CN110133931A - 夹胶型电致变色透明器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种夹胶型电致变色透明器件及其制备方法，该器件包括第一透明器件基体；透明导电中间膜，设置于第一透明器件基体上；以及第二透明器件基体，设置于透明导电中间膜上。该方法包括提供至少一个根据上述的透明导电中间膜的制备方法所制备的透明导电中间膜；以及按照合片工艺，通过透明导电中间膜，将至少两片已镀膜的透明器件基体粘结成一体，形成夹胶型电致变色透明器件。本发明通过在透明导电中间膜内融入了锂盐，使其可以为电致变色层提供反应所需的离子，进而作为电致变色器件的离子导体层时，离子传导效率满足变色要求，避免气泡或渗漏等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电致变色透明器件，特别是涉及一种夹胶型电致变色透明器件及其制备方法。
背景技术
电致变色透明器件具有可见光透射率无级调节(可实现透明与不透明调节)、颜色连续变化等智能功能，操控简便且操作方式多样化，可广泛应用于广告装饰、建筑门窗、轨道交通、汽车船舶、航空航天、军品等领域。
请参考图4，其示出了现有技术的电致变色透明器件本体的结构示意图，其主要是由基体材料与多种电致变色变色薄膜材料组成，导电条与透明导电层联接，电源驱动，构成通电回路，通过控制电源的通断与电压幅值的调节，可实现电致变色功能。
其中，离子导体层用于传导电致变色过程中所需的离子，现有技术中的离子导体层的形式有液态、凝胶态和固态。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
1、液态形式的离子导体层在封装时，不方便其封装操作，并且在其反应后，容易出现渗漏或气泡的问题；
2、凝胶态形式的离子导体层成型工艺复杂，且所制作的电致变色器件一般不能作为结构件；
3、固态形式的离子导体层在制作时，是通过磁控溅射法，将固态电解质薄膜镀在透明基体或夹层薄膜上，成本高和反应时间长。
综上所述，现有技术的不同形式的离子导体层，对电变色器件的整体性能、成本或质量可靠性等方面或多或少地存在一些不利影响。
因此，开发出一种具有工艺简单、质量稳定且成本可控的离子导体层及电致变色透明器件，具有重要的研究意义和商业价值。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种高效的电致变色驱动方式及驱动结构。具体的技术方案如下：
第一方面，提供一种透明导电中间膜的制备方法，应用于夹胶型电致变色透明器件，以代替夹胶型电致变色透明器件中的离子导体层，其中透明导电中间膜的制备方法包括以下步骤：
将锂盐加入高分子材料中，并掺入多种小料，形成导电母粒；
将导电母粒与透明导电中间膜的基材共混，形成混合基材；
将混合基材熔融过滤挤出；
流延冷却定型，形成高分子膜；以及
对高分子膜表面处理与切边收卷，形成透明导电中间膜。
在第一方面的第一种可能实现方式中，锂盐包括高氯酸锂、碳酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂和三氟甲磺酸锂中的一种或几种。
在第一方面的第二种可能实现方式中，高分子材料为聚乙烯醇缩丁醛(POLYVINYLBUTYRAL，PVB)、高硬度中间膜(Sentry Glass Plu，SGP)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA)、聚氨基甲酸酯(Polyurethane，PU)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)。
在第一方面的第三种可能实现方式中，多种小料包括粘结树脂、抗氧剂、光稳定剂、偶联剂、交联剂、硬脂酸、抗静电剂和紫外吸收剂中的一种或几种。
第二方面，提供一种夹胶型电致变色透明器件的制备方法，其中夹胶型电致变色透明器件的制备方法包括以下步骤：
提供至少一个根据上述的透明导电中间膜的制备方法所制备的透明导电中间膜；以及
