一种具有纹理图案的电致变色薄膜组件的制备方法与流程

1.本发明属于电致变色器件技术领域，具体涉及一种具有纹理图案的电致变色薄膜组件的制备方法。


背景技术：

2.电致变色器件(ecd)是使用电致变色材料的彩色显示器件，该材料是根据电流施加的方向通过电化学氧化或还原着色或脱色的。该电致变色操作方法分为阴极的和阳极的操作方法。当在负极组成的电极还原时，该阴极电致变色材料形成颜色，而阳极着色点至变色材料在阳极或在正极着色。另外，如果电流方向反向，该电致变色材料脱色并因此恢复透明的颜色。具有这种性质的ecd广泛应用于汽车的后视镜和天窗、智能窗户、户外显示器等。
3.电致变色材料包括过渡金属氧化物、普鲁士蓝、四大菁、紫精(viologen)、导电聚合物、富勒烯(fullerene)等。过渡金属氧化物包括阴极的电致变色材料，例如wo3、moo3、nb2o5和tio2以及阳极的电致变色材料，例如nio、lr2o3、rh2o3、co3o4、fe2o3、cr2o3和v2o5。过渡金属氧化物、普鲁士蓝和酞菁为具有优异的uv(紫外线)稳定性的无机电致变色材料。
4.传统技术中，电致变色博膜组件的主要缺点是仅能整面切换状态，变化单一。其在实际应用中，可能需要进行处理，使部分区域不变色，以显示出特定图案，例如显示生产厂家的logo。
5.cn101512422a公开了一种形成电致变色层图形的方法，该方法包括：在透明基板上形成透明电极层和光刻胶层：通过激光干涉光刻法形成光刻胶图形：和通过在基板的上表面上沉积电致变色层而经过由光刻胶图形限定的开口在透明电极上沉积电致变色层图形，然后除去光刻胶图形。该方法在未沉积电致变色层的区域无法实现变色效果，无法实现整体组件实现透明至不透明的变化，丧失了整体的遮光效果。
6.因此，如何使电致变色薄膜组件更具功能性和观赏性成为当前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有纹理图案的电致变色薄膜组件的制备方法，所述电致变色薄膜组件利用激光刻画增加了显像功能，使其更具功能性与观赏性，所述制备方法工艺流程简单，适用于工业生产。
8.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
9.第一方面，本发明提供了一种具有纹理图案的电致变色薄膜组件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
10.(1)先在第一基材板上镀制第一透明导电层，然后采用第一激光进行刻画，将所述第一透明导电层绝缘；
11.(2)刻画完毕后，再依次镀制阳极电致变色层、离子导通层、阴极电致变色层和第二透明导电层，然后采用第二激光刻画掉层叠的5层膜层，形成图形区域与空白区域；
12.(3)刻画完毕后，采用第三激光刻画掉除所述第一透明导电层之外层叠的4层膜层，将所述第二透明导电层绝缘；
13.(4)分别对图形区域与空白区域进行导线互联，并与第二基材进行合片层压；
14.(5)与第三基材进行保护封装，得到具有纹理图案的电致变色薄膜组件。
15.本发明中，第一激光刻画的作用是将第一透明导电层绝缘；第二激光刻画的作用是将显像区域(即图形区域)与未呈像区域(即空白区域)绝缘；第三激光刻画的作用是用于第二透明导电层的绝缘和母线的印刷并分别连接2个透明导电层。
16.以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
17.作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述第一基材包括ito基材。
18.作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述第一激光的功率为3-5w，例如3w、3.5w、4w、4.5w或5w等；频率为30-50khz，例如30khz、35khz、40khz、45khz或50khz等；刻画速度为550-650mm/s，例如550mm/s、580mm/s、600mm/s、620mm/s或650mm/s等，上述数值的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述第二激光的功率为3-5w，例如3w、3.5w、4w、4.5w或5w等；频率为30-50khz，例如30khz、35khz、40khz、45khz或50khz等；刻画速度为550-650mm/s，例如550mm/s、580mm/s、600mm/s、620mm/s或650mm/s等，上述数值的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20.作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述第三激光的功率为0.8-1.2w，例如0.8w、0.9w、1.0w、1.1w或1.2w等；频率30-50khz，例如30khz、35khz、40khz、45khz或50khz等；刻画速度为550-650mm/s，例如550mm/s、580mm/s、600mm/s、620mm/s或650mm/s等，上述数值的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。
