專利名稱：形成電致變色層圖形的方法、使用該圖形制備電致變色器件的方法和包括電致變色層圖 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備電致變色器件的方法，并且更具體地涉及形成電 致變色器件的電致變色層圖形的方法、使用上述方法制備電致變色器 件的方法和具有電致變色層圖形的電致變色器件。
背景技術(shù)：
電致變色器件(ECD)是使用電致變色材料的彩色顯示器件，該材料 是根據(jù)電流施加的方向通過電化學(xué)氧化或還原著色或脫色的。該電致 變色操作方法分為陰極的和陽極的操作方法。當(dāng)在負(fù)極組成的電極還 原時，該陰極電致變色材料形成顏色，而陽極著色點至變色材料在陽 極或在正極著色。另外，如果電流方向反向，該電致變色材料脫色并 因此恢復(fù)透明的顏色。具有這種性質(zhì)的ECD廣泛應(yīng)用于汽車的后視鏡 和天窗、智能窗戶、戶外顯示器等。
電致變色材料包括過渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)、酞菁、紫精 (viologen)、導(dǎo)電聚合物、富勒烯(follerene)等。
過渡金屬氧化物包括陰極的電致變色材料，例如W03、 Mo03、 Nb2O^PTi02，以及陽極的電致變色材料，例如NiO、 lr203、 Rh203、 Co304、 Fe203、 &203和￥205。過渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)和酞菁為具 有優(yōu)異的UV(紫外線)穩(wěn)定性的無機(jī)電致變色材料。
導(dǎo)電聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚咔唑等。紫精和導(dǎo) 電聚合物為具有優(yōu)異的加工性能和多種顏色的有機(jī)電致變色材料。
上述的電致變色材料可以用于制備具有多種組合的多種ECD，例 如無機(jī)ECD、有機(jī)ECD和無機(jī)-有機(jī)混合的ECD。
圖1示意地顯示ECD的基本結(jié)構(gòu)。參照圖1， ECD10包括第一玻 璃基板20、第二玻璃基板80和在電致變色層40與離子存儲層60之間 注入的離子導(dǎo)電層50;在第一玻璃基板20上層疊著由透明材料制備的 上電極30和電致變色層40，在第二玻璃基板80上層疊著由透明材料 制備的下電極70和離子存儲層60以使第二玻璃基板80與第一玻璃基 板20相對。上和下電極30、 70是用ITO或FTO制備的透明電極構(gòu)造。離子 存儲層60可以用具有與電致變色層40極性相反的電致變色材料代替， 并且有時可以不包括該層。離子導(dǎo)電層50是由液體電解質(zhì)、凝膠電解 質(zhì)、固體電解質(zhì)、聚合物電解質(zhì)、離子液體(ionicliquid)等制成。
當(dāng)在上電極30與下電極70之間施加電壓以使電流從離子存儲層 60流向電致變色層40時，如前述構(gòu)造的ECD著色。同樣地，當(dāng)施加 與著色情況相反的電壓以使電流從電致變色層40流向離子存儲層60 時，該ECD脫色。同時，根據(jù)電致變色層40是否為陰極的或陽極的， ECD也可以在與上述相反的電流下著色或脫色。
同時，就使ECD 10著色而言，離子或電子應(yīng)該通過離子導(dǎo)電層 50擴(kuò)散到電致變色層40中以引起電致變色層材料的氧化或還原。然而， 在電致變色層40由無機(jī)膜制備的情況下，參與著色反應(yīng)的離子或電子 緩慢擴(kuò)散，因此該ECD顯示慢的響應(yīng)速度。另外，由于無機(jī)膜具有弱 的機(jī)械強(qiáng)度，在使用柔性基板制備ECD的情況下，電致變色層可能被 破環(huán)，因此無機(jī)膜可能會使ECD的耐久性劣化。
一般地，為了解決該問題，使用多孔膜制備電致變色層40，或者 在電致變色層40上形成納米尺寸孔的圖形以增加用于電致變色反應(yīng)的 表面積。
然而，在使用多孔膜制備電致變色層40的情況下，需要將納米尺 寸的電致變色顆粒分散到有機(jī)溶劑中，以漿料的形式將其涂敷到基板 上，然后干燥并燒結(jié)溶劑，這將導(dǎo)致生產(chǎn)率降低。另外，電致變色層 40應(yīng)該具有厚的厚度以獲得所需的著色條件，因此在將ECD變薄時受 限。
另外，在電致變色層40中形成納米尺寸孔的圖形的方法顯示低的 生產(chǎn)率，因為孔圖形化需要單獨的掩膜并且也需要多個額外的步驟， 例如掩膜排列步驟、光刻步驟、刻蝕步驟和清洗步驟。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
考慮到上述問題設(shè)計了本發(fā)明，而因此本發(fā)明的目的是提供一種 使電致變色層圖形化的方法，采用該圖形化方法制備ECD的方法以及 由該方法制備的ECD;所述方法采用無需掩膜步驟的激光干涉光刻法
