一种形成电致变色层图形的方法，该方法包括：在透明基板上形成透明电极层和光刻胶层；通过激光干涉光刻法形成光刻胶图形；和通过在基板的上表面上沉积电致变色层而经过由光刻胶图形限定的开口在透明电极上沉积电致变色层图形，然后除去光刻胶图形。在透明层与光刻胶层之间可以进一步形成绝缘层。在此，可在采用光刻胶图形作为刻蚀掩膜形成绝缘层图形后形成电致变色层。在这种情况下，在由绝缘层图形限定的开口内形成电致变色层图形。因此，增加了电致变色层图形与离子导电层之间的接触面积从而确保快的响应速度。
在彼此相对的第一和第二透明基板上分别形成的第一和第二片状透明电极；
经过由激光干涉光刻法形成的光刻胶图形的开口在第一和第二透明电极中的至少一层上形成的电致变色层图形；和用于密封地填充由所述电致变色层图形与第一和第二透明电极表面所限定的空隙的离子导电层。
2.根据权利要求1所述的电致变色器件，其中，以采用通过激光干涉光刻法形成的光刻胶图形作为掩膜沉积电致变色层然后除去该光刻胶图形的方式形成所述电致变色层图形。
3.根据权利要求1所述的电致变色器件，其中，所述电致变色层图形具有在二维上重复的条状图形的格状结构。
4.根据权利要求1所述的电致变色器件，其中，所述电致变色层图形具有在二维上重复的方块状图形的格状结构。
5.根据权利要求1所述的电致变色器件，其中，所述电致变色层图形具有在一维上重复的条状图形的结构。
在彼此相对的第一和第二透明基板上分别形成的第一和第二片状透明电极；
在第一和第二透明电极中至少一层上形成且具有规律重复的开口的绝缘层图形；
在所述绝缘层图形的开口内形成的电致变色层图形；和用于密封地填充由所述绝缘层图形的表面、电致变色层图形的表面与第一和第二透明电极表面所限定的空隙的离子导电层。
7.根据权利要求6所述的电致变色器件，其中，以刻蚀绝缘层的方式形成所述绝缘层图形，该绝缘层是采用通过激光干涉光刻法形成的光刻胶图形作为掩膜在第一和/或第二透明电极上形成的。
8.根据权利要求6所述的电致变色器件，其中，采用通过激光干涉光刻法形成的光刻胶图形作为刻蚀掩膜，通过刻蚀在第一和/或第二透明电极上形成的绝缘层形成所述绝缘层图形后，以在所述基板的上表面上沉积电致变色层然后除去所述光刻胶图形的方式形成所述电致变色层图形。
9.根据权利要求6所述的电致变色器件，其中，在第一和第二透明电极上都形成所述绝缘层图形，以及，其中，在第一透明电极上形成的绝缘层图形与在第二透明电极上形成的绝缘层图形相对并相互接触。
10.根据权利要求6所述的电致变色器件，其中，所述绝缘层图形具有在二维上重复的条状图形的格状结构，以及其中，所述电致变色层图形在由所述绝缘层图形限定的开口内形成，并且具有在二维上重复的方块状图形的格状结构。
11.根据权利要求6所述的电致变色器件，其中，所述绝缘层图形具有在二维上重复的方块状图形的格状结构，以及其中，所述电致变色层图形在由所述绝缘层图形限定的开口内形成，并且具有在二维上重复的条状图形的格状结构。
12.根据权利要求6所述的电致变色器件，其中，所述绝缘层图形具有在一维上重复的条状图形的结构，以及其中，所述电致变色层图形在由所述绝缘层图形所限定的开口内形成，并且具有在一维上重复的条状图形的结构。
13.一种形成电致变色层图形的方法，其包括：(a)在透明基板上形成片状透明电极层；
(c)通过激光干涉光刻法使所述光刻胶层图形化，以形成具有以规则间隔暴露所述透明电极层的开口的光刻胶图形；和(d)通过在所述透明基板的上表面上沉积电致变色层并除去所述光刻胶图形而在开口内形成电致变色层图形。
14.根据权利要求13所述的形成电致变色层图形的方法，其中，所述光刻胶层为正型，
其中，在步骤(c)的激光干涉光刻法中进行两次激光束曝光，从而在第一激光束曝光后将基板旋转达到90度而进行第二激光束曝光，以及其中，由所述光刻胶图形限定的开口具有在二维上重复的条状开口的结构。
15.根据权利要求13所述的形成电致变色层图形的方法，其中，所述光刻胶层为负型，
