CN108614381A - 壳体及其制备方法、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了壳体及其制备方法、电子设备。该壳体包括:第一衬底;第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在所述第一衬底上;电致变色层,所述电致变色层设置在所述第一透明导电层远离所述第一衬底的一侧;电解质层,所述电解质层设置在所述电致变色层远离所述第一透明导电层的一侧;离子储存层,所述离子储存层设置在所述电解质层远离所述电致变色层的一侧;第二导电层,所述第二导电层设置在所述离子储存层远离所述电解质层的一侧;第二衬底,所述第二衬底设置在所述第二导电层远离所述离子储存层的一侧,其中,所述电致变色层包括多个电致变色块,构成所述多个电致变色块的电致变色材料不完全相同。该壳体具有丰富的撞色以及变色外观效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备制造领域,具体地,涉及壳体及其制备方法、电子设备。
背景技术
随着电子设备领域制备技术的不断发展,用于电子设备的壳体材料也随之丰富。例如,玻璃板材以及金属板材等都被广泛应用于电子设备市场,玻璃材料具有良好的透光性、耐腐蚀性、耐热性以及易于加工等优点,金属板材具有更加美观的质感、耐磨耐刮等性能。随着消费水平的提高,消费者对电子产品不仅追求功能的多样化,而且对其外观、质感等也有越来越高的要求。
电致变色材料是具有电致变色性能的材料,电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。目前电致变色材料在信息、电子、能源、建筑以及国防等方面都有广泛的用途。
然而,目前的壳体及其制备方法,仍有待改进。
发明内容
本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的:
发明人发现,目前的电子设备壳体,其颜色等外观效果方面还不能满足用户的需求,特别是需要在壳体表面形成多种颜色的撞色效果时,目前的壳体及其制备方法难以满足需求。目前,撞色设计的电子设备壳体因其较强的视觉冲击效果受到用户的青睐,目前制备撞色壳体的方法,通常是在玻璃壳体的反面采用印刷的方式形成两部分颜色,或者采用遮蔽氧化工艺在金属壳体的外侧面实现两种颜色,壳体被制作好之后,颜色就固定了,不能再发生变化,产品的颜色效果相对单一。发明人还发现,电致变色材料的颜色可以随着电压的大小和方向发生变化,将电致变色材料应用到电子设备壳体,壳体可以在不同的电压下呈现不同的颜色,从而壳体在制作好之后,其颜色可以随着电压发生变化,颜色较为丰富,然而发明人通过深入研究发现,上述方案制备的壳体,在某一固定电压状态下仍然只能呈现一种颜色,不能同时呈现上述多种颜色的撞色效果。因此,如果能提出一种壳体,可以利用电致变色材料在同一电压状态下形成不同颜色的撞色效果,将能极大地丰富壳体的外观和提升产品的表现力,将在很大程度上解决上述问题。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种壳体。根据本发明的实施例,该壳体包括:第一衬底;第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在所述第一衬底的一侧;电致变色层,所述电致变色层设置在所述第一透明导电层远离所述第一衬底的一侧;电解质层,所述电解质层设置在所述电致变色层远离所述第一透明导电层的一侧;离子储存层,所述离子储存层设置在所述电解质层远离所述电致变色层的一侧;第二导电层,所述第二导电层设置在所述离子储存层远离所述电解质层的一侧;第二衬底,所述第二衬底设置在所述第二导电层远离所述离子储存层的一侧,其中,所述电致变色层包括多个电致变色块,构成所述多个电致变色块的电致变色材料不完全相同。由此,该壳体可以在同一电压状态下呈现不同颜色的撞色效果,并且可以在不同电压下实现多种撞色效果,丰富了壳体的外观,提升了产品的表现力。
在本发明的另一方面,本发明提出了一种制备前面所述的壳体的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:在第一衬底的一侧形成第一透明导电层;形成电致变色层,所述电致变色层形成在所述第一透明导电层远离所述第一衬底的一侧,所述电致变色层包括多个电致变色块,构成所述多个电致变色块的电致变色材料不完全相同;在第二衬底的一侧形成第二导电层;形成离子储存层,所述离子储存层形成在所述第二导电层远离所述第二衬底的一侧;形成电解质层,所述电解质层形成在所述离子储存层远离所述第二导电层的一侧;将形成有所述电致变色层的所述第一衬底和形成有所述电解质层的所述第二衬底进行贴合,所述电解质层与所述电致变色层远离所述第一透明导电层的一侧相接触,以便形成所述壳体。由此,该方法可以简便地制备具有多种撞色效果的壳体。
在本发明的又一方面,本发明提出了一种电子设备。根据本发明的实施例,该电子设备包括:前面所述的壳体,所述壳体中设置有主板以及存储器;屏幕,所述屏幕设置在所述壳体的顶部且与所述主板相连。由此,该电子设备具有前面所述的壳体所具有的全部特征以及优点,在此不再赘述。
附图说明
图1显示了根据本发明一个实施例的壳体的结构示意图;
图2显示了根据本发明另一个实施例的壳体的结构示意图;
图3显示了根据本发明一个实施例的制备壳体的方法流程图;
图4显示了根据本发明一个实施例的制备电致变色层的方法流程图;
图5显示了根据本发明一个实施例的制备电致变色层的方法流程图;以及