9通過增加包括在ECD中的離子導(dǎo)電層與電致變色層的接觸面積可以提
高著色或脫色速度，并且盡管將ECD配置成在柔性基板上沉積由無機(jī)
膜制備的電致變色層，該方法也可以防止電致變色層的破裂。
技術(shù)方案
為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的一個實施方案中，提供了一種形
成電致變色層圖形的方法，其包括在透明基板上形成片狀透明電極層； 在透明電極層上形成光刻膠層；通過激光干涉光刻法使光刻膠層圖形 化，以形成具有以規(guī)則間隔暴露透明電極層的開口的光刻膠層圖形； 以及通過在透明基板的上表面沉積電致變色層并除去光刻膠圖形而在 開口內(nèi)形成電致變色層圖形。
在本發(fā)明的另一實施方案中，還提供了一種制備ECD的方法，其 包括在透明基板上形成片狀透明電極層；在透明電極層上形成絕緣 層；在絕緣層上形成光刻膠層；通過激光干涉光刻法使光刻膠層圖形 化，以形成具有以規(guī)則間隔暴露絕緣層的開口的光刻膠層圖形；使用 光刻膠圖形作為掩膜刻蝕絕緣層，以形成具有以規(guī)則間隔暴露透明電 極層的開口的光致絕緣層圖形；和通過在透明基板的上表面上沉積電 致變色層并除去光刻膠圖形而在由絕緣層圖形限定的開口內(nèi)形成電致 變色層圖形。
在本發(fā)明中，根據(jù)在激光干涉光刻法中使用的光刻膠的類型以及 激光束曝光的時間，電致變色圖形層可以具有不同的形狀。作為一個 實施例，電致變色層圖形具有在二維上設(shè)置條狀圖形的格狀結(jié)構(gòu)。作 為另一個實施例，電致變色層具有在二維上設(shè)置方塊狀圖形的格狀結(jié) 構(gòu)。作為又一個實施例，電致變色層圖形具有在一維上設(shè)置條狀圖形 的條狀結(jié)構(gòu)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種制備ECD的方法，其使 用了通過上述電致變色層圖形形成方法制備的基板模塊。
在本發(fā)明的一個實施方案中，將其中層疊了透明基板、透明電極 層和電致變色層圖形的基板用作下基板模塊，而將其中層疊了透明基 板和透明電極層的基板用作上基板模塊。然后，使用襯墊材料將上和 下基板模塊以空間分離的方式固定，并且除了用于注入離子導(dǎo)電層的注入孔外，將兩個基板模塊密封。然后，通過注入孔注入離子導(dǎo)電層， 接著將上和下基板模塊完全密封以制備ECD。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，將其中層疊了透明基板、透明電 極層、絕緣層圖形和電致變色層圖的基板模塊用作下基板模塊，而將 其中層疊了透明基板和透明電極層的基板模塊用作上基板模塊。在此， 在由絕緣層圖形限定的開口內(nèi)形成電致變色圖形。然后，將絕緣圖形 的上表面緊密地貼附并固定在上基板模塊的透明電極層的表面上，并 且除了用于注入離子注入層的注入孔之外，將兩個基板模塊密封。然 后，通過注入孔注入離子導(dǎo)電層，接著將上和下基板模塊完全密封以
制備ECD。
在根據(jù)本發(fā)明的ECD制備方法中，如上所述，上基板模塊可以設(shè) 置成與下基板模塊相同。在這種情況下，提供給兩個基板模塊的電致 變色層圖形具有相不同的極性。例如，在任何一個基板模塊的電致變 色層圖形由陰極的電致變色材料組成的情況下，另一個基板模塊的電 致變色層圖形由陽極的電致變色材料組成。另外，在將絕緣層圖形提 供給兩個基板模塊的情況下，當(dāng)連接兩個基板模塊時，在向其中注入 離子導(dǎo)電層后用彼此相對的其絕緣層圖形的上表面固定兩個基板模 塊。
為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的一個實施方案中，提供了一種電 致變色器件(ECD)，其包括設(shè)置成彼此相對的第一和第二透明基板；在 彼此相對的第一和第二透明基板上分別形成的第一和第二片狀透明電 極；通過光刻膠圖形的開口在第一和第二透明電極中的至少一層上形 成的電致變色層圖形，該光刻膠圖形由激光干涉光刻法形成；以及離 子導(dǎo)電層，其用于密封地填充電由致變色層圖形與第一和第二透明電 極的表面所限定的空隙。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，還提供了一種ECD，其包括設(shè)置 成彼此相對的第一和第二透明基板；在彼此相對的第一和第二透明基 板上分別形成的第一和第二片狀透明電極；在第一和第二透明電極中 的至少一層上形成并具有規(guī)則重復(fù)開口的絕緣層圖形；在絕緣層圖形 開口內(nèi)形成的電致變色層圖形；以及離子導(dǎo)電層，其用于密封地填充
11由絕緣層圖形的表面、電致變色層圖形的表面以及第一和第二透明電 極的表面所限定的空隙。


