CN113075829A

CN113075829A - 电致变色装置

Info

Publication number: CN113075829A
Application number: CN202110405020.7A
Authority: CN
Inventors: 朴翔显; 金炳东
Original assignee: Lihai Technology Co ltd
Current assignee: Lihai Technology Co ltd; Leaphigh Inc
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2021-07-06
Also published as: US20230127648A1; CN108474990A; WO2017155262A1; US10928699B2; US20180307112A1; US20210071069A1; US11560512B2; CN108474990B

Abstract

根据一个实施方式的电致变色装置包括透明导电层、离子存储层、电解质层、电致变色层以及反射层或透明导电层，其中离子存储层包含铱原子和钽原子，其中电解质层包含钽原子，其中电致变色层包括钨原子，其中电致变色层的钨原子和离子存储层的铱原子和钽原子中的至少一个被氢化，其中反射层是无孔的。

Description

电致变色装置

本申请是申请日为2017年03月06日、申请号为201780006130.8(国际申请号为PCT/KR2017/002406)、名称为“电致变色装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电致变色装置，更具体地，涉及一种通过包括共沉积氢化化合物以及包括无孔反射层或透明导电层而能够均匀地变色和脱色的电致变色装置。

背景技术

电致变色是一种现象，当施加电压时，颜色根据电场的方向而可逆地改变，并且由于电化学氧化还原反应而具有可逆变化的光学性质的具有上述性质的材料被称为电致变色材料。电致变色材料具有这样的性质，在未施加外部电信号时电致变色材料不着色，当施加外部电信号时电致变色材料着色，或者反之，在未施加外部电信号时电致变色材料着色，当施加外部电信号时电致变色材料脱色。

电致变色装置是这样的装置，改变光透射性质，使得电致变色材料的颜色因根据施加电压的电氧化还原反应而改变。目前，在各种技术领域中，对能够选择性地透射光的电致变色装置的需求增加。电致变色装置可以应用于各种领域，包括智能窗户、智能镜子、显示装置和伪装装置。

电致变色装置包括一层电致变色材料，离子和电子可以可逆地同时注入该电致变色材料中，并且离子和电子的氧化态对应于注入和抽出的状态，且当离子和电子通过合适的电源供应时，离子和电子的氧化态的颜色不同，并且其中一个态比另一个态具有更大的光透射。电致变色材料的一般主要原材料是氧化钨，并且，例如电致变色材料必须与电子源(例如透明导电层)以及离子(正离子或负离子)源(例如离子导电电解质)接触。另外，已知，能够可逆地注入正离子的对电极(a counter electrode)应该在宏观上与电致变色材料层相关，相对于电致变色材料层对称，使得电解质用作单一离子介质。对电极的主要原材料必须是具有自然颜色的层，或者在电致变色层为着色的状态下至少透明或几乎不着色。

通常将包含氧化镍或氧化铱作为主要原材料的阴离子电致变色材料用作对电极，因为氧化钨是阳离子电致变色材料，即，其着色态对应于最还原态。此外，还提出了使用处于相应氧化态的光学中性材料，例如氧化铈，例如导电聚合物(聚苯胺)或普鲁士蓝或有机材料。

在韩国专利公开号2011-0043595中，公开了一种电可控面板，特别是一种具有旨在控制红外反射以形成窗玻璃的电致变色装置。在美国专利公开号2007-0058237中，公开了包括离子存储层、透明固体电解质层、电致变色层和反射层的多层体系的电致变色元件。

但是，在韩国专利公开号2011-0043595中，单独使用铱作为离子存储层的主要原材料。在该专利中，存在的问题在于：由于铱不耐紫外(UV)光或潮湿而分解，铱与钨等直接接触时发生短路。在美国专利公开号2007-0058237中，存在的问题在于：必须施行复杂的工艺以形成多孔反射层，使得水或水分子可以在其中通过等。

技术问题

已经做出本发明，以解决现有技术中出现的上述问题。由于铱和钽(优选氢化铱和氢化钽)同时沉积，解决了当在电致变色装置中仅使用铱时，由于铱不耐紫外(UV)光或潮湿而分解，铱与钨直接接触时会发生短路等问题。并且由于使用共沉积的氢化化合物，提供了能够通过简单工艺形成无孔反射层的电致变色装置，而不用通过复杂工艺形成通过移动水分子而注入电致变色所需的离子的多孔反射层。