图6显示了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。
附图标记说明:
100:第一衬底;200:第一透明导电层;300:电致变色层;310:电致变色块;400:电解质层;500:离子储存层;600:第二导电层;700:第二衬底;1000:壳体;1100:电子设备。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种壳体。根据本发明的实施例,参考图1,该壳体1000包括:第一衬底100、第一透明导电层200、电致变色层300、电解质层400、离子储存层500、第二导电层600以及第二衬底700。其中,第一透明导电层200设置在第一衬底100的一侧,电致变色层300设置在第一透明导电层200远离第一衬底100的一侧,电解质层400设置在电致变色层300远离第一透明导电层200的一侧,离子储存层500设置在电解质层400远离电致变色层300的一侧,第二导电层600设置在离子储存层500远离电解质层400的一侧,第二衬底700设置在第二导电层600远离离子储存层500的一侧。其中,电致变色层300包括多个电致变色块310(例如,参考图1中所示出的电致变色层300包括3个电致变色块310),构成多个电致变色块310的电致变色材料不完全相同。由此,该壳体1000可以在同一电压状态下呈现不同颜色的撞色效果,并且可以在不同电压下实现多种撞色效果,丰富了壳体1000的外观,提升了产品的表现力。
为了方便理解,下面对根据本发明实施例的壳体能实现上述技术效果的原理进行说明:
如前所述,目前通过印刷方式或者遮蔽氧化工艺等制作的具有撞色效果的电子设备壳体,其制作好之后,颜色就固定了,所能实现的外观效果相对比较单一。利用电致变色材料制备的壳体,虽然其颜色可以随着电压变化,但其在同一电压下只能呈现一种颜色,不能在同一电压下实现多种颜色的撞色效果,因此所能实现的颜色以及外观效果也比较有限。而根据本发明实施例的壳体,通过对电致变色层进行巧妙设计,电致变色层包括多个电致变色块,且形成多个电致变色块的电致变色材料不完全相同,从而在同一电压下,多个电致变色块可以呈现不完全相同的颜色,即在同一电压下壳体可以呈现不同颜色的撞色效果;并且,多个电致变色块的颜色可以随着电压的方向和大小的改变发生变化,从而使壳体在不同电压下可以呈现多种不同的撞色效果,极大地丰富了壳体的颜色以及外观效果,提升了产品的表现力。
下面根据本发明的实施例,对该壳体的各个结构进行详细说明:
根据本发明的实施例,第一衬底100的具体材料不受特别限制,只要第一衬底是由透明材料形成的即可,由此,电致变色层300产生的颜色可以透过第一透明导电层200以及第一衬底100呈现出来。具体的,形成第一衬底100的透明材料可以为玻璃,玻璃材料具有良好的透光性、耐腐蚀性、耐热性以及易于加工等优点,并且取材简便,成本低廉。具体的,形成第一衬底100的透明材料可以为塑胶,更具体的,可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚碳酸酯,由此,可以增强壳体的韧性,使壳体具有耐摔性能,并且其成本也较为低廉。
根据本发明的实施例,第一透明导电层200的具体材料不受特别限制,具体的,可以为金属氧化物薄膜或者纳米银,其中,金属氧化物薄膜可以为氧化铟锡(ITO)薄膜、铟锌氧(IZO)薄膜、铟镓锌(IGZO)薄膜或铝锌氧(AZO)薄膜。由此,第一透明导电层200可以具有良好的导电性以及较高的透明度。根据本发明的一些实施例,当采用有机电致变色材料通过涂覆或者热聚合的方法制备电致变色层300时,第一透明导电层200的方阻可以小于200Ω。由此,该第一透明导电层200具有良好的导电性能,且使变色时间控制在较短的范围内,并且该第一透明导电层200具有较高的透明度,可以较好的呈现电致变色层300产生的颜色。根据本发明的另一些实施例,当采用有机电致变色材料通过电聚合的方法制备电致变色层300时,第一透明导电层200的方阻可以小于50Ω。具体的,当第一衬底为玻璃时,第一透明导电层的方阻可以小于30Ω,更具体的,可以小于20Ω。需要说明的是,由于电聚合对第一透明导电层的方阻要求比较严格,方阻较小时电致变色层成膜较均匀且容易成膜,由此,将第一透明导电层200的方阻控制在小于50Ω的范围内,一方面,可以使电致变色层300更易电聚合到第一透明导电层200的表面;另一方面,另一方面,该第一透明导电层200具有良好的导电性能,方阻较小可以减少能量的损耗,且使变色时间控制在较短的范围内;又一方面,该第一透明导电层200具有较高的透明度,可以较好的呈现电致变色层产生的颜色。需要说明的是,采用有机电致变色材料通过电聚合的方法制备电致变色层300时,第一透明导电层200不采用纳米银,因为纳米银会和电化学聚合的电解液发生反应,导致无法电聚合。
根据本发明的实施例,电致变色层300的具体材料不受特别限制,可以为无机物,也可以为有机物,该电致变色材料可以在不同的电压大小和方向下呈现不同的电致变色颜色。根据本发明的实施例,有机电致变色材料可以为导电聚合物,例如可以为聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚咔唑、聚呋喃、聚吲哚及其衍生物等,由此,由该导电聚合物形成的电致变色层300,其呈现的颜色多样,且变色时间短,从施加电压到完全变色只需要1秒时间,时效性提高。根据本发明的实施例,电致变色层300的厚度不大于200nm。发明人发现,电致变色层的厚度高于上述值时,会导致变色时间加长,影响电致变色的效果。由此,将电致变色层的厚度设置在上述范围时,可以使变色时间控制在较短的范围内,提高时效性。