參照附圖，在下面詳細(xì)的說明中將更全面地描述本發(fā)明的優(yōu)選實 施方案的這些和其它特征、方面和優(yōu)點。在附圖中 圖1為顯示ECD帶一般配置的示意圖2為顯示在用于形成根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案的電致變色層
圖形的方法中使用的Ar(351 nm)激光干涉光刻裝置的示意圖3顯示了通過激光干涉光刻法曝光和形成的光刻膠圖形的測量 結(jié)果；
圖4 ~ 7為依次說明用于形成根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的電致變 色層圖形的方法的步驟的示意圖8 10為顯示通過激光干涉光刻法形成的光刻膠圖形的局部放 大透視圖11 ~ 13為顯示使用圖8 ~ 10的光刻膠圖形形成的電致變色層圖 形的局部放大透視圖14和15為依次說明采用根據(jù)本發(fā)明第一實施方案制備的基板 模塊用于制備ECD的方法的步驟示意圖16 18為依次說明用于形成根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的電致變 色層圖形的方法的步驟的示意圖；以及
圖19和20為依次說明采用根據(jù)本發(fā)明第二實施方案制備的基板 模塊用于制備ECD的方法的步驟示意圖。 附圖中基本部件的附圖標(biāo)記 100:激光干涉光刻裝置
200、 400:透明基板
210、 410:透明電極層
220'、 430':光刻膠圖形
230'、 440':電致變色層圖形 420':絕緣層圖形
300、 450:上基板模塊
310、 460:下基板模塊
12320、 470:離子導(dǎo)電層
具體實施例方式
在下文中，參照附圖將詳細(xì)描述本發(fā)明優(yōu)選的實施方案。在說明 之前，應(yīng)該了解到在說明書和附加的權(quán)利要求中的術(shù)語不應(yīng)該解釋為 限于一般的和字典中的意義，而是在允許發(fā)明者為了最佳解釋適當(dāng)?shù)?限定術(shù)語的原則的基礎(chǔ)上，基于與本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的意義和概 念進(jìn)行解釋。因此，在這里提出的說明僅僅是為了說明目的的優(yōu)選實 施例，而不是打算用來限制本發(fā)明的范圍，因此，應(yīng)該理解到在不偏 離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可以對其進(jìn)行其它替換或改進(jìn)。
用于形成根據(jù)本發(fā)明的電致變色層圖形的方法使用激光干涉光刻 法。激光干涉光刻法在不使用掩膜的情況下形成光刻膠圖形。也就是 說，在沒有掩膜的情況下，兩束激光從不同的位置照射到光刻膠層。 然后，由于為激光源特征的干涉，使得光刻膠層在激光波重疊的部分 變得光敏感。然后，如果形成了光刻膠層，就形成了其中規(guī)則重復(fù)條 狀開口的光刻膠圖形。
圖2示意地顯示在用于形成根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的電致變 色層圖形的方法中使用的Ar(351 nm)激光干涉光刻裝置100。
參照圖2，從激光發(fā)生器L中發(fā)出的激光束用通過鏡平面光具組 (mi證plane optical systems)Ml、 M2改變其路徑，然后入射到分束鏡 BS上。入射在分束鏡BS上的激光束被分為用于形成千涉圖形的第--激光束A和第二激光束B。當(dāng)經(jīng)由鏡平面光具組M4、 M6通過第一物 鏡(first object len)Ll時，第一激光束A增大其束寬(beam width),以及 當(dāng)?shù)谝患す馐鳤通過設(shè)置在第一物鏡LI的焦點表面處的第一針孔SP1 時除去噪聲。同樣地，第二激光束B也增大其束寬，以及當(dāng)?shù)诙す?束B通過鏡平面光具組M3、 M5、 M7，第二目鏡L2和第二針孔SP2 時除去其噪聲。去噪的第一和第二激光束A、 B以預(yù)先確定的角度照 射在形成了光刻膠層的基板S的表面上。已經(jīng)通過第一和第二針孔 SP1、 SP2的第一和第二激光束A、 B的能量分布基本類似于高斯分布 (Gaussian distribution),因此照射到基板S上的兩激光束A、 B形成規(guī) 則的干涉圖形。因此，在基板S上的光刻膠層以規(guī)則的間隔變得光敏感。另外，如果形成了光敏的光刻膠，就得到了在其中規(guī)則地形成條 狀開口的光刻膠圖形。
圖3顯示通過激光干涉光刻法曝光和形成的光刻膠圖形的測量結(jié)
果，該結(jié)果是采用AFM(原子力顯微鏡)測得的。圖3的左邊部分是通
過從上面拍攝光刻膠圖形而獲得的照片，其中，黑帶顯示的是條狀開
