[實用新型]一種無機全固態電致變色器件

有效

• 申請號: 201320427388.4
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN203337972U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 王爍;胡冰;劉雙
• 申請（專利權）人: 天津南玻節能玻璃有限公司;天津南玻工程玻璃有限公司;中國南玻集團股份有限公司
• 主分類號: G02F1/153
• 分類號: G02F1/153
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 韓敏

技術領域

本實用新型涉及一種電致變色器件，尤其涉及一種在玻璃上制作多層無機薄膜的器件，該器件通過電壓控制實現變色，從而達到改變光線透過率的目的，屬于調光玻璃技術領域。?

背景技術

電致變色器件在無眩光鏡、顯示器、建筑節能玻璃、航空航天溫控裝置等技術領域具有廣泛的應用和發展前景。其中，全固態無機多層膜結構的電致變色技術由于具有環境適應性高、器件性能穩定性好、工業實用性強等優勢而引起廣泛關注。傳統的全固態電致變色器件具有五層薄膜結構，即在兩片玻璃間基本結構為：透明導電層/電致變色層/離子導電層/離子儲存層/透明導電層。當在兩個透明導電層間施加正向電壓時，離子儲存層中的離子被抽出，通過離子導電層，進入電致變色層，發生變色；當施加反向電壓時，電致變色層中離子被抽出后又進入離子儲存層，整個裝置恢復透明原狀。通常認為離子儲存層可以平衡氧化還原反應，提高器件壽命。但是由于在器件變色過程中，離子需要在電致變色層、離子導電層和離子儲存層之間跨薄膜遷移，在反復使用中會造成電荷殘余，出現性能衰退；同時，也會造成離子遷移過程中響應時間增長，不利于快速變色的目的。因此，將器件結構由傳統的五層簡化為四層，集離子導電層和離子儲存層的功能于一體，使全固態無機多層膜結構電致變色器件的結構或性能得到優化具有重大的實用意義，同時這種簡化的四層結構也對無機離子導電層的材料和性能提出了更高的要求。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種結構優化的無機全固態電致變色器件。所提供的無機全固態電致變色器件其結構為：玻璃基片，以及依次在所述玻璃基片上沉積的透明導電層A/電致變色層/離子導電層/透明導電層B；其中，所述透明導電層A和透明導電層B均為摻鋁氧化鋅(ZAO)薄膜，所述電致變色層為氧化鎢(WO₃)薄膜，所述離子導電層為鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)薄膜。?

其中，所述透明導電層A的厚度為500-900nm；所述電致變色層的厚度為50-800nm；所述離子導電層的厚度為200-350nm；所述透明導電層B的厚度為500-900nm。?

優選的，所述透明導電層A的厚度為600-800nm；所述電致變色層的厚度為400-600nm；所述離子導電層的厚度為250-300nm；所述透明導電層B的厚度為600-800nm。?

其中，所述作為離子導電層的鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)薄膜為具有尖晶石結構的多晶膜。?

其中，所述作為透明導電層A和透明導電層B的摻鋁氧化鋅(ZAO)薄膜為具有六角?纖鋅礦結構的多晶膜。?

本實用新型一種無機全固態電致變色器件的制備方法，依次包括(1)采用直流磁控濺射法在清洗干凈的玻璃基片上制備ZAO薄膜的過程；(2)采用直流磁控濺射法在所述ZAO薄膜上制備WO₃薄膜的過程；(3)采用射頻磁控濺射法在所述WO₃薄膜上制備Li₄Ti₅O₁₂薄膜的過程；(4)采用直流磁控濺射法在所述Li₄Ti₅O₁₂薄膜上制備ZAO薄膜的過程。?

其中，所述步驟(3)中采用Li₄Ti₅O₂陶瓷靶作為濺射靶材，所述Li₄Ti₅O₂陶瓷靶為氧化鋰和金屬鈦經均化真空壓制成型后，真空燒結而成的靶材，其中鋰元素、鈦元素和氧元素的摩爾比是4∶5∶2，在真空磁控濺射過程中與氧氣反應從而得到化學計量比為4∶5∶12的Li₄Ti₅O₁₂薄膜。?

本實用新型中Li₄Ti₅O₁₂薄膜為鋰離子提供了快速遷移通道，能夠有效向WO₃薄膜進行離子注入和脫出；同時，Li₄Ti₅O₁₂薄膜也提供了有效的存儲空間，使WO₃薄膜在漂白過程中鋰離子快速脫出的同時，減少電荷殘留，從而延長器件使用壽命；?