发明内容

根据一个实施方式的电致变色装置包括透明导电层、离子存储层、电解质层、电致变色层以及反射层或透明导电层，其中所述离子存储层包含铱原子和钽原子，其中所述电解质层包含钽原子，其中所述电致变色层包括钨原子，其中所述电致变色层的钨原子和所述离子存储层的铱原子和钽原子中的至少一个被氢化，其中所述反射层是无孔的。

其中，所述透明导电层包括选自铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、硼掺杂氧化锌(BZO)、钨掺杂氧化锌(WZO)和钨掺杂氧化锡(WTO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、铟掺杂氧化锌(IZO)和铌掺杂氧化钛和氧化锌(ZnO)中的至少一种氧化物。

其中，所述离子存储层包含20～38重量％的铱原子。

其中，所述离子存储层包括式H_alrO₂(式中，0<a<2)所示的氢化铱氧化物和式H_bTa₂O₅(式中，0<b<5)所示的氢化钽氧化物。

其中，所述电致变色层包含式H_cWO₃(式中，0<c<3)所示的氢化钨氧化物。

其中，所述反射层包含选自铝、银、铷、钼、铬、钌、金、铜、镍、铅、锡、铟和锌中的至少一种。

所述透明导电层的厚度为150～800nm，所述离子存储层的厚度为50～500nm，所述电解质层的厚度为180～800nm，所述电致变色层的厚度为140～650nm，所述反射层的厚度为30～280nm。

其中，所述离子存储层包含14.9～73.3重量％的铱原子。

其中，所述离子存储层包含14.9～59.8重量％的铱原子。

其中，所述离子存储层包含14.9～23.2重量％的铱原子。

其中，所述离子存储层包含20.2～23.2重量％的铱原子。

有益效果

根据本发明的电致变色装置的效果在于，由于铱和钽(优选氢化铱和氢化钽)同时沉积，解决了当在电致变色装置中仅使用铱时，由于铱不耐紫外(UV)光或潮湿而分解，铱与钨直接接触时会发生短路等问题。效果还在于，由于使用共沉积的氢化化合物，可以通过简单工艺形成无孔反射层，其中氢离子在该工艺中被直接注入，而不是通过移动水分子而注入电致变色所需的离子。

附图说明

图1显示了根据本发明一个实施方式的电致变色装置的结构图。

图2显示了含有氢化钨的多孔薄膜的表面图。

图3显示了含有氢化钨的薄膜的厚度图。

图4显示了共沉积有氢化钽和氢化铱的薄膜的表面图。

图5是与其上共沉积了氢化钽和氢化铱的薄膜的厚度有关的图。

图6显示了共沉积有氢化钽和氢化铱的薄膜的透射率的测量结果图。

图7显示了当测量其上共沉积了氢化钽和氢化铱的薄膜的透射率时，施加到薄膜的电功率的测量结果图。

图8显示了含有氢化钨的薄膜的透射率的测量结果的图。

图9显示了测量含有氢化钨的薄膜的透射率时，对薄膜施加的电功率的测量结果的图。

图10显示了电流与根据第一实施方式的离子存储层的铱重量比施加到离子存储层的电压的比率的图。

图11是根据本发明第二实施方式的电致变色装置的示意图。

图12是沿图11的线I-I'截取的截面图。

图13～17是图12的制造工艺图。

具体实施方式

参照附图和以下详细的实施方式应当清楚地理解本发明的优点和特征及其实现方法。然而，本发明不限于要公开的实施方式，并可以以各种不同的形式来实施。提供实施方式是为了向本领域技术人员充分解释本发明以及充分解释本发明的范围。本发明的范围仅由权利要求限定。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)可以以本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义使用。另外，除非另外明确定义，否则通常使用的预定义术语不应理想或过度解释。

在下文中，将详细描述根据本发明的电致变色装置。

如图1所示，根据本发明第一实施方式的电致变色装置可以是这样的电致变色装置：其中反射层110或透明导电层120、中间层130和透明导电层170以这样的顺序堆叠，其中，中间层130可以包括电致变色层140、电解质层150和离子存储层160，其中离子存储层可以包括铱原子和钽原子，其中电解质层可以包括钽原子，其中电致变色层的钨原子和离子存储层的铱原子和钽原子中的至少一个可以被氢化，其中反射层可以是无孔的。

其中透明导电层可以包括选自铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、硼掺杂氧化锌(BZO)、钨掺杂氧化锌(WZO)和钨掺杂氧化锡(WTO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、镓掺杂氧化锌(GZO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、铟掺杂氧化锌(IZO)和铌掺杂氧化钛和氧化锌(ZnO)中的至少一种氧化物。

