CN108319088A - 一种电致变色器件及其制造方法 - Google Patents

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任晓倩
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Abstract

本发明提供一种电致变色器件，由两片电极和电极之间的电解质封装而成，其特征在于所述电致变色器件中含有可溶性微珠，所述可溶性微珠均匀溶解在所述电解质中。本发明在不影响器件光学性能的前提下解决了电致变色器件电解质层厚度不均匀的问题，提高了器件性能，降低了扩大器件尺寸的难度。

Description

一种电致变色器件及其制造方法
技术领域
本发明属于高分子聚合领域，具体涉及电致变色器件。
背景技术
电致变色器件是利用电致变色材料组装成的，具有调节光线的吸收或者反射，达到调节光线、温度的作用的一种器件。1961年，Deb首次发现三氧化钨薄膜在电场作用下可以在无色和蓝色之间转换，基于这一发现瑞典科学家C.G.Granqvist和美国科学家C.M.Lampert等提出了一种新型的节能电致变色窗概念，从此电致变色材料及器件制备吸引了众多研究者的目光。电致变色器件从结构上可分为三层，分别为两片固定的电极和电极中间的电解液（具体结构如图1），电解液部分的厚度一般都是利用微珠作为阻隔剂进行控制。
目前使用较多的方法是将一定直径的SiO2微珠混入封装胶中，控制两个电极间的厚度。这一方法仅适用小尺寸的器件，如后视镜，眼镜等。如果器件尺寸扩大，由于基板在重力作用下的塌陷，会使器件的中间部分比边缘部分厚度小，直接影响电致变色器件的性能。如果将微珠均匀加入两个电极之间，可以有效的支撑两个电极，但由于微珠和电解质的折射率不同，在器件中肉眼可见，影响器件的性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种可溶解在电解质中的微珠，利用这种微珠既能解决电致变色器件电解质层厚度不均匀问题，也不会影响器件的性能。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种电致变色器件，包括两片电极和电极之间的电解质层，其特征在于所述电致变色器件中含有可溶性微珠，所述可溶性微珠均匀溶解在所述电解质层中。
其中，所述可溶性微珠为低分子量的一种或几种可溶解性高分子材料或高分子复合材料组成的实心球体。
本发明还提供上述电致变色器件的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步，在一片电极的四周点上一圈封装胶，并预留一个灌液口；
第二步，在完成点胶的电极表面上，均匀的撒上一层可溶性微珠，微珠的尺寸根据所需电解质层厚度决定；
第三步，将另一片电极覆盖在点胶并撒过微珠的电极上，电极的导电面相对，固定好位置后固化封装胶；此时，封装胶和两片电极共同组成了一个空腔，空腔的厚度等同于微珠直径，空腔内部仅通过预留的灌液口与外部连通；
第四步，测量两片电极相对部分的有效面积，结合使用的微珠直径，计算出填满空腔所需的电解质体积，通过预留的灌液口，向两片电极间的空腔内灌入预先计算好体积的电解液；
第五步，完成灌液后利用封装胶封住预留的灌液口，并固化封装胶，使内部的电解质密封；
第六步，将密封好的器件放入烘箱中，使阻隔微珠在高温下溶解到电解质中，然后自然冷却降温，得到电解质层厚度均一，阻隔剂完全溶解到电解质中的电致变色器件。
有益效果
本发明使用可溶性阻隔微珠，可以在组装器件初期支撑两片电极，防止其塌陷，使两片电极间空间均匀，从而保证电解质层的厚度均一性。在器件组装完成后，通过加热处理的方法，使微珠溶解到电解质层内，使其不会影响电致变色器件的光学性能。
对比于传统的SiO2阻隔微珠，利用新型的可溶性阻隔微珠能够在不影响器件光学性能的前提下，使器件内电解质厚度均一，提高了电致变色器件的性能，降低了扩大器件尺寸的难度。
附图说明
图1为电致变色器件结构。
图2为取单片电极点胶示意图（蓝色基底为ITO玻璃，黑色实线为胶线）
具体实施方式
本发明提供一种电致变色器件，其制造过程如下：
先在一片电极的四周，利用点胶机点上一圈封装胶，并留下一个灌液口，如图2所示。在完成点胶的电极表面上，均匀的撒上一层可溶性微珠。可溶性微珠结构为低分子量的高分子材料或高分子复合材料，如：聚甲基丙烯酸甲酯、低密度聚乙烯、聚乙烯醇等可溶解性高分子材料中的一种或几种组成的实心球体，直径可以在50微米到150微米。制造方法如下：利用乳液悬浮聚合的方法，以所需高分子材料的单体为原材料，引发聚合制备低分子量的高分子材料微珠。可溶性微珠的尺寸根据所需电解质层厚度决定，一般为50-150微米。将另一片电极覆盖在点胶并撒过微珠的电极上，电极的导电面相对，固定好位置后固化封装胶。此时，封装胶和两片电极共同组成了一个空腔，此时空腔的厚度等同于选取的微珠直径，空腔内部仅通过预留的灌液口与外部连通。
