CN107991820A - 一种可独立控制电致变色层的电致变色器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可独立控制电致变色层的电致变色器件，包括两个电极片、设置在两个电极片中间的电解质层和用来封装电解质层的封边；所述电极片包括基底，设置在基底一侧的电极层，设置在电极层外侧的电致变色层；所述电极层包括主电极区，至少一个电极片上的电极层上还设有与主电极区相互隔离的辅电极区；各电极区均有电极外引线与外部电源相连通；在电极层的主电极区上设有电致变色层；所述电解质层设置在两个电极片之间，并通过两个电极片的基底之间的一圈封边封装。本发明解决了具有两个同极电致变色层的电致变色器件无法使两个电致变色层都褪色和具有两个异极电致变色层的电致变色器件无法使单个电致变色层独立着色和褪色的问题。

Description

一种可独立控制电致变色层的电致变色器件

技术领域

本发明属于电致变色器件技术领域，特别涉及一种可独立控制电致变色层的电致变色器件。

背景技术

电致变色是指材料的颜色、透过率、反射率、吸收率等光学属性在外加电场的作用下发生稳定、可逆变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色特性的材料称为电致变色材料，与电源阴极相连时着色而与电源阳极相连时褪色的材料称为阴极变色材料，与电源阳极相连时着色而与电源阴极相连时褪色的材料称为阳极变色材料。用电致变色材料制成的具有电致变色功能的结构称为电致变色器件。目前，电致变色器件主要有四种结构形式：第一种结构组合层为“基底──电极层──电致变色层──电解质层──离子储存层──电极层──基底”结构；第二种结构组合层为“基底──电极层──电致变色层──电解质层──电致变色层──电极层──基底”结构；第三种结构组合层为“基底──电极层──电致变色层──电解质层──电极层──基底”结构；第四种结构组合层为“基底──电极层──电致变色层──电极层──基底”结构。

现有“基底──电极层──电致变色层──电解质层──电致变色层──电极层──基底”结构电致变色器件，当两个电致变色层同为阴极电致变色层或同为阳极电致变色层时，将两侧电极层同时各自连通直流电源的正负极，只能使一个电致变色层着色而使另一个电致变色层褪色，但无法使两个电致变色层都褪色；当两个电致变色层分别为阴极电致变色层和阳极电致变色层时，将两侧电极层同时各自连通直流电源的正负极，只能使两个电致变色层同时着色和同时褪色，但无法使单个电致变色层独立着色和褪色。产生前述的两个电致变色层无法都褪色或单个电致变色层无法独立着色和褪色问题的原因在于：两侧电极层互为唯一的对偶电极层，而任意一侧电致变色层如要进行着色或褪色，须以本侧电极层和对侧对偶电极层同时各自连通直流电源的正负极为前提，而这又必然导致对侧对偶电极层上的电致变色层不可避免地产生变色。这一问题的存在，在一定程度上影响了电致变色技术在光学、显示、安全等领域的推广应用。

发明内容

为了解决背景技术所提到的问题，本发明提供一种具有两个电致变色层且可独立控制电致变色层的电致变色器件。

本发明是通过如下技术方案实现的，一种可独立控制电致变色层的电致变色器件，包括两个覆有电致变色层的电极片、设置在两个电极片中间的电解质层和用来封装电解质层的封边；其特征在于：

所述电极片包括基底，设置在基底一侧的电极层，设置在电极层外侧的电致变色层；

所述电极层包括主电极区，至少一个电极片上的电极层上还设有与主电极区相互隔离的辅电极区；各电极区均有电极外引线与外部电源相连通；在电极层的主电极区上设有电致变色层；

所述电解质层设置在两个电极片之间，并通过两个电极片的基底之间的一圈封边封装。

进一步地：所述两个电致变色层是同极电致变色层或异极电致变色层。

进一步地：所述电致变色器件是透射型电致变色器件或反射型电致变色器件。

进一步地：所述基底、电极层、电解质层均是透明的，所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层。

进一步地：在一侧电极片的基底为反光材质，另一侧电极片的基底和两个电极片的导电材料均为透明材质，所有电致变色层均是由电致变色材料制成的在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。

进一步地：一侧电极片的电极层为反光材质，另一侧基底是透明的材质，另一侧的电极层是由导电材料制成的透明导电膜层；所有电致变色层均是由电致变色材料制成的在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。

