CN113495392A - 一种电致变色器件及其变色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电致变色器件及其变色方法。所述电致变色器件包括依次层叠的第一基底、第一透明导电层、第一电致变色层、电解质层、第二电致变色层、第二透明导电层和第二基底；第一电致变色层和第二电致变色层的材料均为阴极电致变色材料或均为阳极电致变色材料。变色方法包括：对预处理后的电致变色器件循环施加与第一电压方向相反和相同的电压，使电致变色器件在不同颜色间切换。本发明提供的电致变色器件采用了两层电致变色层均为阳极电致变色材料或均为阴极电致变色材料的结构，结合特定的变色方法，实现了在不同颜色间的切换，扩展了电致变色材料的选择范围。
Description
技术领域
本发明属于变色器件技术领域，具体涉及一种电致变色器件及其变色方法。
背景技术
电致变色是指材料的光学属性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。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。电致变色器件在变色眼镜、电子显示、军事隐藏、建筑节能等领域有非常重要的应用前景。
现有的电致变色器件一般采用导电层-电致变色层-电解质层-离子储存层(电致变色层)- 导电层的层叠结构。其中，电致变色层是电致变色器件的核心之一，构成电致变色层的电致变色材料可分成无机电致变色材料与有机电致变色材料。无机电致变色材料具有稳定、响应快的优点，如三氧化钨(WO3)、五氧化二钒(V2O5)、氧化镍(NiO)、二氧化钛(TiO2)。有机电致变色材料种类多，颜色丰富，便于设计，如紫罗精、聚噻吩类。电致变色材料根据颜色变化还可分成阴极电致变色材料与阳极电致变色材料。阴极电致变色材料可以得电子发生还原反应，在着色和褪色之间切换颜色；阳极电致变色材料可以失电子发生氧化反应，在着色和褪色之间切换颜色。
当前，大多数电致变色器件的制作工艺较复杂，颜色变化单一，难以满足多色显示以及个性化定制的需求。为了实现电致变色器件的颜色切换，现有技术选用在颜色变化上能相互匹配的阴极电致变色材料和阳极电致变色材料来组装电致变色器件。例如选用变色范围在红色至无色的阴极电致变色材料，和变色范围在无色至蓝色的阳极电致变色材料组装器件，实现电致变色器件在红色至蓝色之间的切换。
CN 105278198A公开了一种互补型无机全固态电致变色器件及其制备方法，该器件包括由下至上依次设置的衬底、透明导电层、阳极电致变色层、离子存储层、快离子传输层、阴极电致变色层和透明导电层。CN 105607375A公开了一种高通量筛选固态无机电致变色材料的电致变色器件及其制备方法，其中每一个电致变色器件单元自下透明导电层起从内至外依次镀制有阴极电致变色层、固态电解质层、阳极电致变色层及上透明层。CN110109311A公开了一种全固态电致变色器件及其制备方法，该器件由依次设置的衬底A、透明导电层A、阳极电致变色层、固体电解质层、阴极电致变色层、透明导电层B和衬底B组合而成，阴极电致变色层为掺杂金属原子的氧化钨薄膜，阳极电致变色层为掺杂金属原子的氧化镍薄膜。这些电致变色器件均采用了阴极电致变色层和阳极电致变色层配合的结构。
但是，由于目前电致变色材料的种类较少，对于阳极电致变色材料(或阴极电致变色材料)可能难以找到与其颜色相匹配的阴极电致变色材料(或阳极电致变色材料)，需要自主设计研发；而颜色相匹配的又可能都属于阳极电致变色材料或阴极电致变色材料。这就导致上述结构的电致变色器件在实际应用中容易受到颜色、材料或工艺的限制，难以推广到更多颜色的相互切换。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电致变色器件及其变色方法。该电致变色器件采用了两层电致变色层均为阳极电致变色材料或均为阴极电致变色材料的结构，结合特定的变色方法，实现了在不同颜色间的切换，扩展了电致变色材料的选择范围，易于推广到更多颜色的相互切换，可以满足多色显示以及个性化定制的需求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种电致变色器件，所述电致变色器件包括依次层叠的第一基底、第一透明导电层、第一电致变色层、电解质层、第二电致变色层、第二透明导电层和第二基底；
所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料均为阴极电致变色材料或均为阳极电致变色材料。
本发明提供的电致变色器件的两层电致变色层均采用阴极电致变色材料或阳极电致变色材料，结合特定的变色方法，可以在不同颜色间切换，从而使得两层电致变色层的材料无需局限于阴极电致变色材料与阳极电致变色材料的组合，扩展了电致变色材料的选择范围。
在本发明一实施方式中，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层各自独立地由氧化铟锡(indium-tin oxide，ITO)、氧化锌铝(aluminum zinc oxide，AZO)、氟掺杂氧化锡(fluorine doped tin oxide，FTO)、银纳米线、石墨烯、碳纳米管、金属网格和银纳米颗粒中的至少一种形成。
在本发明一实施方式中，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的厚度各自独立地为1-1000nm，例如可以是1nm、2nm、5nm、8nm、10nm、15nm、20nm、25nm、50nm、70nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、 650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm或1000nm等。
本领域中，阴极电致变色材料包括阴极电致变色还原态着色材料、阴极电致变色氧化态着色材料和阴极电致变色多色材料。
阳极电致变色材料包括阳极电致变色还原态着色材料、阳极电致变色氧化态着色材料和阳极电致变色多色材料。
其中，阴极电致变色还原态着色材料初始态为无色，得电子还原态变为有色；此类材料包括TiO2，WO3，Nb2O5，MoO3，Ta2O5，紫精及其衍生物等。
阴极电致变色氧化态着色材料初始态为有色，得电子还原态变为无色；此类材料包括普鲁士蓝(Prussian blue)类及其衍生物，钌紫(Ruthenium purple)类及其衍生物等。
