CN116554735A - 一种导电油墨及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及导电油墨技术领域,提供了一种导电油墨及其制备方法和应用,以导电油墨的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的组分:1~85%的有机导电材料,15~99%的溶剂;其中,溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂。本申请提供的导电油墨,包含有机导电材料和溶剂,由于溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂,因此本申请导电油墨在涂布时不仅干燥快,生产效率高,而且形成的透明导电膜层均匀、平整、致密,产品质量好。
Description
技术领域
本申请属于导电油墨技术领域,尤其涉及一种导电油墨及其制备方法和应用。
背景技术
导电材料是发光二极管、太阳能电池、电致变色器件、触摸屏、除霜窗和电磁屏蔽等光电器件的关键组成。在各种类型的导电材料中,无机导电材料氧化铟锡(Indium tinoxide,ITO)由于其在可见光区优异的光学透过率和突出的电学性能,占据了全球导电材料的主要市场。然而,ITO形成的薄膜具有刚性强、脆性大和应力小等缺点,无法满足卷对卷产品制造工艺和柔性产品等的发展需求。此外,ITO中含有的铟是一种稀土元素,储量稀少,随着市场对ITO需求的增加,导致铟的价格飙升,且铟的供应量也逐渐受到高度限制。
因此,急需开发高性能和低成本的ITO替代品,例如金属网、碳纳米管、石墨烯、金属氧化物和有机导电材料等。其中,有机导电材料因其具有溶液可加工性、机械鲁棒性以及低成本等优点而备受青睐。例如,n型导电聚合物作为有机导电材料的一种,其同时具备高效的电子传输和高载流子浓度,从而使得利用n型导电聚合物制成的薄膜具有与ITO相媲美的优异的电学性能和高透光率。
现有技术中,为了制备得到含有有机导电材料的薄膜,通常采用二甲基甲酰胺(N,N-Dimethylformamide,DMF)、二甲基亚砜(Dimethyl sulfoxide,DMSO)等极性非质子溶剂来溶解有机导电材料,例如n型导电聚合物。然而,薄膜在成型过程中需要将溶剂挥发,而这些溶剂在室温下具有较高的沸点和较低的饱和蒸气压,导致其在制备过程中挥发较慢、干燥时间较长,往往需要过夜操作,从而严重影响了生产效率。
发明内容
本申请的目的在于提供一种导电油墨及其制备方法和应用,旨在解决现有的导电油墨因采用高沸点溶剂而存在的挥发速度慢、工作效率低等问题。
为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
第一方面,本申请提供一种导电油墨,以导电油墨的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的组分:有机导电材料1~85%,溶剂15~99%;其中,溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂。
第二方面,本申请提供一种导电油墨的制备方法,包括:提供本申请的导电油墨的各组分;将有机导电材料和溶剂混合处理,得到导电油墨。
第三方面,本申请提供一种导电薄膜,所述导电薄膜由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得。
第四方面,本申请提供一种导电基底,包括:基底层和设置在所述基底层上的电极层,所述电极层包括本申请提供的导电薄膜。
第五方面,本申请提供一种电致变色膜片,所述电致变色膜片包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、电致变色介质层、第二电极层和第二基底层,其中,所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一种包括本申请提供的的导电薄膜;或者,所述电致变色膜片包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、电解质层、电致变色层、第二电极层和第二基底层,其中,所述第一电极层包括本申请提供的导电薄膜,或所述第一电极层和所述第二电极层均包括本申请提供的导电薄膜;或者,所述电致变色膜片包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、离子存储层、电解质层、第二电极层和第二基底层,其中,所述第二电极层包括本申请提供的导电薄膜,或所述第一电极层和所述第二电极层均包括本申请提供的导电薄膜;或者,所述电致变色膜片包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、离子存储层、电解质层、电致变色层、第二电极层和第二基底层,其中,所述第一电极层、所述第二电极层、所述离子存储层和所述电致变色层中的至少一种包括本申请提供的导电薄膜。
第六方面,本申请提供一种电致变色器件,包括至少一层基材层和本申请提供的电致变色膜片,所述基材层与所述电致变色膜片层叠设置。
