电致变色装置的制作方法

本发明涉及在电流作用下改变颜色的装置的领域，尤其涉及电致变色装置及其制造方法。本领域已知用于制造具有能够电调节光吸收特性的装置例如可变光密度滤光器、光调制器、信息板和图像显示板的各种方法。

背景技术：

1、电致变色是在某些组合物中发现的物理现象，该组合物在施加被称为控制电压的电压的情况下可逆地改变预定光学性质，例如颜色或透光率。电致变色为各种电致变色装置例如本领域普通技术人员熟知的智能玻璃的操作提供了基础。可以使用各种类型的光学材料和结构来构建具有电致变色性质的上述化合物，其具体结构取决于电致变色装置的具体用途。

2、本领域已知制造电致变色装置的方法(1990年2月20日颁发的美国专利第4,902,108号，其通过引用并入本文)，其中，两个光学透明电极之一的导电涂层涂覆有聚甲基丙烯酸甲酯在低沸点溶剂中的稠化溶液，然后溶剂蒸发以产生聚甲基丙烯酸甲酯层。紧接着该步骤，两个光学透明电极在周边彼此结合，同时电极彼此隔开预定距离，并且由此形成的空间通过粘合剂中的(一个或更多个)开口被填充包含阴极组分和阳极组分的电致变色溶液；然后密封所填充的空间。聚甲基丙烯酸甲酯层被溶解，结果，电致变色溶液变稠，并且这显著地降低了组合物在电着色状态下的重力“分层”的负面影响。因此，实际上仅在完成上述电致变色装置的组装之后才制备电致变色组合物。此外，电致变色组合物是具有通过聚合物稠化剂的量限定的粘度的液相，并且如果阴极组分和阳极组分不能溶于离子态，则引入电致变色溶液中的惰性电解质溶液为电致变色溶液提供导电性。将惰性电解质引入基于联吡啶季盐的组合物中。

3、本领域还已知用于制造电致变色装置的方法(1995年11月28日颁发的美国专利第5,471,337号，其通过引用并入本文)，其中，电极之间的空间填充有电致变色分散体系，所述电致变色分散体系包括以下项：呈优选地用聚甲基丙烯酸甲酯增稠或用聚合物溶剂增塑的溶剂的形式的分散介质；多氧代邻苯二甲酸酯形式的分散相作为阴极组分；以及阳极组分。

4、另外已知用于通过以下步骤制备电致变色装置的方法：通过单独聚合和/或使用不同类型的引发剂使单体链交联进行聚合，直接在装置本身中获得电致变色组合物的类固体膜(1994年8月31日的ep 0612826 a1；1997年9月18日的wo 97/34186和1998年10月1日的wo 98/42796，其通过引用并入本文)。然而，这样的聚合反应伴随着体积收缩，从而对电致变色装置的质量产生不利影响。这种负面影响可以特别体现在具有大的电极间距(1mm至2mm)的电致变色装置中，大的电极间距通常设置在具有大工作表面(大于0.5m2)的电致变色装置中。

5、本领域还已知用于制造柔性电致变色板的方法，该方法在2008年10月2日颁发的美国专利第7,826,124b2号中公开并且该美国专利通过引用并入本文，其中，有机材料的不溶聚合物链通过电化学聚合施加到电极中的一个上，并且将与第一电极的聚合物链相互作用的离子存储膜施加到对电极上。该技术的一个严重缺点是需要液体电解质用于沉积在柔性电极上的两层之间的有效相互作用。另一方面，液体电解质的存在需要额外的努力和/或结构来将电致变色板保持在固定的厚度，并且这又使结构和装置制造的方法二者显著地复杂化。

6、此外，本领域还已知用于制造柔性电致变色板的方法，该方法在2006年7月10日颁发的美国专利第7,256,925b2号中公开并且该美国专利通过引用并入本文，该方法包括在电极之一上局部施加半导体层，然后用电致变色组合物涂覆半导体层。然而，该设计还需要在电致变色层与对电极之间使用液体电解质，这使得该设计具有与前述方法相同的缺点。

