CN112485950A

CN112485950A - 一种电致变色器件

Info

Publication number: CN112485950A
Application number: CN202011466038.XA
Authority: CN
Inventors: 王英辉; 王盛凯
Original assignee: Kunshan Microelectronics Technology Research Institute
Current assignee: Kunshan Microelectronics Technology Research Institute
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2021-03-12

Abstract

本申请公开了一种电致变色器件，包括由上至下依次层叠的第一电极层、压电材料层、离子储存层、电解质层、电致变色层、第二电极层，以及用于实现所述第一电极层和所述第二电极层电连接的连接件。可见，本申请中的电致变色器件，除了包括第一电极层、离子储存层、电解质层、电致变色层、第二电极层，还包括压电材料层，当电致变色器件受到压力作用时，压电材料层受到压力作用，在压电材料层表面产生电荷，即产生电场，由于第一电极层和第二电极层之间电连接，使得电致变色层两端产生外加电场，电致变色层发生颜色改变，实现了自供电变色，无需设置外接电源驱动电致变色器件工作，并且不需要实时供电，降低能源消耗。

Description

一种电致变色器件

技术领域

本申请涉及电致变色技术领域，特别是涉及一种电致变色器件。

背景技术

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。电致变色材料的典型代表是三氧化钨，也是发现的第一个变色材料，后续又发现了聚噻吩类及其衍生物、紫罗精类、四硫富瓦烯、金属酞菁类化合物等。

目前，含有电致变色材料的电致变色器件广泛应用于电致变色窗、汽车后视防眩镜、显示器件等方面。现有的电致变色器件大体上包括两个电极片、电致变色层、设置在两个电极片中间的电解质层，电极片连接有外接电源。现有的电致变色器件必须依靠外接电源才可以实现变色，且需要实时供电，能源消耗较大。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

发明内容

本申请的目的是提供一种电致变色器件，以解决现有的电致变色器件必须外接电源才能工作以及能耗大的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种电致变色器件，包括由上至下依次层叠的第一电极层、压电材料层、离子储存层、电解质层、电致变色层、第二电极层，以及用于实现所述第一电极层和所述第二电极层电连接的连接件。

可选的，电致变色器件中，所述压电材料层为压电陶瓷层或者有机压电材料层。

可选的，电致变色器件中，所述有机压电材料层的材料为聚偏氟乙烯或者改性聚偏氟乙烯。

可选的，电致变色器件中，所述离子储存层的材料为高氯酸锂或者高氯酸钠。

可选的，电致变色器件中，所述第一电极层和所述第二电极层均为透明导电层。

可选的，电致变色器件中，所述第一电极层和所述第二电极层的材料为氧化铟锡。

可选的，电致变色器件中，所述第一电极层和所述第二电极层的厚度取值范围为1nm至5μm，包括端点值。

可选的，电致变色器件中，所述电解质层的材料为LiNbO₃、LiAlO₂、LiTaO₃中的任一种。

可选的，电致变色器件中，所述电致变色层的材料为下述任一种：

三氧化钨，氧化镍，紫罗精类化合物，普鲁士蓝。

可选的，电致变色器件中，所述连接件为单根的导线或者整流电路或者带有开关的导线。

本申请所提供的一种电致变色器件，包括由上至下依次层叠的第一电极层、压电材料层、离子储存层、电解质层、电致变色层、第二电极层，以及用于实现所述第一电极层和所述第二电极层电连接的连接件。

可见，本申请中的电致变色器件，除了包括第一电极层、离子储存层、电解质层、电致变色层、第二电极层，还包括压电材料层，当电致变色器件受到压力作用时，压电材料层受到压力作用，在压电材料层表面产生电荷，即产生电场，由于第一电极层和第二电极层之间电连接，使得电致变色层两端产生外加电场，电致变色层发生颜色改变，实现了自供电变色，无需设置外接电源驱动电致变色器件工作，并且不需要实时供电，降低能源消耗。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例所提供的一种电致变色器件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有的电致变色器件大体上包括两个电极片、电致变色层、设置在两个电极片中间的电解质层，电极片连接有外接电源。现有的电致变色器件必须依靠外接电源才可以实现变色，且需要实时供电，能源消耗较大。

有鉴于此，本申请提供了一种电致变色器件，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电致变色器件的结构示意图，该器件包括：

由上至下依次层叠的第一电极层1、压电材料层2、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二电极层6，以及用于实现所述第一电极层1和所述第二电极层6电连接的连接件7。

需要指出的是，在电致变色器件中，第一电极层1、压电材料层2、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二电极层6中相邻的两个层结构相接触，而相互间隔的层结构之间不产生直接接触，例如，压电材料层2的下表面与离子储存层3的上表面接触，压电材料层2的上表面与第一电极层1相接触，压电材料层2与电解质层4并不直接接触，第一电极层1与离子储存层3并不直接接触。