其中，在步骤(c)的激光干涉光刻法中进行两次激光束曝光，从而在第一激光束曝光后将基板旋转达到90度而进行第二激光束曝光，以及其中，由所述光刻胶图形限定的开口具有在二维上重复的方块状开口的结构。
16.根据权利要求13所述的形成电致变色层图形的方法，其中，在步骤(c)的激光干涉光刻法中进行一次激光束曝光，以及其中，由所述光刻胶图形限定的开口具有在一维上重复的条状开口的结构。
17.一种制备电致变色器件的方法，其包括：(a)在透明基板上形成片状透明电极层；
(c)通过激光干涉光刻法使所述光刻胶层图形化，以形成具有以规则间隔暴露所述透明电极层的开口的光刻胶图形；
(d)通过在所述透明基板的上表面上沉积电致变色层并除去光刻胶图形而在开口内形成电致变色层图形；
(e)在所述透明基板上形成透明电极层以形成上基板模块；
(f)将所述上基板模块和下基板模块设置成彼此相对，并使用衬垫材料以空间分离的关系固定该上和下基板模块；和(g)密封固定的上和下基板模块，向其中注入离子导电层，然后密封包括该离子导电层的上和下基板模块。
18.一种制备电致变色器件的方法，其包括：(a)在透明基板上形成片状透明电极层；
(c)通过激光干涉光刻法使所述光刻胶层图形化，以形成具有以规则间隔暴露所述透明电极层的开口的光刻胶图形；
(d)通过在所述透明基板的上表面上沉积电致变色层并除去所述光刻胶图形而在开口内形成电致变色层图形；
执行步骤(a)～(d)两次以形成上基板模块和下基板模块，(e)将所述上和下基板模块设置成彼此相对，并使用衬垫材料以空间分离的关系固定该上和下基板模块；
(f)密封固定的上和下基板模块，向其中注入离子导电层，并密封包括该离子导电层的上和下基板模块。
19.根据权利要求18所述的制备电致变色器件的方法，其中，所述上和下基板模块的电致变色层图形具有互不相同的极性。
20.一种形成电致变色层图形的方法，其包括：(a)在透明基板上形成片状透明电极层；
(d)通过激光干涉光刻法使所述光刻胶层图形化，以形成具有以规则间隔暴露所述绝缘层的开口的光刻胶图形；
(e)使用所述光刻胶图形作为刻蚀掩膜来刻蚀所述绝缘层，以形成具有以规则间隔暴露所述透明电极层的开口的绝缘层图形；以及(f)通过在所述透明基板的上表面上沉积电致变色层并除去所述光刻胶图形而在由所述绝缘层图形限定的开口内形成电致变色层图形。
21.根据权利要求20所述的形成电致变色层图形的方法，其中，所述光刻胶层为正型，
其中，在步骤(d)的激光干涉光刻法中进行两次激光束曝光，从而在第一激光束曝光后将基板旋转达到90度而进行第二激光束曝光，以及其中，由所述光刻胶图形和绝缘层图形限定的开口具有在二维上重复的条状开口的结构。
22.根据权利要求20所述的形成电致变色层图形的方法，其中，所述光刻胶层为负型，
其中，在步骤(d)的激光干涉光刻法中进行两次激光束曝光，从而在第一激光束曝光后将基板旋转达到90度而进行第二激光束曝光，以及其中，由所述光刻胶图形和绝缘层限定的开口具有在二维上重复的方块状开口的结构。
23.根据权利要求20所述的形成电致变色层图形的方法，其中，在步骤(d)的激光干涉光刻法中进行一次激光束曝光，以及其中，由所述光刻胶图形和绝缘层图形限定的开口具有在一维上重复的条状开口的结构。
24.一种制备电致变色器件的方法，其包括：(a)在透明基板上形成片状透明电极层；
(d)通过激光干涉光刻法使所述光刻胶层图形化，以形成具有以规则间隔暴露所述绝缘层的开口的光刻胶图形；
(e)采用所述光刻胶图形作为刻蚀掩膜来刻蚀绝缘层，以形成具有以规则间隔暴露所述透明电极层的开口的绝缘层图形；
(f)通过在所述透明基板的上表面上沉积电致变色层并除去所述光刻胶图形而在由所述绝缘层图形限定的开口内形成电致变色层图形，从而形成下基板模块；
(g)在透明基板上形成透明电极层以形成上基板模块；
(h)将所述上和下基板模块设置成彼此相对，并将该下基板模块的绝缘层图形的上表面贴附至该上基板模块的透明电极层上；和(i)密封所述上和下基板模块，向其中注入离子导电层，并密封包括该离子导电层的上和下基板模块。