进一步地：所述电极片上的主电极区和/或辅电极区有两条或两条以上电极外引线与外部电源相连通，各区的外引线分散布置。

本发明还提供了一种用于可独立控制电致变色层的电致变色器件的一层电极两区单面电极片，其特征是：包括基底和基底一侧上的一层电极层以及电极外引线；

所述电极层包括相互隔离的主电极区和辅电极区；主电极区和辅电极区通过各自相应的电极外引线与外部电源连接。

进一步地：每个主电极区至少具有一条主区电极外引线，每个辅电极区至少具有一条辅区电极外引线。

进一步地：在所述电极层的主电极区外覆有电致变色层或离子储存层。

与现有技术相比，本发明的优点是：解决了具有两个同极电致变色层的电致变色器件无法使两个电致变色层都褪色和具有两个异极电致变色层的电致变色器件无法使单个电致变色层独立着色和褪色的问题。本发明的电致变色器件可以用于制作眼镜、汽车后视镜、遮阳板等物品。

附图说明

图1是本发明整体结构图；

图2是电极片结构示意图。

图中序号说明：1为电极片I，2为电极片II，11为基底I、12为电极层I、120为间隙、121为辅电极区、122为主电极区、13为电致变色层I、15为主区电极外引线I、16为辅区电极外引线I，21为基底II、22为电极层II、23为电致变色层II、25为主区电极外引线II、26为辅区电极外引线II，3为封边，4为电解质层。

具体实施方式

结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，以下说明的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示为本发明一种可独立控制电致变色层的电致变色器件，包括两个覆有电致变色层的电极片I 1和电极片II 2、设置在两个电极片中间的电解质层4和用来封装电解质层的封边3；

所述电极片I包括基底I11，设置在基底一侧的电极层I12，设置在电极层外侧（远离基底的一侧）的电致变色层I13；

与之对应地，所述电极片II包括基底II21，设置在基底一侧的电极层II22，设置在电极层外侧（远离基底的一侧）的电致变色层II23；

所述电极层（指电极层I和/或II，以电极层I为例）包括主电极区122，至少一个电极片上的电极层上还设有与主电极区相互隔离的辅电极区121，所述隔离是指主电极区和辅电极区之间由间隙或者填充物隔开，相互之间不导电，该间隙或填充物在满足不导电的情况下可以很小，可以小至肉眼不能分辨的程度，从而提高整体的视觉感受；各电极区均有电极外引线与外部电源相连通，即主区电极外引线I15和/或主区电极外引线II25以及辅区电极外引线I16和/或辅区电极外引线II26；在电极层的主电极区上设有电致变色层；

所述电解质层设置在两个电极片之间，并通过两个电极片的基底之间的一圈封边封装。构成封边的封装材料粘接在两电极片的基底上，将两基底之间的电极片、电致变色层和电解质层封装起来，可以有效提高本发明的使用性能和寿命。

优选地：所述两个电致变色层是同极电致变色层或异极电致变色层。所述同极电致变色层，是指两个电致变色层同为阴极电致变色层或同为阳极电致变色层；所述异极电致变色层，是指两个电致变色层分别为阴极电致变色层和阳极电致变色层。

优选地：所述电致变色器件是透射型电致变色器件或反射型电致变色器件。

优选地：所述基底、电极层、电解质层均是透明的，所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层。也就是说所有基底均是透明的基础构件，所有电极层均是由导电材料制成的透明导电膜层，所有电致变色层均是由电致变色材料制成的在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。

优选地：在一侧电极片的基底为反光材质，可以是基底本身具有反光性质也可以是在基底上涂覆有一层反光材质，所述反光既可以是反射可见光也可以是反射不可见光等，另一侧电极片的基底和两个电极片的导电材料均为透明材质，所有电致变色层均是由电致变色材料制成的在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。

优选地：一侧电极片的电极层为反光材质，如130nm以上厚度的金片等，另一侧基底是透明的材质，另一侧的电极层是由导电材料制成的透明导电膜层；所有电致变色层均是由电致变色材料制成的在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。

优选地：所述电极片上的主电极区和/或辅电极区有两条或两条以上电极外引线与外部电源相连通，各区的外引线分散布置。也就是说，任意的一个或多个电极分区可以具有两条或两条以上的外引线，如有多条，则该分区所有的外引线沿周边分布设置，例如沿相对的两边设置，该设置方式可以提高该分区的变色速度，使变色效果更加均匀。

如图2所示为本发明一种用于可独立控制电致变色层的电致变色器件的一层电极两区单面电极片，包括基底，在基底一侧设有一层电极层，该电极层设有与外部电源电连接的引线；

所述电极层上设有相互隔离的主电极区和辅电极区，通常辅电极区的面积大大小于主电极区的面积，主电极区和辅电极区之间相互隔离，所述隔离是指主电极区和辅电极区之间由间隙或者填充物隔开，相互之间不导电；该间隙或填充物在满足不导电的情况下可以很小，可以小至肉眼不能分辨的程度，从而提高整体的视觉感受，主电极区和辅电极区通过各自相应的电极外引线与外部电源连接或通过控制器与外部电源连接。