压电材料具有压电效应，即在一定方向上受到外力作用而发生变形时，内部产生极化的同时，在材料两个相对的表面上出现正负电荷。

需要说明的是，本申请中对压电材料层2的种类不做具体限定，视情况而定。例如，所述压电材料层2为压电陶瓷层或者有机压电材料层2或者；其中，压电陶瓷层的材料包括但不限于钛酸钡、锆钛酸铅、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、改性钛酸铅，所述有机压电材料层2的材料为聚偏氟乙烯或者改性聚偏氟乙烯。

压电材料层2中压电率的大小取决于压电材料的分子中含有的偶极子的排列方向是否一致。聚偏氟乙烯含有具有较大偶极矩的C-F键，所以聚偏氟乙烯或者改性聚偏氟乙烯具有较强压电效应，并且聚偏氟乙烯层或者改性聚偏氟乙烯层是透明的，又具有柔性，因此，当压电晶体层为聚偏氟乙烯层或者改性聚偏氟乙烯层时，可以使电致变色器件为柔性电致变色器件，可以弯折，并且具有透明的特点。

所述电致变色层5的材料包括但不限于下述任一种：

三氧化钨，氧化镍，紫罗精类化合物，普鲁士蓝。

离子储存层3的作用是为电致变色层5中的材料发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子，保持整个电致变色器件电荷平衡的作用。所述离子储存层3的材料可以为高氯酸锂或者高氯酸钠等含有锂离子的无机聚合物或有机聚合物。

优选的，所述第一电极层1和所述第二电极层6均为透明导电层，使得电致变色器件具有透明的效果，外观更加美观。可选的，在本申请的一个实施例中所述第一电极层1和所述第二电极层6的材料为氧化铟锡，但是本申请对此并不做具体限定，在本申请的其他实施例中，第一电极层1和第二电极层6的材料还可以为PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))，PEDOT是3,4-乙烯二氧噻吩单体的聚合物。

所述第一电极层1和所述第二电极层6的厚度取值范围为1nm至5μm，包括端点值，例如，2nm，200nm，1μm，3μm，4.5μm，需要指出的是，第一电极层1的厚度与第二电极层6的厚度既可以相等，也可以不等。避免第一电极层1和第二电极层6的厚度太薄，电极印刷不均匀，同时避免厚度太厚，导致电致变色器件的柔性差，同时使得原料成本增加，制作效率降低，又影响电致变色器件向轻薄化方向发展。

需要说明的是，所述电解质层4的材料包括但不限于LiNbO₃、LiAlO₂、LiTaO₃中的任一种。还需要指出的是，本申请中对电解质层4的材料的状态也不做具体限定，可以选用液态，固态或凝胶状的材料。

需要说明的是，本申请中对连接件7不做具体限定，视情况而定。例如所述连接件7为单根的导线或者整流电路或者带有开关的导线。

当连接件7为单根的导线时，导线可以为铜导线或者银导线等等；带有开关的导线即在导线上设置一个开关，控制第一电极层1与第二电极层6之间的导通或者断开；整流电路包括变压器、整流主电路和滤波器等，控制第一电极层1与第二电极层6之间的导通或者断开。

本申请中的电致变色器件，除了包括第一电极层1、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二电极层6，还包括压电材料层2，当电致变色器件受到压力作用时，压电材料层2受到压力作用，在压电材料层2表面产生电荷，即产生电场，由于第一电极层1和第二电极层6之间电连接，使得电致变色层5两端产生外加电场，电致变色层5发生颜色改变，实现了自供电变色，无需设置外接电源驱动电致变色器件工作，并且不需要实时供电，降低能源消耗。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的电致变色器件进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种电致变色器件，其特征在于，包括由上至下依次层叠的第一电极层、压电材料层、离子储存层、电解质层、电致变色层、第二电极层，以及用于实现所述第一电极层和所述第二电极层电连接的连接件。

2.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述压电材料层为压电陶瓷层或者有机压电材料层。

3.如权利要求2所述的电致发光器件，其特征在于，所述有机压电材料层的材料为聚偏氟乙烯或者改性聚偏氟乙烯。

4.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述离子储存层的材料为高氯酸锂或者高氯酸钠。

5.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层均为透明导电层。

6.如权利要求5所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的材料为氧化铟锡。

7.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的厚度取值范围为1nm至5μm，包括端点值。

8.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述电解质层的材料为LiNbO₃、LiAlO₂、LiTaO₃中的任一种。

9.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色层的材料为下述任一种：

三氧化钨，氧化镍，紫罗精类化合物，普鲁士蓝。

10.如权利要求1至9任一项所述的电致变色器件，其特征在于，所述连接件为单根的导线或者整流电路或者带有开关的导线。