[發明專利]一種稀土金屬質電致變色薄膜電極及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010624677.8
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111796466A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 高太恒;張成;黃越楷;廖兆賢;廖德藝;廖兆雄
• 申請（專利權）人: 深圳市誠德利科技有限公司
• 主分類號: G02F1/1523
• 分類號: G02F1/1523;G02F1/155;G02F1/153;C23C14/35;C23C14/08
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明提供一種稀土金屬質電致變色薄膜電極及其制備方法和應用，該薄膜電極按照上下順序依次為透明變色功能層、透明導電層和基材；所述透明變色功能層由稀土變色金屬和間隙金屬混合而成。制備方法包括：通過磁控濺射在基材上形成透明導電層；將稀土變色金屬和間隙金屬混合均勻后沖擊成塊，形成金屬濺射靶材；在透明導電層上磁控濺射所述金屬濺射靶材形成透明變色功能層，既得。本發明的變色功能層采用的是變色金屬與間隙金屬混合的技術方案，具有空穴多、空穴直徑大、對離子嵌入與抽出阻礙小的特點，使得該薄膜電極變色響應快速，且顏色較深。

技術領域

本發明涉及電致變色膜制備技術領域，具體涉及一種稀土金屬質電致變色薄膜電極及其制備方法和應用。

背景技術

電致變色膜屬于電-光響應膜領域中最新型的產品，具有無角度，低霧度，低電壓，低耗電，記憶性等優點。通常分為有機電致變色電極與無機電致變色電極兩大門類，有機電致變色電極的相對耐候性差，不能長期應用于戶外、高溫高濕場合，所以應用前景低于無機電致變色電極。

現有的無機電致變色電極是基于稀土金屬成靶，而后磁控濺射而成的電致變色層，一般選用不飽和過渡金屬為變色主體金屬，為了便于離子的嵌入與抽出，還需要搭配一定的間隙金屬，使組合金屬制成的磁控濺射層具有更多更大的空穴，從而形成要穩定，更長效，響應更快的變色功能層。但現有的無機電致變色電極耐候性較差，易老化，并且一般采用單金屬濺射，變色反應慢，顏色較淺。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種稀土金屬質電致變色薄膜電極及其制備方法和應用，該薄膜電機耐候等級和現有無機電致變色電極相比更高，能適應高溫高濕高紫外環境，可廣泛應用于建筑外墻、汽車玻璃等領域。

為解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

第一個方面，本發明提供一種稀土金屬質電致變色薄膜電極，按照上下順序依次為透明變色功能層、透明導電層和基材；所述透明變色功能層由稀土變色金屬和間隙金屬混合而成。

進一步地，所述透明變色功能層的厚度為20nm-50nm。

進一步地，所述透明導電層為ITO層，厚度為5nm-50nm。

優選地，所述ITO層的四方電阻為80-300Ω。

進一步地，所述基材為PET，厚度為20μm-200μm，厚度誤差不大于5μm。

進一步地，所述透明變色功能層中稀土變色金屬的質量含量為70-95％，間隙金屬的質量含量為5-30wt％。

優選地，所述稀土變色金屬為Nb、W、Ir、Rh、Co或者前述金屬氧化物中的至少一種。

優選地，所述間隙金屬包括Ti、Ni、Ta、Mo或者前述金屬氧化物中的至少一種。

第二個方面，本發明提供一種稀土金屬質電致變色薄膜電極的制備方法，包括以下步驟：

通過磁控濺射在基材上形成透明導電層；

將稀土變色金屬和間隙金屬混合均勻后沖擊成塊，形成金屬濺射靶材；

在透明導電層上磁控濺射所述金屬濺射靶材形成透明變色功能層，既得。

進一步地，所述在透明導電層上磁控濺射所述金屬濺射靶材形成透明變色功能層，其磁控濺射的氧氛含量為1-30％。

第三個方面，本發明提供上述稀土金屬質電致變色薄膜電極或者上述制備方法獲得的稀土金屬質電致變色薄膜電極的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：