根据本发明的实施例,电致变色层300包括多个电致变色块310,构成多个电致变色块310的电致变色材料不完全相同。也即是说,根据本发明实施例的电致变色层,多个电致变色块310的电致变色颜色不完全相同,由此,该电致变色层可以在同一电压下呈现不同颜色的撞色效果,且在不同的电压下,呈现不同的撞色效果,丰富了壳体的外观。根据本发明的实施例,电致变色块310的具体数目不受特别限制,本领域技术人员可以根据所要实现的外观效果进行合理选择,例如,可以为2个,3个,4个等,只要其中有两个电致变色块310的电致变色颜色不同即可。具体的,电致变色块310的形状也不受特别限制,例如可以为长方形,可以为圆形,也可以为图案、数字、文字等,由此,通过不同电致变色块310的组合,不仅可以使壳体呈现不同颜色的撞色效果,还可以呈现兼具颜色和图案变化的视觉效果,进一步丰富了壳体的外观效果。根据本发明的实施例,多个电致变色块310之间的厚度偏差可以小于5%。由此,可以在实现不同电致变色块310的撞色效果的同时,又保证了电致变色层300的整体平整性,使壳体的外观效果更佳。
根据本发明的实施例,多个电致变色块310可以覆盖第一透明导电层200的全部表面,也可以只覆盖第一透明导电层200的部分表面,也即是说,通过设置电致变色层300,可以使整个壳体具有撞色以及变色效果,也可以仅壳体的部分表面具有不同的撞色以及变色效果,本领域技术人员可以根据需要进行灵活设计。根据本发明的实施例,多个电致变色块310中的至少两个电致变色块310相邻设置,相邻设置的电致变色块310的侧壁互相接触。由此,相邻设置的两个电致变色块310之间没有缝隙,可以使撞色对比效果更显著,产品的表现力更强,并且,当多个电致变色块覆盖第一透明导电层200的全部表面时,多个电致变色块310均相邻设置,互相接触,可以使整个壳体均具有良好的撞色以及变色性能,产品的外观表现力更好。
根据本发明的具体实施例,参考图2,壳体1000的电致变色层300包括两个电致变色块310A以及310B,两个电致变色块310A和310B的电致变色颜色不同,电致变色块310A和电致变色块310B相邻设置,更具体的,电致变色块310A和电致变色块310B覆盖第一透明导电层200的全部表面,从而可以使壳体1000产生两种颜色的撞色效果,并且该壳体1000的颜色还可以通过电压方向和大小的改变而发生变化,产生不同颜色撞色的效果,视觉冲击更强,产品表现力更佳。具体的,在电压为0V的条件下,电致变色块310A可以为黄色,电致变色块310B可以为橙色,从而在该状态下,壳体1000呈现黄色和橙色的撞色效果;当改变电压的大小,使电压为0.8V时,电致变色块310A的颜色变为红色,电致变色块310B的颜色变为绿色,从而在该状态下,壳体1000呈现红色和绿色的撞色效果。由此,壳体1000可以在不同电压下呈现不同的撞色效果,外观丰富。
根据本发明的实施例,当电致变色层是由有机材料形成时,电解质层400可以是由胶状材料构成的,具体的,电解质层400包括胶材、增塑剂、导电离子以及溶剂。由胶状材料形成的电解质层,与液态电解质相比具有高稳定性、寿命长等优点,不会产生鼓泡或者电解液外漏等不良现象,从而可以提高该壳体的使用寿命。根据本发明的实施例,电解质层400中的离子可以与电致变色层300中的有机电致变色材料发生掺杂或脱掺杂,进而使得电致变色层300发生颜色变化。具体的,当给第一透明导电层200以及第二导电层600施加一定的正电压时,电致变色层300中的有机电致变色材料发生氧化反应,失去电子,电致变色层300中失去的电子迁移到第一透明导电层200中,电解质层400中的负离子迁移到电致变色层300中,与电致变色层300中的有机电致变色材料发生掺杂,同时电解质层400中的正离子会迁移到离子储存层500中,且第二导电层600中的电子迁移到离子储存层500中,使得电致变色层300发生颜色变化,同时使得整个体系保持电荷平衡。根据本发明的实施例,当未给壳体施加电压时,电致变色层300呈现的颜色即为其本身吸光的颜色,当给壳体施加正电压后,电致变色层300中的有机电致变色材料发生氧化反应,物质本身发生改变,吸收的光谱变化,从而呈现另一种颜色。根据本发明的实施例,当给发生颜色变化后的壳体施加负电压时,电致变色层300中的有机电致变色材料会发生还原反应,迁移的离子和电子将迁回到其本来的膜层中,从而变回壳体原来的颜色。
根据本发明的实施例,电解质层400的厚度较厚。由此,可以通过电解质层将电致变色层以及离子储存层隔开,使得迁移的正负离子不会很快汇聚,同时能够隔开第一透明导电层以及第二导电层中的电子,保证电致变色层变色的稳定性。根据本发明的具体实施例,电解质层400的厚度可以为50-300μm。由此,可以进一步提高电致变色层变色的稳定性。将电解质层400的厚度设计在上述范围内,可以防止电解质层400过薄而导致的击穿等不良,以及可以防止电解质层400过厚而导致的电致变色时间较长、壳体整体厚度较厚等不良问题。