口而白帶顯示的是位于開口之間的光刻膠層。同樣地，圖3右邊部分 為量化地顯示AFM測量結(jié)果的圖。參見圖3，可以理解到，當(dāng)使用激 光干涉光刻法使光刻膠圖形化時，可以形成具有均一深度和節(jié)距的精 細(xì)圖形。
理論上，上述激光干涉光刻法可以形成具有高分辨率的規(guī)則圖形， 因為它可以進(jìn)行最高達(dá)激光的1/2波長的圖形化。然而，如果減小激光 的波長以提高圖形的分辨率，從靶反射的光束導(dǎo)致多重干涉效應(yīng)(multi interference effect),其可以使圖形的分辨率降低。因此，為了形成高分 辨率的圖形，需要固定激光束相并在靶上形成涂層以防止光束的反射， 這樣就降低了多重干涉效應(yīng)。
同時，在激光干涉光刻過程中，在激光束的第一次照射后，將靶 旋轉(zhuǎn)達(dá)到90度就可以再次照射激光束。在這種情況下，可以得到在二 維上在重復(fù)的格狀結(jié)構(gòu)中的光刻膠圖形。如果光刻膠為正型，由于條 狀開口的二維排列(X方向和Y方向)而形成格狀結(jié)構(gòu)，然而，如果光刻 膠為負(fù)型，由于方塊狀開口的二維排列(X方向和Y方向)而形成格狀結(jié) 構(gòu)。
圖4 ~ 7為依次說明用于形成根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的電致變 色層圖形的方法的步驟的示意圖。
首先，如圖4所示，在透明基板200上形成透明電極層210。然后， 在透明電極層210上通過旋涂形成光刻膠層220?；?00可由玻璃或 多種透明膜制備，以及透明電極層210可由例如ITO和FTO的材料制 備。透明膜也可由柔性塑料材料制備。光刻膠層220的必需的光敏性 是獲得所需的不均勻性或長寬比的必要因素。因此，盡管也可以采用 多種光刻膠，光刻膠材料優(yōu)選采用1-線(365 mm)的光刻膠。同樣地， 將光刻膠層220的厚度控制在200 1000nm的范圍內(nèi)。
14接著，如圖5所示，通過激光干涉光刻法形成光刻膠圖形220'。
也就是說，使用如圖2所示的激光干涉光刻裝置使光刻膠層220首次 曝光，然后，將基板旋轉(zhuǎn)達(dá)到90度使光刻膠層220再次曝光。其后， 形成了光刻膠層220。在曝光過程中，優(yōu)選使用351nm的Ar離子層， 但是本發(fā)明并不限于此。如果使光刻膠層220曝光，得到具有格狀結(jié) 構(gòu)的光刻膠圖形220'。
在此，如果光刻膠層220為正型，通過如圖8所示的條狀開口來 形成二維格狀結(jié)構(gòu)。相反地，如果光刻膠層220為負(fù)型，通過如圖9 所示的方塊狀開口來形成二維格狀結(jié)構(gòu)。同時，光刻膠層220也可以 僅曝光一次。在這種情況下，圖10所示，在光刻膠層220中在一維上 重復(fù)地形成條狀開口。
接著，如圖6所示，在其上形成了光刻膠圖形220'的基板的上表 面上沉積電致變色層230。使用例如濺射、電子束、蒸發(fā)和激光消融的 真空沉積法來沉積電致變色層230。電致變色層230可由如W03、 Mo03、 Nb2Os和Ti02的陰極電致變色材料，以及如NiO、 lr203、 Rh203、 Co304、 Fe203、 &203和V20s的陽極電致變色材料制備。
例如，當(dāng)電致變色層230由氧化鎢(W03)或氧化鈦(Ti02)制備時， 釆用反應(yīng)濺射法。在這種情況下，鴇或鈦被用作金屬耙，并將氬氣與 氧氣一起鼓進(jìn)濺射室中。
如果電致變色層230完全沉積，如圖7所示除去光刻膠圖形220'。 然后，將沉積在光刻膠圖形220'上的電致變色層230與光刻膠圖形220' 一起除去。因此，電致變色層圖形230'完全地形成在透明電極210上。
同時，在形成光刻膠層210的過程中除去光刻膠層210的區(qū)域內(nèi) 形成電致變色層圖形230'。因此，電致變色層圖形230'根據(jù)光刻膠的類 型而變化。
也就是說，如果光刻膠為正型，在如圖ll所示的條狀圖形交叉的 二維格狀結(jié)構(gòu)中形成電致變色層圖形230'。相反地，如果光刻膠為負(fù) 型，在如圖12所示的重復(fù)彼此分離的方塊狀圖形的二維格狀結(jié)構(gòu)中形 成電致變色層圖形230'。同時，在光刻膠層僅曝光一次的情況下，如 圖13所示，形成電致變色層圖形230'使得形成的條狀圖形在一維上重 復(fù)，而與光刻膠的類型無關(guān)。如果如前述那樣形成電致變色層圖形230'，電致變色層與離子導(dǎo) 電層之間的接觸面積可能會增加，因此能夠提高該器件的響應(yīng)速度。 另外，盡管使用無機(jī)薄膜制備該電致變色層，與以片狀形成電致變色 層的常規(guī)情況相比該無機(jī)薄膜更不易損壞，因此本發(fā)明允許使用塑料
基板制備柔性ECD。
可將根據(jù)上述實施方案在透明基板200上形成透明電極層210和 電致變色層圖形230'的基板模塊用于制備ECD。