第七方面,本申请提供一种终端产品,包括本申请提供的电致变色膜片或本申请提供的电致变色器件,其中,终端产品包括后视镜、幕墙、汽车天窗、汽车侧窗、汽车挡风玻璃、电子产品的壳体、眼镜、交通工具以及显示面板中的任一种。
与现有技术相比,本申请具有如下有益效果:
本申请第一方面提供的导电油墨,包含有机导电材料和溶剂,由于溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂,也即使导电油墨所含的溶剂沸点降低,其对应的饱和蒸气压升高,因此在将本申请的导电油墨用于制备导电薄膜时,其溶剂挥发较快、容易干燥,从而提升了生产效率;并且,由于溶剂的沸点低,其挥发也更加容易而全面,因而使得由该导电油墨形成的导电薄膜具有均匀、平整、致密等优点;此外,由于导电油墨中含有有机导电材料,例如n型导电聚合物,其具有高导电特性,因此,由该导电油墨制备得到的导电薄膜还具有优异的电导率,可以提升导电薄膜的电传导速率。
本申请第二方面提供的导电油墨的制备方法,通过将有机导电材料和溶剂混合处理,即可得到导电油墨,由于溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂,因此制得的导电油墨在用于制备导电薄膜时容易干燥,生产效率高,而且形成的导电薄膜具有均匀、平整、致密等优点,并且,由于导电油墨中含有有机导电材料,例如n型导电聚合物,其具有高导电特性,因此,由该制备方法制得的导电油墨制备得到的导电薄膜具有优异的电导率,可以提升导电薄膜的电传导速率;此外,该制备方法简单易行,操作条件要求低,成本低,适合批量化生产。
本申请第三方面提供的导电薄膜,由于其是由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,由于导电油墨中的溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂,也即使导电油墨所含的溶剂沸点降低,其对应的饱和蒸气压升高,因此在将本申请的导电油墨用于制备导电薄膜时,其溶剂挥发较快、容易干燥,从而提升了生产效率;并且,由于溶剂的沸点低,其挥发也更加容易而全面,因而使得由该导电油墨形成的导电薄膜具有均匀、平整、致密等优点;此外,由于导电油墨中含有有机导电材料,例如n型导电聚合物,其具有高导电特性,因此,由该导电油墨制备得到的导电薄膜还具有优异的电导率,可以提升导电薄膜的电传导速率。
本申请第四方面提供的导电基底,由于设置在基底层上的电极层包括本申请提供的导电薄膜,因此该导电基底上的电极层具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得形成的导电基底的质量更为优异,更适用于制备各种器件或产品。
本申请第五方面提供的电致变色膜片,包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、电致变色介质层、第二电极层和第二基底层;或包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、电解质层、电致变色层、第二电极层和第二基底层;或包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、离子存储层、电解质层、第二电极层和第二基底层;或包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、离子存储层、电解质层、电致变色层、第二电极层和第二基底层。由于第一电极层、第二电极层、离子存储层和电致变色层中的至少一种包括本申请提供的导电薄膜,其中导电薄膜由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,因导电薄膜具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,当电极层含有该导电薄膜时,可以使得电极层的电阻分布更加均匀、电传导速率更加优异,当离子存储层或电致变色层含有该导电薄膜时,可以使离子存储层或电致变色层具有更加均匀、快速的离子或电子传输特性,也就使得本申请的电致变色膜片具有变色更加均匀、变色效率更快等优异性能。
本申请第六方面提供的电致变色器件,包括至少一层基材层和本申请提供的电致变色膜片,其中,基材层与电致变色膜片层叠设置,也即使得电致变色膜片设置于基材层上,或夹设在基材层之间,使得电致变色膜片能够被更好的承载,尤其是夹设在基材层之间时,使得电致变色膜片可以更好地被基材层保护;并且,由于电致变色器件中的电致变色膜片包括本申请提供的导电薄膜,从而使得电致变色器件也具有变色更加均匀、快速等优异性能。
本申请第七方面提供的终端产品,包括本申请提供的电致变色膜片或本申请提供的电致变色器件,即使得终端产品均包含本申请提供的导电薄膜,从而使得本申请提供的终端产品具有变色性能优异等优点,将终端产品应用于交通工具(例如汽车)、电子产品(例如消费电子)或建筑等装置时,可以使装置具有更加优异的变色性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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地介绍,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是本申请一些实施例提供的导电基底的结构示意图;