7、因此，需要用于制造电致变色装置的新的和改进的方法，新的和改进的方法不会有传统技术的上述缺点。

技术实现思路

1、本发明的方法涉及基本上消除与用于制造电致变色装置的常规方法相关联的上述问题和其他问题中的一个或更多个问题的方法和体系。

2、根据本文描述的实施方式的一个方面，提供了一种用于制造电致变色装置的方法，该电致变色装置包括至少两个柔性电极和在至少两个柔性电极之间的密闭空间，至少两个柔性电极中的至少一个是光学透明的，其中，至少两个柔性电极之间的密闭空间填充有电致变色组合物，所述方法包括：(1)制备电致变色分散体系形式的初始脱气电致变色组合物，所述电致变色分散体系包含悬浮液和胶体中的至少一种，其中，电致变色分散体系的分散介质包括电致变色溶液，所述电致变色溶液包括液体溶剂(低温溶剂和高温溶剂)、阴极组分以及阳极组分，其中，分散相包括高度分散聚合物；(2)以这样的方式制造至少一个柔性电极：导电涂料可以以任意形状的相互隔离的导电层的形式施加在聚合物基底上；(3)用初始电致变色组合物涂覆柔性电极中的两个或至少一个；(4)干燥施加在一个或更多个柔性电极上的初始电致变色组合物以除去低温溶剂，从而形成固体均匀一致电致变色层；(5)将一个柔性电极与第二柔性电极压合(层压)，电致变色层面向内；(6)将柔性电极连接至载流电力总线(触点)；以及(7)将板在周边密封。为了减小大气中的氧气对电致变色组合物的不利影响，优选地在诸如氩气的惰性气体、氮气、二氧化碳等的气氛中执行与制造和组装电致变色板有关的所有过程。

3、在各种实施方式中，使用包括聚合物(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯)基底或玻璃基底的柔性、光学透明的电极来制造电致变色板，在基底的一侧上涂覆有透明导电涂层。例如，可以通过施加掺杂氧化铟(in2o3)或掺杂氧化锡(sno2)或者金属网，或者同时施加前述中的两者，来制备聚合物基底的涂层。将导电涂料以任意形状的相互隔离的层的形式施加至聚合物基底。透明导电涂层的施加可以通过以下方式来进行：通过模板对金属、金属氧化物、金属氮化物的膜的真空沉积；或者通过使用导电油墨印刷。

4、在各种实施方式中，通过布置在聚合物基底上的导电涂层的层的结构来确定电致变色板的最终结构，所述导电涂层彼此电绝缘并且可以具有任意形状。例如，使用前述方形形状的导电层使得能够制造具有矩阵形状的电致变色板。

5、根据本文描述的实施方式的另一方面，提供了一种电致变色装置，包括至少两个柔性电极以及在至少两个柔性电极之间的密闭空间，至少两个柔性电极中的至少一个是光学透明的，其中，至少两个柔性电极之间的密闭空间填充有电致变色组合物，电致变色装置通过包括以下步骤的方法制造：(1)制备电致变色分散体系形式的初始电致变色组合物，电致变色分散体系包含悬浮液和胶体中的至少一种，其中，电致变色分散体系的分散介质包括电致变色溶液，电致变色溶液包括高温溶剂和低温溶剂、阴极组分和阳极组分，其中，电致变色分散体系的分散相包括微细聚合物；(2)以这样的方式制造两个柔性电极中的至少一个：导电涂料以任意形状的相互隔离的导电层或部分的形式施加到聚合物基底上；(3)用初始电致变色组合物涂覆柔性电极中的至少一个；(4)干燥被施加到柔性电极上的初始电致变色组合物以除去低温溶剂，以形成固体均匀一致的电致变色层；(5)将具有经干燥的电致变色组合物的柔性电极与另一柔性电极进行层压；(6)将柔性电极的所有层或部分连接至导电总线；以及(7)密封至少两个柔性电极之间的密闭空间。

6、与本发明相关的其他方面将部分地在下面的描述中阐述，并且根据描述将部分是明显的，或者可以通过实践本发明来获知。可以借助于在以下详细描述中特别指出的要素和各种要素和方面的组合来实现和获得本发明的各方面。

7、应该理解的是，前述描述和下面的描述仅是示例性和说明性的，并不意在以任何方式限制所要求保护的本发明或其应用。