阴极电致变色多色材料的颜色变化可以是多种颜色变化，例如初始态为颜色a，得电子中间态为颜色b，得电子还原态变为颜色c；或者是双色变化，例如初始态为颜色a’，得电子还原态变为颜色c’；此类材料包括CoOx，Rh2O3，二茂铁及其衍生物等。
阳极电致变色还原态着色材料初始态为着色，失电子氧化态变为无色；此类材料包括聚噻吩及其衍生物等。
阳极电致变色氧化态着色材料初始态为无色，失电子氧化态变为有色；此类材料包括 NiO，IrO2，聚三苯胺类及其衍生物等。
阳极电致变色多色材料的颜色变化可以是多种颜色变化，例如初始态为颜色d，失电子中间态为颜色e，失电子氧化态变为颜色f；或者是双色变化，例如初始态为颜色d’，失电子氧化态变为颜色f’；此类材料包括V2O5，MnO2，聚苯胺及其衍生物，聚吡咯及其衍生物等。
本发明提供的电致变色器件的第一电致变色层和第二电致变色层的材料可以分别从阴极电致变色还原态着色材料、阴极电致变色氧化态着色材料和阴极电致变色多色材料中任选一种，或者第一电致变色层和第二电致变色层的材料也可以分别从阳极电致变色还原态着色材料、阳极电致变色氧化态着色材料和阳极电致变色多色材料中任选一种。结合特定的变色方法，可以在不同颜色间切换。可以根据终端产品对颜色的需求，进行不同类型材料之间的匹配。
在本发明一实施方式中，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料不同时为阴极电致变色多色材料，且不同时为阳极电致变色多色材料。
在本发明一实施方式中，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料均不为阴极电致变色多色材料，且均不为阳极电致变色多色材料。
由于阴极电致变色多色材料和阳极电致变色多色材料的材料选择、颜色匹配较为复杂，当终端产品对电致变色器件的产品需求为在两种颜色状态之间进行切换时，优先选用阴极电致变色还原态着色材料、阴极电致变色氧化态着色材料、阳极电致变色还原态着色材料和阳极电致变色氧化态着色材料。可以理解的是，在此情况下，并不表示排除阴极电致变色多色材料和阳极电致变色多色材料的使用。
在本发明一实施方式中，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料均为阴极电致变色还原态着色材料、均为阴极电致变色氧化态着色材料、均为阳极电致变色还原态着色材料或均为阳极电致变色氧化态着色材料。这样得到的电致变色器件，经过预处理后，在施加正向电压后，两层电致变色层中一层(A层)为着色，另一层(B层)为无色；在施加反向电压后，则切换为一层(A层)为无色，另一层(B层)为着色；颜色可以在两种颜色之间切换。
本发明中，两层电致变色层的材料也可以一者为阴极电致变色还原态着色材料，另一者为阴极电致变色氧化态着色材料；或一者为阳极电致变色还原态着色材料，另一者为阳极电致变色氧化态着色材料。这样得到的电致变色器件的颜色可以在无色和两层电致变色层的叠加色之间切换。
在本发明一实施方式中，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料不为相同材料，具体而言，以两层电致变色层的材料均为阴极电致变色还原态着色材料为例，则优选第一电致变色层和第二电致变色层的材料为从阴极电致变色还原态着色材料中选出的两种材料。若第一电致变色层和第二电致变色层采用相同的材料，则在施加正反向电压后，电致变色器件无颜色切换效果，因此本发明中所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料优选为不相同材料。
在本发明一实施方式中，所述第一电致变色层的单位面积最大电荷转移数为0-35C/cm2且不包括0，例如可以是0.05C/cm2、0.1C/cm2、0.5C/cm2、1C/cm2、2C/cm2、5C/cm2、8C/cm2、 10C/cm2、12C/cm2、15C/cm2、18C/cm2、20C/cm2、22C/cm2、25C/cm2、28C/cm2、30C/cm2、32C/cm2或35C/cm2等；所述第二电致变色层的单位面积最大电荷转移数为0-35C/cm2且不包括0，例如可以是0.05C/cm2、0.1C/cm2、0.5C/cm2、1C/cm2、2C/cm2、5C/cm2、8C/cm2、 10C/cm2、12C/cm2、15C/cm2、18C/cm2、20C/cm2、22C/cm2、25C/cm2、28C/cm2、30C/cm2、 32C/cm2或35C/cm2等。
在本发明一实施方式中，所述第一电致变色层与所述第二电致变色层的单位面积最大电荷转移数之比为1:50-50:1，例如可以是1:50、1:45、1:40、1:35、1:30、1:25、1:20、1:15、1:10、 1:8、1:6、1:5、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1、5:1、6:1、8:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、 40:1、45:1或50:1；进一步优选为1:10-10:1。
电致变色层的单位面积最大电荷转移数与材料种类和电致变色层厚度有关。对于确定材质的电致变色层，单位面积最大电荷转移数随着厚度增大而增大。若第一电致变色层和第二电致变色层的厚度过大，单位面积最大电荷转移数过大，则在变色时可能导致变色时间变长，变色不完全，颜色切换效果不好；若第一电致变色层和第二电致变色层的厚度过小，单位面积最大电荷转移数过小，则可能导致颜色较浅，变色效果变差，且器件寿命短。若第一电致变色层和第二电致变色层的单位面积最大电荷转移数差别过大，二者颜色深度差别较大，同样容易导致颜色切换效果不好。
在本发明一实施方式中，所述电解质层为凝胶态电解质层、液态电解质层或固态电解质层，进一步优选为固态电解质层，更进一步优选为固态聚合物电解质层。
在本发明一实施方式中，所述电解质层的厚度为0.1-200μm；例如可以是0.1μm、0.2μm、 0.5μm、0.8μm、1μm、2μm、5μm、8μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、 80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、150μm、160μm、180μm或200μm等。
本发明对所述电解质层的种类没有特殊限制，示例性的，可以选择如下材质的固态电解质层：
