行顏色的調(diào)整。
[0078]實(shí)施例二
[0079]—種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，包括以下步驟:
[0080]( I)提供一玻璃基底，透過率為92% ；
[0081](2)在PVD (射頻磁控濺射+中頻磁控濺射)連續(xù)爐設(shè)備(in-line線)中，先在玻璃基底上依次制備第一透明導(dǎo)電層(ΑΖ0)、電致變色層(W03)、離子導(dǎo)電層(LiTa03)、離子存儲(chǔ)層(VOx)和第二透明導(dǎo)電層(ΑΖ0)，具體操作為:將玻璃基底置于PVD (射頻磁控濺射+中頻磁控濺射)連續(xù)爐設(shè)備(in-line線)中，將不同靶材Zn-Al靶材(Al占2%重量百分比)、純W靶材、純V靶材、LiNbO3靶材放入爐腔中，啟動(dòng)設(shè)備，依次制備電致變色單元的各膜層，其中Zn-Al靶材、純W靶材和純V靶材用中頻磁控濺射，LiNbO3靶材用射頻磁控濺射；
[0082]其中，第一透明導(dǎo)電層AZO為60nm、電致變色層WO3為160nm、離子導(dǎo)電層LiTaO3為70nm、離子存儲(chǔ)層VOx為160nm,第二透明導(dǎo)電層AZO為60nm。
[0083](3)再在步驟(2)的設(shè)備中在第二透明導(dǎo)電層上依次制備PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件；
[0084]PVD裝飾鍍顏色層和金屬層的具體制備為:靶材為純Zr靶，50%占空比、100伏的負(fù)偏壓，靶功率8KW，通入氣體為乙炔、氬氣，工藝參數(shù)為:先通入氬氣150sccm，乙炔200sccm, 100秒后逐漸以5sccm的檔次減少氣體流量,每次減少維持10s ;至10sccm后以20sccm檔次減少氣體流量，每次減少量維持80s ;直至關(guān)掉乙炔，只有氬氣來制備純Zr層，維持600秒，得到黑色的膜層。
[0085]本實(shí)施例中，PVD裝飾鍍顏色層為黑色，電致變色層為藍(lán)色材料，當(dāng)電致變色層未加電壓，即開反向電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)黑色；而當(dāng)電致變色層加上電壓，即開正向電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)墨藍(lán)色效果；而通過調(diào)整電壓值來調(diào)節(jié)藍(lán)色光透過率，便可得到黑色與淺藍(lán)色形成的復(fù)合顏色效果。
[0086]實(shí)施例三
[0087]一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，包括以下步驟:
[0088]( I)提供一玻璃基底，透過率為92% ；
[0089](2)在PVD (射頻磁控濺射+中頻磁控濺射)設(shè)備中，先在玻璃基底上依次制備第一透明導(dǎo)電層(ΑΖ0)、電致變色層(W03)、離子導(dǎo)電層(LiTa03)、離子存儲(chǔ)層(VOx)和第二透明導(dǎo)電層(ΑΖ0)，具體操作為:將玻璃基底置于PVD (射頻磁控濺射+中頻磁控濺射設(shè)備中，將不同靶材Zn-Al靶材(Al占2%重量百分比)、純W靶材、純V靶材、LiNbO3靶材放入爐腔中，啟動(dòng)設(shè)備，依次制備電致變色單元的各膜層，其中Zn-Al靶材、純W靶材和純V靶材用中頻磁控濺射，LiNbO3靶材用射頻磁控濺射；
[0090]其中，第一透明導(dǎo)電層AZO為65nm、電致變色層WO3為170nm、離子導(dǎo)電層LiTaO3為75nm、離子存儲(chǔ)層VOx為170nm,第二透明導(dǎo)電層AZO為65nm。
[0091](3)再在步驟(2)的設(shè)備中在第二透明導(dǎo)電層上依次制備PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件；
[0092]PVD裝飾鍍顏色層和金屬層的具體制備為:靶材為純Ti靶，通入氣體為氮?dú)狻鍤猓に噮?shù)為:負(fù)偏壓50伏，20%占空比，靶功率8KW，氣體流量氮?dú)庾铋_始為220sccm，氬氣為150sccm,維持200秒；后每次減少氮?dú)饬髁?sccm維持100秒,至80sccm時(shí)每次減少氮?dú)饬髁?0sccm維持100s，直至氮?dú)鉃?，以純氬氣制備純金屬Ti層維持600秒，得到黃色的膜層，金屬Ti層厚度為500nm。
[0093]本實(shí)施例中，PVD裝飾鍍顏色層為黃色，電致變色層為藍(lán)色材料，當(dāng)電致變色層未加電壓，即開反向電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)黃色；而當(dāng)電致變色層加上電壓，即開正向電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)藍(lán)色效果；而通過調(diào)整電壓值來調(diào)節(jié)藍(lán)色光透過率，便可得到黃色與淺藍(lán)色形成的復(fù)合顏色效果。