圖14和15為依次說明用于制備ECD的方法的步驟示意圖，該ECD
采用了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案制備的基板模塊。
如圖14所示，首先，制備上基板模塊300和下基板模塊310。層 疊透明基板200、透明電極層210和電致變色層圖形230'來制備各個基 板模塊300、 310，以及其可以根據(jù)參照圖4 7說明的方法制備。
接著，當(dāng)將基板模塊300、 310設(shè)置成彼此相對時，采用襯墊材料 (未顯示)以空間分離的關(guān)系固定上和下基板模塊300、 310。
然后，如圖15所示，除了用于離子導(dǎo)電層的注入孔外，使用UV 固化劑、熱固化劑等密封上和下基板模塊300、 310。然后，將離子導(dǎo) 電層320注入到上和下基板模塊300、 310之間，并密封注入孔。然后， 完成了ECD的制備。優(yōu)選地，離子導(dǎo)電層320是通過將LiClO4溶解 在碳酸丙烯酯中或?qū)F3S03Li溶解在碳酸丙烯酯中獲得的溶液。然而， 本發(fā)明并不限于此。
同時，上和下基板模塊300、 310的電致變色層圖形優(yōu)選具有互不 相同的極性。也就是說，如果一個電致變色層圖形是由陰極的電致變 色材料組成，另一個電致變色層圖形是由陽極的電致變色材料組成。 因而， 一個電致變色層圖形起到離子存儲層的作用，而另一個電致變 色層圖形起到用于著色或脫色的電致變色層的作用。盡管在圖中沒有 顯示，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說任何一種可能不經(jīng)常使用的基板模 塊的電致變色層圖形都會是顯而易見的。
圖16 18為依次說明用于形成根據(jù)本發(fā)明第二實施方案的電致變 色層圖形的方法的步驟示意圖。
首先，如圖16所示，依次在透明基板400上形成透明電極層410、 絕緣層420和光刻膠層430。在此，基板400、透明電極層410和光刻
16膠層430是由與第一實施方案中相同的材料膜制成，以及絕緣層420
是由二氧化硅膜(Si02)或者氮化硅膜(Si3N4)制成。作為一種選擇，絕緣
層420也可以由塑料樹脂制成。絕緣層420是用于形成保護(hù)透明電極 層410并防止在制備ECD時上和下基板模塊之間的電短路的襯墊材料 圖形的材料膜。
接著，如圖17所示，采用激光干涉光刻法形成光刻膠圖形430'以 使絕緣層420曝光。這時，光刻膠圖形430'具有選自圖8 ~ IO中所示 的形狀。
然后，使用反應(yīng)離子刻蝕除去通過光刻膠圖形430'曝光的絕緣層 420以形成絕緣層圖形420'。其后，在透明基板400的上表面形成電致 變色層440。在由絕緣層圖形420'與光刻膠圖形430'的上部所限定的開 口內(nèi)形成電致變色層440。
接著，如圖18所示，除去光刻膠圖形430'以除去光刻膠圖形430' 和在其上形成的電致變色層440。然后，僅剩余絕緣層圖形420'和在其 中形成的電致變色層圖形440'，從而在透明電極層410上完全形成了 電致變色層圖形440'。
如果電致變色層圖形440'如上述那樣形成，可以增加電致變色層 與離子導(dǎo)電層之間的接觸面積，因此，能夠提高器件的響應(yīng)速度。另 外，盡管采用無機(jī)薄膜構(gòu)成電致變色層，與以片狀形成電致變色層的 常規(guī)情況相比，該無機(jī)膜更不易損壞，因此本發(fā)明允許使用塑料基板 制備柔性ECD。
可將根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案在透明基板400上形成了透明電 極層410、絕緣層圖形420'和電致變色層圖形440'的基板模塊用于制備 ECD。
圖19和20為依次說明使用根據(jù)本發(fā)明第二實施方案制備的基板 模塊用于制備ECD的方法的步驟示意圖。
如圖19所示，首先，制備上和下基板模塊450、 460。層疊透明基 板400、透明電極層410、絕緣層圖形420'和電致變色層圖形440'來構(gòu) 成各個基板模塊450、 460，并且其可以根據(jù)參照圖16 18說明的方法 制備。
17接著，如圖20所示，當(dāng)將基板模塊450、 460設(shè)置成使其絕緣層 圖形420'彼此相對時，除了用于離子導(dǎo)電層470的注入孔之外，使用 UV固化劑、熱固性固化劑等密封上和下基板模塊450、 460。然后， 將離子導(dǎo)電層470注入到上和下基板模塊450、 460之間，并將注入孔 密封。然后，完成了 ECD的制備。優(yōu)選地，離子導(dǎo)電層為將LiC104 溶解在碳酸丙烯酯中或?qū)F3S03Li溶解在碳酸丙烯酯中獲得的溶液。 然而，本發(fā)明并不限于此。