在本发明一实施方式中，所述固态电解质层中包含中性有机小分子，所述中性有机小分子的重量百分含量≤30wt％，例如25wt％、20wt％、15wt％、10wt％、5wt％等；所述中性有机小分子的分子量≤3000，例如2500、2000、1500、1000、500等。
在本发明一实施方式中，所述固态电解质层中包含固体电解质聚合物，所述固体电解质聚合物带有以共价键连接的塑化基团。
在本发明一实施方式中，所述固体电解质聚合物为单体或低聚物与离子导电聚合物的共聚物，所述单体或低聚物的侧链具有可塑化基团，进一步地，所述固态电解质层的组成成分还包括侧链带有交联基团的单体或低聚物片段。
本发明所述的“进一步地”指的是，在上述的限定中，所述固态电解质层的组成成分在包括单体或低聚物与离子导电聚合物的共聚物的前提下，优选所述共聚物中还包括侧链带有交联基团的单体或低聚物片段；对于下述中的“进一步地”做同样解释。
所述塑化基团以及可塑化基团指的是能减弱高分子间的相互作用，降低高分子结晶性的基团。
在本发明一实施方式中，所述固体电解质聚合物为塑化线性聚合物和离子导电聚合物，二者以化学键连接，所述塑化线性聚合物玻璃化温度低于-20℃，进一步地，所述固态电解质层的组成成分还包括侧链上具有交联基团的单体或聚合物，所述侧链上具有交联基团的单体或聚合物与所述塑化线性聚合物和离子导电聚合物三者以化学键连接。
在本发明一实施方式中，所述固体电解质聚合物为侧链带有塑化基团且玻璃化温度低于 -20℃的聚合物和离子导电聚合物，二者以化学键连接，进一步地，所述固态电解质层的组成成分还包括侧链上具有交联基团的单体或聚合物，所述侧链上具有交联基团的单体或聚合物与所述侧链带有塑化基团且玻璃化温度低于-20℃的聚合物和离子导电聚合物三者以化学键连接。
在本发明一实施方式中，所述固体电解质聚合物为刷状聚合物，所述刷状聚合物具有柔性聚合物主链、离子导电型侧链和非混相侧链，进一步地，所述固态电解质层的组成成分还包括侧链上具有交联基团的单体或低聚物，所述侧链上具有交联基团的单体或低聚物以嵌段共聚的形式与所述刷状聚合物以化学键相连。
本发明所述的非混相侧链指的是和其他侧链或高分子性质差别大，不可有效共混的侧链，而本发明提供的刷状聚合物指的是高分子的主链是柔性聚合物，侧链有两种，一种侧链是用于导离子的，另一种侧链是和导离子侧链性能差别较大，不可有效共混的其它类型侧链。本发明引入这种不可混的侧链可以降低高分子的结晶度，使高分子处于无规状态，进而提高高分子整体导离子能力和透明度。
在本发明一实施方式中，所述离子转移层是固态柔性电解质层。所述固态柔性电解质层的聚合物可以选自于以下四大类聚合物。
其中，x、y、和z各自独立地选自大于0的整数。式中所示的长方形代表具有导离子作用的聚合物嵌段(离子导电聚合物嵌段)，椭圆形代表了带有PR(塑化基团)、或CL(交联基团)、或NM(非混相基团)、或IC(离子导电基团)这些侧链的单体或聚合物。
具有导离子作用的聚合物嵌段y(如聚乙二醇或其他文献报道过的材料)与侧链上具有塑化基团(PR)的单体或聚合物嵌段x，以及侧链上具有交联基团(CL)的单体或聚合物嵌段z进行共聚形成的嵌段共聚物(以PEGPRCL表示)。或是具有导离子作用的聚合物嵌段y(如聚乙二醇或其他文献报道过的材料)与侧链上具有塑化基团(PR)的单体或聚合物嵌段x进行共聚形成的嵌段共聚物(以PEGPR表示)。
具有导离子作用的聚合物嵌段y(如聚乙二醇或其他文献报道过的材料)与具有玻璃化转变温度低于-20℃的线性塑化聚合物(SP)嵌段x(如聚乙烯、聚丁烯、聚异丁烯、硅氧烷、或其他文献报道过的材料等)，以及侧链上具有交联基团(CL)的单体或聚合物嵌段z进行共聚形成的嵌段共聚物(以PEGSPCL表示)。或是具有导离子作用的聚合物嵌段y(如聚乙二醇或其他文献报道过的材料)与具有玻璃化转变温度低于-20℃的线性塑化聚合物(SP)嵌段x(如聚乙烯、聚丁烯、聚异丁烯、硅氧烷、或其他文献报道过的材料等)通过化学反应连接起来形成的嵌段共聚物(以PEGSP表示)。
具有导离子性的高分子嵌段y(如聚乙二醇或其他文献报道过的材料)与具有塑化侧链的塑化高分子(SP-PR)嵌段x通过化学反应连接起来形成，再与侧链上具有交联基团的单体或低聚物(CL)嵌段z进行共聚形成的嵌段共聚物(以PEGSP-PRCL表示)。或是具有导离子性的高分子嵌段y(如聚乙二醇或其他文献报道过的材料)与具有塑化侧链的塑化高分子(SP-PR)嵌段x通过化学反应连接起来形成的嵌段共聚物(以PEGSP-P R表示)。
具有导离子作用的寡聚物或高分子(如聚乙二醇或其他在文献中报道的材料)作为侧链的柔性高分子嵌段x和具有与导离子高分子不共混的侧链(如烷基类、芳香类或烷基、芳香混合类侧链)的柔性高分子嵌段y通过化学反应连接起来，再与侧链上具有交联基团的单体或低聚物(CL)嵌段z进行共聚形成的梳状嵌段共聚物(ICNMCL)。或是具有导离子作用的寡聚物或高分子(如聚乙二醇或其他在文献中报道的材料)作为侧链的柔性高分子嵌段x 和具有与导离子高分子不共混的侧链如(烷基类、芳香类或烷基、芳香混合类侧链)的柔性高分子嵌段y通过化学反应连接起来形成的梳状嵌段共聚物(ICNM)。
上述用于离子转移层的高分子材料还需要与一定量的有机盐和/或无机盐共混形成电解质前体。所述无机盐包括但不限于锂盐、钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、铝盐；所述有机盐包括但不限于离子液体，例如EMITFSI、EMIOTF。有时候，还需要引入引发剂来共混形成电解质前体，电解质前体通过加热，光引发等方法交联形成最终的全固态电解质。
在本发明中，塑化基团(PR)包括但不限于以下结构：
交联基团(CL)包括但不限于以下结构：
梳状嵌段共聚物的主链包括但不限于以下结构：
离子导电基团(IC)包括但不限于以下结构：
在本发明一实施方式中，所述第一基底和所述第二基底的材料各自独立地为玻璃或柔性材料，优选为透明材料。所述柔性材料包括但不限于PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、环烯烃共聚物、三醋酸纤维素等。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的电致变色器件的变色方法，所述变色方法包括如下步骤：
(1)对预处理后的电致变色器件施加第二方向的第二电压，所述第二方向与第一方向相反，使所述第一电致变色层从第三颜色变为第一颜色，所述第二电致变色层从第二颜色变为第四颜色；所述预处理为：对所述电致变色器件施加第一方向的第一电压，使所述第一电致变色层从第一颜色变为第三颜色，所述第二电致变色层保持第二颜色不变；