在根据本发明的电致变色装置中，离子存储层160是用于向电解质层150供应所缺离子的层，离子存储层可以包括铱和钽原子。当在离子存储层160中仅使用铱原子并且铱原子与钨原子接触时，可能发生短路，另外，当在仅包含铱原子的层上堆叠其他材料时，其能量可能损失，另外，由于铱原子不耐潮湿，所以当湿气透过仅包含铱原子的层时会出现问题，并且铱原子之间的耦合可能被紫外(UV)光分解，因此，由于可以获得强度(耐久性)并解决上述问题，优选共沉积铱原子和钽原子。

离子存储层优选含有20～38重量％的铱原子，更优选含有23～33重量％的铱原子。当离子存储层包含的铱原子小于20重量％时，由于不发生电致变色反应，因而不优选；并且当离子存储层包含的铱原子大于38重量％时，由于离子存储层与UV光反应劣化并且离子存储层的变色效果降低，或者离子存储层可能被固定为具有红色，并且可能出现耐久性相关的问题，因而不优选。

或者，离子存储层优选包含15重量％至70重量％的铱原子，离子存储层更优选包含15重量％至60重量％的铱原子，并且离子存储层进一步优选包含15重量％至23重量％的铱原子。当离子存储层包含的铱原子小于15重量％时，由于不发生电致变色反应，因而不优选，并且当离子存储层包含的铱原子大于70重量％时，即使产生电场，透射率也几乎没有变化。

在离子存储层中，铱可以是具有式H_alrO₂的氢化铱氧化物(式中，0<a<2)，钽可以是具有式H_bTa₂O₅的氢化钽氧化物(式中，0<b<5)。并且由于离子存储层包括如上所述的氢化铱氧化物和氢化钽氧化物，所以不需要为了氧化还原反应而将氢离子注入离子存储层的附加工艺。

在根据本发明的电致变色装置中，电解质层可以用来传输离子，根据膜的物理性质可以分为液体电解质和固体电解质，根据离子传输材料的种类分为质子电解质和碱离子电解质，并且电解质层可以包括钽原子，更优选地可以包括氧化钽(Ta₂O₅)。

在根据本发明的电致变色装置中，电致变色层是负责变色的层并且在其中由于通电而导致的颜色变化率高。更具体地，电致变色层可以由液体或固体电致变色材料形成，并且电致变色材料是具有电致变色性质的材料，其中光吸收率由于电化学氧化和还原反应而改变，电致变色材料根据是否施加电压和电压的大小发生可逆的电化学氧化和还原现象，并因此电致变色材料的吸光度和透明度可以可逆地改变。

如图1所示，电致变色层140可以在电解质层150与反射层110或透明导电层120之间形成，可以接收由透明导电层120或反射层110施加的电流，并且可以通过氧化或还原反应着色或脱色。即，可以通过施加电压至位于电致变色层140上面的透明导电层170和位于电致变色层140下面的透明导电层120或反射层110，产生电场使氢移动而发生的氧化或还原反应，使电致变色层140着色或脱色。

另外，由于电场，离子存储层160也可以通过还原或氧化反应着色或脱色。在由于电场而使电致变色层140中发生还原反应的情况下，在离子存储层160中可能发生氧化反应，并且在由于电场而使电致变色层140中发生氧化反应的情况下，在离子存储层160中可能发生氧化反应。电致变色层140可以因还原反应而着色，并且可以因氧化反应而脱色。离子存储层160可以因氧化反应而着色，并且可以因还原反应而脱色。

在电致变色层140着色时，离子存储层160也可以着色，并且在电致变色层140脱色时，离子存储层160也可以脱色。

电致变色层可以是钨层，并且钨层可以包括钨原子，钨可以是氢化钨，并且氢化钨可以具有式H_cWO₃(式中，0<c<3)。

在本发明中，优选在电致变色层中使用氢化钨，因为电致变色层中的氧化还原反应不需要离子注入。

在根据本发明的电致变色装置中，反射层110用作反射板，反射板配置为反射穿过电致变色层并入射到其上的光，并且反射层110用作与透明导电层170相对的对电极。在现有技术中，反射层形成为多孔的，使水或水分子穿过其中。然而，在本发明中，由于离子存储层160和电致变色层140中的至少一个包括氢化金属氧化物，所以根据本发明的反射层110可以由无孔纯金属膜形成。

反射层110不受特别限制，并且可以包括例如铝、银、铷、钼、铬、钌、金、铜、镍、铅、锡、铟和锌中的至少一种材料。

优选地，透明导电层的厚度为150～800nm，离子存储层的厚度为50～500nm，电解质层的厚度为180～800nm，电致变色层的厚度为140～650nm，以及反射层的厚度为30～280nm。