图2是本申请一些实施例提供的电致变色膜片的结构示意图;
图3是本申请另一些实施例提供的电致变色膜片的结构示意图;
图4是本申请又一些实施例提供的电致变色膜片的结构示意图;
图5是本申请其他一些实施例提供的电致变色膜片的结构示意图;
图6是本申请一些实施例提供的电致变色器件的结构示意图;
图7是本申请实施例1提供的导电油墨涂布在PET基底表面形成的导电薄膜的图片;
图8是本申请实施例2提供的导电油墨涂布在PET基底表面形成的导电薄膜的图片;
图9是本申请实施例3提供的导电油墨涂布在PET基底表面形成的导电薄膜的图片;
图10是本申请实施例4提供的导电油墨涂布在PET基底表面形成的导电薄膜的图片;
图11是本申请实施例5提供的导电油墨涂布在PET基底表面形成的导电薄膜的图片;
图12是本申请对比例1提供的导电油墨涂布在PET基底表面形成的导电薄膜的图片;
图13是本申请对比例2提供的导电油墨涂布在PET基底表面形成的导电薄膜的图片;
图14是本申请实施例1制备得到的导电薄膜的循环伏安曲线示意图。
主要元件符号说明:
1-电致变色器件;2-基材层;21-第一基材层;22-第二基材层;3-电致变色膜片;31-导电基底;311-基底层;3111-第一基底层;3112-第二基底层;312-电极层;3121-第一电极层;3122-第二电极层;32-电致变色介质层;321-离子存储层;322-电解质层;323-电致变色层。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请中,术语“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中,“至少一种”是指一种或者多种,“多种”是指两种或两种以上。“选自……中的至少一种(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单种(个)或复数种(个)的任意组合。例如,“选自a,b或c中的至少一种(个)”,或,“选自a,b和c中的至少一种(个)”,均可以表示:a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c分别可以是单个、也可以是多个。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,部分或全部步骤可以并行执行或先后执行,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量,也可以表示各组分间重量的比例关系,因此,只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地,本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,用来将目的如物质彼此区分开,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。例如,在不脱离本申请实施例范围的情况下,第一XX也可以被称为第二XX,类似地,第二XX也可以被称为第一XX。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请一些实施例提供一种导电油墨,以导电油墨的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的组分:有机导电材料1~85%,溶剂15~99%;其中,溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂。
本申请实施例提供的导电油墨,包含有机导电材料和溶剂,由于溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂,也即使导电油墨所含的溶剂沸点降低,其对应的饱和蒸气压升高,因此在将本申请实施例的导电油墨用于制备导电薄膜时,其溶剂挥发较快、容易干燥,从而提升了生产效率;并且,由于溶剂的沸点低,其挥发也更加容易而全面,因而使得由该导电油墨形成的导电薄膜具有均匀、平整、致密等优点;此外,由于导电油墨中含有有机导电材料,例如n型导电聚合物,其具有高导电特性,因此,由该导电油墨制备得到的导电薄膜还具有优异的电导率,可以提升导电薄膜的电传导速率。
其中,导电油墨包括重量百分含量为1~85%的有机导电材料。在一些实施例中,有机导电材料的重量百分含量可以为5~80%。在另一些实施例中,有机导电材料的重量百分含量还可以为1~75%或者为1~60%。示例性地,有机导电材料的重量百分含量可以为1%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%等。
在一些实施例中,有机导电材料可以包括透明的有机导电材料。由此,可以使得采用含有透明的有机导电材料的导电油墨制成的导电薄膜,不仅具有导电特性,还可以具有高光学透明度,从而提升导电油墨的适用性。
在一些实施例中,有机导电材料可以包括n型导电聚合物。在另一些实施例中,有机导电材料可以包括透明的n型导电聚合物,例如聚(苯并二呋喃二酮)(poly(benzodifurandione),PBFDO)。示例性地,n型导电聚合物可以选自如下式I所示的n型导电聚合物;
