一种电致变色真空玻璃的制作方法

本发明涉及玻璃技术领域，尤其涉及一种电致变色真空玻璃。

背景技术：

电致变色玻璃(electrochromismglass，以下简称ec玻璃)是一种新型的多功能玻璃，其在建筑、运输工具采光上的应用符合环保、节能、透过率可变的玻璃行业未来发展方向。该技术虽然上世纪60年代末发现了wo3ec现象，但是其应用目前在国际上仍处于由成长期逐步迈向高速成长期的发展阶段，而在国内作为市场产品仍属于起步期。

“电致变色”是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的物理变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化，ec玻璃凭借着相关特性在未来具有广阔的市场容量和美好的发展前景。

但是电致变色玻璃在隔音、气流热阻(隔热)效果上均不如真空玻璃。真空玻璃间隔层是全玻璃材料密封真空层，一般其真空度需达10^-2pa，其是一种真正意义上的隔热、隔音、低结露点的玻璃，适用于新型建筑材料、运输工具和冰柜门等。为了保证真空玻璃真空度的长期寿命，采用低熔点玻璃在300℃～420℃下封边，还在真空腔室内添加有长效吸气剂，使其可达20年以上的真空寿命。但是真空玻璃对太阳光的辐射热，不能按需求进行有效的调控。

真空玻璃简单说就是保温节能，电致变色玻璃就是调光节能。若能提供一种集真空玻璃与电致变色玻璃于一身的电致变色真空玻璃，便可极大的扩大上述两种玻璃的应用领域，且使电致变色真空玻璃是一种集保温、调光、防紫外线辐射与节能于一身的最完美的高档玻璃。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种电致变色真空玻璃，本申请提供的电致变色真空玻璃具有集保温、调光、防紫外线辐射与隔音于一身的玻璃。

有鉴于此，本申请提供了一种电致变色真空玻璃，包括：依次叠加设置的基片、透明氧化物上导电层、阴极电致变色层、离子导电层、阳极电致变色层、透明氧化物下导电层、透明粘胶层、内层玻璃、真空层与外层玻璃。

优选的，所述基片与所述透明氧化物上导电层之间设置有上透明氧化绝缘防渗透层，所述透明粘胶层与所述透明氧化物下导电层之间设置有下透明氧化绝缘防渗透层。

优选的，所述透明氧化物上导电层与所述阴极电致变色层之间设置有金属网条上导电层，所述阳极电致变色层与所述透明氧化物下导电层之间设置有金属网条下导电层。

优选的，所述基片与所述透明氧化物上导电层之间设置有金属网条上导电层，所述透明粘胶层与所述透明氧化物下导电层之间设置有金属网条下导电层。

优选的，所述基片与所述透明氧化物上导电层之间设置有上透明氧化绝缘防渗透层与金属网条上导电层，且所述上透明氧化绝缘防渗透层设置于所述基片端，所述透明粘胶层与所述透明氧化物下导电层之间设置有金属网条下导电层与下透明氧化绝缘防渗透层，且所述下透明氧化绝缘防渗透层设置于所述透明粘胶层端。

优选的，所述金属网条上导电层按照下述方式设置：

所述金属网条上导电层包括第一长边金属条和多根第二短边金属条，其中，

所述第一长边金属条沿第一方向延伸，一端用于连接一根所述第二短边金属条，另一端具有预设长度的留白区域，所述留白区域不连接所述第二短边金属条；

多根所述第二短边金属条与所述第一长边金属条连接，沿第二方向延伸，且自所述第一长边金属条一端起沿第一方向排列；

所述第一方向不与所述第二方向平行。

优选的，所述第一长边金属条为铜或银，所述第二短边金属条为铜、银或铬铜铬。

优选的，所述基片的厚度为0.1～4mm，所述透明氧化物上导电层的厚度为50～850nm，所述阴极电致变色层的厚度为200～800nm，所述离子导电层的厚度为5～650nm，所述阳极电致变色层的厚度为50～400nm，所述透明氧化物下导电层的厚度为50～850nm，所述内层玻璃的厚度为4～6mm，所述真空层的真空间隙0.1～0.3mm，支撑点直径为100μm～600μm，支撑点高度0.1～0.3mm，支撑点间距10mm～30mm，所述外层玻璃的厚度为4～6mm。