(2)对预处理后的电致变色器件施加第一方向的第三电压，使所述第一电致变色层从第一颜色变为第三颜色，所述第二电致变色层从第四颜色变为第二颜色。
本发明中，所述预处理的作用是通过得失电子使第一电致变色层发生可逆氧化/还原反应，使其颜色产生切换；同时，第二电致变色层发生非法拉第反应和部分不可逆电化学反应，产生的电荷使电致变色器件的电荷平衡，此时第二电致变色层不发生与变色相关的法拉第反应，因此第二电致变色层颜色保持不变。经过预处理后，即可通过循环施加方向相反的电压使电致变色器件在不同颜色间切换。且所述预处理步骤只需要在电致变色器件第一次使用时进行，后续使用时无需再进行预处理。而现有技术的电致变色器件在变色时，无预处理步骤。本发明通过设置两层电致变色层均为阳极电致变色材料或阴极电致变色材料的结构，结合上述特定的变色方法，使本发明提供的电致变色器件实现了在不同颜色间的切换，扩展了电致变色材料的选择范围。
在实际应用中，所述预处理既可以由电致变色器件的生产者执行，也可以由用户在第一次使用时执行，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
需要说明的是，本发明的预处理步骤中使第一电致变色层从第一颜色变为第三颜色的临界电压V1高于步骤(2)中使第一电致变色层从第一颜色变为第三颜色的临界电压V1'，因此若按照现有电致变色器件的使用方法，对本发明的电致变色器件施加电压V1'，是无法对电致变色器件进行预处理的，进而无法使其实现颜色切换。其中，V1可以通过逐步增大电压，观察第一电致变色层的颜色变化的可逆性测得；或者从电致变色器件的循环伏安曲线测得。
在本发明一实施方式中，所述第一电压的绝对值为大于等于V1，其中V1为使所述第二电致变色层发生不可逆电化学反应的临界电压。
本发明的预处理步骤需要使用较高的电压(大于等于V1，小于V2)来使得第二电致变色层发生不可逆电化学反应，其中V2为电致变色器件被击穿的电压。若第一电压大于V2，则会使一部分电致变色层材料发生不可逆变化，结构被破坏，导致电致变色器件质量下降，甚至损坏。
在本发明一实施方式中，所述第三电压的绝对值小于所述第一电压的绝对值。在颜色切换过程中，第三电压只要能使电致变色层材料充分发生可逆电化学反应即可，无需再进行不可逆电化学反应，因此该电压小于预处理步骤所需的电压。
第三方面，本发明提供一种电子终端，所述电子终端中含有如第一方面所述的电致变色器件。
所述电子终端可以是消费电子产品，门窗，橱柜，电子标签，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等，例如，当所述电致变色器件应用于上述电子终端时，可以设置于终端表面或内部等任意需要的位置，根据具体应用场景起到外观多样化、遮挡隐私、状态显示、信息区分、调节环境光亮、过滤/透过不同预设波长的光线等效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的电致变色器件的两层电致变色层均采用阴极电致变色材料或阳极电致变色材料，结合特定的变色方法，可以在不同颜色间切换，从而使得两层电致变色层的材料无需局限于阴极电致变色材料与阳极电致变色材料的组合，扩展了电致变色材料的选择范围。此电致变色器件易于推广到更多颜色的相互切换，可以满足多色显示以及个性化定制的需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电致变色器件的结构示意图；
其中，1为第一基底，2为第一透明导电层，3为第一电致变色层，4为电解质层，5为第二电致变色层，6为第二透明导电层，7为第二基底。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例中，电解质层中电解质聚合物成分的制备方法如下：
高分子A(属于PEGPRCL的一类固态电解质聚合物)的制备方法如下：
在合适的有机溶剂中加入溴代异丁酸封端的PEG(聚乙二醇)，带有塑化基团的丙烯酸酯，带有两个丙烯酸的交联基团，一价铜催化剂，PMDETA(N,N,N',N",N"-五甲基二亚乙基三胺)配体。该混合溶液(不加溶剂的该混合物也可用作电解质前体直接用于器件制备)在100℃条件下反应12小时，通过硅藻土过滤和减压除去溶剂得到高分子A。
高分子B(属于PEGPR的一类固态电解质聚合物)的制备方法如下：
在合适的有机溶剂中加入PEG二胺(聚乙二醇二胺)，以及邻苯二甲酰氯，在碱性条件下直接聚合得到高分子电解质(不加溶剂的该混合物也可用作电解质前体直接用于器件制备)。经过水洗分液，干燥，除去溶剂，得到高分子B。
高分子C(属于PEGSPCL的一类固态电解质聚合物)的制备方法如下：
在合适的有机溶剂中加入PEG(聚乙二醇)，聚硅氧烷二胺，交联剂四胺，缩合剂CDI(羰基二咪唑)(不加溶剂的该混合物也可用作电解质前体直接用于器件制备)。90℃反应得到聚合物。经过水洗分液，干燥，除去溶剂，得到高分子C。
高分子D(属于PEGSP的一类固态电解质聚合物)的制备方法如下：
在合适的有机溶剂中加入PEG(聚乙二醇)，聚硅氧烷二胺，缩合剂CDI(羰基二咪唑) (不加溶剂的该混合物也可用作电解质前体直接用于器件制备)。120℃反应得到聚合物经过水洗分液，干燥，除去溶剂，得到高分子D。
高分子E(属于PEGSP-PRCL的一类固态电解质聚合物)的制备方法如下：
在合适的有机溶剂中加入PEG(聚乙二醇)，聚硅氧烷二醇，交联剂四醇，缩合剂CDI(羰基二咪唑)(不加溶剂的该混合物也可用作电解质前体直接用于器件制备)100℃反应得到聚合物。经过水洗分液，干燥，除去溶剂，得到高分子E。
高分子F(属于PEGSP-PR的一类固态电解质聚合物)的制备方法如下：
在合适的有机溶剂中加入PEG(聚乙二醇)，聚硅氧烷二醇，缩合剂CDI(羰基二咪唑) (不加溶剂的该混合物也可用作电解质前体直接用于器件制备)。100℃反应得到聚合物。经过水洗分液，干燥，除去溶剂，得到高分子F。
高分子G(属于ICNMCL的一类固态电解质聚合物)的制备方法如下：
在合适的有机溶剂中加入丙烯酸烷基酯，丙烯酸聚乙二醇酯，二丙烯酸乙二醇酯，AIBN(偶氮二异丁氰)(不加溶剂的该混合物也可用作电解质前体直接用于器件制备)。光照反应得到聚合物。经过水洗分液，干燥，除去溶剂，得到高分子G。
高分子H(属于ICNM的一类固态电解质聚合物)的制备方法如下：
在合适的有机溶剂中加入丙烯酸烷基酯，丙烯酸聚乙二醇酯，AIBN(偶氮二异丁氰)(不加溶剂的该混合物也可用作电解质前体直接用于器件制备)。光照反应得到聚合物。经过水洗分液，干燥，除去溶剂，得到高分子H。
