电致变色器件及其制作方法

本发明是关于电子设备部件制备领域，特别是关于一种电致变色器件及其制作方法。

背景技术：

1、电致变色是指材料在交替的高低或者正负外电场的作用下，通过注入或者抽取电荷，从而在低透过率的电致色状态或高透过率的消色状态之间产生可逆变化的一种特殊现象，从外观上表现为颜色以及透明度的可逆变化。根据不同电致变色材料的不同性质和组合方式，可以组合出不同结构和特点的电致变色器件，这些器件可以实现在可见光谱、红外光谱甚至于微波范围产生透过率和反射率的一个连续调节、多色连续变化，同时还具有存储记忆功能、驱动变色电压低、电源简单省点和受环境影响小等特性。从而可以用作文字和图象显示装置、图象记录、建筑物门窗、汽车等交通工具无眩反光镜、信息处理、光记忆、光开关、全息照相、装饰材料和安全防护材料。

2、电致变色器件作为一种调控光透射率的器件，作为智能窗，可用于汽车或者建筑外墙，能够减少眩光和进入室内的太阳光辐射，从而降低室内灯光和空调的用电量，将建筑物的空调能耗降低26％，达到节约能源的效果。而建筑能耗占社会总能耗的40％以上，因此电致变色玻璃在节能领域中有着非常广泛的应用前景。

3、但是目前电致变色器件的广泛应用还存在很多问题：

4、(1)成本较高，目前最常用的导电基底为氧化铟锡(ito)导电玻璃，成为成本居高不下的主要原因；

5、(2)大尺寸器件还存在响应时间慢、变色不同步以及变色电压需求高等问题；这个主要是因为ito透明电极的电阻率非常高导致的。

6、(3)稳定性较差，这是导致电致变色技术还只能存在于示范产品的最大瓶颈。

7、金属网格透明电极具有高的导电性和透光率，可以解决了前面两个问题，但是金属网格透明电极由于金属参与电化学反应，导致电致变色器件的循环稳定性非常差。

8、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电致变色器件及其制作方法，其能够克服现有技术中电致变色器件的循环稳定性非常差的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种电致变色器件，包括基材、变色材料层、以及依次设置于基材和变色材料层之间的金属网格导电层和保护层，

3、所述金属网格导电层嵌入在所述基材内且不凸伸于所述基材的表面，

4、所述保护层采用与所述金属网格导电层电性连接的透明导电材料。

5、在本发明的一个或多个实施方式中，所述保护层的厚度小于等于50nm。

6、在本发明的一个或多个实施方式中，所述保护层的材料选自ito、pedot、pedot:pss、聚苯胺、igzo、izo、zno、石墨烯层、碳纳米管层、或碳层。

7、在本发明的一个或多个实施方式中，所述金属网格导电层面向所述保护层的一侧与所述基材的表面平齐。

8、在本发明的一个或多个实施方式中，所述电致变色器件包括依次层叠设置的第一基材、第一金属网格导电层、第一保护层、变色材料层、第二保护层、第二金属网格导电层和第二基材，

9、所述第一金属网格导电层嵌入在所述第一基材内且不凸伸于所述第一基材的表面，

10、所述第一保护层采用与所述第一金属网格导电层电性连接的透明导电材料，

11、所述第二金属网格导电层嵌入在所述第二基材内且不凸伸于所述第二基材的表面，

12、所述第二保护层采用与所述第二金属网格导电层电性连接的透明导电材料。

13、在本发明的一个或多个实施方式中，所述变色材料层包括层叠设置的电致变色层、电解质层和离子储存层。

14、为实现上述目的，本发明的实施例提供了电致变色器件的制作方法，包括：

15、提供基材，在基材的一表面上形成网格状凹槽；

16、在网格状槽内制作金属网格导电层；

17、在金属网格导电表面制作保护层；以及

18、在保护层上制作变色材料层。

19、在本发明的一个或多个实施方式中，通过通过纳米压印、电流体喷印、喷墨印刷、丝网印刷、光刻刻蚀以及裂变法的方式在基材的一表面上形成网格状凹槽。

20、在本发明的一个或多个实施方式中，还包括通过电镀抛光方式使得金属网格导电层面向所述保护层的一侧与所述基材的表面平齐。

21、在本发明的一个或多个实施方式中，所述基材选自玻璃、pet或pen。

22、与现有技术相比：

23、本发明一个方面，复合电极采用金属网格透明导电膜为底，在透明导电膜表面制备ito、pedot等透明导电的材料，作为透明导电膜的保护层。充分利用了透明导电膜电阻低、柔性好的特点，使其在复合电极中起到快速传到电子的，从而提高大面积电致变色器件的均匀性。同时也利用了ito、pedot等材料的稳定性，解决金属网格界面的问题。最终实现大面积电致变色器件的均匀、快速、稳定的变色。

24、本发明另一个方面，金属网格电极是嵌入在基材内，可以大大降低保护层的厚度，器件的响应时间短，显示效果好。

技术特征：

1.一种电致变色器件，其特征在于，包括基材、变色材料层、以及依次设置于基材和变色材料层之间的金属网格导电层和保护层，

2.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述保护层的厚度小于等于50nm。

3.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述保护层的材料选自ito、pedot、pedot:pss、聚苯胺、igzo、izo、zno、石墨烯层、碳纳米管层或碳层。

4.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述金属网格导电层面向所述保护层的一侧与所述基材的表面平齐。

5.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件包括依次层叠设置的第一基材、第一金属网格导电层、第一保护层、变色材料层、第二保护层、第二金属网格导电层和第二基材，

6.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述变色材料层包括层叠设置的电致变色层、电解质层和离子储存层。

7.权利要求1至5任一所述的电致变色器件的制作方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，通过纳米压印、电流体喷印、喷墨印刷、丝网印刷、光刻刻蚀或裂变法的方式在基材的一表面上形成网格状凹槽。

9.如权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，还包括通过电镀抛光方式使得金属网格导电层面向所述保护层的一侧与所述基材的表面平齐。

10.如权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，所述基材选自玻璃、pet或pen。

技术总结
本发明公开了一种电致变色器件及其制作方法，该器件包括基材、变色材料层、以及依次设置于基材和变色材料层之间的金属网格导电层和保护层，所述金属网格导电层嵌入在所述基材内且不凸伸于所述基材的表面，所述保护层采用与所述金属网格导电层电性连接的透明导电材料。本发明的金属网格电极是嵌入在基材内，可以大大降低保护层的厚度，器件的响应时间短，显示效果好。

技术研发人员：吴馨洲,苏文明,胡子首,黄晨超
受保护的技术使用者：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11