根据本发明的实施例,离子储存层500的厚度可以为纳米级别。由此,可以使电致变色层发生颜色变化。根据本发明的实施例,离子储存层500中的离子呈现一定的颜色,当离子储存层500的厚度较厚时,离子储存层500的颜色较深,在壳体不加电压时离子储存层500的颜色便会透过电解质层400、电致变色层300、第一透明导电层200以及第一基板100,使得壳体呈现一定程度的颜色,影响壳体的变色效果。由此,离子储存层的厚度可以根据上述两个条件进行合理设计,关于离子储存层的具体厚度值不受特别限制,只要能使电致变色层发生颜色变化以及整个壳体在不施加电压时较为透明即不影响壳体的变色效果即可。例如,根据本发明的具体实施例,离子储存层500的纯固含量厚度可以为100-700nm。根据本发明的另一些实施例,离子储存层500的纯固含量厚度可以为100-300nm,或者为600nm左右。本领域技术人员能够理解的是,离子储存层500由含有离子膜层的聚合物构成。需要说明的是,上述厚度为离子储存层500中离子膜层的厚度,当制作离子储存层500时,将含有离子膜层的聚合物设置在第二导电层600远离第二衬底700的一侧,因此,未干燥时的涂覆厚度会大于上述厚度值。根据本发明的实施例,当离子储存层500为透明状态时,在不影响电致变色效率的情况下,离子储存层500的厚度可以增加,此时离子储存层500的厚度可以为10μm或者大于10μm,只要不影响电致变色效率即可。例如,干燥后的离子储存层500的厚度可以为1微米左右。
根据本发明的实施例,第一衬底100由透明材料例如玻璃形成时,第二衬底700可以是由透明材料或者不透明材料形成的,具体的,第二衬底700也可以是由玻璃、塑胶等材料形成的。具体的,第二衬底700可以是由柔性的塑料膜片形成的,例如,可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或者聚碳酸酯膜。由此,柔性材料形成的第二衬底700的厚度较小,可以减薄壳体的整体厚度,且在柔性材料上镀第二导电层600的效率较高,成本较低。根据本发明的实施例,当第二导电层600由透明导电材料形成时,可以在第二衬底700表面印刷不同颜色的油墨或者设置不同的纹理效果,以遮挡电子设备中的元器件,且能够进一步丰富壳体最终呈现的效果。根据本发明的实施例,第二导电层可以设计为具有较小的方阻,以保证其具有良好的导电性,降低能量的消耗,此时第二导电层的透明度可以不作要求。根据本发明的实施例,第二导电层600还可以为不透明的导电材料形成,具体的,可以为铝、铜等金属材料。当第二导电层由金属材料形成时,一方面金属材料具有良好的导电性,另一方面金属材料为不透明材料,由此,在壳体不加电压时可以遮挡移动终端中的元器件,保证移动终端的外观效果。
根据本发明的实施例,当形成该壳体的各层材料包括半固体材料时,该壳体还可以包括绝缘胶。由此,可以对壳体进行封装,提高壳体的密封性,使壳体在加电压时呈现良好的外观效果。根据本发明的实施例,绝缘胶可以为胶带。关于绝缘胶的位置不受特别限制,只要实现上述效果即可,本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如,根据本发明的实施例,绝缘胶可以设置在第一衬底以及第二衬底之间,并绕设在电致变色层、电解质层以及离子储存层的外围,并对电致变色层、电解质层以及离子储存层进行密封。根据本发明的另一些实施例,绝缘胶设置在第一衬底以及第二衬底之间,并绕设在第一透明导电层、电致变色层、电解质层、离子储存层以及第二导电层的外围,并对电致变色层、电解质层、离子储存层进行密封。由此,可以密封并绝缘电致变色层,防止外界环境对其的干扰。
根据本发明的实施例,该壳体还可以包括:连接导线,连接导线与第一透明导电层以及第二导电层相连。由此,可以通过控制电路向第一透明导电层以及第二导电层施加电压,控制电致变色层变色。由此,该电致变色层在同一电压下,不同的电致变色块可以呈现不同的颜色,即可以实现撞色效果;当电压改变时,各个电致变色块的颜色也会发生变化,从而产生多种不同的撞色效果,丰富了壳体的外观。
根据本发明的实施例,在形成第一透明导电层以及第二导电层时还可以同步形成连接导线,绝缘胶设置在连接导线远离导电层的一侧。根据本发明的具体实施例,连接导线与第一透明导电层以及第二导电层的至少之一,是通过同一次构图工艺形成的:与第一透明导电层相连的连接导线具有与第一透明导电层相同的材料,与第一透明导电层采用同一次构图工艺形成;与第二导电层相连的连接导线具有与第二导电层相同的材料,与第二导电层采用同一次构图工艺形成。由此,可以将连接导线做成与第一透明导电层或者第二导电层一体的结构,简化生产工艺。
根据本发明的另一些实施例,形成的连接导线还可以为铜胶带,铜胶带向远离电致变色层的一侧延伸,且铜胶带靠近电致变色层一侧的边缘,与其所连接的导电层(第一透明导电层以及第二导电层)的边缘之间具有重叠区域。由此,可以利用铜胶带实现电传导。
根据本发明的实施例,与导电层采用同一次构图工艺形成连接导线时,或者利用铜胶带作连接导线时,可以将绝缘胶设置在第一透明导电层以及第二导电层之间,或者将设置有连接导线一侧的绝缘胶设置在第一透明导电层、第二导电层之间以及两个连接导线之间,以增强密封性。
根据本发明的另一些实施例,连接导线还可以为金属导线,通过绝缘胶将金属导线以及导电层连接起来。具体的,将绝缘胶设置在第一衬底以及第二衬底之间,并绕设在第一透明导电层、电致变色层、电解质层、离子储存层、第二导电层的外围,金属导线穿越绝缘胶并延伸至绝缘胶远离电致变色层的一侧。由此,可以通过金属导线实现电传导。关于金属导线的具体材料不受特别限制,只要能够实现电传导即可,本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如,根据本发明的具体实施例,金属导线可以为铜导线。
在本发明的另一个方面,本发明提出了一种制备前面所述的壳体的方法。该方法可以简便地制备前面所述的具有撞色以及变色效果的壳体。根据本发明的实施例,参考图3,该方法包括:
S100:在第一衬底的一侧形成第一透明导电层