需要说明的是，本发明实施例中，当第一电致变色层3的电势高于第二电致变色层5的电势时，电压方向称为正向；当第一电致变色层3的电势低于第二电致变色层5的电势时，电压方向称为反向。
本发明实施例中，电致变色层的单位面积最大电荷转移数的测试方法如下：
1.将待测试的电致变色层作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，Pt电极作为对电极，接入三电极体系，电解质溶液为含50％高氯酸锂的碳酸丙二醇酯溶液；
2.采用电化学工作站对上述三电极体系进行循环伏安测试，设置起始电压和终止电压为 0V，扫描速率0.05V/s，扫描圈数6圈，灵敏度e^(-2)，扫描的最高电压和最低电压根据电致变色层的材料进行适当调整，当所测试的电致变色层在扫描时出现完整的对称氧化还原峰即可；
3.对循环伏安曲线的面积进行积分，面积积分结果记为S；
4.计算单位面积最大电荷转移数Q＝S/(2×V×A)；
其中，V为扫描循环伏安曲线时的扫速，A为浸入电解质溶液中的电致变色层的面积。
实施例1
本实施例提供一种电致变色器件，其结构示意图如图1所示，包括依次层叠的第一基底 1、第一透明导电层2、第一电致变色层3、电解质层4、第二电致变色层5、第二透明导电层 6和第二基底7；其中，第一电致变色层3和第二电致变色层5的材料均为阳极电致变色还原态着色材料。
该电致变色器件的制备方法如下：
1)制备第一电致变色层3：
将300mg聚2-[(2-乙基己氧基)甲基]3,4-噻吩并1,4二氧烷溶于10mL邻二甲苯中，磁力搅拌10h，之后将得到的溶液滴到镀在玻璃基板(第一基底1)上的ITO层(第一透明导电层2)上，旋涂，干燥后形成第一电致变色层3(厚度200nm)。测试第一电致变色层3的单位面积最大电荷转移数，为3.3C/cm2。
2)制备第二电致变色层5：
将400mg聚(3-己基噻吩)(P3HT)溶于10mL氯仿中，磁力搅拌10h，之后将得到的溶液滴到镀在玻璃基板(第二基底7)上的ITO层(第二透明导电层6)上，旋涂，干燥后形成第二电致变色层5(厚度300nm)。测试第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数，为 4.2C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为0.79:1。
3)组装电致变色器件：
将高氯酸锂10wt％、89.9wt％高分子H的前体和偶氮二异丁腈0.1wt％混合，涂布在上述第一电致变色层3上，形成电解质涂层；然后将上述第二电致变色层5(连同ITO层和玻璃基板)错位覆盖在电解质涂层上，紫外固化使电解质涂层形成电解质层4(厚度为50μm)，得到电致变色器件。
4)布置电极：
使用丙酮清洗错位露出的第一电致变色层3和第二电致变色层5材料，使第一透明导电层2和第二透明导电层6暴露，将铜胶贴附到导电层上分别作为正负电极。
本实施例还提供一种上述电致变色器件的变色方法，包括如下步骤：
(1)进行施加正向电压的预处理：
将第一电致变色层3与电源正极相连，将第二电致变色层5与电源负极相连，对器件施加正向电压(1.8V)，使得第一电致变色层3从蓝紫色被氧化至无色，而第二电致变色层5 仍然保留红色。本发明对预处理的时机没有特殊限制，其可以在该电致变色器件第一次进行不同颜色间的切换之前，和前述制备方法的布置电极步骤之后的任意时间点执行。
(2)不同颜色间的切换：
对电致变色器件施加反向电压(-1.0V)，使第一电致变色层3从无色被还原至蓝紫色，第二电致变色层5从红色被氧化至无色；对电致变色器件施加正向电压(0V)，使第一电致变色层3从蓝紫色被氧化至无色，第二电致变色层5从无色被还原至红色；对器件循环施加反向电压(-1.0V)和正向电压(0V)，使器件颜色在蓝紫色和红色之间切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。例如应用于光疗设备中，该光疗设备可以是眼镜，头盔，显示屏等，制备成镜片或显示屏幕，用于过滤/透过不同预设波长的光线，将特定波长的光线入射至用户眼部，从而起到调节时差、提高睡眠质量、解除疲乏、舒缓情绪等效果。
实施例2
本实施例提供一种电致变色器件，其结构示意图如图1所示，包括依次层叠的第一基底 1、第一透明导电层2、第一电致变色层3、电解质层4、第二电致变色层5、第二透明导电层 6和第二基底7；其中，第一电致变色层3和第二电致变色层5的材料均为阴极电致变色氧化态着色材料。
该电致变色器件的制备方法如下：
1)制备第一电致变色层3：
称取80mg铁氰化钾溶于25mL去离子水，称取60mg乙酸镍溶于25mL去离子水，搅拌均匀。将铁氰化钾溶液加入到乙酸镍溶液中形成沉淀，分别用水和乙醇洗3次沉淀。将沉淀烘干，称取50mg重新分散于10mL去离子水中形成溶液。之后将得到的溶液滴到镀在玻璃基板(第一基底1)上的ITO层(第一透明导电层2)上，旋涂，干燥后形成第一电致变色层3(普鲁士蓝类，厚度200nm)。测试第一电致变色层3的单位面积最大电荷转移数，为 8.9C/cm2。
2)制备第二电致变色层5：
先配置50mL浓度为35mmol/mL的氯化钾溶液，鼓氮气除氧。然后取25mL，将六氰基钌酸四钾盐水合物溶解于此溶液中。将剩下的25mL氯化钾除氧溶液再配制1mmol/mL的氯化铁溶液。将获得两个溶液快速磁子搅拌共混得到亮紫色的钌紫的胶体悬浮溶液。再用盐酸将获得的胶体溶液调节至PH＝2。最后在通氮气的下，加入1mL,1mmol/mL的氯化钌溶液。之后将得到的溶液转移到电化学池中，使用玻璃基底(第二基底7)的ITO(第二透明导电层6)为电极，采用循环伏安法，在-0.2V和0.6V间循环，将钌紫薄膜电化学沉积到电极上形成第二电致变色层5(厚度250nm)。测试第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数，为10.2C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为0.87:1。
3)组装电致变色器件：
将高氯酸锂10wt％、89.9wt％高分子G的前体，40％,40mmol/mL的KCl溶液和偶氮二异丁腈0.1wt％混合，涂布在上述第一电致变色层3上，形成电解质涂层；然后将上述第二电致变色层5(连同ITO层和玻璃基板)错位覆盖在电解质涂层上，紫外固化使电解质涂层形成电解质层4(厚度为10μm)，得到电致变色器件。
4)布置电极：