优选的，所述上透明氧化绝缘防渗透层的厚度为5～200nm，所述下透明氧化绝缘防渗透层的厚度为5～200nm。

优选的，所述金属网条上导电层的厚度为50nm～5μm，所述金属网条下导电层的厚度为50nm～5μm，所述第二金属条自身的宽度为5μm～36μm，相邻第二金属条的间距为40μm～400mm。

本申请提供了一种电致变色真空玻璃，其包括依次叠加设置的基片、透明氧化物上导电层、阴极电致变色层、离子导电层、阳极电致变色层、透明氧化物下导电层、透明粘胶层、内层玻璃、真空层与外层玻璃。本申请提供的电致变色真空玻璃通过其设置的内层玻璃、真空层与外层玻璃，使电致变色真空玻璃能够有效阻隔室内外的热量传导，使其具有超强的隔热保护性能，最终使电致变色真空玻璃的室内玻璃表面温度与室温相近，不易结露；同时其真空层结构有效阻隔了声音的传递，使其隔音效果较好；同时电致变色玻璃设置的电致变色层对光线的辐射热、紫外线具有较强的阻隔作用，光线可从最暗至透明变化，因此，本申请提供的电致变色真空玻璃同时具有保温、调光线、隔音预防紫外线辐射的功能。

进一步的，本申请提供的真空电致玻璃中设置的上、下透明氧化绝缘防渗透层具有绝缘防渗透、隔离与增加透过率的作用。

进一步的，本申请提供的电致变色真空玻璃中还设置有金属网条上、下导电层，可进一步加快电致变色真空玻璃的变色速率，且使变色均匀性较好。

进一步的，本申请提供的电致变色真空玻璃还设置的透明粘胶层使电致变色层和真空层有机结合在一起，且防止紫外线辐射。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的电致变色真空玻璃示意图；

图2为本发明实施例2提供的电致变色真空玻璃示意图；

图3为本发明实施例3提供的电致变色真空玻璃示意图；

图4为本发明实施例4提供的电致变色真空玻璃示意图；

图5为本发明实施例5提供的电致变色真空玻璃示意图；

图6为本发明实施例6提供的电致变色真空玻璃示意图；

图7为本发明金属网条导电层上面板的结构示意图；

图8为本发明金属网条导电层下面板的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种电致变色真空玻璃，包括：依次叠加设置的基片、透明氧化物上导电层、阴极电致变色层、离子导电层、阳极电致变色层、透明氧化物下导电层、透明粘胶层、内层玻璃、真空层与外层玻璃。

本申请提供了一种电致变色真空玻璃，其兼具电致变色玻璃与真空玻璃的优点，且有效弥补了电致变色玻璃与真空玻璃的缺陷。

具体的，本申请所述电致变色真空玻璃中的基片为本领域技术人员熟知的材质，示例的，所述基片可以为玻璃或low-e玻璃，也可以为pet膜，其厚度为0.1～4mm。

所述透明氧化物上导电层兼具透明与导电的作用，在上、下透明导电层之间加上一定的电压，在两层之间形成均匀电场，使两层之间的电致变色层材料在电场作用下发生氧化还原反应，使其颜色和透过率发生变化；因此透明氧化物导电层也可以称之为电致变色层变色电场驱动层。透明氧化物上导电层的导电层材料需要具有较高的光透过率及良好的导电性，常用材料有ito、fto、azo等；示例的，其具体为ito膜，其厚度为50～850nm，在具体实施例中，所述透明氧化物上导电层的厚度为100～500nm。

所述离子导电层又称电解质层，离子导电层具有高的离子传导率，以保证能在电致变色和离子存储层之间快速的传导离子；其材质为本领域技术人员熟知的材料，示例的，所述离子导电层为锂离子导体层，更具体的，所述离子导电层的材料为全固态无机电解质(lipon)或有机-无机复合型聚合物(peo-licio4)，更具体的，所述离子导体层的材料为liwox+nixvyoz、litao3或li+litao3。所述离子导电层的厚度为5～650nm，在具体实施例中，所述离子导电层的厚度为20～500nm。