其中,X为O(Oxygen,氧),S(Sulfur,硫)或Se(Selenium,硒),m和n均为大于0的整数,R1和R2分别独立地选自H和C1-C10烷基中的至少一种,M+为阳离子。在一些实施例中,C1-C10烷基可以为含有1至10个碳原子的烷基,例如甲基CH3-,乙基CH3CH2-,丙基CH3CH2CH2-等。在另一些实施例中,C1-C10烷基可以包括直链烷基,也可以包括支链烷基,例如正丁基CH3CH2CH2CH2-,异丁基(CH3)2CHCH2-,仲丁基CH3CH2(CH3)CH-,叔丁基(CH3)3C-等。在又一些实施例中,在上述式I中,X可以为O,R1和R2可以均为H,M+可以为质子,例如H+。
其中,n型导电聚合物,例如式I所示的n型导电聚合物或PBFDO等,通过n掺杂使得聚合物的主链与本申请实施例的良溶剂(例如水、异丙醇、乙醇等)之间存在较强的相互作用,从而使得n型导电聚合物在无需烷基侧链或者表面活性剂的情况下仍然具有良好的溶解性和溶液加工性,并且,采用具有n型导电聚合物的导电油墨制备导电薄膜时,还可以使得制备得到的导电薄膜具有高电导率和优异稳定性等优点,甚至还可以具有高光学透明度等,从而提升导电油墨的适用性。
在一些实施例中,导电油墨包括重量百分含量为15~99%的溶剂,且该溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂。示例性地,溶剂的重量百分含量可以为15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%等。在该溶剂重量百分含量范围内,利于将有机导电材料溶解形成导电油墨,利用该导电油墨可以形成电导率高和均匀的导电薄膜。
本申请发明人研究发现,在将导电油墨涂覆于基底层上形成导电薄膜时,成膜时间对有机导电材料(例如n型导电聚合物)的优化成核、晶体生长和工业生产效率至关重要。通常情况下,n型导电聚合物最初的成核是由过饱和引起的,在这种状态下,液体(溶剂)含有的溶解固体(溶质)通常比特定温度下容纳得更多,而这种过饱和主要源于溶剂蒸发。因此,导电油墨中溶剂的蒸汽压或沸点对控制有机导电材料的结晶速度或导电油墨的成膜时间至关重要。
有鉴于此,在一些实施例中,可以使导电油墨的溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂。在另一些实施例中,导电油墨的溶剂可以为沸点低于或等于120℃的溶剂。在又一些实施例中,导电油墨的溶剂可以为沸点低于或等于100℃的溶剂。由此,通过采用较低沸点的溶剂溶解有机导电材料,在导电油墨成膜的过程中,溶剂可以更快蒸发(挥发),使得导电油墨可以为过饱和状态,从而利于有机导电材料的结晶成核过程,由此,使得导电油墨的成膜时间可以明显缩短,以提升其成膜效率,从而提高工业化生产的效率。
进一步地,由于DMSO的结构中含有一个亲水的亚硫酰基和两个疏水的甲基,可以与水或除石油醚外的大多数有机溶剂互溶,可以溶解约80%的化合物,例如大部分的水溶性化合物和脂溶性化合物,因此DMSO通常被认为是万能溶剂,现有技术中,在需要溶解有机材料时,通常会选用DMSO或具有类似特性的DMF,或者DMSO和DMF的混合物。然而,DMSO和DMF不仅具有沸点高的特性,还具有极性强、表面张力高的特性,将含有其的溶液(例如导电油墨)涂覆在基底层上成膜时,通常要求基底层具有很强的表面能,从而需要提前对基底层进行额外的高强度亲水处理,该工艺较为复杂;此外,当基底层的表面能小于溶剂的表面张力时,导电油墨容易在基底层上快速聚集或从基底层的边缘滚回,容易导致基底层上形成的薄膜的均匀性不佳,使得形成的导电薄膜质量较差。
有鉴于此,在一些实施例中,导电油墨的溶剂可以为亲水性溶剂。在另一些实施例中,导电油墨的溶剂可以为沸点低于或等于150℃的亲水性溶剂。在又一些实施例中,导电油墨的溶剂可以为沸点低于或等于120℃的亲水性溶剂。在还一些实施例中,导电油墨的溶剂可以为沸点低于或等于100℃的亲水性溶剂。在这种情况下,由于溶剂为亲水性溶剂,因此在将导电油墨涂覆于基底层上时,无需提前对基底层进行额外的亲水工艺处理,就能在基底层上形成导电率高且均匀平整的导电薄膜,导电薄膜质量好,并且具有工艺简单、成本低的优点。
在一些实施例中,溶剂可以包括良溶剂。在另一些实施例中,良溶剂可以选自水、异丙醇和乙醇中的至少一种,例如可以为水、异丙醇和乙醇中的其中一种,也可以为水、异丙醇和乙醇中任意两种的混合,还可以为水、异丙醇和乙醇三种的混合。通常情况下,水、异丙醇和乙醇等良溶剂可以与有机导电材料(例如n型导电聚合物)的聚合物骨架之间存在较强的相互作用,且极性相互匹配,由此,可以使得有机导电材料(例如n型导电聚合物)在这些良溶剂中的溶解效果较好,从而提升形成的导电油墨的均匀性。
在一些实施例中,当良溶剂包括水时,有机导电材料的重量百分含量为5-80%,可以理解的是,水的重量百分含量为20~95%。在另一些实施例中,当良溶剂包括异丙醇或乙醇时,有机导电材料的重量百分含量为1-60%,可以理解的是,异丙醇或乙醇的重量百分含量为40~99%。在又一些实施例中,当良溶剂包括水、异丙醇和乙醇中的至少两种时,有机导电材料的重量百分含量为1-75%,可以理解的是,水、异丙醇和乙醇的总重量百分含量为25~99%。由此,可以根据实际情况的需求,选择不同的良溶剂溶解有机导电材料,以保证形成的导电油墨的优异性能。