使用丙酮清洗错位露出的第一电致变色层3和第二电致变色层5材料，使第一透明导电层2和第二透明导电层6暴露，将铜胶贴附到导电层上分别作为正负电极。
本实施例还提供一种上述电致变色器件的变色方法，包括如下步骤：
(1)进行施加反向电压的预处理：
对器件施加反向电压(-1.2V)，使得第一电致变色层3从深蓝色被还原至无色，而第二电致变色层5仍然保持紫色。本发明对预处理的时机没有特殊限制，其可以在该电致变色器件第一次进行不同颜色间的切换时执行，也可以在该电致变色器件的前述制备方法的布置电极步骤之后立即执行。
(2)不同颜色间的切换：
对电致变色器件施加正向电压(0.5V)，使第一电致变色层3从无色被氧化至深蓝色，第二电致变色层5从紫色被还原至无色；对电致变色器件施加反向电压(-0.5V)，使第一电致变色层3从深蓝色被还原至无色，第二电致变色层5从无色被氧化至紫色；对器件循环施加正向电压(0.5V)和反向电压(-0.5V)，使器件颜色在深蓝色和紫色之间切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。例如应用于消费电子产品中，该消费电子产品可以是手机、平板、电脑、手表等，应用于产品壳体或者显示屏或其它任意位置，从而使得消费电子产品具有丰富的外观效果，也可以用于实现根据不同颜色状态显示不同状态信息等效果。
实施例3
本实施例提供一种电致变色器件，其结构示意图如图1所示，包括依次层叠的第一基底 1、第一透明导电层2、第一电致变色层3、电解质层4、第二电致变色层5、第二透明导电层 6和第二基底7；其中，第一电致变色层3和第二电致变色层5的材料均为阴极电致变色还原态着色材料。
该电致变色器件的制备方法如下：
1)制备第一电致变色层3：
将100mg,99.9％纯度的钨粉溶于10mL,30wt％的过氧化氢溶液中，室温下搅拌4h，搅拌后过滤掉下层沉淀物，加入无水乙醇和冰乙酸，继续搅拌4h。之后将得到的溶液滴到镀在玻璃基板(第一基底1)上的ITO层(第一透明导电层2)上，旋涂，450℃高温干燥后形成第一电致变色层3(WO3，厚度10nm)。测试第一电致变色层3的单位面积最大电荷转移数，为7C/cm2。
2)制备第二电致变色层5：
将130mg Nb2O5粉末溶于2.5mL冰醋酸和12.5mL丁醇的混合溶液，磁力搅拌10h，之后将得到的溶液滴到镀在玻璃基板(第二基底7)上的ITO层(第二透明导电层6)上，旋涂，700℃高温干燥后形成第二电致变色层5(厚度50nm)。测试第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数，为13C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为0.54:1。
3)组装电致变色器件：
将高氯酸锂10wt％、89.9wt％高分子C的前体和羰基二咪唑0.1wt％混合，涂布在上述第一电致变色层3上，形成电解质涂层；然后将上述第二电致变色层5(连同ITO层和玻璃基板)错位覆盖在电解质涂层上，90℃热固化使电解质涂层形成电解质层4(厚度为80μm)，得到电致变色器件。
4)布置电极：
使用丙酮清洗错位露出的第一电致变色层3和第二电致变色层5材料，使第一透明导电层2和第二透明导电层6暴露，将铜胶贴附到导电层上分别作为正负电极。
本实施例还提供一种上述电致变色器件的变色方法，包括如下步骤：
(1)进行施加反向电压的预处理：
对器件施加反向电压(-3.0V)，使得第一电致变色层3从无色被还原至蓝色，而第二电致变色层5仍然保持无色。本发明对预处理的时机没有特殊限制，其可以在该电致变色器件第一次进行不同颜色间的切换时执行，也可以在该电致变色器件的前述制备方法的布置电极步骤之后立即执行。
(2)不同颜色间的切换：
对电致变色器件施加正向电压(1.5V)，使第一电致变色层3从蓝色被氧化至无色，第二电致变色层5从无色被还原至浅灰色；对电致变色器件施加反向电压(-1.5V)，使第一电致变色层3从无色被还原至蓝色，第二电致变色层5从浅灰色被氧化至无色；对器件循环施加正向电压(1.5V)和反向电压(-1.5V)，使器件颜色在浅灰色和蓝色之间切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。例如应用于门窗中，可以应用于门窗的玻璃中，根据用户需求对玻璃的颜色、透过率等进行调节，从而起到遮挡隐私、调节环境光亮、温度调节等效果。
实施例4
本实施例提供一种电致变色器件，与实施例1的区别在于，第一电致变色层3和第二电致变色层5的材料均为阳极电致变色氧化态着色材料，电解质层4的组成原料替换为高分子 F；
其中，第一电致变色层3的材料为NiO，由Ni作为金属靶材通过反应溅射的方式成膜，厚度为90nm，单位面积最大电荷转移数为18C/cm2；第二电致变色层5的材料为IrO2，由Ir作为金属靶材通过反应溅射的方式成膜，厚度为125nm，单位面积最大电荷转移数为25C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为0.66:1；电解质层4通过高氯酸锂10wt％、89.9wt％高分子F的前体和羰基二咪唑0.1wt％混合，100℃下热固化形成，厚度为50μm。
本实施例还提供一种上述电致变色器件的变色方法，包括如下步骤：
(1)进行施加正向电压的预处理：
对器件施加正向电压(3V)，使得第一电致变色层3从无色被氧化至棕褐色，而第二电致变色层5仍然保持无色。本发明对预处理的时机没有特殊限制，其可以在该电致变色器件第一次进行不同颜色间的切换时执行，也可以在该电致变色器件的前述制备方法的布置电极步骤之后立即执行。
(2)不同颜色间的切换：
对电致变色器件施加反向电压(-1.8V)，使第一电致变色层3从棕褐色被还原至无色，第二电致变色层5从无色被氧化至蓝黑色；对电致变色器件施加正向电压(1.8V)，使第一电致变色层3从无色被氧化至棕褐色，第二电致变色层5从蓝黑色被还原至无色；对器件循环施加反向电压(-1.8V)和正向电压(1.8V)，使器件颜色在蓝黑色和棕褐色之间切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。例如应用于橱柜中，可以应用于橱柜的表面或者玻璃中，根据外观多样化、遮挡隐私、调节橱柜内温度等效果。
实施例5