当透明导电层的厚度小于150nm时，导电性不足，因而不优选。

当透明导电层的厚度大于800nm时，透明导电层变得不透明或透明度降低，因而不优选。

当离子存储层的厚度小于50nm时，离子的存储量不足，变色效果难以显现，因而不优选。当离子存储层的厚度大于500nm时，离子存储层太厚，离子由于该厚度可能无法在足够的时间内从离子存储层中逸出，因而不优选。

当电解质层的厚度小于180nm时，位于电解质层上方的离子存储层和下方的电致变色层可能相互接触，因而不优选。当电解质层的厚度大于800nm时，电解质层阻挡离子的移动，电致变色效果难以显现，因而不优选。

当电致变色层的厚度小于140nm时，电致变色层可能不与离子充分反应，变色现象变得非常弱，因而不优选。当电致变色层的厚度大于650nm时，电场的大小可能被降低，离子的移动可能受到阻碍，因而不优选。

当反射层的厚度小于30nm时，由于同时发生反射和透射，所以反射层几乎不起反射层的作用，因而不优选。当反射层的厚度大于280nm时，由于其电阻增加，装置的总功耗增加，因而不优选。

尽管未在附图中示出，可以在透明导电层120的一个面上形成第一基底，并且可以在反射层110或透明导电层120的一个面上形成第二基底，并且可以另外在第一基底和第二基底的一端额外形成电极连接部分。

在根据本发明的电致变色装置中，测量包括共沉积在离子存储层上的氢化钽和氢化铱的薄膜的透射率，根据波长的脱色和变色的结果如下表1和图6所示，并且在下表2和图7中示出了当操作电致变色装置时的电功率供应范围的测量结果。

[表1]

[表2]

另外，在根据本发明的电致变色装置中，测量电致变色层的透射率，根据波长的脱色和变色结果示于表3和图8中，并且在表4和图9中示出了当操作电致变色装置时的电功率供应范围的测量结果。

[表3]

[表4]

驱动	电压(V)	电流(mA)	电功率(mW/cm<sup>2</sup>)
				变色	-1.0	-21.7	21.7
脱色	0.6	20.3	12.8

图10显示了电流与根据第一实施方式的离子存储层的铱重量比施加到离子存储层的电压的比率。

表5显示了当离子存储层着色或脱色时，根据离子存储层的铱重量比的总安培数和透射率。

在表5和图10中，铱重量比是铱与整个离子存储层的重量比，透射率是离子存储层的透射率，并且总安培数是离子存储层的两个表面之间的电流。也就是说，总安培数是当在离子存储层的上表面和下表面之间施加电压时流过离子存储层的电流。

在图10中，主变化区域A是安培数随着电压的增加或减少而线性增加或减少的部分。主变化区域A可以是主着色部分或主脱色部分。也就是说，在电致变色装置中，必须存在如下部分：随着电压增加，离子的移动量增加，因此离子电流增加，并且随着电压降低，离子的移动量减少，因此离子电流降低，从而可能发生期望的着色或脱色。也就是说，必须存在主变化区域A，其中安培数根据电压的增加或减少而线性地变化，从而可以控制电致变色装置的着色或脱色。另外，由于主变化区域A较大，故可以进一步改善电致变色装置的功能。

图10A显示了铱原子的比例为87.5wt％并且钽原子的比例为12.6wt％的电致变色装置的电压-电流曲线图。在图10A中，电压-电流曲线中没有区域A，并且电致变色装置在脱色时的透射率为36.2，并且在着色时的透射率为14.8。由于电致变色装置在脱色时的透射率为36.2，因此其透射率即使在脱色模式下也较低，并且因此该电致变色装置不能起到电致变色装置的作用。

图10B显示了铱原子的比例为73.3重量％并且钽原子的比例为39.3重量％的电致变色装置的电压-电流曲线图。在图10B中，电压-电流曲线中在与1.5V相邻的区域中存在小的主变化区域A，并且着色或脱色反应发生在约1.4V至1.5V的范围内。电致变色装置在脱色时的透射率为64.1，着色时的透射率为39.3。也就是说，当电致变色装置由图10B的离子存储层形成时，可以形成最大透射率为64.1的装置。