测量电极相对部分的有效面积，结合使用的微珠直径，计算出填满空腔所需的电解质体积。通过预留的灌液口，向两片电极间的空腔内灌入预先计算好体积的电解液。完成灌液后利用封装胶封住预留的灌液口，并固化封装胶，使内部的电解质密封。将密封好的器件放入烘箱中，设定温度为110℃，待温度达到设定温度后保持30分钟，使阻隔微珠在高温下溶解到电解质中。随后关闭烘箱加热，自然冷却降温。待温度降到接近室温的时候，将器件从烘箱中取出，即得到电解质层厚度均一，阻隔剂完全溶解到电解质层内的电致变色器件。
实施例一
取一片50cm×50cm，厚度为1.5mm的氧化铟锡（ITO）玻璃平放在全自动点胶机的工作台上，按照图2所示黑线部分点上紫外固化胶。正方形ITO玻璃的三个边上的胶点在玻璃边缘处，另外一个边上胶点距离玻璃边缘1.5cm，并在距离较宽的一边预留出灌液口。
随后将100微米的可溶性阻隔微珠均匀的撒在上述完成点胶步骤的ITO玻璃表面，每个微珠的间距约为2.5cm。取另一块同样大小的ITO玻璃盖在上述撒有阻隔微珠的ITO玻璃上，使得两块ITO玻璃和紫外胶形成一个空腔，此空腔仅能够通过预留的灌液口与外界相通。将两片ITO压紧，确保空腔的厚度为阻隔微珠的直径，用紫外固化灯照射紫外固化胶使其完全固化。
通过预留的灌液口，将事先配制好的25mL电致变色溶液灌装到两片电极中间。平放器件，待空气完全排出后，用紫外固化胶将灌液口封口，并用紫外固化灯照射使其完全固化封装器件。将封装好的器件放入烘箱中，设置温度为110℃，待温度升至设定温度后保持30分钟，随后关闭加热，自然冷却到室温，将器件从烘箱中取出即得到阻隔微珠完全溶解的电致变色器件。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电致变色器件，包括两片电极和电极之间的电解质层，其特征在于所述电致变色器件中含有可溶性微珠，所述可溶性微珠均匀溶解在电解质层中。
2.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于所述可溶性微珠为低分子量的一种或几种可溶解性高分子材料或高分子复合材料组成的实心球体。
3.如权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于所述高分子材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、低密度聚乙烯、聚乙烯醇。
4.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于所述可溶性微珠直径为50微米到150微米。
5.一种应用于电致变色器件的可溶性微珠，其特征在于其结构为低分子量的一种或几种可溶解性高分子材料或高分子复合材料组成的实心球体。
6.如权利要求5所述的可溶性微珠，其特征在于所述高分子材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、低密度聚乙烯、聚乙烯醇。
7.如权利要求5所述的可溶性微珠，其特征在于直径为50微米到150微米。
8.如权利要求5所述的可溶性微珠的制备方法，其特征在于：利用乳液悬浮聚合的方法，以所需高分子材料的单体为原材料，引发聚合得到所述可溶性微珠。
9.如权利要求1所述电致变色器件的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
第一步，在一片电极的四周点上一圈封装胶，并预留一个灌液口；
第二步，在完成点胶的电极表面上，均匀的撒上一层可溶性微珠，微珠的尺寸根据所需电解质层厚度决定；
第三步，将另一片电极覆盖在点胶并撒过微珠的电极上，电极的导电面相对，固定好位置后固化封装胶；此时，封装胶和两片电极共同组成了一个空腔，空腔的厚度等同于微珠直径，空腔内部仅通过预留的灌液口与外部连通；
第四步，测量两片电极相对部分的有效面积，结合使用的微珠直径，计算出填满空腔所需的电解质体积，通过预留的灌液口，向两片电极间的空腔内灌入预先计算好体积的电解液；
第五步，完成灌液后利用封装胶封住预留的灌液口，并固化封装胶，使内部的电解质密封；
第六步，将密封好的器件放入烘箱中，使阻隔微珠在高温下溶解到电解质中，然后自然冷却降温，得到电解质层厚度均一，阻隔剂完全溶解到电解质中的电致变色器件。
10.如权利要求9所述的电致变色器件的制造方法，其特征在于烘箱温度设定为110℃，待温度达到设定温度后保持30分钟烘烤时间。
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