本实施例提供一种电致变色器件，与实施例1的区别在于，制备第一电致变色层3时称取的聚2-[(2-乙基己氧基)甲基]3,4-噻吩并1,4二氧烷为600mg，旋涂出的厚度为800nm，单位面积最大电荷转移数为12.2C/cm2；制备第二电致变色层5时称取的聚(3-己基噻吩)(P3HT) 为50mg，旋涂出的厚度为12nm，单位面积最大电荷转移数为0.25C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为48.8:1；电解质层4的组成原料替换为高分子B，通过高氯酸锂10wt％、89.9wt％高分子B的前体和85％氢氧化钾0.1wt％混合 12h后形成，厚度为50μm。
通过对本实施例提供的电致变色器件施加正向电压(1.8V)进行预处理，然后循环施加反向电压(-1.0V)和正向电压(0.4V)，可以使器件颜色在蓝紫色和红色之间切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。例如应用于穿戴设备中，可以应用于穿戴设备的壳体或者显示区域，起到外观多样化、滤光等效果。
实施例6
本实施例提供一种电致变色器件，与实施例1的区别在于，第一电致变色层3的材料为阴极电致变色还原态着色材料，第二电致变色层5的材料为阴极电致变色氧化态着色材料，电解质层4的组成原料替换为高分子A；
第一电致变色层3的材料为WO3，制备方法参考实施例3，厚度为50nm，单位面积最大电荷转移数为20C/cm2；第二电致变色层5的材料为钌紫，制备方法参考实施例2，厚度为250nm，单位面积最大电荷转移数为10.2C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5 的单位面积最大电荷转移数之比为1.96:1；电解质层4通过高氯酸锂10wt％、89.9wt％高分子A的前体、0.05wt％氯化亚铜和0.1wt％N,N,N',N",N"-五甲基二亚乙基三胺混合，100℃下热固化形成，厚度为150μm。
通过对本实施例提供的电致变色器件施加反向电压(-3V)进行预处理，然后循环施加正向电压(1.2V)和反向电压(-1.5V)，可以使器件颜色在无色和叠加色(蓝色与紫色)之间切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。例如应用于电子标签中，起到状态显示和信息区分的效果。
实施例7
本实施例提供一种电致变色器件，与实施例1的区别在于，第一电致变色层3的材料为阳极电致变色还原态着色材料，第二电致变色层5的材料为阳极电致变色氧化态着色材料，电解质层的组成原料替换为高分子E；
第一电致变色层3的材料为聚2-[(2-乙基己氧基)甲基]3,4-噻吩，制备方法参考实施例1，厚度为200nm，单位面积最大电荷转移数为3.3C/cm2；第二电致变色层5的材料为NiO，制备方法参考实施例4，厚度为180nm，单位面积最大电荷转移数为32C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为1:10；电解质层4通过高氯酸锂 10wt％、89.9wt％高分子E的前体和羰基二咪0.1wt％混合，100℃下热固化形成，厚度为30μm。
通过对本实施例提供的电致变色器件施加正向电压(1.8V)进行预处理，然后循环施加反向电压(-1.0V)和正向电压(1V)，可以使器件颜色在无色和叠加色(棕黑色与蓝紫色) 之间切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。
实施例8
本实施例提供一种电致变色器件，与实施例2的区别在于，制备第一电致变色层3时称取的铁氰化钾为160mg，旋涂出的厚度为400nm，单位面积最大电荷转移数为16C/cm2，第二电致变色层5的厚度为250nm，单位面积最大电荷转移数为10.2C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为1.57:1。
通过对本实施例提供的电致变色器件施加反向电压(-1.2V)进行预处理，然后循环施加正向电压(0.5V)和反向电压(-0.5V)，可以使器件颜色在深蓝色和紫色之间切换。本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。
实施例9
本实施例提供一种电致变色器件，与实施例3的区别在于，第一电致变色层3的厚度为 75nm，单位面积最大电荷转移数为30C/cm2，第二电致变色层5的厚度为20nm，单位面积最大电荷转移数为3C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为10:1。
通过对本实施例提供的电致变色器件施加反向电压(-3V)进行预处理，然后循环施加正向电压(1.5V)和反向电压(-1.5V)，可以使器件颜色在浅灰色和蓝色之间切换。本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。
实施例10
本实施例提供一种电致变色器件，其结构示意图如图1所示，包括依次层叠的第一基底 1、第一透明导电层2、第一电致变色层3、电解质层4、第二电致变色层5、第二透明导电层 6和第二基底7；其中，第一电致变色层3和第二电致变色层5的材料均为阳极电致变色多色材料。
该电致变色器件的制备方法如下：
1)制备第一电致变色层3：
采用恒电流法，将浓度为0.1mol/L的苯胺在1mol/L的硫酸溶液中，用10μA/cm2的电流密度沉积30min，在镀在玻璃基板上的ITO层上形成第一电致变色层3(聚苯胺薄膜，厚度 280nm)。测试第一电致变色层3的单位面积最大电荷转移数，为20C/cm2。
2)制备第二电致变色层5：
将300mg V2O5片状晶体捣碎后放入坩埚，在马弗炉中用800℃加热使其完全熔化成流动性的胶体状，保温5min后倒入盛胶桶，并加入20mL去离子水，搅拌均匀得到V2O5胶体溶液。之后将得到的溶液滴到镀在玻璃基板上的ITO层上，旋涂，形成第二电致变色层5(厚度350nm)。测试第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数，为35C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为0.57:1。
3)组装电致变色器件：
将高氯酸锂10wt％、89.9wt％高分子D的前体和羰基二咪唑0.1wt％混合，涂布在上述第一电致变色层3上，形成电解质涂层；然后将上述第二电致变色层5(连同ITO层和玻璃基板)错位覆盖在电解质涂层上，120℃热固化使电解质涂层形成电解质层4(厚度为60μm)，得到电致变色器件。
4)布置电极：
