[發明專利]非電解沉積方法

有效

• 申請號: 200980125637.0
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN102124143A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 桑德蘭·迪呂阿爾;克洛迪娜·比韋
• 申請（專利權）人: 埃西勒國際通用光學公司
• 主分類號: C23C18/54
• 分類號: C23C18/54
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華;金惠淑

技術領域

本發明涉及一種非電解沉積化合物，特別是電致變色化合物到非導電固體基底上的新方法。

背景技術

電致變色裝置通常具有包括至少五層的結構，即兩層透明外層、兩層導電層以及位于兩導電層之間的電解液，兩層透明外層例如兩層無機或礦物玻璃板，兩層導電層例如由摻雜有錫的氧化銦(氧化銦錫，ITO)沉積在各外層的內表面的膜形成。電致變色化合物可以在電解液中引入，或者沉積于導電層的一層或另一層或兩層中。

將至少一種電致變色化合物薄層沉積在覆蓋有導電層的基底上，可例如通過電鍍的方法進行，即先將導電層連接至電極，再將待鍍物浸入含有待沉積電致變色化合物前體的溶液中。在與導電層連接的電極和與含有電致變色化合物前體的溶液接觸的反電極間施加電位差使在導電表面上的化合物前體發生氧化還原反應(還原或氧化反應)以及使在所述表面形成的電致變色化合物沉積。

用于實現這種電鍍工藝的裝置相對復雜，并且需要電鍍裝置各元件的幾何形狀與待鍍物大小相適應。這使得難于形成均勻的沉積，特別是對于較大的物體。與電極連接位置相距較遠時，在塑性基底上的至少為60歐姆/方的ITO膜的相對較高方塊電阻具體反映了電致變色沉積厚度的減少。

發明內容

本發明目的在于提供一種用于在涂有導電層的基底上沉積電致變色化合物的方法，該方法既能克服需要電鍍裝置的尺寸適應待鍍物大小的缺點，又有利于在擴大的表面上形成均勻厚度的沉積物。申請人開發的方法可以以簡單和廉價的方式同時解決這些問題。本發明方法的工作原理基本包括以置于導電層有限區域上的足量氧化還原劑代替電鍍裝置的兩個電極。當與氧化還原劑接觸的導電層與合適的待沉積電致變色化合物前體溶液接觸時，氧化還原反應通過導電層間接發生在沉積于導電層上的氧化還原劑與該溶液中的前體之間。溶液中的前體與導電層表面接觸后，被還原或氧化形成不溶性的化合物，沉積在導電層的表面。在涉及氧化還原劑(還原或氧化劑)和溶液中的前體的該氧化還原反應過程中，通過導電層間接發生電子的交換。

雖然申請人開發該技術用來制備電致變色裝置，即使用透明基底、透明導電層和電致變色化合物的裝置，其也可用于非導電基底和不透明導電層以及非電致變色化合物。因此在下文中說明的用于制備電致變色裝置的非電解沉積方法的應用，僅構成本發明優選的實施方案。

因此，本發明一個主題是化合物非電解沉積的方法，該方法包括以下相繼的步驟：

(a)將導電層沉積在非導電固體基底上；

(b)將還原劑或氧化劑(＝氧化還原劑)沉積在導電層的區域上，所述區域僅覆蓋所述導電層的部分表面；

(c)使待沉積化合物的前體溶液同時與氧化還原劑和未被氧化還原劑覆蓋的導電層的至少一部分表面接觸，所述前體選自氧化還原電勢比氧化還原劑高或低的并且在氧化還原反應后形成不溶于待沉積化合物前體溶液中的化合物的那些物質。

申請人發現在步驟(c)期間，氧化還原反應所涉及的三種制劑，即氧化還原劑、導電層和待沉積化合物的前體溶液，每種均需要與另外兩種制劑接觸。這樣做的原因是此三重接觸確保前體溶液呈電中性。因此，

-當氧化還原制劑線僅浸入浸有帶導電層的基底的前體溶液時(氧化還原制劑未與導電層接觸)，或

-當隔離的前體溶液滴沉積在未覆蓋有氧化還原制劑的部分導電層上時(溶液與氧化還原制劑未接觸)，

不會發生期望的反應(前體的還原或氧化)。

如背景技術部分所述，待沉積化合物優選是電致變色化合物。因此，在溶液中的前體優選是還原或氧化后形成不溶于所述溶液的電致變色化合物的化合物。

在已知的電致變色化合物中，特別優選的是兩種顯色狀態中一種是基本無色狀態的電致變色化合物。這些可提及的優選電致變色化合物的實例包括：六氰基金屬化物(hexacyanometallate)，如六氰高鐵酸(hexacyanoferrate)鐵、六氰高鐵酸釩、六氰高鐵酸釕、六氰高鐵酸鎘、六氰高鐵酸鉻、六氰高鐵酸鈀或六氰高鐵酸鉑；芳基紫羅堿和芳基烷基紫羅堿，如芐基紫羅堿；和C_7-10烷基紫羅堿，如庚基紫羅堿。

盡管C_1-6烷基紫羅堿具有良好的電致變色性，但是由于其是水溶性化合物，因此當含有待沉積化合物前體的溶液是水溶液時(通常是這樣)，其不適合用于本發明方法。