优选地：所述电极层是由导电材料制成的膜层；每个主电极区至少具有一条主区电极外引线，每个辅电极区至少具有一条辅区电极外引线。

优选地：在所述电极层的主电极区外覆有电致变色层或离子储存层。

实施例1

本实施例所述的可独立控制电致变色层的电致变色器件，由如图1所示，由两个覆有电致变色层的电极片、电解质层和封边组成。所述两个覆有电致变色层的电极片中，一个电极片是覆有电致变色层的一层电极两区单面电极片，另一个电极片是覆有电致变色层的一层电极单区单面电极片。所述可独立控制电致变色层的电致变色器件可以具有平面或非平面形状。

所述覆有电致变色层的一层电极两区单面电极片，是指在一层电极两区单面电极片上的电极层上覆有电致变色层的电致变色器件专用电极片。

所述一层电极两区单面电极片，是指由基底和基底一侧上的一层电极层以及电极外引线组成的电致变色器件专用电极片。一层电极两区单面电极片上的电极层被划分为主电极区和辅电极区两类工作区，主电极区和辅电极区之间被间隙隔开而形成断路。主电极区和辅电极区均与各自的电极外引线连接，分别为：与主电极区相连的主区电极外引线以及与辅电极区相连的辅区电极外引线。

所述覆有电致变色层的一层电极两区单面电极片，其上的电致变色层仅覆盖在主电极区上，不覆盖在辅电极区上。

所述所有间隙均为肉眼可辨识或不可辨识的分隔带。

所述覆有电致变色层的一层电极单区单面电极片，是指在一层电极单区单面电极片上的电极层上覆有电致变色层的电致变色器件专用单面电极片。

所述一层电极单区单面电极片，是指由基底和依次敷设在基底一侧上的一层单区电极层以及主区电极外引线组成的电致变色器件专用单面电极片。

所述电解质层夹在两个覆有电致变色层的单面电极片之间，两个覆有电致变色层的单面电极片通过两个基底之间的一圈封边连成一体。所述电极外引线延伸至基底和封边范围以外，可与外部电源连接以便为电致变色器件供电。

本实施例所述的可独立控制电致变色层的电致变色器件可以制成透射型电致变色器件或反射型电致变色器件。

对于透射型电致变色器件，对于透射型电致变色器件，所述基底、电极层、电解质层均是透明的，所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层。

对于反射型电致变色器件，器件中任意一个基底或电极层可以为反射面，在反射面朝向电解质层的一侧，除反射面以外的其他各层，包括基底，均是透明的，所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层。

所述基底由基底构件制成。所述电极层采用导电材料制成。所述电致变色层采用电致变色材料制成。所述电解质层由电解质体系制成。

所述透明基底构件的实例包括但不限于玻璃、树脂、透明塑料薄膜。所述可以作为反射面的基底构件的实例包括但不限于抛光金属板、镀反射层的玻璃。所述透明的导电材料的实例包括但不限于氧化铟、氧化锡、氧化锌、锡掺杂的氧化铟、氟掺杂的氧化锡、锑掺杂的氧化锡、纳米银、碳纳米管。所述可以作为反射面的导电材料的实例包括但不限于130nm以上厚度的金膜。所述电致变色材料的实例包括但不限于氧化钨、氧化钼、氧化钛、紫罗碱、稀土酞菁、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其衍生物。所述电解质体系的实例包括但不限于含锂盐的聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧乙烯/LiCl。

当所述可独立控制电致变色层的电致变色器件具有两个同极电致变色层时，将两侧电极片上的主区电极外引线分别与直流电源的两极交替连通可使两个电致变色层交替着色和褪色。在一层电极两区单面电极片上的电致变色层褪色而一层电极单区单面电极片上的电致变色层着色的状态下，将一层电极两区单面电极片上的辅区电极外引线和一层电极单区单面电极片上的主区电极外引线分别与直流电源的两极连通，可使一层电极单区单面电极片上的电致变色层褪色。

当所述可独立控制电致变色层的电致变色器件具有两个异极电致变色层时，将两侧电极片上的外引线分别与直流电源的两极交替连通可使两个电致变色层同时着色和褪色。将一层电极两区单面电极片上的辅区电极外引线和一层电极单区单面电极片上的主区电极外引线分别与直流电源的两极连通，可使一层电极单区单面电极片上的电致变色层独立地着色或褪色。