图10C显示了铱原子的比例为59.8重量％并且钽原子的比例为40.2重量％的电致变色装置的电压-电流曲线图。在图10C中，电压-电流曲线中在与1.5V相邻的区域中存在小的主变化区域A，并且着色或脱色反应发生在约1.4V至1.5V的范围内。电致变色装置在脱色时的透射率为70.1，着色时的透射率为54。也就是说，当电致变色装置由图10C的离子存储层形成时，可以形成最大透射率为70.1的装置。由于与具有图10B的重量比的离子存储层相比，具有图10C的重量比的离子存储层具有更大的主变化区域A和更高的最大透射率，因此可以形成效果更好的电致变色装置。

图10D显示了铱原子的比例为23.2重量％并且钽原子的比例为76.8重量％的电致变色装置的电压-电流曲线图。在图10D中，电压-电流曲线中在与1.5V相邻的区域中存在小的主变化区域A，并且着色或脱色反应发生在约1.3V至1.5V的范围内。电致变色装置在脱色时的透射率为87.3，着色时的透射率为75.5。也就是说，当电致变色装置由图10D的离子存储层形成时，可以形成最大透射率为87.3的装置。由于与具有图10C的重量比的离子存储层相比，具有图10D的重量比的离子存储层具有更大的主变化区域A和更高的最大透射率，因此可以形成效果更好的电致变色装置。另外，由于当电致变色装置脱色时其透射率迅速增加，所以电致变色装置可用于车镜、车辆玻璃或建筑玻璃。

图10E显示了铱原子的比例为20.0重量％并且钽原子的比例为80.0重量％的电致变色装置的电压-电流曲线图。在图10E中，电压-电流曲线中在与1.5V相邻的区域中存在小的主变化区域A，并且着色或脱色反应发生在约1.25V至1.5V的范围内。电致变色装置在脱色时的透射率为85.3，着色时的透射率为72.3。也就是说，当电致变色装置由图10E的离子存储层形成时，可以形成最大透射率为85.3的装置。由于与具有图10C的重量比的离子存储层相比，具有图10E的重量比的离子存储层具有更大的主变化区域A和更高的最大透射率，因此可以形成效果更好的电致变色装置。

图10F显示了铱原子的比例为14.9重量％并且钽原子的比例为85.1重量％的电致变色装置的电压-电流曲线图。在图10F中，电压-电流曲线中在与1.5V相邻的区域中存在小的主变化区域A，并且着色或脱色反应发生在约1.25V至1.5V的范围内。电致变色装置在脱色时的透射率为82.5，着色时的透射率为74.1。也就是说，当电致变色装置由图10F的离子存储层形成时，可以形成最大透射率为82.5的装置。由于与具有图10C的重量比的离子存储层相比，具有图10F的重量比的离子存储层具有更大的主变化区域A和更高的最大透射率，因此可以形成效果更好的电致变色装置。然而，当电致变色装置脱色/着色时，图10F的离子存储层的透射率的变化范围略微低于图10D和图10E的离子存储层的透射率的变化范围。即，当电致变色装置脱色/着色时，图10D的透射率变化范围为11.8，以及当电致变色装置脱色/着色时，图10E的透射率变化范围为13，而当电致变色装置脱色/着色时，图10F的透射率变化范围为8.4。因此，当电致变色装置脱色/着色时，图10F的离子存储层的透射率变化范围小于具有图10D和图10E的离子存储层的电致变色装置的透射率变化范围，电致变色效率稍微降低。

如上所述，离子存储层的铱原子的比例可以在14.9重量％至73.3重量％的范围内。当铱原子的比例小于14.9重量％时，不存在电致变色效应，并且当该比例大于73.3重量％时，即使当电致变色装置脱色时，其透射率也低，因此该电致变色装置不能起到电致变色装置的作用。

优选地，离子存储层的铱原子的比例可以在14.9重量％至59.9重量％的范围内。当铱原子的比例小于14.9重量％时，不存在电致变色效应，并且当该比例大于59.9重量％时，由于主变化区域较小，电致变色装置的效率降低。

更优选地，离子存储层的铱原子的比例可以在14.9重量％至23.2重量％的范围内。在该范围内，由于当电致变色装置脱色时，离子存储层的透射率为80以上，透射率显著大于具有其他范围的铱原子比例的离子存储层，并因此该电致变色装置可用于车镜、车辆玻璃或建筑玻璃。

更优选地，离子存储层的铱原子的比例可以在20.0重量％至23.2重量％的范围内。在该范围内，由于当电致变色装置脱色时，离子存储层的透射率为80以上，透射率显著大于具有其他范围的铱原子比例的离子存储层，当电致变色装置脱色/着色时，离子存储层可以具有10以上的透射率变化范围，因此效果在于可以形成具有大的电致变色效率的装置。

