一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺
阅读说明：本技术 一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺 (Process for manufacturing curved surface electrochromic lens ) 是由 陈烨玥 童彬彬 马广剑 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺,其特征在于,包括如下步骤：步骤一、将盖板玻璃热弯；步骤二、在基板上镀电致变色薄膜；步骤三、将基板与热弯好的盖板贴合,步骤三包括：S1、涂布胶层并预固化：在基板的镀膜表面涂布胶层,预固化胶层；S2、利用曲面贴合治具进行全贴合：将带有胶层的基板置于曲面贴合治具中,使基板变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构,将基板与曲面玻璃贴合,形成半成品镜片,通过上述设置,在平面的基板上进行镀膜,工艺较为简单,生产成本低。(The invention discloses a process for manufacturing a curved surface electrochromic lens, which is characterized by comprising the following steps of: step one, hot bending cover plate glass; step two, plating an electrochromic film on the substrate; step three, attaching the substrate to the hot bent cover plate, wherein the step three comprises the following steps: s1, coating a glue layer and pre-curing: coating a glue layer on the surface of the coating film of the substrate, and pre-curing the glue layer; s2, carrying out full lamination by utilizing a curved surface lamination jig: the substrate with the adhesive layer is placed in the curved surface laminating jig, the substrate is changed into a curved surface structure with the same curvature as that of the curved surface glass, the substrate and the curved surface glass are laminated to form a semi-finished lens, and through the arrangement, film coating is carried out on the planar substrate, so that the process is simple, and the production cost is low.)
技术领域
本发明涉及电致变色镜片技术领域，特别涉及一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺。
背景技术
随着科技的日新月异，各种特殊的材料被大量的研发出来；其中，电致变色元件是指施加一电压而呈现可逆式的颜色变化性质，通过驱动电压达成电致变色元件的着色与去色的反应，将原本的透明无色状态由通电后变成有色状态，其结构上为一种多层式电化学装置，施加电压于元件中，使元件内的物质产生氧化或还原的可逆反应而导致颜色变化的现象，该电致变色元件可供应用在日常生活之中，若外界阳光太强烈或是想令内部具有隐秘性，即可应用此技术改变玻璃透光度。
目前，公开号为CN109402561B的中国专利公开了一种在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜的方法，涉及功能材料技术。利用磁控溅射技术在PET薄膜表面溅射WO3，得WO3/PET膜；通过静电纺丝获得PVA纳米纤维网，在所述PVA纳米纤维网的表面形成金属银包覆，去除PVA模板得到纳米槽导电网格并将其转移至所得的WO3/PET膜上，得到复合薄膜；在复合薄膜上磁控溅射WO3顶级层，形成三明治结构的透明导电基底；采用电化学沉积法在三明治结构的透明导电基底制备WO3变色层，完成在非连续导电膜上电沉积WO3薄膜。不仅节约了成本，而且使得高透过率的非连续导电膜在电化学沉积法中得到应用。
