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CN113791510A - 用于电致变色玻璃的制备系统 - Google Patents

用于电致变色玻璃的制备系统 Download PDF

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CN113791510A
CN113791510A CN202110900734.5A CN202110900734A CN113791510A CN 113791510 A CN113791510 A CN 113791510A CN 202110900734 A CN202110900734 A CN 202110900734A CN 113791510 A CN113791510 A CN 113791510A
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CN
China
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layer coating
coating station
electrochromic
station
conductive layer
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Application number
CN202110900734.5A
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English (en)
Inventor
王世岚
李瑞佼
郝艺
周波
王丽红
胡恒广
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tunghsu Technology Group Co Ltd
Hebei Guangxing Semiconductor Technology Co Ltd
Original Assignee
Tunghsu Technology Group Co Ltd
Hebei Guangxing Semiconductor Technology Co Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect

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  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种用于电致变色玻璃的制备系统，该制备系统包括：第一玻璃体制备工位组，包括多个依次设置的第一镀膜工位，使得第一玻璃基材形成为包括第一导电层和第一电致变色层的第一玻璃体；第二玻璃体制备工位组，包括多个依次设置的第二镀膜工位，使得第二玻璃基材形成为包括第二导电层、第二电致变色层、电解质层的第二玻璃体；贴合工位，用于对第一玻璃体和第二玻璃体执行贴合工序以形成电致变色玻璃，能快速地完成电致变色玻璃的制备，节省了各个镀膜工序之间的包装、转存和清洗等工序。

Description

用于电致变色玻璃的制备系统
技术领域
本发明涉及电致变色玻璃制备设备领域，具体地涉及一种电致变色玻璃的制备系统。
背景技术
电致变色玻璃是指在外加电场作用下，具有七层结构的电致变色玻璃中阴阳极电致变色层通过调节光的吸收和透过，选择性地吸收或反射外界的热辐射，并阻止内部热量向外扩散，起到改善自然光照程度、节能、防窥、防眩目等目的。
在电致变色器件工作过程中，使用外接电压驱动电致变色内部的电极实现器件的变色。电致变色器件的驱动电压极低，通常为-3V～3V之间，需要连接转换器将电压转换为电致变色所需的电压值。
现有电致变色元件结构，包括七层结构，包括设于核心的第一电致变色层及第二电致变色层之间的电解质层，在第一电致变色层与第一基材层之间设有第一透明导电层，第二电致变色层与第二基材层之间设有第二透明导电层，第一基材层与第二基材层相对设置，第一透明导电层与第二透明导电层相对设置，第一透明导电层与第二透明导电层外接控制器，通过提供直流电源，可控制第一电致变色层与第二电致变色层产生颜色的变化，其变化包括透明态与着色态的两相变化，两种不同颜色的变化，不同数字的显示与不同符号的显示。
