CN108020976A - 一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件 - Google Patents

Abstract

一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件，包括两个电极片、电致变色层、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；所述电极层设有两个或两个以上相互隔离的分电极区；所述分电极区包括主分区和与主分区相互隔离的辅分区；各电极区均有电极外引线与外部电源相连通；所述电致变色层设置在主分区上。本发明既解决了现有电致变色器件中的两个同极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的问题，又解决了现有电致变色器件只具有全区域变色功能，而不具有可以独立控制分区域变色功能的问题。

Description

一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件

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分区变色的电致变色器件。

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，而且不能使电致变色层仅局部区域变色。

可见，现有电致变色器件存在两个问题，一是存在电致变色器件中的两个同极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的问题；二是存在只具有全区域变色功能，而不具有可以独立控制分区域变色功能的问题。以上问题的存在，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

本发明的目的是：提供一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件，以解决现有技术中的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件，包括两个电极片、设置在两个电极片上的电致变色层、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；所述电极层设有两个或两个以上相互隔离的分电极区；所述分电极区包括主分区和与主分区相互隔离的辅分区；

各电极区均有电极外引线与外部电源相连通；所述电致变色层设置在主分区上。

进一步地：所述电致变色层为一体的或是分成与主分区数量相同且一一对应的多个分区。

进一步地：各主分区上的电致变色层的面积小于或等于主分区的面积。

进一步地：在两个电极层的外侧设有电致变色层，所述电致变色层为同极或异极电致变色层。

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：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电极层均为透明材质，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：所述电极片上的主分区和/或辅分区有两条或两条以上电极外引线与外部电源相连通，各电极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分区变色的电致变色器件的一层电极分区单面电极片，其特征是：包括基底和基底一侧上的电极层；

所述电极层设有两个或两个以上相互隔离的分电极区；所述分电极区包括主分区和与主分区相互隔离的辅分区；

各电极区均有电极外引线与外部电源相连通。

进一步地：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。

本发明的优点是：与现有技术相比，本发明的有益效果是：既解决了现有电致变色器件中的两个同极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的问题，又解决了现有电致变色器件只具有全区域变色功能，而不具有可以独立控制分区域变色功能的问题。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。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明的一种电极片的结构示意图；

图3是本发明另一种电极片的结构示意图。

图中序号说明：1为电极片，11为基底、12为电极层、120为分电极区、121为主分区、122为辅分区、123为间隙、15为电极外引线、2为电致变色层，3为封边，4为电解质层。

具体实施方式

如图1－3所示为本发明一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件，包括两个电极片1、设置在两个电极片上的电致变色层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，所述电极片包括基底11，设置在基底一侧的电极层12；所述电极层设有两个或两个以上相互隔离的分电极区120，所述隔离是指各分电极区之间由间隙123或者填充物隔开，以使相互之间不导电；所述间隙或填充物可以很小，甚至小到肉眼不可分别的程度，从而不会对变色层产生影响；所述分电极区包括主分区121和与主分区相互隔离的辅分区122；各电极区均有电极外引线15与外部电源相连通；所述电致变色层设置在主分区上。

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个电极片的基底上，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：所述电致变色层为一体的或是分成与主分区数量相同且一一对应的多个分区。

优选地：各主分区上均覆盖有电致变色层，且电致变色层的面积小于或等于主分区的面积。

优选地：在两个电极层的外侧设有电致变色层，所述电致变色层为同极或异极电致变色层。当所述电致变色器件中的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，当将一侧覆有阴极电致变色层的电极片上任意一个或多个主分区的电极外引线，与对侧电极片上的相对的一个或多个辅分区的电极外引线，分别与直流电源的两极连接时，当在主分区通电的电极片上施加负电压时，可使在主分区通电的电极片上的、与通电的主分区对应的阴极电致变色层的分区着色，当改变电压方向时，该电致变色层的着色区域褪色。而由于对侧电极片上的主分区没有通电，对侧电极片上的阳极电致变色层不会产生任何颜色和透明度的变化。此种应用情形展示了本发明所提供的电致变色器件的可控制单个电致变色层独立着色和褪色且分区变色的功能。

当所述电致变色器件中的两个电致变色层均为阴极电致变色层时（均为阳极电致变色层的情况同理，不做赘述），当将一侧电极片上的任意一个或多个主分区的电极外引线，与对侧电极片上的相对的一个或多个主分区的电极外引线分别与直流电源的两极连接时，在主分区施加负电压的电极片上，其通电的主分区对应的一个或多个电致变色层的分区着色，而在主分区施加正电压的电极片上，其通电的主分区对应的一个或多个电致变色层的分区褪色。当改变电压方向时，之前着色的电致变色层的分区褪色，之前褪色的电致变色层的分区着色。当将电源的连接方式改为：将与着色的电致变色层处于同一侧电极片上的、与着色的电致变色层的分区所对应的主分区的电极外引线，与对侧电极片上相对应的辅分区的电极外引线，分别与直流电源的两极连接，当通电的主分区上施加的是正电压时，着色的电致变色层褪色，此时，电致变色器件处于完全褪色状态。此种应用情形展示了本发明所提供的电致变色器件，在具有两个同极电致变色层的情况下，仍然可以完全褪色和分区变色的功能。