在该步骤中,在第一衬底的一侧形成第一透明导电层。根据本发明的实施例,第一衬底可以为前面所述的第一衬底,例如,第一衬底可以是由透明材料形成的,第一材料可以为玻璃或塑胶。根据本发明的实施例,第一透明导电层可以为前面所述的第一透明导电层,具体的,可以为氧化铟锡或者纳米银等,第一透明导电层可以具有良好的导电性以及较高的透明度。根据本发明的实施例,第一透明导电层可以通过溅镀的方式形成,在玻璃基板上形成第一透明导电层时可以采用高温溅镀,温度高于400℃,在塑胶基板上形成第一透明导电层时可以采用低温溅镀,温度低于100℃。由此,可以利用简单的工艺形成第一透明导电层。根据本发明的具体实施例,利用溅镀在塑胶基板上形成第一透明导电层的温度可以为60℃、70℃、80℃或者90℃。
关于第一透明导电层的方阻,前面已经进行了详细说明,在此不再赘述。例如,根据本发明的一些实施例,当采用有机电致变色材料通过涂覆或者热聚合的方法制备电致变色层300时,第一透明导电层200的方阻可以小于200Ω。当采用有机电致变色材料通过电聚合的方法制备电致变色层300时,第一透明导电层200的方阻可以小于50Ω。具体的,当第一衬底为玻璃时,第一透明导电层的方阻可以小于30Ω,更具体的,可以小于20Ω。需要说明的是,由于电聚合对第一透明导电层的方阻要求比较严格,方阻较小时电致变色层成膜较均匀且容易成膜。由此,一方面,该第一透明导电层具有良好的导电性能,方阻较小可以减少能量的损耗,且使变色时间控制在较短的范围内;另一方面,该第一透明导电层具有较高的透明度,可以较好的呈现电致变色层产生的颜色;再一方面,将第一透明导电层的方阻控制在上述范围内,采用有机电致变色材料通过电聚合的方法制备电致变色层时,可以使电致变色层更易电聚合到第一透明导电层的表面。
S200:形成电致变色层
在该步骤中,在前面所述的形成有第一透明导电层的第一衬底上,形成电致变色层。根据本发明的实施例,电致变色层包括多个电致变色块,且构成多个电致变色块的电致变色材料不完全相同。由此,形成的电致变色层可以在同一电压下呈现不同颜色的撞色效果,且在不同的电压下,呈现多种不同的撞色效果,丰富了所制备的壳体的外观。如前所述,根据本发明的实施例,形成电致变色层的材料不受特别限制,只要形成不同电致变色块的电致变色材料不完全相同即可。具体的,电致变色材料可以为无机物,可以为有机物等。例如,可以为导电聚合物,可以为聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯等,导电聚合物电致变色层呈现的颜色多样,且变色时间短,从施加电压到完全变色只需要1秒时间,时效性提高。根据本发明的实施例,由导电聚合物形成的电致变色层可以利用电聚合、热聚合、涂覆以及光聚合等方法制备。由此,电致变色层的制备方法多样,本领域技术人员可以根据电致变色层的具体材料进行选择。根据本发明的实施例,参考图4,包括多个电致变色块的电致变色层的制作方法可以包括以下步骤:
S210:在第一透明导电层的预定区域设置掩膜
在该步骤中,在前面所述的第一透明导电层的预定区域设置掩膜。根据本发明的实施例,该预定区域可以根据需要实现的外观效果进行选择。根据本发明的实施例,掩膜的具体类型不受特别限制,掩膜应当具有较好的遮蔽效果,能保证掩膜遮蔽的区域不被电致变色材料覆盖。
S220:在未设置掩膜的区域设置电致变色材料
在该步骤中,在未设置掩膜的区域设置电致变色材料。根据本发明的实施例,在预定区域设置掩膜后,未设置掩膜的区域可以为长条形,圆形,也可以为具有一定的图案、文字或数字等的形状。在未设置掩膜的区域设置电致变色材料并形成电致变色块,可以使形成的壳体具有较好的外观效果。根据本发明的具体实施例,通过热聚合的方式形成电致变色块时,可以将该电致变色材料的单体制备成蒸镀试剂,然后将第一透明导电层覆盖的并且设置有掩膜的第一衬底置入蒸镀机锅盖中,抽真空后,通过加热可以将蒸镀试剂中的单体均匀地蒸镀到未设置掩膜的第一透明导电层表面,提升炉温到单体可聚合的温度,可使其热聚合形成电致变色块。根据本发明的实施例,采用涂覆的方法形成电致变色块时,可以将预先制备好的导电聚合物(电致变色材料)溶于一定的溶剂中,然后将其该溶液直接涂覆在未设置掩膜的第一透明导电层上,之后进行烘干等处理,以便形成电致变色块。
S230:去除掩膜以便形成电致变色块
在该步骤中,去除掩膜以便形成电致变色块,并且暴露出未被该电致变色块覆盖的区域。根据本发明的实施例,通过上述步骤,可以在第一透明导电层表面形成具有一定形状的电致变色块。根据本发明的实施例,在形成该电致变色块之后,还可以进一步对电致变色块的边缘进行切割处理,以保证整个电致变色块厚度的均匀性和平整性,例如,形成的电致变色块中心位置较厚,边缘位置较薄时,可以对该电致变色块的边缘位置进行切割处理,使该电致变色块的厚度偏差小于5%。而且,对形成的电致变色块进行切割处理,可以继续对电致变色块的形状进行加工,操作简便。
根据本发明的实施例,形成上述电致变色块之后,可以多次重复上述步骤,以便形成多个电致变色块。具体的,可以在未被上述电致变色块覆盖的区域继续设置掩膜,在未设置掩膜的区域设置电致变色材料,之后取出掩膜并进行切割处理等。需要说明的是,上述形成多个电致变色块的电致变色材料的电致变色颜色不完全相同,由此,可以使形成的壳体在同一电压下具有不同颜色的撞色效果,并且具有变色效果。根据本发明的实施例,形成的多个电致变色块之间的厚度偏差不大于5%,由此可以保证整个电致变色层的均匀性和平整性,保证整个壳体的使用性能。根据本发明的实施例,可以控制制备各个电致变色块时的工艺参数等,以保证各个电致变色块的厚度较为一致。