现有的电致变色玻璃制备方法为层层镀膜，即在玻璃原片上镀ITO膜，检查清洗后继续分别在ITO上镀WO3或NiO2，最后再镀完导电层，检查清洗后，将镀有阴阳极膜的玻璃进行贴合并在中间层镀上电解质膜层，至此，完成了电致变色各层的镀膜，然而该方法需要在每层镀膜后进行检测、清洗、转运、包装等工序，导致电致变色玻璃的制备程序繁琐，效率低下。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种用于电致变色玻璃的制备系统，该用于电致变色玻璃的制备系统具有快速地完成电致变色玻璃的制备，节省了各个镀膜工序之间的包装、转存和清洗等工序。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于电致变色玻璃的制备系统，该制备系统包括：
第一玻璃体制备工位组，包括多个依次设置的第一镀膜工位，使得第一玻璃基材形成为包括第一导电层和第一电致变色层的第一玻璃体；
第二玻璃体制备工位组，包括多个依次设置的第二镀膜工位，使得第二玻璃基材形成为包括第二导电层、第二电致变色层、电解质层的第二玻璃体；
贴合工位，用于对第一玻璃体和第二玻璃体执行贴合工序以形成电致变色玻璃。
在本发明的实施例中，制备系统还包括用于在镀膜工位之间进行转运操作的转运设备。
在本发明的实施例中，转运设备包括至少一个具有多个自由度的机械臂。
在本发明的实施例中，第一玻璃体制备工位组包括第一导电层镀膜工位和第一电致变色层镀膜工位，第二玻璃体制备工位组包括第二导电层镀膜工位、第二电致变色层镀膜工位和电解质层镀膜工位。
在本发明的实施例中，第一导电层镀膜工位、第一电致变色层镀膜工位分别和第二导电层镀膜工位、第二电致变色层镀膜工位对称布置，电解质层镀膜工位布置在第二电致变色层镀膜工位的下游端，贴合工位同时处于第一电致变色层镀膜工位和电解质层镀膜工位的下游端。
在本发明的实施例中，第一导电层镀膜工位、第一电致变色层镀膜工位、第二导电层镀膜工位、第二电致变色层镀膜工位、电解质层镀膜工位和贴合工位呈环形布置，转运设备布置在环形的内部。
在本发明的实施例中，制备系统还包括分别紧邻第一导电层镀膜工位和第二导电层镀膜工位设置的第一玻璃基材入口和第二玻璃基材入口。
在本发明的实施例中，制备系统还包括紧邻贴合工位设置的电致变色玻璃出口。
在本发明的实施例中，制备系统具有封闭的工作空间，第一导电层镀膜工位、第一电致变色层镀膜工位、第二导电层镀膜工位、第二电致变色层镀膜工位和电解质层镀膜工位同处于工作空间内。
在本发明的实施例中，第一导电层镀膜工位、第一电致变色层镀膜工位、第二导电层镀膜工位、第二电致变色层镀膜工位和电解质层镀膜工位分别具有独立且封闭的工作腔室或镀膜设备。
通过上述技术方案，通过同时设置第一玻璃体制备工位组和第二玻璃体制备工位组，使得第一玻璃基材和第二玻璃基材分别在第一玻璃体制备工位组和第二玻璃体制备工位组中镀膜形成第一玻璃体和第二玻璃体，最后将第一玻璃体和第二玻璃体贴合形成电致变色玻璃，该制备系统能一次性、不间断地完成电致变色玻璃的制备，省去了各个镀膜工序之间的包装、转存和清洗等工序。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例中用于电致变色玻璃的制备系统的是示意简图；
图2是本发明实施例中制备系统制备电致变色玻璃的工位顺序图。
附图标记说明
1 第一玻璃体制备工位组 101 第一导电层镀膜工位
102 第一电致变色层镀膜工位 2 第二玻璃体制备工位组
201 第二导电层镀膜工位 202 第二电致变色层镀膜工位
203 电解质层镀膜工位 3 贴合工位
4 转运设备 5 第一玻璃基材入口
6 第二玻璃基材入口 7 电致变色玻璃出口
