[发明专利]一种电致变色器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电致变色器件及其制备方法，涉及电致变色领域，包括：将靶材真空隔离；将第一靶材以氩气掺杂氧气进行反应溅射，在具有第一导电层的衬底上形成电致变色层；在所述电致变色层上形成离子传导层；将第二靶材以氩气掺杂氧气进行反应溅射，在所述离子传导层上形成离子存储层；在所述离子存储层上形成第二导电层。本发明公开的方法可精确控制金属氧化物中的离子价态以制备电致变色层和离子存储层，方法简单、投入成本低、成品质量可控性高、变色均匀性好。

技术领域

本发明涉及电致变色领域，尤其涉及一种电致变色器件及其制备方法。

背景技术

电致变色是指光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆颜色变化的现象。电致变色技术发展已有四十余年，电致变色器件(Electrochromic Device，ECD)由于其具有对透射光强度的连续可调性、能量损耗低、具有开路记忆功能等特点，在智能窗、显示器、航天器温控调制、汽车无眩后视镜、武器装备隐身等领域具有广阔的应用前景。基于ECD的玻璃作为一类全新的智能窗，能按舒适需求来调节入射太阳光的强度，有效降低耗能，展示出了显著的节能效果。随着人类对消费产品要求的不断提高，ECD在汽车、家电家具、航天航空、轨道交通、绿色建筑等领域展现出巨大的市场前景和应用价值，电致变色产品最已经引起国内外越来越广泛的关注和重视，是继吸热玻璃、热反射镀膜玻璃、低辐射玻璃之后的新一代高效建筑节能产品。

然而，现有电致变色器件的制备方法中，对于电致变色器件结构中电致变色层和离子存储层的制备，一般是采用磁控溅射镀膜工艺进行镀膜，但是通过该制备工艺制得的电致变色器件存在一定的缺陷：由于溅射区膜的性质不一致，电致变色器件的变色范围相对较窄，褪色态透明度不高，且变色速度相对较慢。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题提高电致变色器件的变色范围、褪色态透明度及变色速度。

为实现上述目的，本发明提供了一种电致变色器件的制备方法，包括：

将靶材真空隔离；

将第一靶材以氩气掺杂氧气进行反应溅射，在具有第一导电层的衬底上形成电致变色层；

在所述电致变色层上形成离子传导层；

将第二靶材以氩气掺杂氧气进行反应溅射，在所述离子传导层上形成离子存储层；

在所述离子存储层上形成第二导电层。

所述第一靶材或第二靶材，采用等离子真空镀膜反应溅射工艺制备电致变色器件时，以氩气掺杂氧气进行反应溅射，混合气轰击在靶材上使金属离子化；固定在靶材周围的N磁铁和S磁铁形成磁场将所述金属离子沉积在衬底上；利用抽气通道将等离子态的混合气与金属离子抽走，所述金属离子不会保持在含氧环境中，避免二次氧化；

所述抽气通道的功率可调整使得所述金属氧化物离子的价态可选择。

进一步地，将第一靶材以氩气掺杂氧气进行反应溅射时，所述氧气的掺杂比例为2％至50％。

进一步地，将第二靶材以氩气掺杂氧气进行反应溅射时，所述氧气的掺杂比例为0.5％至20％。

进一步地，将靶材周围抽真空之后，将第一靶材以氩气掺杂氧气进行反应溅射之前，

在所述衬底上粘贴导电柱阵列；其中，所述导电柱阵列包括均匀分布的导电柱，所述导电柱与所述衬底垂直连接，所述导电柱包含导电材料。

进一步地，以硅或硅铝的混合物为靶材，在所述第二导电层上形成离子阻挡层。

进一步地，以钛、铝、硅、硼的纯净物或混合物为靶材，在所述离子阻挡层上形成隔离层。