在一些实施例中,溶剂可以包括不良溶剂。在另一些实施例中,不良溶剂可以选自异丁醇、叔丁醇、甲基乙基酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙醚和丙醛中的至少一种,例如可以为异丁醇、叔丁醇、甲基乙基酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙醚和丙醛中的其中一种,也可以为异丁醇、叔丁醇、甲基乙基酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙醚和丙醛中任意两种或多种的混合。由此,可以根据实际情况的需求,选择不同的不良溶剂,以提升制备得到的导电油墨的适用性。
在一些实施例中,溶剂可以包括良溶剂和不良溶剂。良溶剂和不良溶剂作为一个功能性的术语,针对不同材料溶剂可能会不同,因此本申请实施例的良溶剂和不良溶剂是针对有机导电材料而言的,良溶剂是指针对有机导电材料而言溶解度高的溶剂;不良溶剂是指针对有机导电材料而言溶解度低的溶剂。
在一些实施例中,当溶剂包括良溶剂和不良溶剂时,例如为良溶剂和不良溶剂的混合溶剂时,有机导电材料的重量百分含量可以为1-40%,可以理解的是,良溶剂和不良溶剂的总重量百分含量可以为60~99%。
在一些实施例中,溶剂可以包括良溶剂和不良溶剂,且在该溶剂中,良溶剂的体积可以大于不良溶剂的体积。在另一些实施例中,良溶剂的体积可以大于溶剂总体积的50%,也即使良溶剂的体积大于良溶剂和不良溶剂的总体积的50%。在这种情况下,通过使良溶剂的体积大于不良溶剂的体积,在溶剂为良溶剂和不良溶剂的混合体系中,可以使有机导电材料的溶解效果达到最优,从而有利于导电油墨形成均匀、平整、致密的导电薄膜。
在一些实施例中,溶剂可以包括水,且水的体积大于溶剂总体积的70%,也即在溶剂包括水的情况下,保证水的体积大于溶剂总体积的70%,可以使有机导电材料的溶解效果达到最优,从而有利于导电油墨形成均匀、平整、致密的导电薄膜。
本申请实施例的导电油墨可以采用如下的制备方法制备得到。
本申请一些实施例提供一种导电油墨的制备方法,包括以下步骤:S01:提供本申请的导电油墨的各组分;S02:将有机导电材料和溶剂混合处理,得到导电油墨。
本申请实施例提供的导电油墨的制备方法,通过将有机导电材料和溶剂混合处理,即可得到导电油墨,由于溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂,因此制得的导电油墨在用于制备导电薄膜时容易干燥,生产效率高,而且形成的导电薄膜具有均匀、平整、致密等优点,并且,由于导电油墨中含有有机导电材料,例如n型导电聚合物,其具有高导电特性,因此,由该制备方法制得的导电油墨制备得到的导电薄膜具有优异的电导率,可以提升导电薄膜的电传导速率;此外,该制备方法简单易行,操作条件要求低,成本低,适合批量化生产。
其中,步骤S01中的导电油墨为本申请实施例的导电油墨,因此,步骤S01中提供本申请实施例的导电油墨的各组分原料的具体种类和含量均如本申请实施例的导电油墨所示,为了节约篇幅,此处不再进行赘述。
在一些实施例中,在步骤S02中,溶剂可以包含良溶剂,将有机导电材料和溶剂混合处理的步骤可以包括:将有机导电材料和良溶剂混合后依次进行第一超声处理和第一搅拌处理。
在另一些实施例中,在步骤S02中,溶剂可以包含良溶剂和不良溶剂,将有机导电材料和溶剂混合处理的步骤可以包括:将有机导电材料和良溶剂混合后依次进行第一超声处理和第一搅拌处理,以得到有机导电材料和良溶剂的混合溶液;然后向该混合溶液中加入不良溶剂,并依次进行第二超声处理和第二搅拌处理。这样有利于有机导电材料在溶剂中充分溶解,从而达到最优的分散效果。
在一些实施例中,第一超声处理的功率可以为100~200W、超声时间可以为0.5~1h,第一搅拌处理的转速可以为1200~1500rpm、搅拌时间可以为0.5~4h。在另一些实施例中,第二超声处理的功率可以为100~200W、超声时间可以为0.5~1h,第二搅拌处理的转速可以为1200~1500rpm、搅拌时间可以为0.5~4h。
本申请一些实施例提供一种导电薄膜,该导电薄膜由本申请实施例提供的导电油墨或本申请实施例提供的制备方法制得的导电油墨制得,由于导电油墨中的溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂,也即使导电油墨所含的溶剂沸点降低,其对应的饱和蒸气压升高,因此在将本申请的导电油墨用于制备导电薄膜时,其溶剂挥发较快、容易干燥,从而提升了生产效率;并且,由于溶剂的沸点低,其挥发也更加容易而全面,因而使得由该导电油墨形成的导电薄膜具有均匀、平整、致密等优点;此外,由于导电油墨中含有有机导电材料,例如n型导电聚合物,其具有高导电特性,因此,由该导电油墨制备得到的导电薄膜还具有优异的电导率,可以提升导电薄膜的电传导速率。