同時，上和下基板模塊450、 460的電致變色層圖形優(yōu)選具有互不 相同的極性。也就是說，如果一個電致變色層圖形是由陰極的電致變 色材料組成，那么另一個電致變色層是由陽極的電致變色材料組成。 因此， 一個電致變色層圖形起到離子存儲層的作用，而另一個電致變 色層圖形起到用于著色或脫色的電致變色層的作用。盡管在圖中沒有 顯示，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說任一種可以不常使用的基板模塊的 電致變色層圖形都是顯而易見的。
已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明。然而，當(dāng)指明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案時， 應(yīng)該理解僅以說明的方式給出了詳細(xì)的描述和具體的實施例，因此對 本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，基于該詳細(xì)的說明書在本發(fā)明的實質(zhì)和范圍內(nèi) 作出多種變化和修改是顯而易見的。
工業(yè)實用性
在本發(fā)明的一個實施方案中，電致變色層圖形與離子導(dǎo)電層之間 的接觸面積越大，那么本發(fā)明的ECD比常規(guī)的ECD具有更快的響應(yīng) 速度。同樣地，盡管由機(jī)械強(qiáng)度弱的無機(jī)薄膜組成了電致變色層并且 采用了柔性塑料基板，本發(fā)明可以防止電致變色層的損壞，因此改善 了ECD的耐久性。
在本發(fā)明的另一實施方案中，使用激光干涉光刻法使電致變色層 圖形化而無需掩膜處理，因而本發(fā)明可以提高生產(chǎn)效率并允許比常規(guī) 技術(shù)更薄的ECD設(shè)計，在常規(guī)技術(shù)中采用普通光刻法在電致變色層中 圖形化納米尺寸孔或者使用多空薄膜制備電致變色層。
權(quán)利要求
1、一種電致變色器件(ECD)，其包括設(shè)置成彼此相對的第一和第二透明基板；在彼此相對的第一和第二透明基板上分別形成的第一和第二片狀透明電極；經(jīng)過由激光干涉光刻法形成的光刻膠圖形的開口在第一和第二透明電極中的至少一層上形成的電致變色層圖形；和用于密封地填充由所述電致變色層圖形與第一和第二透明電極表面所限定的空隙的離子導(dǎo)電層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ECD，其中，以采用通過激光干涉光刻法形成的光刻膠圖形作為掩膜沉 積電致變色層然后除去該光刻膠圖形的方式形成所述電致變色層圖 形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ECD，其中，所述電致變色層圖形具有在二維上重復(fù)的條狀圖形的格狀 結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ECD，其中，所述電致變色層圖形具有在二維上重復(fù)的方塊狀圖形的格 狀結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的ECD，其中，所述電致變色層圖形具有在一維上重復(fù)的條狀圖形的結(jié)構(gòu)。
6、 一種ECD，其包括 設(shè)置成彼此相對的第一和第二透明基板；在彼此相對的第一和第二透明基板上分別形成的第一和第二片狀 透明電極；在第一和第二透明電極中至少一層上形成且具有規(guī)律重復(fù)的開口的絕緣層圖形；在所述絕緣層圖形的開口內(nèi)形成的電致變色層圖形；和 用于密封地填充由所述絕緣層圖形的表面、電致變色層圖形的表面與第一和第二透明電極表面所限定的空隙的離子導(dǎo)電層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的ECD，其中，以刻蝕絕緣層的方式形成所述絕緣層圖形，該絕緣層是釆 用通過激光干涉光刻法形成的光刻膠圖形作為掩膜在第一和/或第二透 明電極上形成的。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的ECD，其中，采用通過激光干涉光刻法形成的光刻膠圖形作為刻蝕掩膜， 通過刻蝕在第一和/或第二透明電極上形成的絕緣層形成所述絕緣層圖 形后，以在所述基板的上表面上沉積電致變色層然后除去所述光刻膠 圖形的方式形成所述電致變色層圖形。