上述方法虽然可以导电膜上沉积WO3薄膜，但是在非导电材质如玻璃材质的镜片上进行沉积时，不方便使用，并且由于太阳镜，手机曲面屏等镜片是曲面镜片，如何完成电致变色镜片的曲面镀膜是尚未完全解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，其具有可用于制备曲面镜片、生产工艺简单可实现优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，包括如下步骤：
步骤一、将盖板玻璃热弯形成曲面玻璃；
步骤二、在基板上镀电致变色薄膜；
步骤三、将基板与热弯好的盖板贴合，
所述步骤三包括：
S1、涂布胶层并预固化：在基板的镀膜表面涂布胶层，预固化胶层；
S2、利用曲面贴合治具进行全贴合：将带有胶层的基板置于曲面贴合治具中，使基板变为与所述曲面玻璃曲率相同的曲面结构，将基板与所述曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
进一步设置：步骤三中贴合时采用液态光学胶。
通过采用上述技术方案，液态光学胶无色透明，透光度98％以上，粘接强度好，可在常温或中温条件下固化。且同时具有固化收缩率小，耐黄变等特点。
进一步设置：所述曲面贴合治具具有与所述盖板玻璃相同的曲率。
通过采用上述技术方案，在平面的基板上进行镀膜，工艺较为简单，生产成本低。
进一步设置：所述S2中贴合时采用真空环境。
通过采用上述技术方案，真空环境避免气泡产生，提高成品率。
进一步设置：所述盖板玻璃热弯时，采用多模结构的等静压石墨模具。
通过采用上述技术方案，等静压石墨具有良好的热稳定性、耐磨、抗腐蚀、自润滑性、导热性、与热弯玻璃相近的热膨胀系数。良好的热稳定性能保证模具在多次反复高低温的使用中不产生明显变形。耐磨性与抗腐蚀性有利于减少模具表面细微脱落、凹坑等缺陷。自润滑性使得热弯过程及脱模时玻璃不与模具粘连。良好的导热性有利于玻璃被快速、均匀地加热，进而缩短热弯工艺时间，提高生产效率，均匀加热有利于避免玻璃热弯缺陷的产生。有良好的可加工性、经济性及可持续供应性，以期获得更好的性价比，并保证大量生产时可及时供应。
进一步设置：所述等静压石墨模具包括上模、中框、下模和压块，所述中框用于限位盖板玻璃，所述上模上开设有供压块通过的压孔，所述压块将盖板玻璃压弯，并对模具加热进行热弯；所述等静压石墨模具还包括限位垫块，所述压块包括定位沿，所述限位垫块位于定位沿与上模之间，所述等静压石墨模具用作S2中的曲面贴合治具，用于贴合镀膜后基板和盖板玻璃。
通过采用上述技术方案，将等静压石墨模具同时作为步骤一和步骤三中的模具使用，节省了模具的使用，并且对产品结构减少了由于盖板玻璃更换模具，以及前后模具误差导致的结构误差，提高了结构精密度，并且无需另外设计治具，降低成本，使用方便。
进一步设置：步骤二中采用中频非平衡磁控溅射，所述步骤二依次包括喷涂第一透明电极层、喷涂电致变色层、喷涂离子传导层、喷涂离子存储层和喷涂第二透明电极层的工序。
通过采用上述技术方案，中频辉光放电制备的薄膜质量高，相对于直流放电基本无大颗粒，薄膜细致，与射频辉光放电成膜质量接近，完全能够满足绝大多数领域的应用需要；中频辉光放电的成膜速度比射频放电速度快很多，基本与直流辉光放电相似；中频辉光放电能够克服直流放电状态下经常出现的靶中毒现象，即可避免阳极因为反应溅射状态下的氧化而在表面形成氧化物薄膜，造成阳极的消失现象；中频电源制作成本低，能够且已实现大功率工业化应用，操作维护及设备制造也较射频电源装置简易。结合孪生非平衡磁控溅射等新工艺以后，成膜质量进一步提高。中频电源相对于射频电源，具有频率低、无高频辐射、电源结构相对简单、价格较低的优点。
进一步设置：所述电致变色层采用掺杂了Ti的WO3，电致变色层内Ti和W的质量比为1：10-1：50。
通过采用上述技术方案，Ti掺杂W形成的电致变色层，相对于纯WO3薄膜在相同条件下，由于钛取代的作用，晶体化程度降低，晶粒细化，离子进出的通道增多，着色响应速度提高，并且能提高循环寿命。
进一步设置：包括如下步骤：
步骤一、在等静压石墨模具内将盖板玻璃热弯，所述等静压石墨模具包括上模、中框、下模和压块，所述中框用于限位盖板玻璃，所述上模上开设有供压块通过的压孔，所述压块将盖板玻璃压弯，并对模具加热进行热弯，热弯后冷却，将盖板玻璃放置在下模处待用；
步骤二、利用中频非平衡磁控溅射在基板上镀电致变色薄膜，包括喷涂第一透明电极层、喷涂电致变色层、喷涂离子传导层、喷涂离子存储层和喷涂第二透明电极层工序；
步骤三、将基板与热弯好的盖板贴合，在基板的镀膜表面涂布液态光学胶层，预固化胶层；将带有胶层的基板置于等静压石墨模具内的盖板玻璃上，胶层朝向盖板玻璃，中框对基板位置进行定位，然后将等静压石墨模具放置加工场合，抽真空，并通过压块下压，使基板变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构，将基板与曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
进一步设置：步骤三中压块在下压时通过热压设备提供压力和热量。
