CN103901692B - 电致变色结构 - Google Patents
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Abstract
一种电致变色结构，包含一个第一导电单元、一个电致变色单元，及一个第二导电单元，该电致变色单元是夹设于该第一导电单元及该第二导电单元间。该第一导电单元包括一个第一基板、一个形成于该第一基板表面的第一透明导电层、多条分布于该第一透明导电层表面的第一金属导线，及对应盖覆于所述第一金属导线的第一绝缘层，且该第一绝缘层不完全遮盖该第一透明导电层。本发明通过所述第一金属导线的设置，有效地增加该第一透明导电层的导电性，进而提升该第一电致变色层的变色速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种电致变色结构，特别是涉及一种可提升变色速度的电致变色结构。
背景技术
电致变色材料是利用材料的光学属性(例如：反射率、穿透率、吸收率等)，在外加电场的作用下发生稳定且具有可逆性的颜色变化反应。而电致变色的原理则是通过电致变色材料在外加电场的作用下发生氧化还原反应，通过得、失电子的过程而使得电致变色材料产生颜色的变化。根据不同的环境与需求，电致变色材料可广泛应用于建筑业、汽车工业、航天工业等各种领域，例如作为调节室内阳光入射能量的智能型窗户、汽车的反强光照后镜、车内的天窗、静态图案广告牌、数字显示器等。
参阅图1，为一个现有的电致变色结构，包含一个第一基板11、一个第一透明导电层12、一个电致变色层13、一个电解质层14、一个第二基板15，及一个第二透明导电层16，该第一透明导电层12及该第二透明导电层16分别形成于该第一基板11及该第二基板15的表面，且该电致变色层13与该电解质层14分别夹设于该第一透明导电层12与该第二透明导电层16间。当在该第一透明导电层12与该第二透明导电层16间施予一个电压时，通过该第一透明导电层12提供的电子以及该电解质层14提供的离子，便可使该电致变色层13进行氧化还原反应而产生颜色的变化。
然而，该电致变色层13的颜色变化速度与电子扩散进入该电致变色层13的速度有关，若是应用于大面积的电致变色装置，电子要扩散至整个电致变色层13的时间也就越长，进而导致大面积的电致变色装置容易产生变色速度缓慢及均匀性不佳等问题，造成实际应用上的不便。再者，现有的电致变色装置大多会使用玻璃作为基板，于实际使用时，常会受限于基板的材质而无法任意弯折，使其用途受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以增加电子的传递效率并有效地缩短变色时间的电致变色结构。
本发明电致变色结构，包含一个第一导电单元、一个电致变色单元，及一个第二导电单元。
该第一导电单元包括一个第一基板、一个形成于该第一基板表面的第一透明导电层、多条分布于该第一透明导电层表面的第一金属导线，及对应盖覆于所述第一金属导线的第一绝缘层，且该第一绝缘层不完全遮盖该第一透明导电层。
该电致变色单元，包括一个设置于该第一透明导电层的第一电致变色层，及一个形成于该第一电致变色层表面的电解质层。
该第二导电单元是盖设于该电致变色单元远离该第一导电单元的表面，包括一个第二基板，及一个形成于该第二基板的表面并与该电致变色单元相连接的第二透明导电层。
本发明的电致变色结构，该第二导电单元还包括多条分布于该第二透明导电层远离该第二基板的表面的第二金属导线，及对应盖覆所述第二金属导线的第二绝缘层，且该第二绝缘层不完全遮盖该第二透明导电层。
本发明的电致变色结构，该电致变色单元还包括一个形成于该电解质层表面的第二电致变色层，且该第二电致变色层是与该第二透明导电层的表面相连接。
本发明的电致变色结构，该电致变色单元还包括一个形成于该电解质层表面的第二电致变色层，且该第二电致变色层与该第二透明导电层的表面及该第二绝缘层的表面相连接。
本发明的电致变色结构，所述第一金属导线及所述第二金属导线的材料分别选自：金、银、铜、铝，及前述材料的一个组合。
本发明的电致变色结构，所述第一金属导线及所述第二金属导线可分别为间隔排列或呈网状交错排列，且任两相邻的第一金属导线的间距为20mm至600mm，任两相邻的第二金属导线的间距为20mm至600mm。
本发明的电致变色结构，该第一绝缘层及该第二绝缘层的材料分别选自：光固化胶、热固化胶、环氧树脂胶、非导电性固化胶，及前述材料的一个组合。
本发明的电致变色结构，该第一基板及该第二基板选自：聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、丙烯酸，及前述材料的一个组合。
本发明的有益效果在于：通过该第一金属导线或该第二金属导线缩短电子传递的路径，可以增加电子的传递效率并有效地缩短变色时间。
附图说明
图1是现有电致变色结构的剖视示意图；
图2是本发明第一较佳实施例的剖视示意图；
