[发明专利]一种可变色光学器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可变色光学器件，包括透明衬底、下透明导电层、下透明介质层、纳米复合层、上透明介质层、上透明导电层及三个金属电极，所述透明衬底上表面设置有下透明导电层，且下透明导电层两侧分别设置有金属电极，中间固定有下透明介质层，所述下透明介质层上表面由下至上依次固定有纳米复合层、上透明介质层和上透明导电层，且上透明导电层上表面正中心设置剩余的金属电极。本发明利用金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振吸收特性来实现电致变色，解决了现有电致变色器件响应速率慢的问题，能智能化实时精确调控器件的的光学透过率，可大幅拓展电致变色器件的应用领域。

技术领域

本发明属于光电技术领域，具体涉及一种可变色光学器件及其制备方法.

背景技术

电致变色器件可在电场的作用下改变其对光的吸收特性，将其应用于建筑物门窗中可以选择性的吸收或反射外界的太阳光，调节室内光照程度，从而大幅度降低室内控温设备的能耗，是建筑节能的一个重要发展方向。

传统的电致变色器件的原理基于电致变色材料，这类材料在外电压的驱动下，由于氧化还原反应，其光学性能可发生可逆和持久稳固的变化，使其外观颜色发生改变，从而实现电致变色。1969年，Deb首次发现三氧化钨薄膜具有电致变色性能，并提出了“氧空位色心”理论。其后，各种无机及有机电致变色材料被人们广泛研究。

目前，基于电致变色材料的应用研究快速发展，一些产品已经应用。但仍然存在一些问题，比如响应时间较长，综合性能优良的材料较少及难以做到光学透过率的精确可调等，这极大地限制了电致变色器件的应用领域。因此，开发出不依赖于传统电致变色原理的可变色光学器件非常必要。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种可变色光学器件，解决了现有电致变色器件响应速率慢的问题，能智能化实时精确调控器件的的光学透过率，可大幅拓展电致变色器件的应用领域。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种可变色光学器件，包括透明衬底、下透明导电层、下透明介质层、纳米复合层、上透明介质层、上透明导电层及三个金属电极，所述透明衬底上表面设置有下透明导电层，且下透明导电层两侧分别设置有金属电极，中间固定有下透明介质层，所述下透明介质层上表面由下至上依次固定有纳米复合层、上透明介质层和上透明导电层，且上透明导电层上表面正中心设置剩余的金属电极。

所述透明衬底采用普通玻璃、石英玻璃、有机玻璃或者其他透明固态材料。

所述金属电极由铝、金等金属构成，且作为正负电极与外电路连接。

所述下透明导电层和上透明导电层均采用锡掺杂氧化铟或铝掺杂氧化锌。

所述上透明介质层和下透明介质层(3)均采用二氧化硅等透明绝缘介质。

所述纳米复合层由金属纳米颗粒与透明介质组成。

所述纳米复合层中金属纳米颗粒分散于透明介质中，其填充率为1％-90％

所述下透明介质层最薄处厚度小于10nm。

所述上透明介质层的厚度范围为10-100nm。

其制备方法是各层材料通过溅射、化学气相沉积等薄膜制备方法依次沉积在透明衬底上。

本发明利用金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振吸收特性来实现电致变色，解决了现有电致变色器件响应速率慢的问题，能智能化实时精确调控器件的的光学透过率，可大幅拓展电致变色器件的应用领域。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例1的电致变色原理图。

图3是本发明实施例1的另一结构示意图。