柔性电致变色器件制造技术

本实用新型专利技术涉及电致变色玻璃领域，公开了一种柔性电致变色器件，该柔性电致变色器件包括依次层叠的第一基底层(1)、金属网格层(2)、钝化层(3)、电致变色层(4)、离子传导层(5)、离子存储层(6)、透明导电层(7)、第二基底层(8)；其中，所述钝化层(3)为电导率为500S/cm以上的有机材料层，所述第一基底层(1)和所述第二基底层(8)均为柔性基底层。本实用新型专利技术的柔性电致变色器件具有良好的循环稳定性并且颜色变化均匀。

【技术实现步骤摘要】
柔性电致变色器件
本技术涉及电致变色玻璃领域，具体涉及一种柔性电致变色器件。
技术介绍
在可穿戴设备和其他未来
，从机器人皮肤、生物识别设备、人机界面和能源设备，到软电子设备和光电设备，为了实现这些应用，迫切需要开发柔性、轻便、低功耗和廉价的可变形电子器件。电致变色器件(EC器件)具有宽照明角度、高角度对比度、高扩散反射特性、高视角、良好的着色记忆效果等特点，并且具有低功耗和与柔性衬底的兼容性的特性，在柔性显示器中具有巨大的潜力。柔性EC器件的一般结构为：基底、透明导电层(TCE层)、电致变色层(EC层)、离子传导层、离子储存层(IC层)、透明导电层(TCE层)、基底。TCE层最广泛使用的是铟锡氧化物(ITO)和含氟氧化锡(FTO)。然而，由于其脆弱的特性不适用于柔性设备的应用。通过在基底上用柔性TCE层，如导电聚合物、碳纳米管、石墨烯、金属纳米线和金属栅格等，可代替刚性ITO或FTO玻璃，利用金属网格或金属纳米线做电极时，由于界面电阻和横向电荷输运的不均匀性，表现为显示缓慢且不均匀的电致变色切换(起霜效应)，表面电阻的差异导致靠近金属网格线的区域响应快于靠近网格中心的区域，导致EC器件存在电化学和机械方面的循环稳定性问题，限制了EC器件的应用，目前有利用石墨烯层封装金属网格电极的方法可以改善其循环稳定性，但封装过程复杂且成本昂贵。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术存在的电致变色器件循环稳定性问题，提供一种新型柔性电致变色器件，该柔性电致变色器件具有良好的循环稳定性并且颜色变化均匀。为了实现上述目的，本技术提供一种柔性电致变色器件，该柔性电致变色器件包括依次层叠的第一基底层、金属网格层、钝化层、电致变色层、离子传导层、离子存储层、透明导电层、第二基底层；其中，所述钝化层为电导率为500S/cm以上的有机材料层，所述第一基底层和所述第二基底层均为柔性基底层。优选地，所述钝化层为PEDOT:PSS层。优选地，所述钝化层的厚度为10nm-200nm。优选地，所述金属网格层为金属纳米线层或金属网格材料层；所述金属网格层的材料选自银、金、铝、铜、镍、钼、钨、铱、铑、钌、铂、钴、钯、铬、钛和不锈钢中的一种或多种。优选地，所述金属网格层的厚度为100-1000nm。优选地，所述第一基底层和所述第二基底层分别选自聚乙烯层、聚对苯二甲酸乙二酯层、聚乙烯亚胺层、聚酰亚胺层、聚丙烯层、聚碳酸酯层、聚氨酯层、聚二甲基硅氧烷层、基于纤维素酯的塑料层和聚丙烯腈层中的一种或多种。优选地，所述电致变色层的材料为欠氧氧化钨、氧化钨、氧化铌、氧化钛(TiO2)、氧化钼、氧化铜、氧化铬、氧化锰、氧化钒、氧化钴、氧化镍中的一种或多种。优选地，所述离子传导层的材料为Li2O、Li2O2、Li3N、LiI、LiF、SiO2、Al2O3、Nb2O3、LiTaO3、LiNbO3、La2TiO7、Li2WO4中的一种或多种。优选地，所述离子存储层包括存储介质和离子源。更优选地，所述存储介质为氧化钒、氧化铬、氧化锰、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铱、氧化镍钨、氧化镍钒、氧化镍钛、氧化镍铌、氧化镍钼、氧化镍钽等材料中的一种或多种。更优选地，所述离子源为氢离子源、锂离子源、钠离子源、钾离子源、镁离子源中的一种或多种。优选地，所述透明导电层选自金属氧化物、掺杂金属氧化物、导电的透明氮化物、透明的金属或合金中的一种，或选取与金属网格层相同或不同的金属网格。优选地，所述第一基底层和所述第二基底层的厚度分别为0.1-5mm。优选地，所述电致变色层的厚度为100nm-600nm。优选地，所述离子传导层的厚度为10-50nm。优选地，所述离子存储层的厚度为100-500nm。优选地，所述透明导电层的厚度为10-1000nm。通过上述技术方案，金属网格层在涂覆钝化后，所得的复合膜层仍保留其原有的金属网格结构。金属网格层的金属颗粒或纳米线均被钝化层涂覆，可隔绝金属网格层接触湿气与水汽，提升了金属网格层的封装效果，保证电致变色器件的电化学稳定性。由于钝化层具有高导电性的特性，能够桥接混合膜中的银颗粒之间的空隙其可以改善导电性，并且有效抑制起霜效应，从而制得具有良好的循环稳定性并且颜色变化均匀的柔性电致变色器件。附图说明图1是本技术提供的柔性电致变色器件的结构示意图。附图标记说明1、第一基底层12、金属网格层3、钝化层4、电致变色层5、离子传导层6、离子存储层7、透明导电层8、第二基底层具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本技术提供的一种柔性电致变色器件，如图1所示，该柔性电致变色器件包括依次层叠的第一基底层1、金属网格层2、钝化层3、电致变色层4、离子传导层5、离子存储层6、透明导电层7、第二基底层8；其中，所述钝化层3为电导率为500S/cm以上的有机材料层，所述第一基底层1和所述第二基底层8均为柔性基底层。根据本技术，所述第一基底层1和所述第二基底层8均为柔性基底层，例如可以为聚乙烯层、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)层、聚乙烯亚胺(PEI)层、聚酰亚胺(PI)层、聚丙烯(PP)层、聚碳酸酯(PC)层、聚氨酯(PU)层、聚二甲基硅氧烷(PDMS)层、基于纤维素酯的塑料层(例如纤维素三乙酸酯层)和聚丙烯腈层中的一种或多种。作为所述第一基底层1和所述第二基底层8的厚度，可以分别为0.1-5mm，优选为0.1-1.0mm。根据本技术，所述金属网格层2作为电极，可以为金属纳米线层或金属网格材料层。所为金属网格层2使用的金属，可以为金属或者金属合金，例如可以选自银、金、铝、铜、镍、钼、钨、铱、铑、钌、铂、钴、钯、铬、钛和不锈钢中的一种或多种。作为金属网格层2中的金属网格图案最小重复单位的形状，可以为长方形、正方形、菱形、五边形、六边形等，上述形状可以为规则的或者近似规则的，优选为规则的。作为金属网格层2的厚度，例如可以为100-1000nm，优选为200-400nm。所述金属网格电极2可以采用现有的能够用于形成金属网格电极的方法形成，例如可采用真空蒸镀、磁控溅射、电子束蒸发等方法沉积形成。金属网格层2可以用金属纳米线油墨形成，其中的金属纳米线线宽为6μm以下，线宽间距为100μm以下。根据本技术，所述钝化层3为电导率为500S/cm以上的有机材料层即可，例如可以为电导率为500S/cm以上的聚合物层，其中优选电导率为500S/cm以上聚苯乙烯磺酸层。根据本技术一个优选的实施方式，所述钝化层3使用PEDOT:PSS层，即聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)层。作为所述PEDOT:PSS的制备方法，可以采用现有的能够用于制备PEDOT:PSS的各种方法，例如化学氧化法。作为上述化学氧化法合成PEDOT:PSS的实例，可以包括如下步骤：将聚对苯乙烯磺酸钠溶解于一定量的去离子水中，向其中滴加入EDOT单体(3,4-亚乙二氧基噻吩单体)，缓慢搅拌5min。滴加盐酸控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性电致变色器件，其特征在于，该柔性电致变色器件包括依次层叠的第一基底层(1)、金属网格层(2)、钝化层(3)、电致变色层(4)、离子传导层(5)、离子存储层(6)、透明导电层(7)、第二基底层(8)；其中，所述钝化层(3)为电导率为500S/cm以上的有机材料层，所述第一基底层(1)和所述第二基底层(8)均为柔性基底层。