在一些实施例中,该导电薄膜既可以作为电致变色膜片中的电极层。在另一些实施例中,该导电薄膜也可以作为电致变色膜片中的离子存储层或电致变色层。在又一些实施例中,该导电薄膜还可以同时作为电致变色膜片中的电极层和离子存储层,或同时作为电致变色膜片中的电极层和电致变色层。
如图1所示的,本申请一些实施例提供一种导电基底31,包括:基底层311和设置在基底层311上的电极层312,该电极层312包括本申请实施例提供的导电薄膜。
在一些实施例中,可以是采用磁控溅射或涂布等工艺,将本申请实施例提供的导电油墨或本申请实施例提供的制备方法制得的导电油墨涂覆在基底层上,以在基底层上形成包括本申请实施例提供的导电薄膜的电极层,或涂覆在电极层上形成包括本申请实施例提供的导电薄膜的离子存储层或电致变色层。以涂布方式为例,可以将基底层或包含电极层的基底层平整放置于刮涂台面,并将洁净的线棒放在机台上,卡紧锁口,然后用移液枪吸取适量的导电油墨,在离线棒1~2cm处,平行于线棒进行放液,再启动设备,按照设置参数自动进行涂布,常温风干后将形成的膜材放在烘箱中进行干燥,即可以在基底层或电极层上形成该导电薄膜。
在一些实施例中,基底层311可以包括柔性基底,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)基底、柔性玻璃基底、聚亚酰胺(Polyimide,PI)基底和聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)基底等。在另一些实施例中,基底层311可以包括刚性基底,例如刚性玻璃基底等。由此,可以根据实际情况的需求,将导电油墨涂覆于柔性基底或刚性基底上形成导电薄膜,从而形成柔性导电基底或刚性导电基底,以适应不同的应用场景。
本申请实施例提供的导电基底,由于设置在基底层上的电极层包括由本申请提供的导电薄膜,该导电薄膜由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,因此该导电基底上的电极层具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得形成的导电基底的质量更为优异,更适用于制备各种器件或产品。
本申请一些实施例提供一种电致变色膜片3,如图2所示,电致变色膜片3可以包括依次层叠设置的第一基底层3111、第一电极层3121、电致变色介质层32、第二电极层3122和第二基底层3112;其中,第一电极层3121和第二电极层3122中的至少一种包括本申请实施例提供的导电薄膜。
其中,电致变色介质层32可以是液态、溶胶态或固态等。在一些实施例中,电致变色介质层32可以包括液晶(Liquid Crystal,LC)、聚合物分散液晶(Polymer DispersedLiquid Crystal,PDLC)、悬浮粒子装置(Suspended-particle Devices,SPD)、微型百叶窗(Micro-blinds)、无机电致变色材料和有机电致变色材料等。由此,通过在第一电极层和第二电极层上施加电压,使电致变色介质层两端形成电势差,驱动电致变色介质层之间的离子或电子发生嵌入或脱嵌的移动,从而使电致变色膜片在整体上表现出颜色或透光度的变化,以发生着色态(例如蓝色、黑色或其他颜色等)和褪色态(例如透明)之间的相互转变,或者着色态、中间态(着色态和褪色态之间的任意颜色态,例如浅蓝或浅黑等)和褪色态之间的相互转变等。
在一些实施例中,第一电极层3121或第二电极层3122可以包括本申请实施例提供的导电薄膜,也即第一电极层3121可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,相应地,第二电极层3122可以由其他材料制得,例如氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)等;或者,第二电极层3122可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,相应地,第一电极层3121可以由其他材料制得,例如氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)等。在另一些实施例中,第一电极层3121和第二电极层3122可以包括本申请实施例提供的导电薄膜,也即第一电极层3121或第二电极层3122均可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得。
本申请实施例提供的电致变色膜片,包括依次层叠设置第一基底层、第一电极层、电致变色介质层、第二电极层和第二基底层,由于第一电极层和第二电极层中的至少一种包括本申请实施例提供的导电薄膜,因导电薄膜具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得电致变色膜片的电极层的电阻分布更加均匀、电传导速率更加优异,也就使得本申请的电致变色膜片具有变色更加均匀、变色效率更快等优异性能。
本申请一些实施例提供一种电致变色膜片,如图3所示,电致变色膜片3可以包括依次层叠设置的第一基底层3111、第一电极层3121、电解质层322、电致变色层323、第二电极层3122和第二基底层3112;其中,第一电极层3121包括本申请实施例提供的导电薄膜,或第一电极层3121和第二电极层3122均包括本申请实施例提供的导电薄膜。
