一种多功能可控电致变色器件及其制作方法技术

技术编号:11071659 阅读:151 留言:0更新日期:2015-02-25 11:09
本发明专利技术公开了一种多功能可控电致变色器件及其制作方法,所述多功能可控电致变色器件包括相对设置的第一基板和第二基板,第一基板和第二基板的内侧设置第一导电材料层和第二导电材料层,第一导电材料层内侧设置电活性材料层,第二导电材料层与所述电活性材料层的周边缘设置有密封胶,密封胶、第二导电材料层和所述电活性材料层包围形成一个空腔,所述空腔内灌装电致变色电解液。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点:本项发明专利技术中提出的半固定半自由型电致变色器件能够解决全固定型与全自由型电致变色器件中分别存在的匹配性以及长时加电压所存在的分层现象。同时具有很好的可控性,可以通过调节自由型部分材料而调节整个器件的颜色与光学性质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学领域,尤其涉及的是一种多功能可控电致变色器件。
技术介绍
电致变色器件能够在一定电压下改变其自身的吸收或反射率,达到调节光线、温度的作用。电致变色技术已发展多年,其应用也很广泛,涉及交通运输、显示、建筑节能等多个领域,随着其技术的不断完善及改进,仍会有更大的应用前景。电致变色器件按照电致变色材料的存在方式大致可分为自由型,固定型两大类。自由型器件目前已研究相当成熟,它是由阴极电致变色材料及其相匹配的阳极电致变色材料组成,这些材料均溶解于电解液中,另外电解液中还添加有各类稳定剂,如热稳定剂、紫外稳定剂等。这一类器件因没有界面等问题,通常会有很高的稳定性,如热稳定性、紫外稳定性等,另外由于器件结构简单,其制备工艺简单。因所有电致变色材料均溶解于溶液中,若两边基板材料相同,器件本身无正负电极之分,施加正负电压均可驱动材料着色。由于所有的电致变色材料均溶解于电解液中,材料本身对离子或电子没有存储能力,故该类器件有自擦写功能。但是,这类器件存在一个缺点,由于器件内部着色是靠电致变色材料本身的浓度扩散和离子迁移使其到ITO电极表面参与得失电子过程,由于电场强度的差异,这类器件一旦长时加电压,即会出现明显的分层现象,并且短时间内难以恢复,影响实际使用效果。固定型器件结构通常包括工作电极,电解液,对电极。其中电致变色材料均制备成薄膜状态附着在导电基板上。这类器件的变色材料可以采用无机类,有机高分子和有机小分子。>这类器件由于材料均附着于基板上,变色过程中离子可以存储在薄膜内部(晶格或缝隙内),而使器件有一定的将记忆功能。但是由于材料需要制备成膜,在器件的制备过程中对两种变色电极间的匹配性则具有一定的要求,另外多出的界面也增加了器件损坏的几率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供了一种多功能可控电致变色器件。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种多功能可控电致变色器件,包括相对设置的第一基板和第二基板,第一基板的内侧设置有第一导电材料层和电活性材料层,第一导电材料层位于第一基板与电活性材料层之间,第二基板的内侧设置有第二导电材料层,第二导电材料层与电活性材料层的周边缘设置有密封胶,密封胶、第二导电材料层和电活性材料层包围形成一个空腔,空腔内灌装电致变色电解液。与一般的电致变色器件相比,本方案减少了一层结构,并结合了固定型和自由型两种器件的特点,既固定型电极薄膜和电致变色电解液。这样既能避免自由型电致变色器件的易分层现象,也能避免固定型电致变色器件的电荷匹配困难的问题。自由型电致变色器件之所以会产生分层现象,是由于两种相匹配的电致变色材料均处于自由溶解状态,由于导电基板的电阻分布,使得电场在器件的分布自施加电压边缘向另一边越来越小,于是长时间的电场驱动会使得两种材料分别移向正负场强大的地方,因而聚集起来在正负极附近形成较为明显的分层。本专利技术中提到的半固定半自由型器件与自由型电致变色器件的区别是引入了固定型电致变色薄膜,分布均匀的固定型电致变色薄膜使得与之相匹配的自由型电致变色材料同样均匀地分布在对面的导电基板上,因而避免了分层现象。对于固定型电致变色器件,电致变色材料均是以薄膜状态形式存在,那么在计量电致变色材料的量上就存在一定困难,而材料的量在本质上决定了电致变色薄膜着褪色过程中所需要的电子。与此同时,一个器件的稳定性受到薄膜电极的电荷匹配性影响,因此在器件制作过程中需要考虑两种相匹配的薄膜电极的厚度、薄膜生长密度等因素,这就大大增加了电致变色器件制作的繁复程度和不确定性。在这里,我们摒弃了传统的全固定型薄膜电极,引入了自由型电致变色材料,其优点不仅在于电致变色材料的浓度可以任意调节,另外还可通过引入辅助氧化还原对来调节器件的氧化还原平衡。作为改进,电致变色电解液的组分包括:溶剂、电解质盐和电致变色制剂。作为改进,电解质盐由不少于一种盐组分组成,盐组分包括:LiClO4、LiPF6、LiCl、LiBr、LiBF4、ZnCl2、LiAsF6、LiCF3SO3、KNO3、KBrO3、KBF4、KOH、KSCN、K2Cr2O7、KCl、KCH3CO2、NH4SCN。作为改进,溶剂由不少于一种溶剂组分组成,溶剂组分包括:碳酸丙稀酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、4-甲基-1,3-二氧环戊烷、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧乙烷、1,2-二甲氧丙烷、γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯。作为改进,密封胶是紫外光固胶或热固胶。密封胶必须很好的粘附力,将两边电极隔开一个细缝,以使电致变色介质能够灌装入内,防止电致变色媒介漏出或溢出。除了以上特性,这些密封材料还需具备:1)良好的稳定性,热稳定性,紫外气候稳定性;2)不与电极上的材料有化学腐蚀作用,并且不能与电致变色介质间由化学反应;3)对水,空气又一定的隔绝作用。第一基板的外侧面或第二基板的外侧面镀高反射层,通过一面镀银能够让该变色器件具有可调节反光镜面的功效,能够用于汽车后视镜,起到防后面车辆灯光炫目的作用。作为改进,电活性材料层中包含电致变色材料。结合电致变色电解液的变色,可以提供多种变色效果。电活性材料层材料需具备以下特征:1)具有良好的光性能,如可见光区域下的低光散射率,低折射率等,高透明度;2)与第一导电材料层有着很好的附着能力;3)在空气或者器件中有着良好的稳定性和抗腐蚀能力;4)具有一定的电化学活性。这下材料包括:过渡金属,如WO3,TiO2,MoO3,NiO,V2O5,Fe2O3,Ta2O5,Cr2O3,MnO2,FeO2,CoO2,RhO2,IRO2,Nb2O5,CuO,ZnO;镧系元素,如CeO2,Nd2O3,Dy3,Er2O3;以及以上材料的二元或多元掺杂物质,如WO3-TiO2,WO3-TiO2-Li,V2O5-TiO2,V2O5-TiO2-Li,NiO-V2O5,V2O5-MnO2等;或者以上诸多材料与高分子等材料的复合物;非金属氧化物,如普鲁士蓝,硫化钨,磷酸钨,氮化铟,石墨烯,碳纳米管,聚合物掺杂金属;高分子薄膜,聚噻吩及其衍生物,聚苯胺及其衍生物,聚吡咯及其衍生物,聚咔唑及其衍生物。作为改进,第一基板和第二基板的材质为透明玻璃或透明塑料或二者的复合物。第一基板和第二基板可以使用任何透明或在可见光区域透明的材料,如石英玻璃,钠钙玻璃,硼硅酸玻璃,铅硅酸盐玻璃,铝硅酸盐玻璃,磷酸盐玻璃,浮法玻璃,天然或合成高分子玻璃,塑料,及其复合物。第一基板1通常采用厚度从0.5mm至12m本文档来自技高网...
一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/20/201410606612.html" title="一种多功能可控电致变色器件及其制作方法原文来自X技术">多功能可控电致变色器件及其制作方法</a>