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的ECD，其中，在第一和第二透明電極上都形成所述絕緣層圖形，以及， 其中，在第一透明電極上形成的絕緣層圖形與在第二透明電極上 形成的絕緣層圖形相對并相互接觸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的ECD，其中，所述絕緣層圖形具有在二維上重復(fù)的條狀圖形的格狀結(jié)構(gòu)，以及其中，所述電致變色層圖形在由所述絕緣層圖形限定的開口內(nèi)形 成，并且具有在二維上重復(fù)的方塊狀圖形的格狀結(jié)構(gòu)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的ECD，其中，所述絕緣層圖形具有在二維上重復(fù)的方塊狀圖形的格狀結(jié) 構(gòu)，以及其中，所述電致變色層圖形在由所述絕緣層圖形限定的開口內(nèi)形 成，并且具有在二維上重復(fù)的條狀圖形的格狀結(jié)構(gòu)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的ECD，其中，所述絕緣層圖形具有在一維上重復(fù)的條狀圖形的結(jié)構(gòu)，以及其中，所述電致變色層圖形在由所述絕緣層圖形所限定的開口內(nèi) 形成，并且具有在一維上重復(fù)的條狀圖形的結(jié)構(gòu)。
13、 一種形成電致變色層圖形的方法，其包括(a) 在透明基板上形成片狀透明電極層；(b) 在所述透明電極層上形成光刻膠層；(C)通過激光干涉光刻法使所述光刻膠層圖形化，以形成具有以規(guī) 則間隔暴露所述透明電極層的開口的光刻膠圖形；禾口(d)通過在所述透明基板的上表面上沉積電致變色層并除去所述 光刻膠圖形而在開口內(nèi)形成電致變色層圖形。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的形成電致變色層圖形的方法，其中，所述光刻膠層為正型，其中，在步驟(c)的激光干涉光刻法中進(jìn)行兩次激光束曝光，從而 在第一激光束曝光后將基板旋轉(zhuǎn)達(dá)到90度而進(jìn)行第二激光束曝光，以及其中，由所述光刻膠圖形限定的開口具有在二維上重復(fù)的條狀開 口的結(jié)構(gòu)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的形成電致變色層圖形的方法， 其中，所述光刻膠層為負(fù)型，其中，在步驟(c)的激光干涉光刻法中進(jìn)行兩次激光束曝光，從而 在第一激光束曝光后將基板旋轉(zhuǎn)達(dá)到90度而進(jìn)行第二激光束曝光，以 及其中，由所述光刻膠圖形限定的開口具有在二維上重復(fù)的方塊狀 開口的結(jié)構(gòu)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的形成電致變色層圖形的方法， 其中，在步驟(c)的激光干涉光刻法中進(jìn)行一次激光束曝光，以及 其中，由所述光刻膠圖形限定的開口具有在一維上重復(fù)的條狀開口的結(jié)構(gòu)。
17、 一種制備ECD的方法，其包括(a) 在透明基板上形成片狀透明電極層；(b) 在所述透明電極層上形成光刻膠層；(c) 通過激光干涉光刻法使所述光刻膠層圖形化，以形成具有以規(guī) 則間隔暴露所述透明電極層的開口的光刻膠圖形；(d) 通過在所述透明基板的上表面上沉積電致變色層并除去光刻 膠圖形而在開口內(nèi)形成電致變色層圖形；(e) 在所述透明基板上形成透明電極層以形成上基板模塊；(f) 將所述上基板模塊和下基板模塊設(shè)置成彼此相對，并使用襯墊 材料以空間分離的關(guān)系固定該上和下基板模塊；和(g) 密封固定的上和下基板模塊，向其中注入離子導(dǎo)電層，然后密 封包括該離子導(dǎo)電層的上和下基板模塊。
18、 一種制備ECD的方法，其包括(a) 在透明基板上形成片狀透明電極層；(b) 在所述透明電極層上形成光刻膠層；(c) 通過激光干涉光刻法使所述光刻膠層圖形化，以形成具有以規(guī) 則間隔暴露所述透明電極層的開口的光刻膠圖形；(d) 通過在所述透明基板的上表面上沉積電致變色層并除去所述 光刻膠圖形而在開口內(nèi)形成電致變色層圖形；執(zhí)行步驟(a) (d)兩次以形成上基板模塊和下基板模塊，(e) 將所述上和下基板模塊設(shè)置成彼此相對，并使用襯墊材料以空 間分離的關(guān)系固定該上和下基板模塊；(f) 密封固定的上和下基板模塊，向其中注入離子導(dǎo)電層，并密封 包括該離子導(dǎo)電層的上和下基板模塊。
19、 根據(jù)權(quán)利要求18所述的制備ECD的方法，其中，所述上和下基板模塊的電致變色層圖形具有互不相同的極性。