根据本发明的实施例,参考图5,通过电聚合的方法形成电致变色层时,也可以不采用上述设置掩膜的方式形成多个电致变色块,该操作方法更为简便。具体的,该方法可以包括以下步骤:
S10:形成第一电致变色块
在该步骤中,将形成有第一透明导电层的第一衬底的一部分浸入第一电解液中,以便形成第一电致变色块。根据本发明的实施例,第一电解液中含有形成第一电致变色块的电致变色材料的单体。将形成有第一透明导电层的第一衬底的一部分浸入第一电解液中,浸入的该部分第一透明导电层可以作为工作电极,以铂或金为辅助电极,以银-氯化银或饱和甘汞电极为参比电极,第一透明导电层进入第一电解液的部分与铂或金电极正对,且两者之间的距离小于3cm,随后利用恒电位法或恒电流法进行电聚合,形成第一电致变色块。关于第一透明导电层浸入第一电解液的部分与铂或金电极之间距离的具体数值,可以根据实际的电聚合效果进行调整。根据本发明的实施例,采用恒电位法进行电聚合时,聚合电压不超过2V。关于聚合电压的具体数值,可以根据有机电致变色单体进行相应的设计,聚合时间可以根据所施加的聚合电压进行设计,以保证具有较好的聚合效果。根据本发明的实施例,在形成第一电致变色块之后,还可以进一步对第一电致变色块的边缘进行切割处理,以保证整个电致变色块厚度的均匀性和平整性,例如,形成的第一电致变色块中心位置较厚,边缘位置较薄时,可以对该电致变色块的边缘位置进行切割处理,使该电致变色块的厚度保持均一,如可以令该电致变色色块的厚度偏差小于5%。而且,对形成的第一电致变色块进行切割处理,可以继续对第一电致变色块的形状进行加工。此外,上述切割处理还可以用于去除第一电致变色块边缘聚合不均匀的区域。此处的“聚合不均匀”应做广义理解,即:不但包括厚度的不均匀,还包括聚合程度的不均匀:由于边缘区域所在的环境与该电致变色块中心区域所处的化学环境不同,因此不论该电致变色块是通过何种方式形成的(电聚合、热聚合、喷涂或是光聚合等),位于边缘的区域的聚合情况均难以和中心区域保持一致,因此有可能导致该电致变色色块边缘区域的颜色和中心区域存在差异。因此,可以通过切割处理,去除和中心区域存在差异的边缘,进而可以获得厚度、颜色均较为均一的电致变色块。并且,切割后的边缘较为平整,也有利于获得与该电致变色块紧邻的下一个电致变色块,也可以具有较为平整的边缘。
S20:形成第二电致变色块
在该步骤中,将第一透明导电层未被第一电致变色块覆盖的至少一部分浸入第二电解液中,形成第二电致变色块。根据本发明的实施例,第二电解液中含有形成第二电致变色块的电致变色材料的单体。根据本发明的实施例,第一透明导电层未被第一电致变色块覆盖且浸入第二电解液中的部分可以作为工作电极与铂或金电极正对,通过与前述电聚合方法相同的步骤,可以在第一透明导电层未被第一电致变色块覆盖的至少一部分表面形成第二电致变色块。由此,可以简便地形成第二变色块。根据本发明的实施例,也可以对形成的第二电致变色块进行切割处理,切割处理的具体原理和方法前面已经描述,在此不再赘述。根据本发明的实施例,当第一电致变色块以及第二电致变色块未覆盖第一透明导电层的全部表面时,可以将第一透明导电层未被第一电致变色块以及第二电致变色块覆盖的至少一部分浸入第三电解液中,第三电解液中含有形成第三电致变色块的电致变色材料的单体,通过上述电聚合的方法,可以在第一透明导电层未被第一电致变色块以及第二电致变色块覆盖的至少一部分表面形成第三电致变色块。可以重复上述操作步骤,在第一透明导电层上形成多个电致变色块。需要说明的是,上述形成多个电致变色块的电致变色材料的电致变色颜色不完全相同,由此,可以使形成的壳体在同一电压下具有不同颜色的撞色效果,并且具有变色效果。根据本发明的实施例,形成的多个电致变色块之间的厚度偏差不大于5%,由此可以保证整个电致变色层的均匀性和平整性,保证整个壳体的使用性能。根据本发明的实施例,可以控制制备各个电致变色块时的工艺参数等,以保证各个电致变色块的厚度较为一致。
根据本发明的实施例,在上述形成第二电致变色块的步骤中,还可以将形成有第一电致变色块的第一衬底整体浸入第二电解液中,由此第一透明导电层未被第一电致变色块覆盖的部分可以全部作为工作电极,通过电聚合的方法,可以在第一透明导电层未被第一电致变色块覆盖的部分形成第二电致变色块,该第二电致变色块和第一电致变色块相邻设置,并且互相接触,从而在整个第一透明导电层的表面覆盖了电致变色层,并且第二电解液形成的电致变色材料和第一电解液形成的电致变色材料的电致变色颜色不同,从而可以使制备的壳体产生两种颜色的撞色效果,并且该壳体的颜色还可以通过电压方向和大小的改变而发生变化,产生不同颜色撞色的效果,视觉冲击更强,产品表现力更佳。
根据本发明的实施例,通过上述方法形成的电致变色层的厚度不大于200nm。发明人发现,电致变色层的厚度高于上述值时,会导致变色时间加长,影响电致变色的效果。由此,将电致变色层的厚度设置在上述范围时,可以使变色时间控制在较短的范围内,提高时效性。
S300:在第二衬底的一侧形成第二导电层