【技术保护点】
一种多功能可控电致变色器件,其特征在于:所述新型多功能可控电致变色器件包括相对设置的第一基板和第二基板,所述第一基板的内侧设置有第一导电材料层和电活性材料层,所述第一导电材料层位于所述第一基板与所述电活性材料层之间,所述第二基板的内侧设置有第二导电材料层,所述第二导电材料层与所述电活性材料层的周边缘设置有密封胶,所述密封胶、所述第二导电材料层和所述电活性材料层包围形成一个空腔,所述空腔内灌装电致变色电解液。

【技术特征摘要】
1.一种多功能可控电致变色器件,其特征在于:所述新型多功能可控电致变色器件包括
相对设置的第一基板和第二基板,所述第一基板的内侧设置有第一导电材料层和电活性材料
层,所述第一导电材料层位于所述第一基板与所述电活性材料层之间,所述第二基板的内侧
设置有第二导电材料层,所述第二导电材料层与所述电活性材料层的周边缘设置有密封胶,
所述密封胶、所述第二导电材料层和所述电活性材料层包围形成一个空腔,所述空腔内灌装
电致变色电解液。
2.如权利要求1所述一种多功能可控电致变色器件,其特征在于:所述电致变色电解液
的组分包括:溶剂、电解质盐和电致变色制剂。
3.如权利要求2所述一种多功能可控电致变色器件,其特征在于:所述电解质盐由不少
于一种盐组分组成,所述盐组分包括:LiClO4、LiPF6、LiCl、LiBr、LiBF4、ZnCl2、LiAsF6、
LiCF3SO3、KNO3、KBrO3、KBF4、KOH、KSCN、K2Cr2O7、KCl、KCH3CO2、NH4SCN。
4.如权利要求2所述一种多功能可控电致变色器件,其特征在于:所述溶剂由不少于一
种溶剂组分组成,所述溶剂组分包括:碳酸丙稀酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、
碳酸二乙酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、4-甲基-1,3-二氧环戊烷、二甲
氧甲烷、1,2-二甲氧乙烷、1,2-二甲氧丙烷、γ-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯。
5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:李梅郑建明徐春叶
申请(专利权)人:合肥博一环保科技有限公司
类型:发明
国别省市:安徽;34

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