图3是本发明第二较佳实施例的剖视示意图；
图4是本发明第三较佳实施例的剖视示意图；
图5是本发明第四较佳实施例的剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
在本发明被详细描述前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。
参阅图2，本发明电致变色结构的第一较佳实施例包含一个第一导电单元2、一个电致变色单元3，及一个第二导电单元4。
该第一导电单元2包括一个透明的第一基板21、一个形成于该第一基板21表面的第一透明导电层22、多条分布于该第一透明导电层22远离该第一基板21的表面的第一金属导线23，及对应盖覆于所述第一金属导线23的第一绝缘层24，且该第一绝缘层24不完全遮盖该第一透明导电层22。
该第一基板21为可挠性或非可挠性材料。其中，可挠性材料是由高分子材料所制成，该高分子材料可选自：聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、丙烯酸，及前述材料的一个组合。而非可挠性材料则可为玻璃或压克力板。
该第一透明导电层22可由任何具有导电性且可透光的金属、金属合金或金属氧化物所制成。较佳地，该第一透明导电层22的材料是选自：氧化锡、氧化铟锡、氧化锑锡、氧化锌，及前述材料的一个组合。于该第一较佳实施例中，该第一透明导电层22的材料是氧化铟锡并经由溅镀的方式形成于该第一基板21的表面。
所述第一金属导线23是选用低电阻值的金属材料，较佳地，所述第一金属导线23的材料是选自：金、银、铜、铝，及前述材料的一个组合。所述第一金属导线23可利用喷印或网印的方式形成于该第一透明导电层22的表面，可为间隔排列或呈网状交错排列，且任两相邻的第一金属导线的间距为20mm至600mm。
该第一绝缘层24是由耐溶剂性及抗腐蚀性佳的高分子材料所构成，较佳地，该第一绝缘层24是选自：光固化胶、热固化胶、环氧树脂胶、非导电性固化胶，及前述材料的一个组合。利用该第一绝缘层24的设置，可防止后续制成元件时，因电解质的渗透而造成所述第一金属导线23腐蚀、氧化而剥落的问题。
该电致变色单元3，包括一个设置于该第一透明导电层22表面及该第一绝缘层24表面的第一电致变色层31，及一个形成于该第一电致变色层31远离该第一透明导电层22的表面的电解质层32。
该第一电致变色层31的材料选自：金属氧化物、过渡金属氰化物、导电有机高分子，及前述材料的一个组合。其中，该金属氧化物选自：氧化钨、氧化镍、氧化铜、氧化钼、氧化钒、氧化钛、氧化铯、氧化铌、水合氧化锌，及前述材料的一个组合；该过渡金属氰化物选自：普鲁士蓝、六氰铁酸铁、六氰铁酸铟、六氰铁酸铜、六氰铁酸镍，及前述材料的一个组合；该导电有机高分子选自：聚(3,4-乙烯基二氧基噻吩)、聚噻吩、聚苯胺、聚砒咯、双嘧啶、紫精，及前述材料的一个组合。
该电解质层32可为液态、胶态，或固态等形式，于该第一较佳实施例中，该电解质层32是胶态的形式且由有机溶剂、高分子材料、碳酸丙烯，及一个可解离出离子的盐类混合而成，其中，该有机溶剂选自：四氢呋喃、二氯甲烷、乙醇、氯仿，及前述材料的一个组合；该高分子材料选自：聚甲基丙烯酸甲脂、聚苯乙烯，及前述材料的一个组合；该可解离出的离子选自：氢离子、锂离子、钠离子、钾离子，及前述材料的一个组合。
该第二导电单元4是盖设于该电致变色单元3远离该第一导电单元2的表面，包括一个第二基板41，及一个形成于该第二基板41表面并与该电解质层32相连接的第二透明导电层42。
该第二基板41所选用的材料及特性与该第一基板21相同，该第二透明导电层42所选用的材料及特性与该第一透明导电层22相同，因此不再多加赘述。
参阅图3，本发明电致变色结构的第二较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，不同处在于该第二较佳实施例中，该电致变色单元3还包括一个形成于该电解质层32的表面，且与该第二透明导电层42的表面相连接的第二电致变色层33，该第二电致变色层33所选用的材料及特性则与该第一电致变色层31相同。
参阅图4，本发明电致变色结构的第三较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，不同处在于该第三较佳实施例中，该第二导电单元4还包括多条分布于该第二透明导电层42远离该第二基板41的表面的第二金属导线43，及对应盖覆于所述第二金属导线43的第二绝缘层44，且该第二绝缘层44不完全遮盖该第二透明导电层42。所述第二金属导线43所选用的材料及特性与所述第一金属导线23相同，该第二绝缘层44所选用的材料及特性与该第一绝缘层24相同。
参阅图5，本发明电致变色结构的第四较佳实施例包含一个第一导电单元2、一个电致变色单元3，及一个第二导电单元4，该电致变色单元3是夹设于该第一导电单元2与该第二导电单元4间。该第四较佳实施例中所有元件材料及特性皆与前述的实施例相同，因此不再多加赘述。