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的一个实施例中提供一种新型的用于电致变色玻璃的制备系统，如图1-2所述，该制备系统包括第一玻璃体制备工位组1、第二玻璃体制备工位组2和贴合工位3，其中，第一玻璃体制备工位组1包括多个依次设置的第一镀膜工位，使得第一玻璃基材形成为包括第一导电层和第一电致变色层的第一玻璃体，具体地，将清洗干净并干燥后的第一玻璃基材被运送至用于执行第一导电层镀膜工序的第一镀膜工位上，在该工位上对第一玻璃基材的一侧表面镀上第一导电层；在第一导电层镀膜完成后，将其继续运送到用于执行第一电致变色层镀膜工序的另一个第一镀膜工位上，在第一导电层的上方镀上第一电致变色层，至此具有两层膜的第一玻璃体制备完成；第二玻璃体制备工位组2包括多个依次设置的第二镀膜工位，使得第二玻璃基材形成为包括第二导电层、第二电致变色层、电解质层的第二玻璃体，即将清洗干净并干燥后的第二玻璃基材被运送至用于执行第二导电层镀膜工序的第二镀膜工位上，在该工位上对第二玻璃基材的一侧表面镀上第二导电层；在第二导电层镀膜完成后，将其继续运送到用于执行第二电致变色层镀膜工序的另一个第二镀膜工位上，在第二导电层的上方镀上第二电致变色层；在第二电致变色层镀膜完成后，将其继续运送到用于执行电解质层镀膜工序的另一个第二镀膜工位上，在第二电致变色层的上方镀上电解质层，至此具有三层膜第二玻璃体制备完成；进一步地，第一玻璃体和第二玻璃体中各膜层的厚度根据各膜层制作材料及加速电压等技术参数确定，技术参数根据实际制备需求确定。
贴合工位3用于对第一玻璃体和第二玻璃体执行贴合工序以形成电致变色玻璃，即在第一玻璃体和第二玻璃体分别制备完成后，将第一玻璃体和第二玻璃体运送到贴合工位3，在该工位将两者贴合在一起以形成“第一玻璃基材-第一导电层-第一电致变色层-电解质层-第二电致变色层-第二导电层-第二玻璃基材”的7层结构，至此电致变色玻璃制备完成。
本发明实施例中提供的该种用于电致变色玻璃的制备系统，通过同时设置第一玻璃体制备工位组1、第二玻璃体制备工位组2和贴合工位3，使得第一玻璃基材和第二玻璃基材分别镀膜形成第一玻璃体和第二玻璃体，最后将第一玻璃体和第二玻璃体贴合形成电致变色玻璃，在一个整体的制备系统中一次性、不间断地完成电致变色玻璃的制备，省去了各个现有技术中各个镀膜工序之间的包装、转存和清洗等工序，极大程度地减少了电致变色玻璃的制备流程和成本，提升了电致变色玻璃的生产效率。
在本发明的一个实施例中，在本发明的实施例中，制备系统还包括用于在镀膜工位之间进行转运操作的转运设备4，提升了各个镀膜工位之间转运效率，并进一步从整体上加快电致变色玻璃的制备效率，减少了人工转运成本。
在本发明的一个实施例中，转运设备4包括至少一个具有多个自由度的机械臂，进一步优选地，本实施例中将转运设备4优选为两个具五自由度或六自由度的机械臂，运动灵活且工作空间较大，上述两个转运设备4分别用于第一玻璃体制备流程间和第二玻璃体制备流程间的转运操作；此外，该机械臂的末端设有用于稳固被转运物品的吸取机构(如吸盘)，以便能较好地满足转运需求。
在本发明的一个实施例中，第一玻璃体制备工位组1包括第一导电层镀膜工位101和第一电致变色层镀膜工位102，其中，第一导电层镀膜工位101用于对第一玻璃基材执行第一导电层镀膜工序，即在第一玻璃基材的一侧表面镀上第一导电层材料，第一导电层材料包括ITO或FTO中的一种；第一电致变色层镀膜工位102用于在第一导电层的上方执行第一电致变色层镀膜工序，即在第一导电层的上表面镀上第一电致变色层材料，第一电致变色层材料包括WO3、MoO3、Nb2O5或TiO2中的一种；第二玻璃体制备工位组2包括第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202和电解质层镀膜工位203，其中，第二导电层镀膜工位201用于对第二玻璃基材执行第二导电层镀膜工序，即在第二玻璃基材的一侧表面镀上第二导电层材料，第二导电层材料与第一导电层材料一致；第一电致变色层镀膜工位102用于在第二导电层的上方执行第二电致变色层镀膜工序，即在第二导电层的上表面镀上第二电致变色层材料，第二电致变色层材料与第一电致变色层材料一致；电解质层镀膜工位203用于在第二电致变色层的上方执行电解质层镀膜工序，即在第二电致变色层的上表面镀上电解质层材料，电解质层材料包括LiNbO3、LiAIO2或LiTaO3中的一种。