按照合片工艺，通过透明导电中间膜，将至少两片已镀膜的透明器件基体粘结成一体，形成夹胶型电致变色透明器件。
在第二方面的第一种可能实现方式中，合片工艺的步骤还包括：
将至少一个透明导电中间膜对应夹在至少两片已镀膜的透明器件基体之间，形成合片；
将合片装入密封袋，真空冷抽处理；以及
将合片装入高压釜，蒸压成型。
在第二方面的第二种可能实现方式中，至少两片透明器件基体上的已镀膜包括透明导电层、电致变色层和离子存储层。
第三方面，提供一种根据上述的夹胶型电致变色透明器件的制备方法所制备的夹胶型电致变色透明器件，其中夹胶型电致变色透明器件包括：
第一透明器件基体；
透明导电中间膜，设置于第一透明器件基体上；以及
第二透明器件基体，设置于透明导电中间膜上。
在第三方面的第一种可能实现方式中，还包括：
多个内部导电条，设置于夹胶型电致变色透明器件的非可视区，多个内部导电条用于夹胶型电致变色透明器件与外部电源连接；以及
绝缘介质，设置于多个内部导电条之间，绝缘介质用于多个内部导电条之间绝缘。
在第三方面的第二种可能实现方式中，还包括多种透明薄膜层，设置于透明器件基体及第二透明器件基体上，多种透明薄膜层包括透明导电层、电致变色层和离子存储层。
本发明与现有技术相比具有的优点有：
本发明通过在透明导电中间膜内融入了锂盐，使其可以为电致变色层提供反应所需的离子，进而作为电致变色器件的离子导体层时，离子传导效率满足变色要求，避免气泡或渗漏等问题；并且本发明的成型工艺相对简单，将中间膜的制作独立成一个工序，与合片、高压等工序并列，便于计划排产与生产管理；利用所制成的夹胶器件，结构稳固，承载负荷大，可用作结构件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例的透明导电中间膜的制备方法的步骤流程示意图。
图2是本发明二实施例的夹胶型电致变色透明器件的制备方法的步骤流程示意图。
图3是本发明一实施例的夹胶型电致变色透明器件的结构示意图。
图4是现有技术的的电致变色透明器件本体的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明的一实施例中，请参考图1，其示出了本发明一实施例的透明导电中间膜2的制备方法1的流程步骤示意图。本实施例的透明导电中间膜的制备方法1所制备的透明导电中间膜2主要是应用于夹胶型电致变色透明器件3，以代替夹胶型电致变色透明器件3中的离子导体层，其中透明导电中间膜2的制备方法1包括以下步骤101-105。
步骤101，形成导电母粒。将锂盐加入高分子材料中，并掺入多种小料，形成导电母粒。
具体的，将锂盐加入合适的高分子材料中，通过锂盐为夹胶型电致变色透明器件3的离子导体层提供锂离子；至于锂盐的选择，可以选择高氯酸锂、碳酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂和三氟甲磺酸锂中的一种或几种，但并不以此为限。
至于高分子材料的选择，可以选择与透明导电中间膜的基材相同的高分子材料，例如可以为聚乙烯醇缩丁醛(POLYVINYL BUTYRAL，PVB)、高硬度中间膜(Sentry GlassPlu，SGP)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA)、聚氨基甲酸酯(Polyurethane，PU)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)，但并不以此为限。
同时，由于高分子材料的性能单一，为了实现夹胶型电致变色透明器件3的功能与可靠性等，就必须加入一些小料，对原有的高分子材料进行改性，比如提高高分子材料与透明基体的粘接性能，抗紫外老化性能，透明率等；至于多种小料的选择，可以选择粘结树脂、抗氧剂、光稳定剂、偶联剂、交联剂、硬脂酸、抗静电剂和紫外吸收剂中的一种或几种，但并不以此为限。
然后，将加入锂盐和多种小料的高分子材料进行搅拌，使其充分融合，形成导电母粒，进而使形成的导电母粒具备支撑电致变色功能的要求。
步骤102，形成混合基材。将导电母粒与透明导电中间膜的基材共混，形成混合基材。