[0094]實(shí)施例四
[0095]一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，包括以下步驟:
[0096]( I)提供一氧化鋯陶瓷基底；
[0097](2)在PVD (射頻磁控濺射+中頻磁控濺射)設(shè)備中，在陶瓷基底上依次制備金屬層和PVD裝飾鍍顏色層；
[0098]金屬層和PVD裝飾鍍顏色層的具體制備為:靶材為純Ti靶，通入氣體為氮?dú)狻鍤猓に噮?shù)為:首先將負(fù)偏壓升至800伏，50%占空比，開氬氣至150sCCm進(jìn)行離子清洗活化陶瓷表面，期間可以開金屬靶或者不開金屬靶，時(shí)間為300秒；后將負(fù)偏壓降至100伏，20%占空比,逐漸加大氮?dú)饬髁恳?0sccm每次,每次維持150秒,至160sccm時(shí)以1sccm每次加大氮?dú)饬髁浚看尉S持100秒至220SCCm，得到黃色膜層。
[0099](2)再在步驟(2)的設(shè)備中在PVD裝飾鍍顏色層上依次制備第二透明導(dǎo)電層(ΑΖ0)、離子存儲(chǔ)層(V0X)、離子導(dǎo)電層(LiTa03)、電致變色層(WO3)和第一透明導(dǎo)電層(ΑΖ0)，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件；具體操作為:將不同靶材Zn-Al靶材(Al占2%重量百分比)、純W靶材、純V靶材、LiNbO3靶材放入爐腔中，啟動(dòng)設(shè)備，依次制備電致變色單元的各膜層，其中Zn-Al靶材、純W靶材和純V靶材用中頻磁控濺射，LiNbO3靶材用射頻磁控濺射；
[0100]其中，第一透明導(dǎo)電層AZO為70nm、電致變色層WO3為160nm、離子導(dǎo)電層LiTaO3為80nm、離子存儲(chǔ)層VOx為160nm,第二透明導(dǎo)電層AZO為70nm。
[0101]本實(shí)施例中，PVD裝飾鍍顏色層為黃色，電致變色層為藍(lán)色材料，當(dāng)電致變色層未加電壓，即開反向電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)黃色；而當(dāng)電致變色層加上電壓，即開正向電壓時(shí)，器件呈現(xiàn)藍(lán)色效果；而通過調(diào)整電壓值來調(diào)節(jié)藍(lán)色光透過率，便可得到黃色與淺藍(lán)色形成的復(fù)合顏色效果。
[0102]實(shí)施例五
[0103]一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，包括以下步驟:
[0104](I)提供一玻璃基底，透過率為92% ；；
[0105](2)采用蒸發(fā)鍍的方式，在玻璃基底上依次制備第一透明導(dǎo)電層(ΙΤ0)、電致變色層(W03)、離子導(dǎo)電層(LiNb03)、離子存儲(chǔ)層(N1x)和第二透明導(dǎo)電層(ΙΤ0),具體操作為:將玻璃基底置于蒸發(fā)鍍設(shè)備中，在蒸發(fā)鍍的不同坩堝中分別放入ITO蒸料粉末、WO3蒸料粉末、LiNbO3蒸料粉末、N1x蒸料粉末、ITO蒸料粉末，啟動(dòng)蒸發(fā)鍍設(shè)備，依次制備電致變色單元的各膜層；
[0106]其中，第一透明導(dǎo)電層ITO為80nm、電致變色層WO3為200nm、離子導(dǎo)電層LiNbO3為180nm、離子存儲(chǔ)層N1為200nm,第二透明導(dǎo)電層ITO為80nm。
[0107](3)在第二透明導(dǎo)電層上采用蒸發(fā)鍍制備一層透明氧化硅絕緣層為50nm，再在氧化硅層上再制備一層氧化鋅鋁透明導(dǎo)電層50nm，再在氧化鋅鋁透明導(dǎo)電層上再制備第二層透明氧化硅絕緣層50nm ；
[0108](4)再采用磁控濺射的方式在第二透明氧化硅絕緣層上依次制備PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件；
[0109]PVD裝飾鍍顏色層和金屬層的制備設(shè)備為中頻磁控濺射設(shè)備，設(shè)備直徑1200mm，高800mm，靶材為純T1-Al靶，通入氣體為氬氣、氧氣、氮?dú)猓に噮?shù)為氬氣150sccm，50%占空比、50伏的負(fù)偏壓，靶功率8KW，上述參數(shù)保持不變；氧氣開始流量20SCCm保持不變，氮?dú)忾_始流量eOsccm保持3000秒后變?yōu)?0sCCm到3600秒，得到淺綠色的梯度膜層，然后關(guān)掉氧氣和氮?dú)庵苽浣饘賂1-Al層600秒，金屬T1-Al層厚度為450nm。