在本发明的一个实施例中，第一导电层镀膜工位101、第一电致变色层镀膜工位102分别和第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202对称布置，电解质层镀膜工位203布置在第二电致变色层镀膜工位202的下游端，使得第一玻璃体和第二玻璃体能同时并逐步骤地被加工，进而使得第一玻璃体和第二玻璃体两者加工完成的时间差尽量缩短；进一步地，本实施例中的电解质层镀膜工位203也可以设置在第一电致变色层镀膜工位102的下游端，且设置在该位置处并不影响电致变色玻璃的制作工序和效率；贴合工位3同时处于第一电致变色层镀膜工位102和电解质层镀膜工位203的下游端，缩短了贴合工位3分别和第一电致变色层镀膜工位102、电解质层镀膜工位203之间的距离，使得加工完成的第一玻璃体和第二玻璃体能快速地被运送到贴合工位3上进行贴合工序。
在本发明的一个实施例中，第一导电层镀膜工位101、第一电致变色层镀膜工位102、第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202、电解质层镀膜工位203和贴合工位3呈环形布置，该种布置方式能在保证不影响电致变色玻璃制备流畅度的同时大幅度地减少该制备系统的总体占地面积；转运设备4布置在环形的内部，进一步地，转运设备4与各个第一镀膜工位、第二镀膜工位或贴合工位3之间的距离尽量相等，有利于转运设备4的机械臂末端能到达各个第一镀膜工位、第二镀膜工位或贴合工位3，能在减少转运设备4使用数量的同时顺利、无障碍地进行转运。
在本发明的一个实施例中，制备系统还包括分别紧邻第一导电层镀膜工位101和第二导电层镀膜工位201设置的第一玻璃基材入口5和第二玻璃基材入口6，进一步地，本实施例中第一玻璃基材入口5和第二玻璃基材入口6并列设置，有利于转运设备4近距离、且快速地将第一玻璃基材和第二玻璃基材分别转运到第一导电层镀膜工位101和第二导电层镀膜工位201上。
在本发明的一个实施例中，制备系统还包括紧邻贴合工位3设置的电致变色玻璃出口7，有利于转运设备4近距离、且快速地将制备完成的电致变色玻璃转运出该制备系统，避免电致变色玻璃因转运不及时而堆积在贴合工位3上影响后续的第一玻璃体和第二玻璃体的贴合工位3。
在本发明的一个实施例中，制备系统具有封闭的工作空间，第一导电层镀膜工位101、第一电致变色层镀膜工位102、第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202和电解质层镀膜工位203同处于工作空间内。具体地，制备系统的工作空间中采用统一的工作环境设置，且该工作环境设置根据电致变色玻璃的制备方法确定。本发明的一个实施例中采用真空蒸镀法制备电致变色玻璃，因此制备系统工作空间内部为真空状态，以满足真空蒸镀法的制备环境需求，即第一导电层镀膜工位101、第一电致变色层镀膜工位102、第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202和电解质层镀膜工位203处于一个共同的真空环境中。
在本发明的一个实施例中，第一导电层镀膜工位101、第一电致变色层镀膜工位102、第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202和电解质层镀膜工位203分别具有独立且封闭的工作腔室或镀膜设备。具体地，制备系统的各个镀膜工位上分别具有独立且封闭的工作腔室，且该工作腔室的内部设置根据电致变色玻璃的制备方法确定，本发明的一个实施例中采用磁控溅射法制备电致变色玻璃，即本实施例中的制备系统为磁控溅射系统，该磁控溅射系统中该磁控溅射装置包括两个玻璃基材进口和一个电致变色玻璃出口，两个入口分别用于运送进第一玻璃基材和第二玻璃基材，电致变色玻璃出口用于运送出制备完成的电致变色玻璃；该磁控溅射系统包括有5个分别设置在呈环形的第一导电层镀膜工位101、第一电致变色层镀膜工位102、第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202和电解质层镀膜工位203的工作腔室，五个工作腔室的靶材分别为第一导电层、第一电致变色层、第二导电层、第二电致变色层和电解质层；此外，该磁控溅射系统还包括有设置在环形内部的转运设备4，用于执行转运操作。