25.根据权利要求24所述的制备电致变色器件的方法，其中，步骤(g)进一步包括在所述上基板模块的透明电极层上形成绝缘层图形，其与在所述下基板模块上形成的绝缘层图形是一样的，以及其中，步骤(h)进一步包括贴附彼此相对的下和上基板模块的绝缘层图形。
26.一种制备电致变色器件的方法，其包括：(a)在透明基板上形成片状透明电极层；
(d)通过激光干涉光刻法使所述光刻胶层图形化，以形成具有以规则间隔暴露所述绝缘层的开口的光刻胶图形；
(e)采用所述光刻胶图形作为刻蚀掩膜来刻蚀所述绝缘层，以形成具有以规则间隔暴露所述透明电极层的开口的绝缘层图形；
(f)通过在所述透明基板的上表面上沉积电致变色层并除去所述光刻胶图形而在由所述绝缘层图形限定的开口内形成电致变色层图形；
执行步骤(a)～(f)两次以形成上基板模块和下基板模块，(g)将所述上和下基板模块设置成彼此相对，并将该下基板模块的绝缘层图形的上表面贴附至该上基板模块的绝缘层图形的上表面上；以及(h)密封所述上和下基板模块，向其中注入离子导电层，并密封包括该离子导电层的上和下基板模块。
27.根据权利要求26所述的制备电致变色器件的方法，其中，所述上和下基板模块的电致变色层图形具有互不相同的极性。
形成电致变色层图形的方法、使用该图形制备电致变色器
件的方法和包括电致变色层图形的电致变色器件
技术领域
[0001] 本发明涉及制备电致变色器件的方法，并且更具体地涉及形成电致变色器件的电致变色层图形的方法、使用上述方法制备电致变色器件的方法和具有电致变色层图形的电致变色器件。
背景技术
[0002] 电致变色器件(ECD)是使用电致变色材料的彩色显示器件，该材料是根据电流施加的方向通过电化学氧化或还原着色或脱色的。该电致变色操作方法分为阴极的和阳极的操作方法。当在负极组成的电极还原时，该阴极电致变色材料形成颜色，而阳极着色点至变色材料在阳极或在正极着色。另外，如果电流方向反向，该电致变色材料脱色并因此恢复透明的颜色。具有这种性质的ECD广泛应用于汽车的后视镜和天窗、智能窗户、户外显示器等。
[0003] 电致变色材料包括过渡金属氧化物、普鲁士蓝、酞菁、紫精(viologen)、导电聚合物、富勒烯(fullerene)等。
[0004] 过渡金属氧化物包括阴极的电致变色材料，例如WO3、MoO3、Nb2O5和TiO2，以及阳极的电致变色材料，例如NiO、Ir2O3、Rh2O3、Co3O4、Fe2O3、Cr2O3和V2O5。过渡金属氧化物、普鲁士蓝和酞菁为具有优异的UV(紫外线)稳定性的无机电致变色材料。
[0005] 导电聚合物包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚咔唑等。紫精和导电聚合物为具有优异的加工性能和多种颜色的有机电致变色材料。
[0006] 上述的电致变色材料可以用于制备具有多种组合的多种ECD，例如无机ECD、有机ECD和无机-有机混合的ECD。
[0007] 图1示意地显示ECD的基本结构。参照图1，ECD 10包括第一玻璃基板20、第二玻璃基板80和在电致变色层40与离子存储层60之间注入的离子导电层50；在第一玻璃基板20上层叠着由透明材料制备的上电极30和电致变色层40，在第二玻璃基板80上层叠着由透明材料制备的下电极70和离子存储层60以使第二玻璃基板80与第一玻璃基板20相对。
[0008] 上和下电极30、70是用ITO或FTO制备的透明电极构造。离子存储层60可以用具有与电致变色层40极性相反的电致变色材料代替，并且有时可以不包括该层。离子导电层50是由液体电解质、凝胶电解质、固体电解质、聚合物电解质、离子液体(ionic liquid)等制成。
[0009] 当在上电极30与下电极70之间施加电压以使电流从离子存储层60流向电致变色层40时，如前述构造的ECD着色。同样地，当施加与着色情况相反的电压以使电流从电致变色层40流向离子存储层60时，该ECD脱色。同时，根据电致变色层40是否为阴极的或阳极的，ECD也可以在与上述相反的电流下着色或脱色。