所述阳极电致变色层一般采用过渡金属氧化物及其衍生物，氧化过程着色材料，其是在上、下透明导电层之间施加的一定的电压，形成的电场作用下，阳极电致变色层失去电子或电解质层中迁移过来的阴离子实现变色；其材质为本领域技术人员熟知的材料，示例的，所述阳极电致变色层为niox、iro2等，更具体的，所述阳极电致变色层的材料为nio。所述阳极电致变色层的厚度为50～400nm，在具体实施例中，所述阳极电致变色层的厚度为100～300nm。

所述阴极电致变色层，一般采用过渡金属氧化物及其衍生物，还原过程着色材料，其作用是在上、下透明导电层之间施加的一定的电压，形成的电场作用下，阴极电致变色层得到电子或电解质层中迁移过来的阳离子实现变色，可用材料有wox、mo3。所述阴极电致变色层的厚度为200～800nm，在具体实施例中，所述阴极电致变色层的厚度为250～500nm。

所述透明氧化物下导电层兼具透明与导电的作用，在上、下透明导电层之间加上一定的电压，在两层之间形成均匀电场，使两层之间的电致变色层材料在电场作用下发生氧化还原反应，使其颜色和透过率发生变化。透明导电层材料需要具有较高的光透过率及良好的导电性，常用材料有ito、fto、azo等；其材质为本领域技术人员熟知的材料，示例的，所述透明氧化物下导电层为ito膜，其厚度为50～850nm，在具体实施例中，所述透明氧化物下导电层的厚度为100～500nm。

所述透明粘胶层用于将透明氧化物导电层与内层玻璃粘粘，具体的，所述透明粘胶层采用光学透明粘胶剂(sgp夹胶层)，以实现透明氧化物下导电层与内层玻璃的粘连，及其防止紫外线辐射。

所述内层玻璃的材质为玻璃或low-e玻璃，其厚度为4～6mm。所述真空层又称真空层支垫层，其真空间隙0.1～0.3mm，支撑点直径为100μm～600μm，支撑点高度0.1～0.3mm，支撑点间距10mm～30mm。所述外层玻璃的厚度为4～6mm。

所述透明氧化物导电层在设计时希望方□电阻越小越好，但由于透明氧化物方□电阻的减小，其沉积(溅射、蒸镀、化学)透明氧化物层(ito)的厚度就要增加。因此在透明氧化物层(ito)厚度一定的情况下，可在电致变色真空玻璃中设置金属网条导电层以提高透明氧化物导电层的导电性，保证一定的视觉透过率。

作为优选方案，所述透明氧化物上导电层与所述阴极电致变色层之间设置有金属网条上导电层，所述透明氧化物下导电层与所述阳极电致变色层之间设置有金属网条下导电层；

上述金属网条导电层的设置能够保证视窗一定的透过率，透明氧化物导电层在设计时方□电阻不能做的很小，方□电阻越小，透明氧化物的厚度就要增加，随着透明氧化物的厚度的增加，透过率就必然减小，但在保证视窗一定透过率下，随着电致变色玻璃面积的增大，由于其内阻的作用，上、下透明氧化物导电层之间的电场变弱、均匀性变差，变色速率变慢和均匀性变差，在电致变色真空玻璃中设置这种特定设置的金属网条导电层，辅助上、下透明氧化物导电层在一定方□电阻下的导电性能，增强电场，并能使上、下透明氧化物导电层间电场分布均匀，在保证视窗一定的视觉透过率的条件下，加快了变色速率和提高了变色均匀性。

或，所述基片与所述透明氧化物上导电层之间设置有金属网条上导电层，所述透明氧化物下导电层与所述透明粘胶层之间设置有金属网条下导电层。

此种金属网条导电层的设置能够保证大面积的视窗一定的视觉透过率的条件下，加快视窗的变色速率和提高了视窗变色均匀性。

金属网条上、下导电层按图7、图8结构设计，使得上、下透明氧化物导电层电场增强均匀性变好，其提高了全溅射(蒸镀)镀膜无机全固态的技术变色速率加快，且均匀性好，改善了无机全固态电致变色玻璃、面积越大着色退色速度越慢，均匀性变差的问题，提升了大尺寸电致变色玻璃的变色速率一致性和均匀性；改变了现有电致变色玻璃内部结构的电场分布均匀性和提升了施加局部的电场强度；从而使得离子存储层中的离子经过离子导电层在渗透到阴极电致变色层时，扩散速度随着电场强度的提升而加快，电致变色的变色速率加快，这种结构金属网条导电层使得电致变色玻璃内部结构的电场分布均匀性变得更好，电致变色玻璃内部结构的电场分布均匀性变好，电致变色变色一致性、均匀性变好。