进一步地，若采用溶胶-凝胶法制备电致变色玻璃，则在第一导电层镀膜工位101、第一电致变色层镀膜工位102、第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202和电解质层镀膜工位203分别设置一台溶胶凝胶机，以便采用溶胶凝胶法对电致变色玻璃进行制备，本实施例中的制备系统其余设置与采用磁控溅射法的磁控溅射系统设置一致，在此不再赘述。此外，本发明提供的制备系统若采用其它制备方法进行制备，第一导电层镀膜工位101、第一电致变色层镀膜工位102、第二导电层镀膜工位201、第二电致变色层镀膜工位202和电解质层镀膜工位203上的工作空间也可以进行适应性的改变以满足其它方法的制备要求。
以上结合附图详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于此。在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本申请所公开的内容，均属于本申请的保护范围。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于电致变色玻璃的制备系统，其特征在于，所述制备系统包括：
第一玻璃体制备工位组(1)，包括多个依次设置的第一镀膜工位，使得第一玻璃基材形成为包括第一导电层和第一电致变色层的第一玻璃体；
第二玻璃体制备工位组(2)，包括多个依次设置的第二镀膜工位，使得第二玻璃基材形成为包括第二导电层、第二电致变色层、电解质层的第二玻璃体；
贴合工位(3)，用于对所述第一玻璃体和所述第二玻璃体执行贴合工序以形成电致变色玻璃。
2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括用于在各个镀膜工位之间进行转运操作的转运设备。
3.根据权利要求2所述的制备系统，其特征在于，所述转运设备(4)包括至少一个具有多个自由度的机械臂。
4.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述第一玻璃体制备工位组(1)包括第一导电层镀膜工位(101)和第一电致变色层镀膜工位(102)，所述第二玻璃体制备工位组(2)包括第二导电层镀膜工位(201)、第二电致变色层镀膜工位(202)和电解质层镀膜工位(203)。
5.根据权利要求4所述的制备系统，其特征在于，所述第一导电层镀膜工位(101)、所述第一电致变色层镀膜工位(102)分别和所述第二导电层镀膜工位(201)、所述第二电致变色层镀膜工位(202)对称布置，所述电解质层镀膜工位(203)布置在所述第二电致变色层镀膜工位(202)的下游端，所述贴合工位(3)同时处于所述第一电致变色层镀膜工位(102)和所述电解质层镀膜工位(203)的下游端。
6.根据权利要求5所述的制备系统，其特征在于，所述第一导电层镀膜工位(101)、所述第一电致变色层镀膜工位(102)、所述第二导电层镀膜工位(201)、所述第二电致变色层镀膜工位(202)、所述电解质层镀膜工位(203)和所述贴合工位(3)呈环形布置，所述转运设备布置在所述环形的内部。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括分别紧邻所述第一导电层镀膜工位(101)和所述第二导电层镀膜工位(201)设置的第一玻璃基材入口(5)和第二玻璃基材入口(6)。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括紧邻所述贴合工位(3)设置的电致变色玻璃出口(7)。
9.根据权利要求4所述的制备系统，其特征在于，所述制备系统具有封闭的工作空间，所述第一导电层镀膜工位(101)、所述第一电致变色层镀膜工位(102)、所述第二导电层镀膜工位(201)、所述第二电致变色层镀膜工位(202)和所述电解质层镀膜工位(203)同处于所述工作空间内。
10.根据权利要求4所述的制备系统，其特征在于，所述第一导电层镀膜工位(101)、所述第一电致变色层镀膜工位(102)、所述第二导电层镀膜工位(201)、所述第二电致变色层镀膜工位(202)和所述电解质层镀膜工位(203)分别具有独立且封闭的工作腔室或镀膜设备。
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