[發明專利]電致變色元件和器件

在審

• 申請號: 201980037538.0
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN112219160A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 馬立平
• 申請（專利權）人: 日東電工株式會社
• 主分類號: G02F1/15
• 分類號: G02F1/15;G02F1/157;G02F1/1516
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 譚玲玲

本公開涉及電致變色元件和器件，所述電致變色元件和器件包含電致變色材料，所述電致變色材料具有可以在施加電位時改變的一種或多種光學性質。所述器件可以包含導電納米粒子層和/或緩沖層。在提供高于可能在勢壘層中發生電子遂穿的閾值的電位時，電子通過所述勢壘層往返于所述電致變色材料傳遞，從而導致所述電致變色材料的光學性質變化。可以提供相反的電位以使所述光學性質中的變化反轉。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年4月9日提交的美國臨時申請序號62/655,131的權益，該申請通過引用整體地并入本文。

技術領域

本公開涉及電致變色元件和器件，包括包含金屬納米粒子層和/或緩沖層的電致變色器件。

背景技術

電致變色涂層或材料可以被用于許多不同的目的。一個這種目的包括基于被施加到電致變色涂層的用戶控制的電位來控制通過窗戶的光和熱的量。電致變色涂層或材料可減少加熱或冷卻房間所必需的能量，并且可提供隱私。例如，可將具有約60％-80％的光學透射率的電致變色涂層或材料的清澈狀態切換到具有介于0.1％至10％之間的光學透射率的變暗狀態，其中流入房間的能量受到限制并提供附加隱私。由于在各種類型的窗戶如天窗、飛機窗戶、汽車窗戶以及住宅和商業建筑窗戶中發現的大量玻璃，可以通過在玻璃上使用電致變色涂層或材料來提供節能。

盡管電致變色涂層或器件可以提供的潛在好處，但各種問題可能使當前的電致變色器件對一些應用來說是不期望的。例如，在利用電解質的電致變色器件中，電解質的低離子遷移率可以引起開關速度降低和溫度依賴性問題。在基于電解質的器件的電致變色層中也可能發生離子插入，這使器件體積擴大，并且產生的機械應力可以限制器件在接通和關閉循環之間操作的能力。在此類器件中，因為高離子遷移率為較大面積的器件提供了非常低的內部器件電阻，并且這可以導致跨整個器件區域施加電場的不均勻性，所以在高速切換與均勻切換之間存在權衡。一些電致變色器件的另一個局限性是需要連續施加電功率以便保持電致變色材料的光學性質變化。因此，在此技術領域中仍然需要進一步貢獻。

發明內容

本文公開的是電致變色器件，其包括具有可在施加電位時從第一狀態改變為第二狀態的一種或多種光學性質的電致變色元件。本公開也描述了具有阻擋層的電致變色器件，該阻擋層展示出旨在施加電位時保持電致變色材料的光學性質變化的絕緣性質。此外，本發明涉及展示出旨在增加接通狀態與關閉狀態之間的不透明度的差異的局部化表面等離子體激元諧振性質的電致變色器件。

另外，本公開提供了用于構造本文描述的電致變色元件和器件的方法。

附圖說明

圖1是電致變色元件的一個實施方式的示意圖示。

圖2是電致變色器件的一個實施方式的示意圖示。

圖3是示出實施例EC-2的器件在接通狀態和關閉狀態下的作為波長(nm)的函數的總透射率(T％)的圖形圖示。

圖4是示出實施例CE-1的器件的比較實施方式在接通狀態和關閉狀態下的作為波長(nm)的函數的總透射率(T％)的圖形圖示。

圖5是示出實施例EC-2的器件的替代實施方式在接通狀態和關閉狀態下的作為波長(nm)的函數的總透射率(T％)的圖形圖示。

圖6是示出實施例CE-2的器件的替代實施方式在接通狀態和關閉狀態下的作為波長(nm)的函數的總透射率(T％)的圖形圖示。

圖7是示出實施例CE-3的器件的替代實施方式在接通狀態和關閉狀態下的作為波長(nm)的函數的總透射率(T％)的圖形圖示。

具體實施方式