[0110]本實(shí)施例中，PVD裝飾鍍顏色層為淡綠色，電致變色層為藍(lán)色材料，通過在兩層透明導(dǎo)電層之間加上正負(fù)電壓，并調(diào)節(jié)電壓值，可以實(shí)現(xiàn)從淺綠色到藍(lán)色之間的變換，并且由于藍(lán)色透過率的變化，淡綠色與淺藍(lán)色的復(fù)合形成比較特殊的顏色。這些也可以通過調(diào)節(jié)PVD裝飾鍍顏色層和電致變色層的厚度來進(jìn)行顏色的調(diào)整。
[0111]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random AccessMemory, RAM)等。
【權(quán)利要求】
1.一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，其特征在于，包括基底，電致變色單元和固有顏色單元，所述電致變色單元包括依次層疊的第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層和第二透明導(dǎo)電層，所述固有顏色單元包括依次層疊的PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，所述PVD裝飾鍍顏色層與所述第二透明導(dǎo)電層層疊結(jié)合在一起； 所述第一透明導(dǎo)電層設(shè)置在所述基底上；或者所述金屬層設(shè)置在所述基底上。
2.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，其特征在于，所述PVD裝飾鍍顏色層為梯度膜層，所述PVD裝飾鍍顏色層含有金屬元素。
3.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，其特征在于，所述金屬層包括下述中的任意一種或任意組合: 一層或多層的金屬單質(zhì)膜層； 兩種或兩種以上的金屬形成的合金膜層； 金屬和氣體形成的金屬與金屬化合物的混合膜層。
4.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，其特征在于，所述金屬層的厚度為50 ?lOOOnm。
5.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二透明導(dǎo)電層與所述PVD裝飾鍍顏色層之間的透明絕緣膜。
6.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述第二透明導(dǎo)電層與所述PVD裝飾鍍顏色層之間的透明UV漆層、透明有機(jī)顏色膜層或透明無機(jī)顏色膜層，所述透明有機(jī)顏色膜層和所述透明無機(jī)顏色膜層中摻雜有色素或有色離子。
7.如權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件，其特征在于，所述基底為透明或不透明基底，所述透明基底為透明玻璃、有機(jī)透明材料或無機(jī)透明材料，所述不透明基底為不透明玻璃、塑料制品、陶瓷、藍(lán)寶石或金屬合金。
8.一種全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供一基底； 采用PVD沉積的方式，先在所述基底上依次制備第一透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層和第二透明導(dǎo)電層；再在所述第二透明導(dǎo)電層上依次制備PVD裝飾鍍顏色層和金屬層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件； 或采用PVD沉積的方式，先在所述基底上依次制備金屬層和PVD裝飾鍍顏色層，再在所述PVD裝飾鍍顏色層上依次制備第二透明導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層、離子導(dǎo)電層、電致變色層和第一透明導(dǎo)電層，得到全固態(tài)電致變色復(fù)合器件。
9.如權(quán)利要求8所述的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，其特征在于，所述PVD沉積的方式包括蒸發(fā)鍍、磁控濺射或離子鍍。
10.如權(quán)利要求8所述的全固態(tài)電致變色復(fù)合器件的制備方法，其特征在于，所述PVD裝飾鍍顏色層含有金屬元素，為梯度膜層，具體制備方式為:以金屬單質(zhì)或金屬合金為靶材，通入氬氣、氮?dú)狻⒀鯕狻⒓淄楹鸵胰仓械囊环N或多種氣體，制備過程中調(diào)節(jié)通入的氣體流量，或同時(shí)調(diào)整功率、電流、負(fù)偏壓和正偏壓中的一種或多種參數(shù)，最終形成一系列含金屬元素和氣體元素的梯度膜層。
【文檔編號(hào)】G02F1/153GK104423114SQ201310400363
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】蔡明
申請人:華為技術(shù)有限公司