图11是根据本发明第二实施方式的电致变色装置的示意图。图12是沿图11的线I-I'截取的截面图。

参照图11和图12，根据本发明的另一个实施方式的电致变色装置包括第一导电层210、第二导电层270和中间层230。

第一导电层210和第二导电层270位于由诸如玻璃等的透明材料形成的上基底(未示出)和下基底(未示出)之间，并且形成为彼此相对。

这里，第一导电层210和第二导电层270使用溅射沉积法等形成，可以供应电力，并且是能够引起电致变色的薄膜氧化物导电层。

另外，第一导电层210可以是透明材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、铝掺杂氧化锌(AZO)、硼掺杂氧化锌(BZO)、钨掺杂氧化锌(WZO)或钨掺杂氧化锡(WTO)。

在第二导电层270是透明电极的情况下，第二导电层270可以是与第一导电层210的材料相同的材料，以及在第二导电层270用作反射膜的情况下，第二导电层270可以是被用于反射光的反射材料，如铝、钌、铬、银(Ag)、铷、钼、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、锡(Sn)、铟(In)或锌(Zn)等。即，第二导电层270可以选择性地形成为透明电极或反射膜。

在第二导电层270形成反射膜的情况下，第二导电层270用作反射穿过中间层230的电致变色层260的入射光的反射板，这将在下面进行描述，并且用作相对第一导电层210的对电极。

也就是说，尽管在现有技术中，形成多孔的反射层，使得水或水分子必须通过其中，但在本发明中，由于中间层230(也将在下面描述)的电致变色层260和离子存储层240中的至少一个包括氢化金属氧化物，所以根据本发明的第二导电层270可以仅由无孔纯金属膜形成。

由于第二导电层270形成为无孔的，因此可以防止外部湿气渗入中间层230。

中间层230包括电解质层250、离子存储层240和电致变色层260。首先，使用溅射沉积法等在第一导电层210和第二导电层270之间形成电解质层250，并且用于传输离子。

根据膜的物理性质，电解质层250的材料可以被分成液体电解质和固体电解质，并且根据离子传输材料的种类可以分为质子电解质和碱离子电解质，并且电解质层250可以包括钽原子，更优选地可以包括氧化钽(Ta₂O₅)。

离子存储层240使用溅射沉积法等形成为位于第一导电层210和电解质层250之间。在此，离子存储层240优选包含20～38重量％的铱原子，更优选包含23～33重量％的铱原子。当离子存储层240包含的铱原子小于20重量％时，不发生电致变色反应，因而不优选。当离子存储层240包含的铱原子大于38重量％时，由于离子存储层240与UV光反应劣化并且离子存储层的变色效果可能降低，或者离子存储层可能被固定为具有红色，并且可能出现耐久性相关的问题，因而不优选。

铱可以是具有式H_alrO₂的氢化铱(式中，0<a<2)，钽可以是具有式H_bTa₂O₅的氢化钽(式中，0<b<5)，并且由于如上所述，包括氢化铱和氢化钽，所以不需要为了氧化还原反应而注入氢离子的附加工艺。

电致变色层260使用溅射沉积法等形成为位于第二导电层270和电解质层250之间，并且是由于通过施加电力而具有大的颜色变化率而被配置为用于变色的层。

更详细地，电致变色层260可以由具有电致变色性质的液体或固体电致变色材料形成，其中吸光度根据电化学氧化和还原反应而改变，并且电致变色材料根据是否施加电压和电压的大小发生可逆的电化学氧化和还原现象，并因此其吸光度和透明度可以可逆地改变。

另外，电致变色层260可以形成在电解质层250和第二导电层270之间，接收从第二导电层270施加的电，并且通过氧化或还原反应被着色或脱色。

电致变色层260包括钨原子，钨可以是氢化钨，并且氢化钨可以具有式H_cWO₃(式中，0<c<3)。

在本发明中，优选电致变色层260包括氢化钨，因为不需要为了氧化还原反应而将离子注入电致变色层260。

在上述实施方式中，电致变色层260形成在电解质层250的上面并且离子存储层240形成在电解质层250的下面，但根据需要，离子存储层240可以形成在电解质层250的上面，并且电致变色层260可以形成在电解质层250的下面。

同时，分离槽280形成为从第二导电层270的外部穿过电解质层250，使得电解质层250被分成外部区域和内部区域。

此处，由于分离槽280将电解质层250分成内部区域和外部区域，所以分离槽280可以阻挡从外部区域供给的电传递到内部区域。也就是说，由于内部区域中的离子流不受外部区域的电干扰，因此可以实现准确的电致变色效果。换句话说，由于防止了从外部区域施加的电压影响内部区域，所以可以发生准确的电致变色，并且由于防止了施加到内部区域的电压传输到外部区域，所以具有降低功耗的效果。