使用丙酮清洗错位露出的第一电致变色层3和第二电致变色层5材料，使第一透明导电层2和第二透明导电层6暴露，将铜胶贴附到导电层上分别作为正负电极。
本实施例还提供一种上述电致变色器件的变色方法，包括如下步骤：
(1)进行施加正向电压的预处理：
对器件施加正向电压(2.5V)，使得第一电致变色层3从绿色被氧化至深蓝色，而第二电致变色层5仍然保持黄色。本发明对预处理的时机没有特殊限制，其可以在该电致变色器件第一次进行不同颜色间的切换时执行，也可以在该电致变色器件的前述制备方法的布置电极步骤之后立即执行。
(2)不同颜色间的切换：
对电致变色器件施加反向电压(-1.0V)，使第一电致变色层3从深蓝色被还原至绿色，第二电致变色层5从黄色被氧化至灰黑色；对电致变色器件施加正向电压(1.2V)，使第一电致变色层3从绿色被氧化至深蓝色，第二电致变色层5从灰黑色被还原至黄色；对器件循环施加正向电压(1.2V)和反向电压(-1.0V)，使器件颜色实现颜色切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。
实施例11
本实施例提供一种电致变色器件，与实施例7的区别在于，制备第一电致变色层3时称取的聚2-[(2-乙基己氧基)甲基]3,4-噻吩并1,4二氧烷为20mg，旋涂出的厚度为6nm，单位面积最大电荷转移数为0.1C/cm2，第二电致变色层5的厚度为25nm，单位面积最大电荷转移数为5C/cm2，第一电致变色层3与第二电致变色层5的单位面积最大电荷转移数之比为0.02:1。
通过对本实施例提供的电致变色器件施加正向电压(1.8V)进行预处理，然后循环施加反向电压(-1.0V)和正向电压(1V)，可以使器件颜色在无色和叠加色(棕黑色与蓝紫色) 之间切换。
本实施例提供的电致变色器件可以用于消费电子产品，电子标签，门窗，橱柜，穿戴设备，智能眼镜，光疗设备等终端产品中。
对比例1
使用实施例1提供的电致变色器件进行颜色切换，方法与实施例1的区别在于，直接对器件循环施加正向电压(1.2V)和反向电压(-1.2V)进行变色；
(1)对器件施加正向电压(1.2V)，第一电致变色层3无法失电子发生氧化反应，第二电致变色层5无法得电子发生还原反应，第一电致变色层3和第二电致变色层5都不变色；
(2)对器件施加反向电压(-1.2V)，第一电致变色层3无法得电子发生还原反应，第二电致变色层5无法失电子发生氧化反应，第一电致变色层3和第二电致变色层5都不变色；
(3)循环施加正向电压(1.2V)和反向电压(-1.2V)，器件颜色不能切换。
由于第一电致变色层3和第二电致变色层5均为阳极电致变色还原态着色材料，初始态时均处在还原态，由于加压电位低，无法提供足够的电荷使材料氧化褪色，故器件不能够进行颜色切换。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件包括依次层叠的第一基底、第一透明导电层、第一电致变色层、电解质层、第二电致变色层、第二透明导电层和第二基底；
所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料均为阴极电致变色材料或均为阳极电致变色材料。
2.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层各自独立地由氧化铟锡、氧化锌铝、氟掺杂氧化锡、银纳米线、石墨烯、碳纳米管、金属网格和银纳米颗粒中的至少一种形成；
优选地，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的厚度各自独立地为1-1000nm。
3.根据权利要求1或2所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料不同时为阴极电致变色多色材料，且不同时为阳极电致变色多色材料；
所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料均不为阴极电致变色多色材料，且均不为阳极电致变色多色材料。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的材料均为阴极电致变色还原态着色材料、均为阴极电致变色氧化态着色材料、均为阳极电致变色还原态着色材料或均为阳极电致变色氧化态着色材料。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一电致变色层的单位面积最大电荷转移数为0-35C/cm2且不包括0，所述第二电致变色层的单位面积最大电荷转移数为0-35C/cm2且不包括0；
优选地，所述第一电致变色层与所述第二电致变色层的单位面积最大电荷转移数之比为1:50-50:1，优选为1:10-10:1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电致变色器件，其特征在于，所述电解质层为凝胶态电解质层、液态电解质层或固态电解质层，进一步优选为固态电解质层，更进一步优选为固态聚合物电解质层；
优选地，所述电解质层的厚度为0.1-200μm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电致变色器件，其特征在于，所述第一基底和所述第二基底的材料各自独立地为玻璃或柔性材料；
优选地，所述柔性材料为PET、环烯烃共聚物或三醋酸纤维素。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的电致变色器件的变色方法，其特征在于，所述变色方法包括如下步骤：
(1)对预处理后的电致变色器件施加第二方向的第二电压，所述第二方向与第一方向相反，使所述第一电致变色层从第三颜色变为第一颜色，所述第二电致变色层从第二颜色变为第四颜色；所述预处理为：对所述电致变色器件施加第一方向的第一电压，使所述第一电致变色层从第一颜色变为第三颜色，所述第二电致变色层保持第二颜色不变；
(2)对预处理后的电致变色器件施加第一方向的第三电压，使所述第一电致变色层从第一颜色变为第三颜色，所述第二电致变色层从第四颜色变为第二颜色。
9.根据权利要求8所述的变色方法，其特征在于，所述第一电压的绝对值为大于等于V1，其中V1为使所述第二电致变色层发生不可逆电化学反应的临界电压；
优选地，所述第三电压的绝对值小于所述第一电压的绝对值。
10.一种电子终端，其特征在于，所述电子终端中含有如权利要求1-7任一项所述的电致变色器件。
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