通过采用上述技术方案，将温度施加在基板处，可以使基板和镀膜的分子运动加剧，提高形变能力，促进贴合。
附图说明
图1是曲面电致变色镜片的结构示意图；
图2是石墨模具的剖视结构示意图。
图中，1、基板；2、盖板玻璃；3、第一透明电极层；4、电致变色层；5、离子传导层；6、离子存储层；7、第二透明电极层；8、上模；9、中框；10、下模；11、压块；12、限位垫块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，参照图1，包括如下步骤：
步骤一、将盖板玻璃2热弯，热弯时采用多模结构的等静压石墨模具；
步骤二、在基板1上镀电致变色薄膜，
采用中频非平衡磁控溅射，包括喷涂第一透明电极层3、喷涂电致变色层4、喷涂离子传导层5、喷涂离子存储层6和喷涂第二透明电极层7工序，电致变色层4为WO3，第一透明电极层3和第二透明电极层7采用的靶材为ITO；离子传导层5采用的靶材为Li；离子存储层6采用Ni材质靶材；
步骤三、将基板1与热弯好的盖板贴合，
步骤三包括S1、涂布胶层并预固化：在基板1的镀膜表面涂布液态光学胶层，并预固化胶层；S2、利用曲面贴合治具进行全贴合：将带有胶层的基板1置于曲面贴合治具中，曲面贴合治具具有与盖板玻璃2相同的曲率，使基板1变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构，在真空环境下，将基板1与曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
实施例2：
一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，参照图1和图2，包括如下步骤：
步骤一、在等静压石墨模具内将盖板玻璃2热弯，所述等静压石墨模具包括上模8、中框9、下模10和压块11，所述中框9用于限位盖板玻璃2，所述上模8上开设有供压块11通过的压孔，所述压块11将盖板玻璃2压弯，并对模具加热进行热弯，热弯后冷却，将盖板玻璃2放置在下模10处待用；
步骤二、利用中频非平衡磁控溅射在基板1上镀电致变色薄膜，包括喷涂第一透明电极层3、喷涂电致变色层4、喷涂离子传导层5、喷涂离子存储层6和喷涂第二透明电极层7工序，电致变色层4的材料为Ti掺杂的WO3，Ti和W的质量比为1：10，第一透明电极层3和第二透明电极层7采用的靶材为ITO；离子传导层5采用的靶材为Li；离子存储层6采用Ni材质靶材；
步骤三、将基板1与热弯好的盖板贴合，在基板1的镀膜表面涂布液态光学胶层，预固化胶层；将带有胶层的基板1置于等静压石墨模具内的盖板玻璃2上，胶层朝向盖板玻璃2，中框9对基板1位置进行定位，然后将等静压石墨模具放置加工场合，抽真空，并通过压块11下压，使基板1变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构，将基板1与曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
实施例3：
一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，参照图1和图2，包括如下步骤：
步骤一、在等静压石墨模具内将盖板玻璃2热弯，所述等静压石墨模具包括上模8、中框9、下模10和压块11，所述中框9用于限位盖板玻璃2，所述上模8上开设有供压块11通过的压孔，所述压块11将盖板玻璃2压弯，并对模具加热进行热弯，热弯后冷却，将盖板玻璃2放置在下模10处待用；
步骤二、利用中频非平衡磁控溅射在基板1上镀电致变色薄膜，包括喷涂第一透明电极层3、喷涂电致变色层4、喷涂离子传导层5、喷涂离子存储层6和喷涂第二透明电极层7工序，电致变色层4的材料为Ti掺杂的WO3，Ti和W的质量比为1：20，第一透明电极层3和第二透明电极层7采用的靶材为ITO；离子传导层5采用的靶材为Li；离子存储层6采用Ni材质靶材；
步骤三、将基板1与热弯好的盖板贴合，在基板1的镀膜表面涂布液态光学胶层，预固化胶层；将带有胶层的基板1置于等静压石墨模具内的盖板玻璃2上，胶层朝向盖板玻璃2，中框9对基板1位置进行定位，然后将等静压石墨模具放置加工场合，抽真空，并通过压块11下压，使基板1变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构，将基板1与曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
实施例4：
一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，参照图1和图2，包括如下步骤：
步骤一、在等静压石墨模具内将盖板玻璃2热弯，所述等静压石墨模具包括上模8、中框9、下模10和压块11，所述中框9用于限位盖板玻璃2，所述上模8上开设有供压块11通过的压孔，所述压块11将盖板玻璃2压弯，并对模具加热进行热弯，热弯后冷却，将盖板玻璃2放置在下模10处待用；