该第一导电单元2包括一个透明的第一基板21、一个形成于该第一基板21表面的第一透明导电层22、多条分布于该第一透明导电层22远离该第一基板21的表面的第一金属导线23，及对应盖覆于所述第一金属导线23的第一绝缘层24，且该第一绝缘层24不完全遮盖该第一透明导电层22。
该电致变色单元3，包括一个设置于该第一透明导电层22表面及该第一绝缘层24表面的第一电致变色层31、一个形成于该第一电致变色层31表面的电解质层32，及一个形成于该电解质层32远离该第一透明导电层22的表面的第二电致变色层33。
该第二导电单元4是盖设于该第二电致变色层33的表面，包括一个第二基板41，以及依序形成于该第二基板41邻近该第二电致变色层33的表面的一个第二透明导电层42、多条分布于该第二透明导电层42远离该第二基板41的表面的第二金属导线43，及对应盖覆于所述第二金属导线43的第二绝缘层44，且该第二绝缘层44不完全遮盖该第二透明导电层42。该第二电致变色层33是与该第二透明导电层42的表面及该第二绝缘层44的表面相连接。
当该电致变色结构完成封装贴合后，对该第一透明导电层22及该第二透明导电层42间施予一个电压，而产生一个电位差，此时该第一透明导电层22及该第二透明导电层42所提供的电子以及该电解质层32所提供的离子，将会扩散迁入或迁出该第一电致变色层31及该第二电致变色层33，使其发生氧化还原反应，进而改变该第一电致变色层31及该第二电致变色层33的光学特性而产生颜色的变化，以达到该电致变色结构着色或去色的效果。
本发明电致变色结构分别利用所述第一金属导线23及该第二金属导线43用于增加该第一透明导电层22及该第二透明导电层42的导电性，使电子能快速传递，进而提升该第一电致变色层31及该第二电致变色层33的变色速度，而该第一绝缘层24及该第二绝缘层44的设置是分别为了防止所述第一金属导线23及该第二金属导线43因长时间使用造成氧化，或是避免其与该电解质层32接触而发生氧化或腐蚀的情形。
综上所述，本发明通过所述第一金属导线23或该第二金属导线43缩短电子传递的路径，在获得适当的电压驱动下，驱动电子迁入该第一电致变色层31或该第二电致变色层33而进行电化学反应，可有效地提升该第一电致变色层31或该第二电致变色层33的变色速率，进而呈现出高稳定性及均匀性佳的变色效果，而更适合应用于大面积的电致变色装置，所以确实能达成本发明的目的。
Claims (8)
1.一种电致变色结构，包含：
一个第一导电单元，包括一个第一基板、一个形成于该第一基板表面的第一透明导电层；
一个电致变色单元，包括一个设置于该第一透明导电层的第一电致变色层，及一个形成于该第一电致变色层表面的电解质层；及
一个第二导电单元，盖设于该电致变色单元远离该第一导电单元的表面，包括一个第二基板，及一个形成于该第二基板的表面并与该电致变色单元相连接的第二透明导电层，
其特征在于：该第一导电单元还包括多条分布于该第一透明导电层表面的第一金属导线，及对应盖覆于所述第一金属导线的第一绝缘层，且该第一绝缘层不完全遮盖该第一透明导电层；所述第一金属导线为间隔排列或呈网状交错排列。
2.根据权利要求1所述的电致变色结构，其特征在于：该第二导电单元还包括多条分布于该第二透明导电层远离该第二基板的表面的第二金属导线，及对应盖覆所述第二金属导线的第二绝缘层，且该第二绝缘层不完全遮盖该第二透明导电层。
3.根据权利要求1所述的电致变色结构，其特征在于：该电致变色单元还包括一个形成于该电解质层表面的第二电致变色层，且该第二电致变色层是与该第二透明导电层的表面相连接。
4.根据权利要求2所述的电致变色结构，其特征在于：该电致变色单元还包括一个形成于该电解质层表面的第二电致变色层，且该第二电致变色层与该第二透明导电层的表面及该第二绝缘层的表面相连接。
5.根据权利要求2所述的电致变色结构，其特征在于：所述第一金属导线及所述第二金属导线的材料分别选自：金、银、铜、铝，及前述材料的一个组合。
6.根据权利要求2所述的电致变色结构，其特征在于：所述第二金属导线为间隔排列或呈网状交错排列，且任两相邻的第一金属导线的间距为20mm至600mm，任两相邻的第二金属导线的间距为20mm至600mm。
7.根据权利要求2所述的电致变色结构，其特征在于：该第一绝缘层及该第二绝缘层的材料分别选自：光固化胶、热固化胶、环氧树脂胶、非导电性固化胶，及前述材料的一个组合。
8.根据权利要求1所述的电致变色结构，其特征在于：该第一基板及该第二基板选自：聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、丙烯酸，及前述材料的一个组合。
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