CN115390328A - 一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法，所述柔性电致变色电子薄膜组件包括依次层叠设置的分离层、粘贴层、柔性基底层、电致变色功能层以及柔性保护层；所述制备方法包括采用磁控溅射法在柔性基底层的一侧镀制电致变色功能层，然后与柔性保护层进行合片压制；再在柔性基底层的另一侧依次安装粘贴层和分离层，得到柔性电致变色电子薄膜组件；所述制备方法工艺流程简单，所得产品可在直接贴附于现有设备之上，无需拆卸更换，即可实现电致变色效果，具有较好的经济性。
Description
技术领域
本发明属于薄膜技术领域，具体涉及一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法。
背景技术
电致变色是指材料在外接电压或者电流的驱动下，材料的光学性能(透射率、反射率等)在可见光、红外光或者紫外光的范围内产生稳定的可逆变化。在外观上，电致变色材料表现为着色及退色的可逆变化，可广泛应用于智能窗，智能穿戴，军事伪装，显示等领域。作为智能窗，主要用于建筑及车船门窗等场所，用于阻挡太阳光中的热量，其隔热原理是在不同电压刺激下，具有不同的透过率和颜色，用于阻挡太阳辐射的热量。
目前的电致变色器件，如智能窗，多以刚性基材作为基底，如CN113885265A公开了一种全固态无机电致变色复合膜系智能玻璃组件及其制备方法，包括：(1)以两片透明导电膜玻璃为基底，透明导电膜玻璃为ITO或FTO镀膜玻璃，在其中一片导电玻璃上以磁控溅射方法制备一层厚100-500nm的WO3基薄膜作为电致变色层，在另一片导电玻璃上以磁控溅射方法制备一层厚100-500nm的NiO基薄膜作为离子存储层；(2)以湿化学溶胶-凝胶法分别在制备的WO3基与NiO基薄膜上制备厚100-500nm的Li+掺杂的AlPO4薄膜作为离子传输层；(3)将这两片玻璃以湿化学的Li+掺杂的AlPO4薄膜为介质贴合在一起，行热处理固化玻璃组件中间的湿化学离子传输层。该制备方法使得组件获得更为简捷、高效，成本更低。
CN211086870U一种电致变色智能玻璃复合膜系结构，包括玻璃基底，玻璃基底顶面由下至上依次层叠有下电极层、WO3变色膜层、电解质层、NiO变色膜层与上电极层；WO3变色膜层内夹设有第一SiO2离散微球层；NiO变色膜层内夹设有第二SiO2离散微球层。该产品可加快着色时间、增大光调制幅度、提高变色均匀性，提升薄膜的变色效率。
但上述刚性器件均存在厚度大，共型性差等问题，在实际应用时仅能通过替换原有设备进行使用，无法在原有设施上进行结合与优化，成本较高。因此，如何在不拆除、替换现有设施的情况下，使其实现电致变色效果，成为当前需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法，所述柔性电致变色电子薄膜组件通过结构的优化设计，使其可直接贴附到现有产品的表面，无需拆卸与更换，即可实现电致变色效果，具有较好的经济效益。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种柔性电致变色电子薄膜组件，所述柔性电致变色电子薄膜组件包括依次层叠设置的分离层、粘贴层、柔性基底层、电致变色功能层以及柔性保护层。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述分离层包括离型纸层。
本发明中，分离层的设置用于保护粘贴层，待使用时，仅需将分离层除去即可进行贴附。
作为本发明优选的技术方案，所述粘贴层包括胶黏层。
优选地，所述粘贴层的厚度为0.05-0.1mm，例如0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm或0.1mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述胶黏层的材质包括PET胶、APET胶或PETG胶中的任意一种。
作为本发明优选的技术方案，所述柔性基底层包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)或聚萘二甲酯乙二醇酯(PEN)中的任意一种。
优选地，所述柔性基底层的厚度包括0.2-1mm，例如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述电致变色功能层包括依次层叠设置的第一透明导电层、离子储存层、离子传输层、电致变色层以及第二透明导电层，所述第一透明导电层与所述柔性基底层相接触。
作为本发明优选的技术方案，所述第一透明导电层的厚度为100-400nm，例如100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm或400nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二透明导电层的厚度为100-400nm，例如100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm或400nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，，所述离子储存层的厚度为100-400nm，例如100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm或400nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述离子传输层的厚度为20-100nm，例如20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述电致变色层的厚度为200-700nm，例如200nm、300nm、400nm、500nm、600nm或700nm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，为保证柔性博膜组件的可弯折性与电致变色效果，各膜层的厚度需要进行控制。若柔性基底层或柔性保护层的厚度过薄，会使得组件可靠性降低、整体寿命下降，过厚，会使得组件整体厚度增加，组件的折叠、贴附性能下降，且贴附后的美观和实用性下降；若电致变色功能层过薄，主要会使得导电层电阻增大，变色速度下降，过厚则会使离子传输层厚度增加，增加了Li离子的传输路径，使变色速度变慢，并容易出现离子滞留，无法完全通过传输层现象，使得组件变色缓慢甚至出现颜色滞留现象；若粘贴层设置的过薄，导致组件粘附能力较差，容易发生脱落，过厚则会导致组件整体厚度增加影响组件美观。
第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的柔性电致变色电子薄膜组件的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)采用磁控溅射法在柔性基底层的一侧镀制电致变色功能层，然后进行导线互联，再与柔性保护层进行合片压制；
(2)在柔性基底层的另一侧依次安装粘贴层和分离层，得到柔性电致变色电子薄膜组件。
