[发明专利]全固态电致变色器件及其制备方法

说明书

本申请提供了一种全固态电致变色器件及其制备方法，所述全固态电致变色器件包括基底以及处在所述基底同侧的多层膜结构，所述多层膜结构包括：两导电层，其中一导电层覆着于所述基底；介于两导电层之间的电致变色层，离子传导层和离子存储层；所述电致变色层的密度在远离离子存储层方向上呈逐渐增大的趋势。所述全固态电致变色器件的制备方法包括以下步骤：在基底一侧沉积生长导电层；在所述导电层上沉积生长电致变色层；在所述电致变色层上沉积生长离子化的离子存储层；在离子化后的离子存储层上沉积生长导电层；镀膜结束后进行热处理。本申请制备的全固态电致变色器件的膜层之间晶格匹配稳定，使用寿命长。

技术领域

本申请涉及电致变色器件领域，特别是涉及一种全固态电致变色器件及其制备方法。

背景技术

电致变色是指在外加电场的作用下材料的光学属性发生稳定的、可逆的变化，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致变色器件一般由底层透明导电层、电致变色层、离子传导层、离子存储层以及顶层透明导电层构成。根据材料的不同，分为有机电致变色和无机电致变色；根据离子传导层的不同，分为全固态、半溶液型和溶液型。

全固态无机电致变色器件具有抗阳光辐射能力强，安全可靠等优点，其制备方法一般是在基底上依次沉积各层。为了简化工艺，可将电致变色层和离子存储层直接接触，不需要沉积离子传导层，通过热处理在两者之间形成界面区域充当离子传导层。由于构成全固态无机电致变色器件的材料均为固态，当离子在电场的作用下在离子存储层和电致变色层之间来回迁移时，离子的多次注入与脱出于电致变色层中，易造成膜层之间的晶格失配，导致膜层质量变差，影响器件使用寿命。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本申请提供了一种膜层之间晶格不易失配，质量稳定，使用寿命长的全固态电致变色器件。

本申请的全固态电致变色器件，包括基底以及处在所述基底同侧的多层膜结构，所述多层膜结构包括：

两导电层，其中一导电层覆着于所述基底；

介于两导电层之间的电致变色层，离子传导层和离子存储层；所述电致变色层的密度在远离离子存储层方向上呈逐渐变大的趋势。

所述电致变色层的密度在远离离子存储层方向上呈逐渐增大的趋势，即越靠近离子存储层的区域的膜层密度越小，越远离离子存储层的区域的膜层密度越大。此结构特点能够为离子存储层中离子迁入电致变色层提供“绿色通道”，有利于增强离子传导的效果，解决电致变色层因离子的多次注入和脱出而引发膜层质量变差导致器件出现变色功能故障的问题，有效地保障了器件的使用寿命。

可选的，所述电致变色层最小密度为5.83g/cm³，最大的密度为7.59g/cm³。所述电致变色层的密度具有渐变的趋势，是指在沿膜层厚度方向其密度发生变化，变化范围是最小密度和最大密度之间的某个区间或某几个区间。

所述密度的变化率可以是线性的，也可以是非线性的。

可选的，所述电致变色层的材料为氧化钨、氧化钛、氧化钒、氧化锆、氧化铌、氧化钼、氧化钽中的一种或多种。

其中，氧化钨是一种通过电化学还原反应发生从透明到蓝色的颜色过渡的阴极电致变色材料，氧化钨在高价氧化状态下为无色透明状，当离子注入后还原变色至蓝色，使电致变色层具有变色功能。

可选的，所述电致变色层的厚度为300～1000nm。

可选的，所述两导电层的材料为氧化铟锡，氧化锌铝，掺氟氧化锡，纳米银网，石墨烯中的一种或多种；

所述两导电层的厚度为100～1000nm，方阻为1～30Ω/□。

可选的，所述离子存储层包括本体和离子源。