优选地：所述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。

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。

优选地：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电极层均为透明材质，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，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：所述电极片上的主分区和/或辅分区有两条或两条以上电极外引线与外部电源相连通，各电极区的外引线分散布置。也就是说，任意的一个或多个电极区可以具有两条或两条以上的外引线，以提高分电极区的变色速度，使变色效果更加均匀。

一种用于可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件的一层电极分区单面电极片，包括基底和基底一侧上的电极层；所述电极层设有两个或两个以上相互隔离的分电极区；所述分电极区包括主分区和与主分区相互隔离的辅分区；所述隔离是指各分电极区之间由间隙或者填充物隔开，以使相互之间不导电；所述间隙或填充物可以很小，甚至小到肉眼不可分别的程度，从而不会对变色层产生影响；各电极区均有电极外引线与外部电源相连通。

优选地：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。

优选地：所述电极片上的主分区和/或辅分区有两条或两条以上电极外引线与外部电源相连通，各电极区的外引线分散布置。

下面针对本发明的技术方案以具体实施例来举例具体说明，以下列举的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件，由两个覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片、电解质层和封装材料组成的，可使两侧电致变色层都能独立变色、且能分区变色的电致变色器件。所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件可以具有平面或非平面形状。电极层通过涂覆或电镀等方式设置在基底上，电致变色层通过涂覆或电镀等方式设置在电极层上。

所述覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片，是指在一层电极分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。

所述一层电极分区单面电极片，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单面电极片。一层电极分区单面电极片上的电极层被划分为至少两个以上主分区和相同数量的辅分区。所述各主分区为L形，各辅分区为矩形，一个主分区和一个辅分区大体上形成一个矩形。所述的各对主分区和辅分区依次排成一排。各主分区之间、各辅分区之间以及各主分区与各辅分区之间均被间隙隔开而形成断路。各主分区和辅分区均与各自的电极外引线连接，分别为：与各主分区相连的主分区电极外引线以及与各辅分区相连的辅分区电极外引线。

所述电致变色层仅覆盖在主分区上，不覆盖在辅分区上。所述电致变色层既可以是分区域的，也可以是不分区域的。

所述覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片，是指在一层电极分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。

所述一层电极分区单面电极片，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单面电极片。一层电极分区单面电极片上的电极层被划分为至少两个以上主分区和相同数量的辅分区。所述各主分区为L形，各辅分区为矩形，一个主分区和一个辅分区大体上形成一个矩形。所述的各对主分区和辅分区依次排成一排。各主分区之间、各辅分区之间以及各主分区与各辅分区之间均被间隙隔开而形成断路。各主分区和辅分区均与各自的电极外引线连接，分别为：与各主分区相连的主分区电极外引线以及与各辅分区相连的辅分区电极外引线。

所述电致变色层仅覆盖在主分区上，不覆盖在辅分区上。所述电致变色层既可以是分区域的，也可以是不分区域的。

当所述两个电致变色层是分区域的时，电致变色层的分区数量与其下的电极层的分区数量相同，且每个电致变色层的分区都覆盖在一个对应的电极层的分区上，电致变色层的每个分区既可以覆盖住电极层的对应分区的所有范围，也可以只覆盖住电极层的对应分区的部分范围。当所述电致变色层是不分区域的一整片膜层时，其覆盖在电极层的所有分区上，既可以覆盖住电极层的各个分区的所有范围，也可以只覆盖住电极层的各个分区的部分范围。电致变色层的各分区之间被间隙隔开。

所述所有间隙均为肉眼可辨识或不可辨识的分隔带。

在所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件中，覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片上的电极层和具有相同的分区结构。覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片的主分区电极外引线与对侧的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片的辅分区电极外引线相对布置。

两个电致变色层可以具有不同的结构形式，即：其中一个电致变色层既可以是分区域的，也可以是不分区域的；另一个电致变色层也既可以是分区域的，也可以是不分区域的。

两个电致变色层可以是同极电致变色层也可以是异极电致变色层。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。

所述电解质层夹在两个覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片之间。两个覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片通过两个基底和之间的一圈封装材料连成一体。所述电极外引线延伸至基底、和封装材范围以外，可与外部电源连接以便为电致变色器件供电。

可独立控制电致变色层分区变色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，所述所有基底均是透明的基础构件，所述所有电极层均是由导电材料制成的透明导电膜层，所述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。