在附图中，分离槽280穿过电解质层250并形成为延伸至离子存储层240的一部分，并且由于分离槽280形成为仅通过电解质层250就足够了，所以分离槽280可以不形成在离子存储层240中。

也就是说，分离槽280可以穿过第二导电层270、电致变色层260和电解质层250，并且可以至少图案化一部分离子存储层240。即，分离槽280可以图案化离子存储层240的一部分或全部。

优选地，分离槽280的一端可以位于离子存储层240的上表面和下表面之间。由于分离槽280的一端被设计为位于离子存储层240的上表面和下表面之间，因此可以确保加工余地。也就是说，可以防止由于分离槽280的误差而在分离槽280的两侧出现电解质层250的连接，并且可以防止由于分离槽280的误差而在第一导电层210上图案化，因而具有防止制造缺陷的效果。

另外，在由分离槽280划分的外部区域中形成使第一导电层210的内表面暴露于外部的互连槽290，并且填充互连槽290的至少一部分以形成连接到第一导电层210的内表面的连接图案271。即，连接图案271可以通过互连槽290电连接到第一导电层210。

此处，连接图案271可以形成为覆盖由分离槽280划分的外部区域的外表面，即，电致变色层260的上表面。由于电互连的最小直径通常为几毫米，因此基本不可能将互连件直接***互连槽290中并将互连件连接至第一导电层210，因此优选通过连接图案271电连接第一导电层210。

分离槽280的高度可以与互连槽290的高度相同。即，分离槽280的深度可以与互连槽290的深度相同。由于分离槽280和互连槽290形成为具有相同的高度，所以分离槽280和互连槽290可以形成为具有相同特性的装置，因此具有降低制造成本的效果。

连接图案271的上表面连接到第一互连件A，并且第二导电层270的上表面连接到第二互连件B，并且在此，其连接方法可以是任何已知的连接方法，例如焊接方法。

根据本发明的具有上述结构的电致变色装置，由于电致变色装置形成为覆盖常规的电致变色层，因此不需要具有在红外线范围内的透明金属栅格，并且相应地，该结构可以仅通过简单的堆叠和蚀刻工艺形成，因此其工艺简单。

另外，在使用相对的上基底和下基底的相关技术中，需要额外的通路结构或引导结构来连接第二导电层270的上表面和第一互连件A，而在本发明的实施方式的情况下，由于仅需要一个与第一导电层210接触的基底，因此可以省去额外的通路结构，因此具有易于与互连件连接的效果。

另外，由于将作为引发电致变色的氧化物导电层的第一导电层210和第二导电层270垂直设置，因此可以更容易地引发电致变色。

接下来，将描述根据本发明第二实施方式的电致变色装置的制造方法。图13～17是图12的制造工艺图。首先，如图13所示，使用溅射法等将第一导电层210沉积在具有透明材料的下基底(未示出)上。如图14所示，离子存储层240、电解质层250和电致变色层260依序沉积在第一导电层210上。此处，构成中间层230的各层可以使用溅射法等方法来形成。

另外，如图15所示，使用例如刻绘、激光蚀刻、蚀刻等方法，形成互连槽290以暴露第一导电层210的内表面。

接下来，如图16所示，使用溅射法等方法，形成导电层273以覆盖电致变色层260的外表面，同时用导电层273填充互连槽290。

另外，如图17所示，在互连槽290的内部区域中形成从第二导电层270的外侧穿过电解质层250的分离槽280。由于电解质层250被分离槽280分成内部区域和外部区域，所以可以阻止其间的电传输。

另外，相对于分离槽280，第二导电层270形成在导电层273的内侧，连接图案271形成在导电层273的外侧。

另外，如图12所示，通过焊接法等方法，连接图案271连接到第一互连件A，并且第二导电层270连接到可施加电的第二互连件B。

在如上所述形成第二导电层270和连接图案271之后，通过以预定方法在其上堆叠上基底(未示出)来完成制造。

上述根据本发明的电致变色装置可以通过简单的堆叠和蚀刻工艺形成，从而可以简化制造工艺。

另外，与相关技术相比，由于作为导电氧化物层的第一导电层210和第二导电层270垂直地形成，所以可以更容易地引发电致变色。

本发明的范围不限于上述实施方式，并且可以通过所附权利要求书中的各种实施方案来实现本发明。在不脱离所附权利要求书主张的本发明主旨的情况下，本领域技术人员可以改变的各种范围都在本发明的权利要求内。