[0010] 同时，就使ECD 10着色而言，离子或电子应该通过离子导电层50扩散到电致变色层40中以引起电致变色层材料的氧化或还原。然而，在电致变色层40由无机膜制备的情况下，参与着色反应的离子或电子缓慢扩散，因此该ECD显示慢的响应速度。另外，由于无机膜具有弱的机械强度，在使用柔性基板制备ECD的情况下，电致变色层可能被破环，因此无机膜可能会使ECD的耐久性劣化。
[0011] 一般地，为了解决该问题，使用多孔膜制备电致变色层40，或者在电致变色层40上形成纳米尺寸孔的图形以增加用于电致变色反应的表面积。
[0012] 然而，在使用多孔膜制备电致变色层40的情况下，需要将纳米尺寸的电致变色颗粒分散到有机溶剂中，以浆料的形式将其涂敷到基板上，然后干燥并烧结溶剂，这将导致生产率降低。另外，电致变色层40应该具有厚的厚度以获得所需的着色条件，因此在将ECD变薄时受限。
[0013] 另外，在电致变色层40中形成纳米尺寸孔的图形的方法显示低的生产率，因为孔图形化需要单独的掩膜并且也需要多个额外的步骤，例如掩膜排列步骤、光刻步骤、刻蚀步骤和清洗步骤。
发明内容
[0014] 技术问题
[0015] 考虑到上述问题设计了本发明，而因此本发明的目的是提供一种使电致变色层图形化的方法，采用该图形化方法制备ECD的方法以及由该方法制备的ECD；所述方法采用无需掩膜步骤的激光干涉光刻法通过增加包括在ECD中的离子导电层与电致变色层的接触面积可以提高着色或脱色速度，并且尽管将ECD配置成在柔性基板上沉积由无机膜制备的电致变色层，该方法也可以防止电致变色层的破裂。
[0016] 技术方案
[0017] 为了实现上述目的，在本发明的一个实施方案中，提供了一种形成电致变色层图形的方法，其包括在透明基板上形成片状透明电极层；在透明电极层上形成光刻胶层；通过激光干涉光刻法使光刻胶层图形化，以形成具有以规则间隔暴露透明电极层的开口的光刻胶层图形；以及通过在透明基板的上表面沉积电致变色层并除去光刻胶图形而在开口内形成电致变色层图形。
[0018] 在本发明的另一实施方案中，还提供了一种制备ECD的方法，其包括：在透明基板上形成片状透明电极层；在透明电极层上形成绝缘层；在绝缘层上形成光刻胶层；通过激光干涉光刻法使光刻胶层图形化，以形成具有以规则间隔暴露绝缘层的开口的光刻胶层图形；使用光刻胶图形作为掩膜刻蚀绝缘层，以形成具有以规则间隔暴露透明电极层的开口的光致绝缘层图形；和通过在透明基板的上表面上沉积电致变色层并除去光刻胶图形而在由绝缘层图形限定的开口内形成电致变色层图形。
[0019] 在本发明中，根据在激光干涉光刻法中使用的光刻胶的类型以及激光束曝光的时间，电致变色图形层可以具有不同的形状。作为一个实施例，电致变色层图形具有在二维上设置条状图形的格状结构。作为另一个实施例，电致变色层具有在二维上设置方块状图形的格状结构。作为又一个实施例，电致变色层图形具有在一维上设置条状图形的条状结构。
[0020] 为了实现上述目的，本发明还提供了一种制备ECD的方法，其使用了通过上述电致变色层图形形成方法制备的基板模块。
[0021] 在本发明的一个实施方案中，将其中层叠了透明基板、透明电极层和电致变色层图形的基板用作下基板模块，而将其中层叠了透明基板和透明电极层的基板用作上基板模块。然后，使用衬垫材料将上和下基板模块以空间分离的方式固定，并且除了用于注入离子导电层的注入孔外，将两个基板模块密封。然后，通过注入孔注入离子导电层，接着将上和下基板模块完全密封以制备ECD。
[0022] 在本发明的另一个实施方案中，将其中层叠了透明基板、透明电极层、绝缘层图形和电致变色层图的基板模块用作下基板模块，而将其中层叠了透明基板和透明电极层的基板模块用作上基板模块。在此，在由绝缘层图形限定的开口内形成电致变色图形。然后，将绝缘图形的上表面紧密地贴附并固定在上基板模块的透明电极层的表面上，并且除了用于注入离子注入层的注入孔之外，将两个基板模块密封。然后，通过注入孔注入离子导电层，接着将上和下基板模块完全密封以制备ECD。