步骤二、利用中频非平衡磁控溅射在基板1上镀电致变色薄膜，包括喷涂第一透明电极层3、喷涂电致变色层4、喷涂离子传导层5、喷涂离子存储层6和喷涂第二透明电极层7工序，电致变色层4的材料为Ti掺杂的WO3，Ti和W的质量比为1：30，第一透明电极层3和第二透明电极层7采用的靶材为ITO；离子传导层5采用的靶材为Li；离子存储层6采用Ni材质靶材；
步骤三、将基板1与热弯好的盖板贴合，在基板1的镀膜表面涂布液态光学胶层，预固化胶层；将带有胶层的基板1置于等静压石墨模具内的盖板玻璃2上，胶层朝向盖板玻璃2，中框9对基板1位置进行定位，然后将等静压石墨模具放置加工场合，抽真空，并通过压块11下压，使基板1变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构，将基板1与曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
实施例5：
一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，参照图1和图2，包括如下步骤：
步骤一、在等静压石墨模具内将盖板玻璃2热弯，所述等静压石墨模具包括上模8、中框9、下模10和压块11，所述中框9用于限位盖板玻璃2，所述上模8上开设有供压块11通过的压孔，所述压块11将盖板玻璃2压弯，并对模具加热进行热弯，热弯后冷却，将盖板玻璃2放置在下模10处待用；
步骤二、利用中频非平衡磁控溅射在基板1上镀电致变色薄膜，包括喷涂第一透明电极层3、喷涂电致变色层4、喷涂离子传导层5、喷涂离子存储层6和喷涂第二透明电极层7工序，电致变色层4的材料为Ti掺杂的WO3，Ti和W的质量比为1：50，第一透明电极层3和第二透明电极层7采用的靶材为ITO；离子传导层5采用的靶材为Li；离子存储层6采用Ni材质靶材；
步骤三、将基板1与热弯好的盖板贴合，在基板1的镀膜表面涂布液态光学胶层，预固化胶层；将带有胶层的基板1置于等静压石墨模具内的盖板玻璃2上，胶层朝向盖板玻璃2，中框9对基板1位置进行定位，然后将等静压石墨模具放置加工场合，抽真空，并通过压块11下压，使基板1变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构，将基板1与曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
对比例1：
一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，参照图1，包括如下步骤：
步骤一、将盖板玻璃2热弯，热弯时采用多模结构的等静压石墨模具；
步骤二、在基板1上镀电致变色薄膜，
采用中频非平衡磁控溅射，包括喷涂第一透明电极层3、喷涂电致变色层4、喷涂离子传导层5、喷涂离子存储层6和喷涂第二透明电极层7工序，电致变色层4为WO3；
步骤三、将基板1与热弯好的盖板贴合，
步骤三包括S1、涂布胶层并预固化：在基板1的镀膜表面涂布OCA液态胶层，并预固化胶层；S2、利用曲面贴合治具进行全贴合：将带有胶层的基板1置于曲面贴合治具中，曲面贴合治具具有与盖板玻璃2相同的曲率，使基板1变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构，在真空环境下，将基板1与曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
对比例2：
一种用于制造曲面电致变色镜片的工艺，参照图1，包括如下步骤：
步骤一、将盖板玻璃2热弯，热弯时采用多模结构的等静压石墨模具；
步骤二、在基板1上镀电致变色薄膜，
采用直流衡磁控溅射，包括喷涂第一透明电极层3、喷涂电致变色层4、喷涂离子传导层5、喷涂离子存储层6和喷涂第二透明电极层7工序，电致变色层4为WO3；
步骤三、将基板1与热弯好的盖板贴合，
步骤三包括S1、涂布胶层并预固化：在基板1的镀膜表面涂布OCA液态胶层，并预固化胶层；S2、利用曲面贴合治具进行全贴合：将带有胶层的基板1置于曲面贴合治具中，曲面贴合治具具有与盖板玻璃2相同的曲率，使基板1变为与曲面玻璃曲率相同的曲面结构，在真空环境下，将基板1与曲面玻璃贴合，形成半成品镜片。
电学性能测试：
对实施例1-5和对比例1-2制得的镜片进行如下测试：
循环次数检测：利用多电位阶跃方法实现电致变色材料的循环，记录循环寿命。检测结果见下表1。
变色响应时间：利用CHI-660D电化学分析仪，将制得的变色镜片进行变色测试，并记录响应时间。检测结果见下表1。
表1 电学性能测试结果
循环寿命(万次)
变色响应时间
实施例1
15.6
8.4
实施例2
18.3
7.8
实施例3
20.8
6.9
实施例4
18.7
7.6
实施例5
17.6
7.9
对比例1
15.7
8.3
对比例2
14.5
8.8
从表1中可以看出，实施例3具有良好的循环寿命和较高的变色响应时间，可见Ti的掺杂对WO3电致变色层的性能有较好的提高。并且实施例与对比例都可以进行变色，可见本发明的曲面镀膜工艺可以较好的应用于曲面电致变色镜片的加工。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。