尽管已经结合附图描述和说明了本发明，但是本发明不限于所示出和描述的配置和操作，并且本领域技术人员将容易理解，在不脱离本发明的精神范围的情况下，可以对本发明进行各种改变和修改。因此，各种改变、修改和等同也将落入本发明的范围内。

Claims

1.一种电致变色装置，其中，所述电致变色装置包括：

下导电层，

离子存储层，

电解质层，

电致变色层，

上导电层，

隔离区，所述隔离区通过去除至少一部分电解质层形成，以及

电导体，所述电导体被配置为在上导电层的一部分与下导电层的一部分之间形成电通路，

所述下导电层为透明导电层，

所述上导电层为反射层或透明导电层，

所述隔离区被配置为将电致变色装置划分为内部区域和外部区域，

所述电致变色装置的内部区域具有响应于施加在上导电层和下导电层之间的电压而改变其透射率或反射率的特性。

2.根据权利要求1所述的电致变色装置，

其中，所述隔离区通过去除上导电层、电致变色层和电解质层的至少一部分形成。

3.根据权利要求1所述的电致变色装置，

其中，所述隔离区通过去除上导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层的至少一部分形成。

4.根据权利要求1所述的电致变色装置，

其中，所述电导***于所述外部区域，

所述隔离区根据电致变色装置的***边缘形成，所述外部区域与所述***边缘之间的距离小于所述内部区域与所述***边缘之间的距离。

5.根据权利要求1所述的电致变色装置，

其中，所述电解质层包含钽原子，

所述电致变色层包含钨原子，

所述离子存储层包含铱原子和钽原子。

6.根据权利要求5所述的电致变色装置，

其中，所述离子存储层通过共同溅射铱和钽产生。

7.根据权利要求5所述的电致变色装置，

其中，所述离子存储层包括式H_alrO₂所示的氢化铱氧化物和式H_bTa₂O₅所示的氢化钽氧化物，所述式H_alrO₂中0<a<2，所述式H_bTa₂O₅中0<b<5。

8.根据权利要求5所述的电致变色装置，

其中，所述电致变色层包含式H_cWO₃所示的氢化钨氧化物，所述式H_cWO₃中0<c<3。

9.根据权利要求1所述的电致变色装置，

其中，所述上导电层或所述下导电层包括选自下组的至少一种氧化物：铟锌氧化物、铟锡氧化物、铝掺杂氧化锌、硼掺杂氧化锌、钨掺杂氧化锌和钨掺杂氧化锡、氟掺杂氧化锡、镓掺杂氧化锌、锑掺杂氧化锡、铟掺杂氧化锌、铌掺杂氧化钛和氧化锌。

10.根据权利要求9所述的电致变色装置，

其中，所述上导电层或所述下导电层是无孔的。

11.根据权利要求1所述的电致变色装置，

12.根据权利要求5所述的电致变色装置，

其中，所述离子存储层在漂白状态下被氢化，并且所述电致变色装置在漂白状态下的透射率为64.1％以上，以及

所述电致变色装置在漂白状态下的透射率与所述电致变色装置在着色状态下的透射率之差为8.4％以上。

13.根据权利要求12所述的电致变色装置，

其中，所述离子存储层在漂白状态下被氢化，并且所述电致变色装置在漂白状态下的透射率为70.1％以上。

14.根据权利要求12所述的电致变色装置，

其中，所述离子存储层在漂白状态下被氢化，并且所述电致变色装置在漂白状态下的透射率为82.5％以上。

15.根据权利要求12所述的电致变色装置，

其中，所述离子存储层在漂白状态下被氢化，并且所述电致变色装置在漂白状态下的透射率为85.3％以上。

16.根据权利要求12所述的电致变色装置，

其中，所述离子存储层在漂白状态下被氢化，并且所述电致变色装置在漂白状态下的透射率为87.3％以上。

17.根据权利要求12所述的电致变色装置，

其中，所述电致变色装置在漂白状态下的透射率与所述电致变色装置在着色状态下的透射率之差为11.8％以上。

18.根据权利要求12所述的电致变色装置，

其中，所述电致变色装置在漂白状态下的透射率与所述电致变色装置在着色状态下的透射率之差为13％以上。

19.根据权利要求12所述的电致变色装置，

其中，所述电致变色装置在漂白状态下的透射率与所述电致变色装置在着色状态下的透射率之差为13.9％以上。

20.根据权利要求12所述的电致变色装置，

其中，所述电致变色装置在漂白状态下的透射率与所述电致变色装置在着色状态下的透射率之差为16.1％以上。