21.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述图形区域至少为1个，例如1个、2个、3个、4个或5个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22.优选地，步骤(2)所述空白区域至少为1个，例如1个、2个、3个、4个或5个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
23.本发明中，针对整个电致变色薄膜组件可划分成多个区域，每个区域内利用激光刻画所需图形，即形成多个图形区域以及多个空白区域。
24.作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述第二基材包括钢化玻璃。
25.作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述合片层压的压力为2-10atm，例如2atm、4atm、6atm、8atm或10atm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
26.作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述第三基材包括钢化玻璃。
27.优选地，步骤(4)所述第三基材位于所述第一基材远离所述第二基材的一侧。
28.本发明中，步骤(4)将第三基材组装完毕后，依次进行边缘绝缘、清洗、放置垫片、接触夹焊接、气体灌装，实现初步封装，然后放置连接器用以控制电致变色过程，最后放置辅助密封件完成保护封装。
29.第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的具有纹理图案的电致变色薄膜组件的应用方法，所述应用方法包括：
30.a.透明模式
31.对电致变色薄膜组件的图形区域以及空白区域独立地施加反向电压，使电致变色薄膜组件整体呈现透明状态；
32.b.显像模式
33.对电致变色薄膜组件的图形区域施加正向电压，对空白区域施加反向电压，使电致变色薄膜组件呈现图形；
34.c.不透明模式
35.对电致变色薄膜组件的图形区域以及空白区域独立地施加正向电压，使电致变色薄膜组件整体呈现不透明状态。
36.作为本发明优选的技术方案，模式a、模式b以及模式c之间通过控制器实现自由切换。
37.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
38.本发明所述制备方法利用激光技术在镀制好的电致变色功能层上刻画所需图形，并通过电压的变化，实现模式的转换，使电致变色薄膜组件更加实用、美观。
附图说明
39.图1是本发明实施例1提供的具有纹理图案的电致变色薄膜组件制备过程中，激光刻画过程示意图。
40.图2是本发明实施例1提供的具有纹理图案的电致变色薄膜组件制备过程中，激光刻画效果示意图。
41.图3是本发明实施例1提供的具有纹理图案的电致变色薄膜组件，由透明模式
→
显像模式
→
不透明模式的转变过程图。
42.其中，1-ito基材，2-第一透明导电层，3-阳极电致变色层，4-离子导通层，5-阴极电致变色层，6-第二透明导电层。
具体实施方式
43.为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
44.以下为本发明典型但非限制性实施例：
45.实施例1：
46.本实施例提供了一种具有纹理图案的电致变色薄膜组件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
47.(1)采用磁控溅射法先在ito基材1板上镀制第一透明导电层2，然后采用第一激光进行刻画，将所述第一透明导电层2绝缘；其中，第一激光的功率为4w，频率为40khz，刻画速度为600mm/s；