在该步骤中,在第二衬底的一侧形成第二导电层。根据本发明的实施例,第二衬底可以为前面所述的第二衬底,第二导电层可以为前面所述的第二导电层,第二衬底可以是由透明材料或者不透明材料形成的。例如,第二导电层可以是由透明导电材料形成的,具体的,可以为氧化铟锡或者纳米银。根据本发明的实施例,第二导电层可以设计为具有较小的方阻,以保证其具有良好的导电性,降低能量的消耗,此时第二导电层的透明度可以不作要求。当第二衬底由透明材料形成时,可以在第二衬底上设置不同的纹理效果或者印刷不同颜色的油墨,在壳体不加电压时可以遮挡移动终端中的元器件,保证移动终端的外观效果。根据本发明的另一些实施例,第二导电层还可以为不透明的导电材料形成,具体的,可以为铝、铜等金属材料。当第二导电层由金属材料形成时,一方面金属材料具有良好的导电性,另一方面金属材料为不透明材料,由此,在壳体不加电压时可以遮挡移动终端中的元器件,保证移动终端的外观效果。根据本发明的实施例,第二导电层可以通过溅镀的方式形成,当第二衬底为玻璃时,在玻璃形成的第二衬底上形成第二导电层可以采用高温溅镀,温度高于400℃,当第二衬底为塑胶时,在塑胶形成的第二衬底上形成第二导电层可以采用低温溅镀,温度低于100℃。由此,可以利用简单的工艺形成第二导电层。根据本发明的具体实施例,利用溅镀在塑胶形成的第二衬底上形成第二导电层的温度可以为60℃、70℃、80℃或者90℃。
S400:形成离子储存层
在该步骤中,在第二导电层远离第二衬底的一侧形成离子储存层。根据本发明的实施例,该离子储存层可以为前面所述的离子储存层,在此不再赘述。根据本发明的实施例,可以通过旋涂、淋涂、滚涂、刮涂、浸涂、喷涂或者丝印形成离子储存层,具体的,将含有离子储存层的聚合物的油墨均匀涂覆在第二导电层远离第二衬底的一侧,形成的离子储存层的厚度可以为纳米级别。关于离子储存层厚度的设计原则前面已经进行了详细描述,在此不再赘述。
S500:形成电解质层
在该步骤中,在离子储存层远离第二导电层的一侧形成电解质层。根据本发明的实施例,电解质层可以通过丝网印刷的方式均匀涂覆在离子储存层远离第二导电层的一侧,随后在40-60℃下干燥,以便得到电解质层。根据本发明的具体实施例,干燥温度可以为50℃。由胶状材料形成的电解质层,与液态电解质相比具有高稳定性、寿命长等优点,不会产生鼓泡或者电解液外漏等不良现象,从而可以进一步提高该壳体的使用寿命。根据本发明的实施例,电解质层的厚度可以为50-300μm。由此,可以防止迁移的正负离子快速汇聚,从而进一步提高电致变色层变色的稳定性。将电解质层的厚度设计在上述范围内,可以防止电解质层过薄而导致的击穿等不良,以及可以防止电解质层过厚而导致的电致变色时间较长、壳体整体厚度较厚等不良问题。
S600:将形成有电致变色层的第一衬底和形成有电解质层的第二衬底贴合,以便形成所述壳体
在该步骤中,将形成有电致变色层的第一衬底和形成有电解质层的第二衬底贴合,电解质层与电致变色层远离第一透明导电层的一侧相接触,以便形成所述壳体。根据本发明的实施例,在该步骤中,将设置有电致变色层的第一衬底以及设置有电解质层的第二衬底进行封装,电解质层与电致变色层相接触,以便形成壳体。根据本发明的实施例,封装过程可以是通过以下步骤实现的:在电致变色层、电解质层、离子储存层的外围设置绝缘胶,并将第一衬底与第二衬底对向设置,通过绝缘胶相连。由此,可以密封并绝缘电致变色层,防止外界环境对其的干扰。
关于绝缘胶的种类不受特别限制,例如,根据本发明的实施例,绝缘胶可以为绝缘胶带,绝缘胶带的厚度与电致变色层、电解质层以及离子储存层的厚度之和相一致。由此,可以实现对电致变色层、电解质层以及离子储存层的密封。根据本发明的另一些实施例,绝缘胶还可以为胶水,在第一透明导电层以及第二导电层的外围,通过点胶的方式设置绝缘胶,实现对电致变色层、电解质层以及离子储存层的密封。
根据本发明的实施例,在形成第一透明导电层以及第二导电层时还可以同步形成连接导线,绝缘胶设置在连接导线远离导电层的一侧。连接导线的具体材料以及设置方式可以与前面描述的相同,在此不再赘述。由此,可以通过控制电路向第一透明导电层以及第二导电层施加电压,控制电致变色层变色。由此,该电致变色层在同一电压下,不同的电致变色块可以呈现不同的颜色,即可以实现撞色效果;当电压改变时,各个电致变色块的颜色也会发生变化,从而产生多种不同的撞色效果,丰富了壳体的外观。
需要特别说明的是,可以先在第一衬底上依次设置第一透明导电层以及电致变色层,再在第二衬底上依次设置第二导电层、离子储存层以及电解质层;也可以先在第二衬底上依次设置第二导电层、离子储存层以及电解质层,然后在第一衬底上依次设置第一透明导电层以及电致变色层。也即是说,形成具有各层结构的第一衬底以及第二衬底的顺序不受特别限制,只要在封装之前,在两个衬底上分别形成需要形成的结构即可。
在本发明的又一方面,本发明提出了一种电子设备。根据本发明的实施例,参考图6,该电子设备1100包括:前面所述的壳体1000以及屏幕(图中未示出),壳体1000中设置有主板以及存储器(图中未示出),屏幕设置在壳体1000的顶部且与所述主板相连。由此,该电子设备具有前面所述的壳体所具有的全部特征以及优点,在此不再赘述。总的来说,该电子设备的壳体可以实现多种颜色的撞色以及变色效果,该电子设备的外观丰富,表现力强。
根据本发明的具体实施例,壳体1000可以包括第一衬底、第一透明导电层、电致变色层、电解质层、离子储存层、第二导电层以及第二衬底。其中,第一透明导电层设置在第一衬底的一侧,电致变色层设置在第一透明导电层远离第一衬底的一侧,电解质层设置在电致变色层远离第一透明导电层的一侧,离子储存层设置在电解质层远离电致变色层的一侧,第二导电层设置在离子储存层远离电解质层的一侧,第二衬底设置在第二导电层远离离子储存层的一侧,其中,电致变色层包括多个电致变色块,构成多个电致变色块的电致变色材料不完全相同。由此,该壳体可以在同一电压状态下呈现不同颜色的撞色效果,并且可以在不同电压下实现多种撞色效果,丰富了电子设备的外观,提升了产品的表现力。根据本发明的具体实施例,电子设备还包括电压控制电路,该电压控制电路用于控制壳体的电压,以使电致变色层进行变色,从而获得具有外观效果可变壳体的电子设备。