[0023] 在根据本发明的ECD制备方法中，如上所述，上基板模块可以设置成与下基板模块相同。在这种情况下，提供给两个基板模块的电致变色层图形具有相不同的极性。例如，在任何一个基板模块的电致变色层图形由阴极的电致变色材料组成的情况下，另一个基板模块的电致变色层图形由阳极的电致变色材料组成。另外，在将绝缘层图形提供给两个基板模块的情况下，当连接两个基板模块时，在向其中注入离子导电层后用彼此相对的其绝缘层图形的上表面固定两个基板模块。
[0024] 为了实现上述目的，在本发明的一个实施方案中，提供了一种电致变色器件(ECD)，其包括设置成彼此相对的第一和第二透明基板；在彼此相对的第一和第二透明基板上分别形成的第一和第二片状透明电极；通过光刻胶图形的开口在第一和第二透明电极中的至少一层上形成的电致变色层图形，该光刻胶图形由激光干涉光刻法形成；以及离子导电层，其用于密封地填充电由致变色层图形与第一和第二透明电极的表面所限定的空隙。
[0025] 在本发明的另一个实施方案中，还提供了一种ECD，其包括设置成彼此相对的第一和第二透明基板；在彼此相对的第一和第二透明基板上分别形成的第一和第二片状透明电极；在第一和第二透明电极中的至少一层上形成并具有规则重复开口的绝缘层图形；在绝缘层图形开口内形成的电致变色层图形；以及离子导电层，其用于密封地填充由绝缘层图形的表面、电致变色层图形的表面以及第一和第二透明电极的表面所限定的空隙。
附图说明
[0026] 参照附图，在下面详细的说明中将更全面地描述本发明的优选实施方案的这些和其它特征、方面和优点。在附图中：
[0027] 图1为显示ECD带一般配置的示意图；
[0028] 图2为显示在用于形成根据本发明优选的实施方案的电致变色层图形的方法中使用的Ar(351nm)激光干涉光刻装置的示意图；
[0029] 图3显示了通过激光干涉光刻法曝光和形成的光刻胶图形的测量结果；
[0030] 图4～7为依次说明用于形成根据本发明的第一实施方案的电致变色层图形的方法的步骤的示意图；
[0031] 图8～10为显示通过激光干涉光刻法形成的光刻胶图形的局部放大透视图；
[0032] 图11～13为显示使用图8～10的光刻胶图形形成的电致变色层图形的局部放大透视图；
[0033] 图14和15为依次说明采用根据本发明第一实施方案制备的基板模块用于制备ECD的方法的步骤示意图；
[0034] 图16～18为依次说明用于形成根据本发明第二实施方案的电致变色层图形的方法的步骤的示意图；以及
[0035] 图19和20为依次说明采用根据本发明第二实施方案制备的基板模块用于制备ECD的方法的步骤示意图。
[0036] 附图中基本部件的附图标记
[0037] 100：激光干涉光刻装置
[0038] 200、400：透明基板
[0039] 210、410：透明电极层
[0040] 220′、430′：光刻胶图形
[0041] 230′、440′：电致变色层图形
[0042] 420′：绝缘层图形
[0043] 300、450：上基板模块
[0044] 310、460：下基板模块
[0045] 320、470：离子导电层
具体实施方式
[0046] 在下文中，参照附图将详细描述本发明优选的实施方案。在说明之前，应该了解到在说明书和附加的权利要求中的术语不应该解释为限于一般的和字典中的意义，而是在允许发明者为了最佳解释适当地限定术语的原则的基础上，基于与本发明的技术领域相关的意义和概念进行解释。因此，在这里提出的说明仅仅是为了说明目的的优选实施例，而不是打算用来限制本发明的范围，因此，应该理解到在不偏离本发明的实质和范围的情况下可以对其进行其它替换或改进。