20、 一種制備ECD的方法，其包括(a) 在透明基板上形成片狀透明電極層；(b) 在所述透明電極層上形成絕緣層；(c) 在所述絕緣層上形成光刻膠層；(d) 通過激光干涉光刻法使所述光刻膠層圖形化，以形成具有以規(guī) 則間隔暴露所述絕緣層的開口的光刻膠圖形 ，(e) 使用所述光刻膠圖形作為刻蝕掩膜來刻蝕所述絕緣層，以形成 具有以規(guī)則間隔暴露所述透明電極層的開口的絕緣層圖形；以及(f) 通過在所述透明基板的上表面上沉積電致變色層并除去所述 光刻膠圖形而在由所述絕緣層圖形限定的開口內(nèi)形成電致變色層圖 形。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備ECD的方法，其中，所述光刻膠層為正型，其中，在步驟(d)的激光干涉光刻法中進(jìn)行兩次激光束曝光，從而 在第一激光束曝光后將基板旋轉(zhuǎn)達(dá)到卯度而進(jìn)行第二激光束曝光，以 及其中，由所述光刻膠圖形和絕緣層圖形限定的開口具有在二維上 重復(fù)的條狀開口的結(jié)構(gòu)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備ECD的方法，其中，所述光刻膠層為負(fù)型，其中，在步驟(d)的激光干涉光刻法中進(jìn)行兩次激光束曝光，從而在第一激光束曝光后將基板旋轉(zhuǎn)達(dá)到90度而進(jìn)行第二激光束曝光，以 及其中，由所述光刻膠圖形和絕緣層限定的開口具有在二維上重復(fù) 的方塊狀開口的結(jié)構(gòu)。
23、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的制備ECD的方法，其中，在步驟(d)的激光干涉光刻法中進(jìn)行一次激光束曝光，以及 其中，由所述光刻膠圖形和絕緣層圖形限定的開口具有在一維上 重復(fù)的條狀開口的結(jié)構(gòu)。
24、 一種制備ECD的方法，其包括 0)在透明基板上形成片狀透明電極層；(b) 在所述透明電極層上形成絕緣層；(c) 在所述絕緣層上形成光刻膠層；(d) 通過激光干涉光刻法使所述光刻膠層圖形化，以形成具有以規(guī) 則間隔暴露所述絕緣層的開口的光刻膠圖形；(e) 采用所述光刻膠圖形作為刻蝕掩膜來刻蝕絕緣層，以形成具有 以規(guī)則間隔暴露所述透明電極層的開口的絕緣層圖形；(f) 通過在所述透明基板的上表面上沉積電致變色層并除去所述 光刻膠圖形而在由所述絕緣層圖形限定的開口內(nèi)形成電致變色層圖 形，從而形成下基板模塊；(g) 在透明基板上形成透明電極層以形成上基板模塊；(h) 將所述上和下基板模塊設(shè)置成彼此相對，并將該下基板模塊的 絕緣層圖形的上表面貼附至該上基板模塊的透明電極層上；和(i)密封所述上和下基板模塊，向其中注入離子導(dǎo)電層，并密封包 括該離子導(dǎo)電層的上和下基板模塊。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24所述的制備ECD的方法，其中，步驟(g)進(jìn)一步包括在所述上基板模塊的透明電極層上形成 絕緣層圖形，其與在所述下基板模塊上形成的絕緣層圖形是一樣的， 以及其中，步驟(h)進(jìn)一步包括貼附彼此相對的下和上基板模塊的絕緣 層圖形。
26、 一種制備ECD的方法，其包括(a) 在透明基板上形成片狀透明電極層；(b) 在所述透明電極層上形成絕緣層；(c) 在所述絕緣層上形成光刻膠層；(d) 通過激光干涉光刻法使所述光刻膠層圖形化，以形成具有以規(guī) 則間隔暴露所述絕緣層的開口的光刻膠圖形 ，(e) 采用所述光刻膠圖形作為刻蝕掩膜來刻蝕所述絕緣層，以形成 具有以規(guī)則間隔暴露所述透明電極層的開口的絕緣層圖形；(f) 通過在所述透明基板的上表面上沉積電致變色層并除去所述 光刻膠圖形而在由所述絕緣層圖形限定的開口內(nèi)形成電致變色層圖 形；執(zhí)行步驟(a) (f)兩次以形成上基板模塊和下基板模塊，(g) 將所述上和下基板模塊設(shè)置成彼此相對，并將該下基板模塊的 絕緣層圖形的上表面貼附至該上基板模塊的絕緣層圖形的上表面上； 以及(h) 密封所述上和下基板模塊，向其中注入離子導(dǎo)電層，并密封包 括該離子導(dǎo)電層的上和下基板模塊。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的制備ECD的方法，其中，所述上和下基板模塊的電致變色層圖形具有互不相同的極性。
全文摘要
一種形成電致變色層圖形的方法，該方法包括在透明基板上形成透明電極層和光刻膠層；通過激光干涉光刻法形成光刻膠圖形；和通過在基板的上表面上沉積電致變色層而經(jīng)過由光刻膠圖形限定的開口在透明電極上沉積電致變色層圖形，然后除去光刻膠圖形。在透明層與光刻膠層之間可以進(jìn)一步形成絕緣層。在此，可在采用光刻膠圖形作為刻蝕掩膜形成絕緣層圖形后形成電致變色層。在這種情況下，在由絕緣層圖形限定的開口內(nèi)形成電致變色層圖形。因此，增加了電致變色層圖形與離子導(dǎo)電層之間的接觸面積從而確保快的響應(yīng)速度。
文檔編號G02F1/15GK101512422SQ200780032841
公開日2009年8月19日 申請日期2007年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月6日
發(fā)明者崔珉浩, 張基碩, 樸真榮, 李守熙, 申鉉雨, 金臺洙, 金芙敬, 金載洪 申請人:Lg化學(xué)株式會社