本申请所述金属网条导电层的结构示意图如图7所示，具体的，所述金属网条上导电层按照下述方式设置：

所述金属网条上导电层包括第一长边金属条和多根第二短边金属条，其中，

所述第一长边金属条沿第一方向延伸，一端用于连接一根所述第二短边金属条，另一端具有预设长度的留白区域，所述留白区域不连接所述第二短边金属条；

多根所述第二短边金属条与所述第一长边金属条连接，沿第二方向延伸，且自所述第一长边金属条一端起沿第一方向排列；

所述第一方向不与所述第二方向平行。

上所述金属网条导电层的第一方向可以理解为图7中金属网条导电层的长边方向，所述第二方向可以理解为图7中金属网条导电层的短边方向，所述第一方向与所述第二方向所成角度的取值范围为90°±1°，包括端点值；所述第一方向与所述第二方向优选为90°。图7中110为第一长边金属条，120为第二短边金属条；图7中的l为金属网条导电层上面板或图8中的金属网条导电层下面板的长边长度，w为金属网条导电层上面板的长度，x为相邻所述第二短边金属条120之间的间距，x1为第二短边金属条的宽度，x2为留白区域的长度，其等于相邻所述第二短边金属条之间间距与第二短边金属条宽度x1之和的一半，y1为第一长边金属条的宽度，y2为第二短边金属条的长度，y1远小于y2。

本申请所述金属网条导电层中的x、x1、x2、y1、y2、l与w的取值可根据实际电致变色真空玻璃的性能进行调整，在具体实施例中，x的取值范围为40μm～600mm，x1的取值范围为5μm～36μm，x2的取值范围为20μm～300mm，y1的取值范围为2mm～20mm，w＝y1+y2。所述第二短边金属条120的根数设为n，则l＝(n-1)*x+n*x1+x2。

所述金属网条导电层的形成材料可以是铬铜铬、铜、银、铜合金或银合金，更具体的，所述第一长边金属条为铜或银，第二短边金属条为铜、银或铬铜铬。

为了进一步提高电致变色真空玻璃的光线透过率，本申请还在所述基片与所述透明氧化物上导电层之间设置有上透明氧化绝缘防渗透层，所述透明氧化物下导电层与所述透明粘胶层之间设置有下透明氧化绝缘防渗透层；上、下透明氧化绝缘防渗透层主要起绝缘防渗透作用，或隔离作用。

所述上透明氧化绝缘防渗透层的材料以sio2填充为例，其厚度为5～200nm，在实施例中，所述上透明氧化绝缘防渗透层的厚度为30～180nm；所述下透明氧化绝缘防渗透层的材料以sio2填充为例，其厚度为5～200nm，在实施例中，所述下透明氧化绝缘防渗透层的厚度为30～180nm。

在包括上、下透明氧化绝缘防渗透层的情况下，还可设置金属网条上导电层与金属网条下导电层，且所述金属网条上导电层设置于透明氧化物上导电层与阴极电致变色层之间，所述金属网条下导电层设置于所述透明氧化物下导电层与所述阳极电致变色层之间；

或，金属网条上导电层设置于所述基片与所述透明氧化物上导电层之间，且所述金属网条上导电层远离所述基片端，所述金属网条下导电层设置于所述透明氧化物下导电层与所述透明粘胶层之间，且所述金属网条下导电层远离所述透明粘胶层。

本发明提供了一种电致变色真空玻璃，其包括依次叠加设置的基片、透明氧化物上导电层、阴极电致变色层、离子导电层、阳极电致变色层、透明氧化物下导电层、透明粘胶层、内层玻璃、真空层与外层玻璃。本发明的电致变色真空玻璃是一种隔热、隔音、防紫外线、减低结露点、光照度可调的高效节能玻璃；作为建筑窗玻璃隔音效果最好，隔热效果最好，特别是可以按照住户自身要求改变日光照度，减少光辐射和辐射热对室内及人的影响，满足人们在一定日光照射下的舒适度。本发明较好的解决了电致变色玻璃受外环境冲击的影响，解决了真空玻璃不可人为选择日光照度调整，对光辐射热不可控的问题。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的电致变色真空玻璃进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