在一些实施例中,第一电极层3121可以包括本申请实施例提供的导电薄膜,也即第一电极层3121可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,相应地,第二电极层3122可以由其他材料制得,例如氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)等,当然地,第二电极层3122也可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得。此时,第一电极层3121不仅可以充当电致变色膜片的导电层,还可以充当电致变色膜片中的离子存储层,从而同时具有高导电特性和优异的离子存储或离子传输特性。
本申请一些实施例提供的电致变色膜片,包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、电解质层、电致变色层、第二电极层和第二基底层,至少第一电极层包括本申请提供的导电薄膜,该第一电极层和/或第二电极层可以充当电致变色膜片的导电层,因电极层具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得电致变色膜片的导电层电阻分布更加均匀、电传导速率更加优异,也就使得本申请的电致变色膜片具有变色更加均匀、变色效率更快等优异性能;此外,该第一电极层还可以充当电致变色膜片的离子存储层,因电极层具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得电致变色膜片的离子存储层具有更加均匀、快速的离子传输特性,也就使得本申请的电致变色膜片具有变色更加均匀、快速等优异性能。
本申请一些实施例提供一种电致变色膜片,如图4所示,电致变色膜片3可以包括依次层叠设置的第一基底层3111、第一电极层3121、离子存储层321、电解质层322、第二电极层3122和第二基底层3112;其中,第二电极层3122包括本申请实施例提供的导电薄膜,或第一电极层3121和第二电极层3122均包括本申请实施例提供的导电薄膜。
在一些实施例中,第二电极层3122可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,相应地,第一电极层3121可以由其他材料制得,例如氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)等,当然地,第一电极层3121也可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得。此时,第二电极层3122不仅可以充当电致变色膜片的导电层,还可以充当电致变色膜片中的电致变色层,从而同时具有高导电特性和优异的变色特性。
本申请一些实施例提供的电致变色膜片,包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、离子存储层、电解质层、第二电极层和第二基底层,至少第二电极层包括本申请提供的导电薄膜,该第一电极层和/或第二电极层可以充当电致变色膜片的导电层,因电极层具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得电致变色膜片的导电层电阻分布更加均匀、电传导速率更加优异,也就使得本申请的电致变色膜片具有变色更加均匀、变色效率更快等优异性能;该第二电极层另一方面还可以充当电致变色膜片的电致变色层,因电极层具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得电致变色膜片的电致变色层具有更加均匀、快速的变色特性,也就使得本申请的电致变色膜片具有变色更加均匀、快速等优异性能。
本申请一些实施例提供一种电致变色膜片,如图5所示,电致变色膜片3可以包括依次层叠设置的第一基底层3111、第一电极层3121、离子存储层321、电解质层322、电致变色层323、第二电极层3122和第二基底层3112;其中,第一电极层3121、离子存储层321、电致变色层323和第二电极层3122中的至少一种包括本申请实施例提供的导电薄膜。在一些实施例中,如图5所示的,依次层叠的离子存储层321、电解质层322和电致变色层323可以形成如上所述的电致变色介质层32。
在一些实施例中,第一电极层3121或第二电极层3122可以包括本申请实施例提供的导电薄膜,也即第一电极层3121可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,相应地,第二电极层3122可以由其他材料制得,例如氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)等;或者,第二电极层3122可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,相应地,第一电极层3121可以由其他材料制得,例如氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)等。在另一些实施例中,第一电极层3121和第二电极层3122可以包括本申请实施例提供的导电薄膜,也即第一电极层3121或第二电极层3122均可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得。