反射型电致变色器件，其反光面可以设置在一侧基底上也可以设置在一侧电极层上。如果反光面设置在一侧基底上，所述具有反光面的基底从整体上是非透明的基础构件，而另一侧基底是透明的基础构件；所述所有电极层均是由导电材料制成的透明导电膜层。如果反光面设置在一侧电极层上，所述具有反光面的电极层一侧的基底既可以是非透明的也可以是透明的基础构件，而另一侧基底是透明的基础构件；所述具有反光面的电极层的对侧电极层是由导电材料制成的透明导电膜层。所述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。

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。

所述不透明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、金。

所述绝缘材料的实例包括但不限于聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酯树脂。

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。

实施例2

本实施例所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件，是指由两个覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片、电解质层和封装材料组成的，可使两侧电致变色层都能独立变色、且能分区变色的电致变色器件。所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件可以具有平面或非平面形状。

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件的覆有电致变色层的一层电极分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分区单面电极片不同。

本实施例中的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片，其上的电极层被划分为至少两个以上主分区和相同数量的辅分区。所述各主分区和辅分区均为矩形，各主分区位于其对应的辅分区的下方，所述的各对主分区和辅分区依次排成一排。

本实施例与实施例1的区别还在于，本实施例中的所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件的覆有电致变色层的一层电极分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分区单面电极片不同。

本实施例中的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片，其上的电极层被划分为至少两个以上主分区和相同数量的辅分区。所述各主分区和辅分区均为矩形，各主分区位于其对应的辅分区的下方，所述的各对主分区和辅分区依次排成一排。

在所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件中，两个覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片上的电极层和具有相同的分区结构。一侧的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片的主分区电极外引线与对侧的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片的辅分区电极外引线相对布置。

实施例3

本实施例所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件，是指由两个覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片、电解质层和封装材料组成的，可使两侧电致变色层都能独立变色、且能分区变色的电致变色器件。所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件可以具有平面或非平面形状。

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件的覆有电致变色层的一层电极分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分区单面电极片不同。

本实施例中的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片，所述电极层的各对主分区和辅分区及其对应的电极外引线依次排成上下两排，分别为：上排的主分区，辅分区，与上排的主分区对应的电极外引线，与上排的辅分区对应的电极外引线；下排的主分区，辅分区，与下排的主分区对应的电极外引线，与下排的辅分区对应的电极外引线。上排的主分区电极外引线和辅分区电极外引线向上延伸至基底外缘，下排的主分区电极外引线和辅分区电极外引线向下延伸至基底外缘。所述电致变色层仅覆盖在主分区上，不覆盖在辅分区上。所述电致变色层既可以是分区域的，也可以是不分区域的整个一块。

本实施例与实施例2的区别在于，本实施例中的所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件的覆有电致变色层的一层电极分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分区单面电极片不同。

本实施例中的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片，所述电极层的各对主分区和辅分区及其对应的电极外引线依次排成上下两排，分别为：上排的主分区，辅分区，与上排的主分区对应的电极外引线，与上排的辅分区对应的电极外引线；下排的主分区，辅分区，与下排的主分区对应的电极外引线，与下排的辅分区对应的电极外引线。上排的主分区电极外引线和辅分区电极外引线向上延伸至基底外缘，下排的主分区电极外引线和辅分区电极外引线向下延伸至基底外缘。所述电致变色层仅覆盖在主分区上，不覆盖在辅分区上。所述电致变色层既可以是分区域的，也可以是不分区域的。

在所述可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件中，两个覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片上的电极层具有相同的分区结构。一侧的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片的主分区电极外引线与对侧的覆有电致变色层的一层电极分区单面电极片的辅分区电极外引线相对布置。

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 (11)

1.一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件，包括两个电极片、设置在两个电极片上的电致变色层、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；所述电极层设有两个或两个相互隔离的分电极区；所述分电极区包括主分区和与主分区相互隔离的辅分区；

各电极区均有电极外引线与外部电源相连通；所述电致变色层设置在主分区上。

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：所述电致变色层为一体的或是分成与主分区数量相同且一一对应的多个分区。

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：各主分区上的电致变色层的面积小于或等于主分区的面积。

4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：在两个电极层的外侧设有电致变色层，所述电致变色层为同极或异极电致变色层。

5.根据权利要求1所述的器件，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。

6.根据权利要求5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。

7.根据权利要求5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电极层均为透明材质，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。

8.根据权利要求5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。

9.根据权利要求1-8任一所述的电致变色器件，其特征在于：所述电极片上的主分区和/或辅分区有两条或两条以上电极外引线与外部电源相连通，各电极区的外引线分散布置。

10.一种用于可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件的一层电极分区单面电极片，其特征是：包括基底和基底一侧上的电极层；所述电极层设有两个或两个以上相互隔离的分电极区；所述分电极区包括主分区和与主分区相互隔离的辅分区；各电极区均有电极外引线与外部电源相连通。

11.根据权利要求10所述的电极片，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。