具体的，将导电母粒与透明导电中间膜的基材进行充分搅拌融合，可使透明导电中间膜的基材间的均匀性比较好，可以保证电致变色的效果。
步骤103，熔融过滤挤出。将混合基材熔融过滤挤出。
具体的，透明导电中间膜的基材(高分子材料)与导电母粒在搅拌融合的过程中，不可避免的有气体掺入，另外高分子材料也需要熔融过滤，使得各材料间充分融合，无结块、凝团、气泡现象；至于熔融过滤挤出的操作步骤为本领域技术人员所熟知的常规操作步骤，因此在此不进行赘述。
步骤104，形成高分子膜。流延冷却定型，形成高分子膜。
具体的，由于高分子材料为不定型状，通过流延冷却将高分子定型，使其形成具有一定的形状、厚度以及外观要求的高分子膜；至于流延冷却的操作步骤为本领域技术人员所熟知的常规操作步骤，因此在此不进行赘述。
步骤105，形成透明导电中间膜2。对高分子膜表面处理与切边收卷，形成透明导电中间膜2。
具体的，流延冷却定型后，形成高分子膜的表面需要处理，同时要将这些膜切边收卷，形成透明导电中间膜2，作为下一道工序的材料进行入库、流转，本实施例公开的是用于夹胶型电致变色透明器件3的制备，但并不以此为限。
由于现有技术的有机聚合物中间膜通常为绝缘体，无法为电致变色层提供反应所需的离子，是不符合电致变色透明器件中离子导体层的要求的。而本实施例的透明导电中间膜2的制备方法1中，在高分子材料内融入了锂盐，进而使其形成的透明导电中间膜2在应用于夹胶型电致变色透明器件3时，可以为电致变色层提供反应所需的离子，符合电致变色透明器件中离子导体层的要求的，从而可以代替夹胶型电致变色透明器件3中的离子导体层。
本发明的二实施例中，请参考图2，其示出了本发明二实施例的夹胶型电致变色透明器件3的制备方法4的流程步骤示意图。夹胶型电致变色透明器件3的制备方法4包括以下步骤：
步骤401，提供透明导电中间膜2。提供至少一个根据上述的一实施例中所示的透明导电中间膜2的制备方法1所制备的透明导电中间膜2。
具体的，透明导电中间膜2的制备方法请参考上述一实施例中所示的透明导电中间膜2的制备方法1进行制备，通过该方法制备的透明导电中间膜2用于代替夹胶型电致变色透明器件3中的离子导体层。
步骤402，合片。按照合片工艺5，通过透明导电中间膜2，将至少两片已镀膜的透明器件基体粘结成一体，形成夹胶型电致变色透明器件3。
具体的，将至少一个透明导电中间膜2对应夹在至少两片已镀膜的透明器件基体之间，形成合片，例如可以是本实施例中所公开的将一个透明导电中间膜2夹在两片已镀膜的透明器件基体之间，但并不以此为限。
具体的，将合片装入密封袋，真空冷抽处理，以抽出透明导电中间膜2与透明器件基体之间的气体，然后将合片装入高压釜，蒸压成型，使透明导电中间膜2与透明器件基体粘结成一体，形成夹胶型电致变色透明器件3。
至于透明器件基体上的已镀膜包括透明导电层、电致变色层和离子存储层，但并不以此为限，本领域技术人员也可以根据实际需求的功能选择在透明器件基体上镀对应功能的膜层。
本实施例的夹胶型电致变色透明器件3的制备方法4将透明导电中间膜2的制作独立成一个工序，与合片、高压等工序并列，可以实现同时生产，并且成型工艺相对简单，便于计划排产与生产管理。
本发明的三实施例中，请参考图3，其示出了本发明三实施例的夹胶型电致变色透明器件3的结构图。本实施例公开的夹胶型电致变色透明器件3是根据上述二实施例中所示的夹胶型电致变色透明器件3的制备方法所制备的，夹胶型电致变色透明器件3包括第一透明器件基体31、透明导电中间膜2和第二透明器件基体32，其中：
第一透明器件基体31设置于夹胶型电致变色透明器件3的下端，第一透明器件基体31可以选择透明玻璃，但并不以此为限。本实施例公开的第一透明器件基体31上还镀有各种透明薄膜层(图中未示出)，各种透明薄膜层包括但不限于透明导电层、电致变色层和离子存储层。
透明导电中间膜2设置于第一透明器件基体31上，透明导电中间膜2主要是用于为第一透明器件基体31和第二透明器件基体32提供粘结，及为电致变色层的变色提供所需的离子，至于透明导电中间膜2的制备可以参照上述一实施例中所示的透明导电中间膜2的制备方法1进行制备。