一种电致变色真空玻璃，包括依次叠加设置的基片1、透明氧化物上导电层2、阴极电致变色层3、离子导电层4、阳极电致变色层5、透明氧化物下导电层6、透明粘胶层7、内层玻璃8、真空层9与外层玻璃10。本实施例的电致变色真空玻璃的结构示意图如图1所示。

上述各层中每层的具体材质与厚度具体如表1所示，

表1本实施例电致变色真空玻璃的参数数据表

检测本实施例电致变色真空玻璃的性能，具体为：保温性能k＝0.56w/(m²·k)；露点试验温度-60℃粘贴时间4min，无结霜、无结露；声音的传播需要介质，复合真空玻璃的隔声性能量试验检测可达39db；可见光透过率从1％～60％可以调整，辐射热只有0.4％～33％；使用寿命可达20年以上。

实施例2

一种电致变色真空玻璃，包括依次叠加设置的基片1、上透明氧化绝缘防渗透层11、透明氧化物上导电层2、阴极电致变色层3、离子导电层4、阳极电致变色层5、透明氧化物下导电层6、下透明氧化绝缘防渗透层12、透明粘胶层7、内层玻璃8、真空层9与外层玻璃10。本实施例的电致变色真空玻璃的结构示意图如图2所示。

实施例3

一种电致变色真空玻璃，包括依次叠加设置的基片1、透明氧化物上导电层2、金属网条上导电层13、阴极电致变色层3、离子导电层4、阳电致变色层5、金属网条下导电层14、透明氧化物下导电层6、透明粘胶层7、内层玻璃8、真空层9与外层玻璃10。本实施例的电致变色真空玻璃的结构示意图如图3所示。

实施例4

一种电致变色真空玻璃，包括依次叠加设置的基片1、上透明氧化绝缘防渗透层11、透明氧化物上导电层2、金属网条上导电层13、阴极电致变色层3、离子导电层4、阳极电致变色层5、金属网条下导电层14、透明氧化物下导电层6、下透明氧化绝缘防渗透层12、透明粘胶层7、内层玻璃8、真空层9与外层玻璃10。本实施例的电致变色真空玻璃的结构示意图如图4所示。

上述各层中每层的具体材质与厚度具体如表2所示，

表2本实施例电致变色真空玻璃的参数数据表

检测本实施例电致变色真空玻璃的性能，具体为：保温性能k＝0.56w/(m²·k)；露点试验温度-60℃粘贴时间4min，无结霜、无结露；声音的传播需要介质，复合真空玻璃的隔声性能量试验检测可达39db；可见光透过率从1％～60％可以调整，辐射热只有0.4％～33％，紫外线穿透几乎为零；使用寿命可达20年以上。

实施例5

一种电致变色真空玻璃，包括依次叠加设置的基片1、金属网条上导电层13、透明氧化物上导电层2、阴极电致变色层3、离子导电层4、阳极电致变色层5、透明氧化物下导电层6、金属网条下导电层14、透明粘胶层7、内层玻璃8、真空层9与外层玻璃10。本实施例的电致变色真空玻璃的结构示意图如图5所示。

上述各层中每层的具体材质与厚度具体如表3所示，

表3本实施例电致变色真空玻璃的参数数据表

实施例6

一种电致变色真空玻璃，包括依次叠加设置的基片1、上透明氧化绝缘防渗透层11、金属网条上导电层13、透明氧化物上导电层2、阴极电致变色层3、离子导电层4、阳极电致变色层5、透明氧化物下导电层6、金属网条下导电层14、下透明氧化绝缘防渗透层12、透明粘胶层7、内层玻璃8、真空层9与外层玻璃10。本实施例的电致变色真空玻璃的结构示意图如图5所示。

上述各层中每层的具体材质与厚度具体如表4所示，

表4本实施例电致变色真空玻璃的参数数据表

检测以上实施例电致变色真空玻璃的性能，可达到：保温性能k≤0.6w/(m²·k)；露点试验温度-60℃粘贴时间≥4min，无结霜、无结露；声音的传播需要介质，复合真空玻璃的隔声性能量试验检测可达39db；可见光透过率从1％～60％可以调整，辐射热只有0.4％～33％，紫外线穿透几乎为零；使用寿命可达20年以上。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。