[0047] 用于形成根据本发明的电致变色层图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况下形成光刻胶图形。也就是说，在没有掩膜的情况下，两束激光从不同的位置照射到光刻胶层。然后，由于为激光源特征的干涉，使得光刻胶层在激光波重叠的部分变得光敏感。然后，如果形成了光刻胶层，就形成了其中规则重复条状开口的光刻胶图形。
[0048] 图2示意地显示在用于形成根据本发明的优选实施方案的电致变色层图形的方法中使用的Ar(351nm)激光干涉光刻装置100。
[0049] 参照图2，从激光发生器L中发出的激光束用通过镜平面光具组(mirror plane optical systems)M1、M2改变其路径，然后入射到分束镜BS上。入射在分束镜BS上的激光束被分为用于形成干涉图形的第一激光束A和第二激光束B。当经由镜平面光具组M4、M6通过第一物镜(first object len)L1时，第一激光束A增大其束宽(beam width)，以及当第一激光束A通过设置在第一物镜L1的焦点表面处的第一针孔SP1时除去噪声。同样地，第二激光束B也增大其束宽，以及当第二激光束B通过镜平面光具组M3、M5、M7，第二目镜L2和第二针孔SP2时除去其噪声。去噪的第一和第二激光束A、B以预先确定的角度照射在形成了光刻胶层的基板S的表面上。已经通过第一和第二针孔SP1、SP2的第一和第二激光束A、B的能量分布基本类似于高斯分布(Gaussian distribution)，因此照射到基板S上的两激光束A、B形成规则的干涉图形。因此，在基板S上的光刻胶层以规则的间隔变得光敏感。另外，如果形成了光敏的光刻胶，就得到了在其中规则地形成条状开口的光刻胶图形。
[0050] 图3显示通过激光干涉光刻法曝光和形成的光刻胶图形的测量结果，该结果是采用AFM(原子力显微镜)测得的。图3的左边部分是通过从上面拍摄光刻胶图形而获得的照片，其中，黑带显示的是条状开口而白带显示的是位于开口之间的光刻胶层。同样地，图3右边部分为量化地显示AFM测量结果的图。参见图3，可以理解到，当使用激光干涉光刻法使光刻胶图形化时，可以形成具有均一深度和节距的精细图形。
[0051] 理论上，上述激光干涉光刻法可以形成具有高分辨率的规则图形，因为它可以进行最高达激光的1/2波长的图形化。然而，如果减小激光的波长以提高图形的分辨率，从靶反射的光束导致多重干涉效应(multiinterference effect)，其可以使图形的分辨率降低。因此，为了形成高分辨率的图形，需要固定激光束相并在靶上形成涂层以防止光束的反射，这样就降低了多重干涉效应。
[0052] 同时，在激光干涉光刻过程中，在激光束的第一次照射后，将靶旋转达到90度就可以再次照射激光束。在这种情况下，可以得到在二维上在重复的格状结构中的光刻胶图形。如果光刻胶为正型，由于条状开口的二维排列(X方向和Y方向)而形成格状结构，然而，如果光刻胶为负型，由于方块状开口的二维排列(X方向和Y方向)而形成格状结构。
[0053] 图4～7为依次说明用于形成根据本发明的第一实施方案的电致变色层图形的方法的步骤的示意图。
[0054] 首先，如图4所示，在透明基板200上形成透明电极层210。然后，在透明电极层210上通过旋涂形成光刻胶层220。基板200可由玻璃或多种透明膜制备，以及透明电极层
210可由例如ITO和FTO的材料制备。透明膜也可由柔性塑料材料制备。光刻胶层220的必需的光敏性是获得所需的不均匀性或长宽比的必要因素。因此，尽管也可以采用多种光刻胶，光刻胶材料优选采用I-线(365mm)的光刻胶。同样地，将光刻胶层220的厚度控制在200～1000nm的范围内。
[0055] 接着，如图5所示，通过激光干涉光刻法形成光刻胶图形220′。也就是说，使用如图2所示的激光干涉光刻装置使光刻胶层220首次曝光，然后，将基板旋转达到90度使光刻胶层220再次曝光。其后，形成了光刻胶层220。在曝光过程中，优选使用351nm的Ar离子层，但是本发明并不限于此。如果使光刻胶层220曝光，得到具有格状结构的光刻胶图形220′。