以上详细描述了本发明的实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。
在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (18)
1.一种壳体,其特征在于,包括:
第一衬底;
第一透明导电层,所述第一透明导电层设置在所述第一衬底的一侧;
电致变色层,所述电致变色层设置在所述第一透明导电层远离所述第一衬底的一侧;
电解质层,所述电解质层设置在所述电致变色层远离所述第一透明导电层的一侧;
离子储存层,所述离子储存层设置在所述电解质层远离所述电致变色层的一侧;
第二导电层,所述第二导电层设置在所述离子储存层远离所述电解质层的一侧;
第二衬底,所述第二衬底设置在所述第二导电层远离所述离子储存层的一侧,
其中,所述电致变色层包括多个电致变色块,构成所述多个电致变色块的电致变色材料不完全相同。
2.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述电致变色层的厚度不大于200nm。
3.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述多个电致变色块之间的厚度偏差不超过5%。
4.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述多个电致变色块的电致变色颜色不完全相同。
5.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述第一衬底以及所述第二衬底的至少之一是由玻璃形成的。
6.根据权利要求5所述的壳体,其特征在于,所述第一衬底是由玻璃形成的,所述第二衬底是由玻璃或塑胶形成的。
7.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述电解质层的厚度为50-300μm。
8.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述电解质层是由胶状材料构成的,所述胶状材料包括胶材、增塑剂、导电离子以及溶剂。
9.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述多个电致变色块中的至少两个所述电致变色块相邻设置,相邻设置的所述电致变色块的侧壁互相接触。
10.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述电致变色层包括两个所述电致变色块,两个所述电致变色块的电致变色颜色不同,所述两个电致变色块相邻设置。
11.一种制备权利要求1-10任一项所述的壳体的方法,其特征在于,包括:
在第一衬底的一侧形成第一透明导电层;
形成电致变色层,所述电致变色层形成在所述第一透明导电层远离所述第一衬底的一侧,所述电致变色层包括多个电致变色块,构成所述多个电致变色块的电致变色材料不完全相同;
在第二衬底的一侧形成第二导电层;
形成离子储存层,所述离子储存层形成在所述第二导电层远离所述第二衬底的一侧;
形成电解质层,所述电解质层形成在所述离子储存层远离所述第二导电层的一侧;
将形成有所述电致变色层的所述第一衬底和形成有所述电解质层的所述第二衬底进行贴合,所述电解质层与所述电致变色层远离所述第一透明导电层的一侧相接触,以便形成所述壳体。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述形成电致变色层包括:
在所述第一透明导电层上的预定区域设置掩膜,并在所述第一透明导电层上未设置所述掩膜的区域设置电致变色材料,随后去除所述掩膜,以便形成所述电致变色块;
多次重复上述步骤,以便形成多个所述电致变色块,以便形成所述电致变色层。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,形成的多个所述电致变色块之间的厚度偏差不大于5%。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述电致变色层是利用电聚合、热聚合、光聚合以及涂覆的至少之一形成的。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述电致变色层是通过电聚合的方法形成的,所述形成电致变色层包括:
将形成有所述第一透明导电层的所述第一衬底的一部分浸入第一电解液中,以便形成第一电致变色块;
至少将所述第一透明导电层未被所述第一电致变色块覆盖的部分浸入第二电解液中,形成第二电致变色块,其中,
所述第一电解液中含有形成所述第一电致变色块的所述电致变色材料的单体,所述第二电解液中含有形成所述第二电致变色块的所述电致变色材料的单体。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,形成所述第二电致变色块包括:
将形成有所述第一电致变色块的所述第一衬底整体浸入所述第二电解液中。
17.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,在形成多个所述电致变色块中的每一个之后进一步包括:
对所述电致变色块的边缘进行切割处理。
18.一种电子设备,其特征在于,包括:权利要求1-10任一项所述的壳体,所述壳体中设置有主板以及存储器;
屏幕,所述屏幕设置在所述壳体的顶部且与所述主板相连。
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