实施例2

本实施例所述的可独立控制电致变色层的电致变色器件，是指由两个覆有电致变色层的电极片、电解质层和封边组成的，可使两侧同极电致变色层都能褪色或可使两侧异极电致变色层中的至少一个电致变色层能独立变色的电致变色器件。所述两个覆有电致变色层的电极片是两个覆有电致变色层的一层电极两区单面电极片。所述可独立控制电致变色层的电致变色器件可以具有平面或非平面形状。

所述覆有电致变色层的一层电极两区单面电极片，与实施例1中的覆有电致变色层的一层电极两区单面电极片相同。

所述覆有电致变色层的一层电极两区单面电极片，是指在一层电极两区单面电极片上的电极层上覆有电致变色层的电致变色器件专用电极片。

所述一层电极两区单面电极片，是指由基底和基底一侧上的一层电极层以及电极外引线组成的电致变色器件专用电极片。一层电极两区单面电极片上的电极层被划分为主电极区和辅电极区两类工作区，主电极区和辅电极区之间被间隙隔开而形成断路。主电极区和辅电极区均与各自的电极外引线连接，分别为：与主电极区相连的主区电极外引线以及与辅电极区相连的辅区电极外引线。

所述覆有电致变色层的一层电极两区单面电极片，其上的电致变色层仅覆盖在主电极区上，不覆盖在辅电极区上。

所述电解质层夹在两个覆有电致变色层的单面电极片之间。两个覆有电致变色层的单面电极片通过两个基底之间的一圈封边连成一体。所述电极外引线延伸至两基底和封边范围以外，可与外部电源连接以便为电致变色器件供电。

当所述可独立控制电致变色层的电致变色器件具有两个同极电致变色层时，将两侧电极片上的主区电极外引线分别与直流电源的两极交替连通可使两个电致变色层交替着色和褪色。在任意一侧电致变色层褪色而另外一侧电致变色层着色状态下，将褪色的电致变色层所属电极片上的辅区电极外引线和着色的电致变色层所属电极片上的主区电极外引线分别与直流电源的两极连通，可使原着色的电致变色层褪色。

当所述可独立控制电致变色层的电致变色器件具有两个异极电致变色层时，将两侧电极片上的主区电极外引线分别与直流电源的两极交替连通可使两个电致变色层同时着色和褪色。将任意一侧电极片上的辅区电极外引线和另外一侧电极片上的主区电极外引线分别与直流电源的两极连通，可使主区电极外引线与电源连通的电极片上的电致变色层独立地着色或褪色。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，任何人员均可能根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明的原理所作的任何修改，都应当被认为处于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可独立控制电致变色层的电致变色器件，包括两个覆有电致变色层的电极片、设置在两个电极片中间的电解质层和用来封装电解质层的封边；其特征在于：

所述电极片包括基底，设置在基底一侧的电极层，设置在电极层外侧的电致变色层；

所述电极层包括主电极区，至少一个电极片上的电极层上还设有与主电极区相互隔离的辅电极区；各电极区均有电极外引线与外部电源相连通；在电极层的主电极区上设有电致变色层；

所述电解质层设置在两个电极片之间，并通过两个电极片的基底之间的一圈封边封装。

2.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征是：所述两个电致变色层是同极电致变色层或异极电致变色层。

3.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于：所述电致变色器件是透射型电致变色器件或反射型电致变色器件。

4.根据权利要求3所述的电致变色器件，其特征是：所述基底、电极层、电解质层均是透明的，所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层。

5.根据权利要求3所述的电致变色器件，其特征是：在一侧电极片的基底为反光材质，另一侧电极片的基底和两个电极片的导电材料均为透明材质，所有电致变色层均是由电致变色材料制成的在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。

6.根据权利要求3所述的电致变色器件，其特征是：一侧电极片的电极层为反光材质，另一侧基底是透明的材质，另一侧的电极层是由导电材料制成的透明导电膜层；所有电致变色层均是由电致变色材料制成的在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。

7.根据权利要求1至6所述的电致变色器件，其特征是：所述电极片上的主电极区和/或辅电极区有两条或两条以上电极外引线与外部电源相连通，各区的外引线分散布置。

8.一种用于可独立控制电致变色层的电致变色器件的一层电极两区单面电极片，其特征是：包括基底和基底一侧上的一层电极层以及电极外引线；

所述电极层包括相互隔离的主电极区和辅电极区；主电极区和辅电极区通过各自相应的电极外引线与外部电源连接。

9.根据权利要求8所述的一层电极两区单面电极片，其特征是：每个主电极区至少具有一条主区电极外引线，每个辅电极区至少具有一条辅区电极外引线。

10.根据权利要求8所述的一层电极两区单面电极片，其特征是：在所述电极层的主电极区外设有电致变色层或离子储存层。