[0056] 在此，如果光刻胶层220为正型，通过如图8所示的条状开口来形成二维格状结构。相反地，如果光刻胶层220为负型，通过如图9所示的方块状开口来形成二维格状结构。同时，光刻胶层220也可以仅曝光一次。在这种情况下，图10所示，在光刻胶层220中在一维上重复地形成条状开口。
[0057] 接着，如图6所示，在其上形成了光刻胶图形220′的基板的上表面上沉积电致变色层230。使用例如溅射、电子束、蒸发和激光消融的真空沉积法来沉积电致变色层230。电致变色层230可由如WO3、MoO3、Nb2O5和TiO2的阴极电致变色材料，以及如NiO、Ir2O3、Rh2O3、Co3O4、Fe2O3、Cr2O3和V2O5的阳极电致变色材料制备。
[0058] 例如，当电致变色层230由氧化钨(WO3)或氧化钛(TiO2)制备时，采用反应溅射法。在这种情况下，钨或钛被用作金属靶，并将氩气与氧气一起鼓进溅射室中。
[0059] 如果电致变色层230完全沉积，如图7所示除去光刻胶图形220′。然后，将沉积在光刻胶图形220′上的电致变色层230与光刻胶图形220′一起除去。因此，电致变色层图形230′完全地形成在透明电极210上。
[0060] 同时，在形成光刻胶层210的过程中除去光刻胶层210的区域内形成电致变色层图形230′。因此，电致变色层图形230′根据光刻胶的类型而变化。
[0061] 也就是说，如果光刻胶为正型，在如图11所示的条状图形交叉的二维格状结构中形成电致变色层图形230′。相反地，如果光刻胶为负型，在如图12所示的重复彼此分离的方块状图形的二维格状结构中形成电致变色层图形230′。同时，在光刻胶层仅曝光一次的情况下，如图13所示，形成电致变色层图形230′使得形成的条状图形在一维上重复，而与光刻胶的类型无关。
[0062] 如果如前述那样形成电致变色层图形230′，电致变色层与离子导电层之间的接触面积可能会增加，因此能够提高该器件的响应速度。另外，尽管使用无机薄膜制备该电致变色层，与以片状形成电致变色层的常规情况相比该无机薄膜更不易损坏，因此本发明允许使用塑料基板制备柔性ECD。
[0063] 可将根据上述实施方案在透明基板200上形成透明电极层210和电致变色层图形230′的基板模块用于制备ECD。
[0064] 图14和15为依次说明用于制备ECD的方法的步骤示意图，该ECD采用了根据本发明的第一实施方案制备的基板模块。
[0065] 如图14所示，首先，制备上基板模块300和下基板模块310。层叠透明基板200、透明电极层210和电致变色层图形230′来制备各个基板模块300、310，以及其可以根据参照图4～7说明的方法制备。
[0066] 接着，当将基板模块300、310设置成彼此相对时，采用衬垫材料(未显示)以空间分离的关系固定上和下基板模块300、310。
[0067] 然后，如图15所示，除了用于离子导电层的注入孔外，使用UV固化剂、热固化剂等密封上和下基板模块300、310。然后，将离子导电层320注入到上和下基板模块300、310之间，并密封注入孔。然后，完成了ECD的制备。优选地，离子导电层320是通过将LiClO4溶解在碳酸丙烯酯中或将CF3SO3Li溶解在碳酸丙烯酯中获得的溶液。然而，本发明并不限于此。
[0068] 同时，上和下基板模块300、310的电致变色层图形优选具有互不相同的极性。也就是说，如果一个电致变色层图形是由阴极的电致变色材料组成，另一个电致变色层图形是由阳极的电致变色材料组成。因而，一个电致变色层图形起到离子存储层的作用，而另一个电致变色层图形起到用于着色或脱色的电致变色层的作用。尽管在图中没有显示，对本领域普通技术人员来说任何一种可能不经常使用的基板模块的电致变色层图形都会是显而易见的。
[0069] 图16～18为依次说明用于形成根据本发明第二实施方案的电致变色层图形的方法的步骤示意图。