本发明中，柔性基底层与柔性保护层在使用之前均需进行清洗，且步骤(1)导线互联后还需进行质检，待质检合格后再进行第二步。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述合片压制的压力为2-10atm(标准大气压)例如2atm、3atm、4atm、5atm、6atm、7atm、8atm、9atm或10atm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，合片压制的压力需进行控制。若压力过大，柔性基材易受压力影响发生变形；若压力过小，易产生气泡。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述利用柔性基材轻、薄、可弯曲、可贴附的特性，在柔性基材上制备了全固态电致变色电子薄膜，并通过胶黏层的设置，使其可直接贴附到建筑玻璃、汽车天窗玻璃等表面，实现电致变色效果，满足柔性电致变色薄膜的市场需求，具有较好的经济性。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种柔性电致变色电子薄膜组件的结构示意图。
其中，1-分离层，2-粘贴层，3-柔性基底层，4-电致变色功能层，5-柔性保护层。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面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，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1：
本实施例提供了一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法，所述制备方法包括：
(1)采用磁控溅射法在柔性基底层3的一侧依次镀制第一透明导电层、离子储存层、离子传输层、电致变色层以及第二透明导电层，然后进行导线互联，再与柔性保护层5进行合片压制，压力为2atm；
(2)在柔性基底层3的另一侧依次安装粘贴层2和分离层1，得到柔性电致变色电子薄膜组件，所得柔性电致变色电子薄膜组件的结构示意图如图1所示。
其中，各膜层的厚度与材质如表1所示。
表1
实施例2：
本实施例提供了一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法，所述制备方法包括：
(1)采用磁控溅射法在柔性基底层3的一侧依次镀制第一透明导电层、离子储存层、离子传输层、电致变色层以及第二透明导电层，然后进行导线互联，再与柔性保护层5进行合片压制，压力为2.5atm；
(2)在柔性基底层3的另一侧依次安装粘贴层2和分离层1，得到柔性电致变色电子薄膜组件。
其中，各膜层的厚度与材质如表2所示。
表2
实施例3：
本实施例提供了一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法，所述制备方法包括：
(1)采用磁控溅射法在柔性基底层3的一侧依次镀制第一透明导电层、离子储存层、离子传输层、电致变色层以及第二透明导电层，然后进行导线互联，再与柔性保护层5进行合片压制，压力为8atm；
(2)在柔性基底层3的另一侧依次安装粘贴层2和分离层1，得到柔性电致变色电子薄膜组件。
其中，各膜层的厚度与材质如表3所示。
表3
实施例4：
本实施例提供了一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法，所述制备方法参照实施例1中的制备方法，区别仅在于：步骤(1)合片压制的压力为15atm。
本实施例中，由于压力过大，导致柔性基材发生变形。
实施例5：
本实施例提供了一种柔性电致变色电子薄膜组件及其制备方法，所述制备方法参照实施例1中的制备方法，区别仅在于：步骤(1)合片压制的压力为0.5atm。
本实施例中，由于合片压力过小产生气泡。
本发明通过上述实施例来说明本发明的产品的详细方法，但本发明并不局限于上述产品的详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述产品的详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种柔性电致变色电子薄膜组件，其特征在于，所述柔性电致变色电子薄膜组件包括依次层叠设置的分离层、粘贴层、柔性基底层、电致变色功能层以及柔性保护层。
2.根据权利要求1所述的柔性电致变色电子薄膜组件，其特征在于，所述分离层包括离型纸层。
3.根据权利要求1或2所述的柔性电致变色电子薄膜组件，其特征在于，所述粘贴层包括胶黏层；
优选地，所述胶黏层的厚度为0.05-0.1mm；
优选地，所述胶黏层的材质包括PET胶、APET胶或PETG胶中的任意一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的柔性电致变色电子薄膜组件，其特征在于，所述柔性基底层包括聚二甲基硅氧烷、聚乙烯醇、聚酯或聚酰亚胺中的任意一种；
优选地，所述柔性基底层的厚度包括0.2-1mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的柔性电致变色电子薄膜组件，其特征在于，所述电致变色功能层包括依次层叠设置的第一透明导电层、离子储存层、离子传输层、电致变色层以及第二透明导电层，所述第一透明导电层与所述柔性基底层相接触。
6.根据权利要求5所述的柔性电致变色电子薄膜组件，其特征在于，所述第一透明导电层的厚度为100-400nm；
优选地，所述第二透明导电层的厚度为100-400nm。
7.根据权利要求5所述的柔性电致变色电子薄膜组件，其特征在于，所述离子储存层的厚度为100-400nm；
优选地，所述离子传输层的厚度为20-100nm。
8.根据权利要求5所述的柔性电致变色电子薄膜组件，其特征在于，所述电致变色层的厚度为200-700nm。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的柔性电致变色电子薄膜组件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)采用磁控溅射法在柔性基底层的一侧镀制电致变色功能层，然后进行导线互联，再与柔性保护层进行合片压制；
(2)在柔性基底层的另一侧依次安装粘贴层和分离层，得到柔性电致变色电子薄膜组件。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述合片压制的压力为2-10atm。
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2022
- 2022-08-26 CN CN202211035738.2A patent/CN115390328A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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