48.(2)刻画完毕后，再依次镀制阳极电致变色层3、离子导通层4、阴极电致变色层5和第二透明导电层6，然后采用第二激光刻画掉层叠的5层膜层，形成图形区域与空白区域；其中，第二激光的功率为4w，频率为40khz，刻画速度为600mm/s；
49.(3)刻画完毕后，采用第三激光刻画掉除所述第一透明导电层2之外层叠的4层膜层，将所述第二透明导电层6绝缘；其中，第三激光的功率为1.1w，频率为40khz，刻画速度为600mm/s；
50.各膜层的材料以及厚度如表1所示；
51.表1
[0052][0053][0054]
上述激光刻画过程示意图如图1所示，刻画效果示意图如图2所示；
[0055]
(4)分别对图形区域与空白区域进行导线互联，并与第二基材(钢化玻璃)进行合片层压，压力为5atm；
[0056]
(5)与第三基材(钢化玻璃)进行保护封装，得到具有纹理图案的电致变色薄膜组件。
[0057]
实施例2：
[0058]
本实施例提供了一种具有纹理图案的电致变色薄膜组件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0059]
(1)采用磁控溅射法先在ito基材1板上镀制第一透明导电层2，然后采用第一激光进行刻画，将所述第一透明导电层2绝缘；其中，第一激光的功率为3w，频率为45khz，刻画速度为620mm/s；
[0060]
(2)刻画完毕后，再依次镀制阳极电致变色层3、离子导通层4、阴极电致变色层5和第二透明导电层6，然后采用第二激光刻画掉层叠的5层膜层，形成图形区域与空白区域；其中，第二激光的功率为5w，频率为45khz，刻画速度为580mm/s；
[0061]
(3)刻画完毕后，采用第三激光刻画掉除所述第一透明导电层2之外层叠的4层膜层，将所述第二透明导电层6绝缘；其中，第三激光的功率为1.0w，频率为40khz，刻画速度为600mm/s；
[0062]
各膜层的材料以及厚度如表2所示；
[0063]
表2
[0064]
[0065][0066]
(4)分别对图形区域与空白区域进行导线互联，并与第二基材(钢化玻璃)进行合片层压，压力为10atm；
[0067]
(5)与第三基材(钢化玻璃)进行保护封装，得到具有纹理图案的电致变色薄膜组件。
[0068]
实施例3：
[0069]
本实施例提供了一种具有纹理图案的电致变色薄膜组件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0070]
(1)采用磁控溅射法先在ito基材1板上镀制第一透明导电层2，然后采用第一激光进行刻画，将所述第一透明导电层2绝缘；其中，第一激光的功率为5w，频率为40khz，刻画速度为570mm/s；
[0071]
(2)刻画完毕后，再依次镀制阳极电致变色层3、离子导通层4、阴极电致变色层5和第二透明导电层6，然后采用第二激光刻画掉层叠的5层膜层，形成图形区域与空白区域；其中，第二激光的功率为4.5w，频率为38khz，刻画速度为600mm/s；
[0072]
(3)刻画完毕后，采用第三激光刻画掉除所述第一透明导电层2之外层叠的4层膜层，将所述第二透明导电层6绝缘；其中，第三激光的功率为1.2w，频率为40khz，刻画速度为580mm/s；
[0073]
各膜层的材料以及厚度如表3所示；
[0074]
表3
[0075] 材料厚度/nm第一透明导电层ito300阳极电致变色层niwo
x
300离子导通层sio270阴极电致变色层wo
x
600第二透明导电层ito300
[0076]
(4)分别对图形区域与空白区域进行导线互联，并与第二基材(钢化玻璃)进行合片层压，压力为2atm；
[0077]
(5)与第三基材(钢化玻璃)进行保护封装，得到具有纹理图案的电致变色薄膜组件。
[0078]
应用例1：
[0079]
一种具有纹理图案的电致变色薄膜组件的应用方法，所述具有纹理图案的电致变色薄膜组件采用如实施例1中的制备方法制备得到，所述应用方法包括：
[0080]
a.透明模式
[0081]
利用控制器对电致变色薄膜组件的图形区域以及空白区域独立地施加反向电压-4v，使电致变色薄膜组件整体呈现透明状态；
[0082]
由模式a转换到模式b
[0083]
利用控制器对电致变色薄膜组件的图形区域施加正向电压4v，空白区域施加电压不变，使电致变色薄膜组件呈现图形；
[0084]
由模式b转换到模式c
[0085]
利用控制器对电致变色薄膜组件空白区域施加正向电压4v，图形区域施加电压不变，使电致变色薄膜组件整体呈现不透明状态。
[0086]
本应用例中，电致变色薄膜组件由透明模式
→
显像模式
→
不透明模式的转变过程图如图3所示。
[0087]
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。