[0070] 首先，如图16所示，依次在透明基板400上形成透明电极层410、绝缘层420和光刻胶层430。在此，基板400、透明电极层410和光刻胶层430是由与第一实施方案中相同的材料膜制成，以及绝缘层420是由二氧化硅膜(SiO2)或者氮化硅膜(Si3N4)制成。作为一种选择，绝缘层420也可以由塑料树脂制成。绝缘层420是用于形成保护透明电极层410并防止在制备ECD时上和下基板模块之间的电短路的衬垫材料图形的材料膜。
[0071] 接着，如图17所示，采用激光干涉光刻法形成光刻胶图形430′以使绝缘层420曝光。这时，光刻胶图形430′具有选自图8～10中所示的形状。
[0072] 然后，使用反应离子刻蚀除去通过光刻胶图形430′曝光的绝缘层420以形成绝缘层图形420′。其后，在透明基板400的上表面形成电致变色层440。在由绝缘层图形420′与光刻胶图形430′的上部所限定的开口内形成电致变色层440。
[0073] 接着，如图18所示，除去光刻胶图形430′以除去光刻胶图形430′和在其上形成的电致变色层440。然后，仅剩余绝缘层图形420′和在其中形成的电致变色层图形440′，从而在透明电极层410上完全形成了电致变色层图形440′。
[0074] 如果电致变色层图形440′如上述那样形成，可以增加电致变色层与离子导电层之间的接触面积，因此，能够提高器件的响应速度。另外，尽管采用无机薄膜构成电致变色层，与以片状形成电致变色层的常规情况相比，该无机膜更不易损坏，因此本发明允许使用塑料基板制备柔性ECD。
[0075] 可将根据本发明的第二实施方案在透明基板400上形成了透明电极层410、绝缘层图形420′和电致变色层图形440′的基板模块用于制备ECD。
[0076] 图19和20为依次说明使用根据本发明第二实施方案制备的基板模块用于制备ECD的方法的步骤示意图。
[0077] 如图19所示，首先，制备上和下基板模块450、460。层叠透明基板400、透明电极层410、绝缘层图形420′和电致变色层图形440′来构成各个基板模块450、460，并且其可以根据参照图16～18说明的方法制备。
[0078] 接着，如图20所示，当将基板模块450、460设置成使其绝缘层图形420′彼此相对时，除了用于离子导电层470的注入孔之外，使用UV固化剂、热固性固化剂等密封上和下基板模块450、460。然后，将离子导电层470注入到上和下基板模块450、460之间，并将注入孔密封。然后，完成了ECD的制备。优选地，离子导电层为将LiClO4溶解在碳酸丙烯酯中或将CF3SO3Li溶解在碳酸丙烯酯中获得的溶液。然而，本发明并不限于此。
[0079] 同时，上和下基板模块450、460的电致变色层图形优选具有互不相同的极性。也就是说，如果一个电致变色层图形是由阴极的电致变色材料组成，那么另一个电致变色层是由阳极的电致变色材料组成。因此，一个电致变色层图形起到离子存储层的作用，而另一个电致变色层图形起到用于着色或脱色的电致变色层的作用。尽管在图中没有显示，对本领域普通技术人员来说任一种可以不常使用的基板模块的电致变色层图形都是显而易见的。
[0080] 已经详细描述了本发明。然而，当指明本发明的优选实施方案时，应该理解仅以说明的方式给出了详细的描述和具体的实施例，因此对本领域技术人员来说，基于该详细的说明书在本发明的实质和范围内作出多种变化和修改是显而易见的。
[0081] 工业实用性
[0082] 在本发明的一个实施方案中，电致变色层图形与离子导电层之间的接触面积越大，那么本发明的ECD比常规的ECD具有更快的响应速度。同样地，尽管由机械强度弱的无机薄膜组成了电致变色层并且采用了柔性塑料基板，本发明可以防止电致变色层的损坏，因此改善了ECD的耐久性。
[0083] 在本发明的另一实施方案中，使用激光干涉光刻法使电致变色层图形化而无需掩膜处理，因而本发明可以提高生产效率并允许比常规技术更薄的ECD设计，在常规技术中采用普通光刻法在电致变色层中图形化纳米尺寸孔或者使用多空薄膜制备电致变色层。