第二透明器件基体32设置于透明导电中间膜2上，第二透明器件基体32可以选择透明玻璃，但并不以此为限。本实施例公开的第二透明器件基体32上还镀有各种透明薄膜层(图中未示出)，各种透明薄膜层包括但不限于透明导电层、电致变色层和离子存储层。
在一优选实施例中，请再次参考图3，夹胶型电致变色透明器件3还包括多个内部导电条33和绝缘介质34，多个内部导电条33设置于夹胶型电致变色透明器件3的非可视区，多个内部导电条33用于夹胶型电致变色透明器件3与外部电源连接，绝缘介质34设置于多个内部导电条33之间，绝缘介质34用于多个内部导电条33之间绝缘，但并不以为限。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种透明导电中间膜的制备方法，应用于夹胶型电致变色透明器件，以代替所述夹胶型电致变色透明器件中的离子导体层，其特征在于，所述透明导电中间膜的制备方法包括以下步骤：
将锂盐加入高分子材料中，并掺入多种小料，形成导电母粒；
将所述导电母粒与所述透明导电中间膜的基材共混，形成混合基材；
将所述混合基材熔融过滤挤出；
流延冷却定型，形成高分子膜；以及
对所述高分子膜表面处理与切边收卷，形成透明导电中间膜。
2.根据权利要求1所述的透明导电中间膜的制备方法，其特征在于，所述锂盐包括高氯酸锂、碳酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂和三氟甲磺酸锂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的透明导电中间膜的制备方法，其特征在于，所述高分子材料为聚乙烯醇缩丁醛(POLYVINYL BUTYRAL，PVB)、高硬度中间膜(Sentry Glass Plu，SGP)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA)、聚氨基甲酸酯(Polyurethane，PU)或聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)。
4.根据权利要求1所述的透明导电中间膜的制备方法，其特征在于，所述多种小料包括粘结树脂、抗氧剂、光稳定剂、偶联剂、交联剂、硬脂酸、抗静电剂和紫外吸收剂中的一种或几种。
5.一种夹胶型电致变色透明器件的制备方法，其特征在于，所述夹胶型电致变色透明器件的制备方法包括以下步骤：
提供至少一个根据上述权利要求1-4中任意一项所述的透明导电中间膜的制备方法所制备的透明导电中间膜；以及
按照合片工艺，通过所述透明导电中间膜，将至少两片已镀膜的透明器件基体粘结成一体，形成所述夹胶型电致变色透明器件。
6.根据权利要求5所述的夹胶型电致变色透明器件的制备方法，其特征在于，所述合片工艺的步骤还包括：
将所述至少一个透明导电中间膜对应夹在所述至少两片已镀膜的所述透明器件基体之间，形成合片；
将所述合片装入密封袋，真空冷抽处理；以及
将所述合片装入高压釜，蒸压成型。
7.根据权利要求5所述的夹胶型电致变色透明器件的制备方法，其特征在于，所述至少两片透明器件基体上的已镀膜包括透明导电层、电致变色层和离子存储层。
8.一种根据权利要求5-7任意一项所述的夹胶型电致变色透明器件的制备方法所制备的夹胶型电致变色透明器件，其特征在于，所述夹胶型电致变色透明器件包括：
第一透明器件基体；
透明导电中间膜，设置于所述第一透明器件基体上；以及
第二透明器件基体，设置于所述透明导电中间膜上。
9.根据权利要求8所述的夹胶型电致变色透明器件，其特征在于，还包括：
多个内部导电条，设置于所述夹胶型电致变色透明器件的非可视区，所述多个内部导电条用于所述夹胶型电致变色透明器件与外部电源连接；以及
绝缘介质，设置于所述多个内部导电条之间，所述绝缘介质用于所述多个内部导电条之间绝缘。
10.根据权利要求8所述的夹胶型电致变色透明器件，其特征在于，还包括多种透明薄膜层，设置于所述透明器件基体及所述第二透明器件基体上，所述多种透明薄膜层包括透明导电层、电致变色层和离子存储层。
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