【技术特征摘要】
1.一种柔性电致变色器件，其特征在于，该柔性电致变色器件包括依次层叠的第一基底层(1)、金属网格层(2)、钝化层(3)、电致变色层(4)、离子传导层(5)、离子存储层(6)、透明导电层(7)、第二基底层(8)；其中，所述钝化层(3)为电导率为500S/cm以上的有机材料层，所述第一基底层(1)和所述第二基底层(8)均为柔性基底层。2.根据权利要求1所述的柔性电致变色器件，其特征在于，所述钝化层(3)为PEDOT:PSS层。3.根据权利要求1所述的柔性电致变色器件，其特征在于，所述钝化层(3)的厚度为10nm-200nm。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的柔性电致变色器件，其特征在于，所述金属网格层(2)为金属纳米线层或金属网格材料层；所述金属网格层(2)的材料选自银、金、铝、铜、镍、钼、钨、铱、铑、钌、铂、钴、钯、铬、钛和不锈钢中的一种。5.根据权利要求1-3中任意一项所述的柔性电致变色器件，其特征在于，所述金属网格层(2)的厚度为100-1000nm。6.根据权利要求1-3中任意一项所述的柔性电致变色器件，其特征在于，所述第一基底层(1)和所述第二基底层(8)分别选自聚乙烯层、聚对苯二甲酸乙二酯层、聚乙烯亚胺层、聚酰亚胺层、聚丙烯层、聚碳酸酯层、聚氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝艺，郑权，王丽红，李青，李媚寰，周波，王世岚，李瑞佼，
申请(专利权)人：东旭科技集团有限公司，东旭集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11