在一些实施例中,离子存储层321可以包括本申请实施例提供的导电薄膜,也即离子存储层321可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,相应地,电致变色层323可以由其他材料制得,例如无机电致变色材料或有机电致变色材料等。在另一些实施例中,电致变色层323可以包括本申请实施例提供的导电薄膜,也即电致变色层323可以由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得,相应地,离子存储层321可以由其他材料制得,例如形成无机离子存储层材料或有机离子存储层等。在另一些实施例中,离子存储层321和电致变色层323可以同时包括本申请实施例提供的导电薄膜,也即离子存储层321和电致变色层323可以均由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得。
在一些实施例中,当第一电极层3121和离子存储层321均包括本申请实施例提供的导电薄膜时,第一电极层3121和离子存储层321可以合并为一层,并由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得。在另一些实施例中,当第二电极层3122和电致变色层323均包括本申请实施例提供的导电薄膜时,第二电极层3122和电致变色层323可以合并为一层,并由本申请提供的导电油墨或本申请提供的制备方法制得的导电油墨制得。
本申请一些实施例提供的电致变色膜片,包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、离子存储层、电解质层、电致变色层、第二电极层和第二基底层,由于第一电极层、离子存储层、电致变色层和第二电极层中的至少一种包括本申请提供的导电薄膜,该导电薄膜一方面可以充当电致变色膜片的导电层,因导电薄膜具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得电致变色膜片的导电层电阻分布更加均匀、电传导速率更加优异,也就使得本申请的电致变色膜片具有变色更加均匀、变色效率更快等优异性能;该导电薄膜另一方面还可以充当电致变色膜片的离子存储层或电致变色层,因导电薄膜具有均匀、平整、致密以及优异的电传导速率等优点,从而使得电致变色膜片的离子存储层或电致变色层具有更加均匀、快速的变色特性,也就使得本申请的电致变色膜片具有变色更加均匀、快速等优异性能。
本申请一些实施例提供一种电致变色器件,该电致变色器件可以包括至少一层基材层和本申请实施例提供的电致变色膜片,基材层与电致变色膜片层叠设置。其中,基材层的数量不受限制,例如可以为一层或两层或两层以上等。在一些实施例中,基材层可以为一层,电致变色膜片可以设置在基材层上。在另一些实施例中,如图6所示的,基材层2可以为两层,例如为第一基材层21和第二基材层22,其中第一基材层21、电致变色膜片3和第二基材层22依次层叠设置,即使得电致变色膜片3夹设于第一基材层21和第二基材层22之间。在又一些实施例中,基材层还可以为三层,例如形成如图6所示的夹层结构之后,还可以进一步在第一基材层21或第二基材层22的远离电致变色膜片3的一侧再设置一层基材层。
本申请实施例提供的电致变色器件,包括至少一层基材层和本申请实施例提供的电致变色膜片,其中,基材层与电致变色膜片层叠设置,也即使得电致变色膜片设置于基材层上,或夹设在两基材层之间,使得电致变色膜片能够被更好的承载,尤其是夹设在两基材层之间时,使得电致变色膜片可以更好地被基材层保护;并且,由于电致变色膜片包括本申请提供的导电薄膜,从而使得电致变色器件也具有变色更加均匀、快速等优异性能。
本申请实施例还提供一种终端产品,包括本申请实施例提供的电致变色膜片或本申请实施例提供的电致变色器件,其中,终端产品可以包括后视镜、幕墙、汽车天窗、汽车侧窗、汽车挡风玻璃、电子产品的壳体、眼镜、交通工具以及显示面板中的任一种。在一些实施例中,电致变色膜片或电致变色器件可以替代终端产品具有的玻璃或壳体等。在另一些实施例中,电致变色膜片或电致变色器件可以贴设于终端产品具有的玻璃或壳体上。在又一些实施例中,电致变色膜片或电致变色器件也可以夹设于终端产品具有的玻璃或壳体之间。由此,可以形成具有电致变色特性的终端产品,以丰富终端产品的性能。
本申请实施例提供的终端产品,包括本申请实施例提供的电致变色膜片或本申请提供实施例的电致变色器件,从而使得本申请实施例提供的终端产品具有变色性能优异等优点,将终端产品应用于交通工具(例如汽车)、电子产品(例如消费电子)或建筑等装置时,可以使装置具有更加优异的变色性能。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
本实施例提供一种导电油墨及其制备方法,以及由导电油墨制备得到的导电薄膜。
导电油墨,包括如下重量百分含量的组分:
PBFDO-聚(苯并二呋喃二酮) 80%,
水 20%;
其中,水的沸点为100℃。
导电油墨的制备方法,包括以下步骤:
S11:根据本实施例1的导电油墨的各组分和含量,量取8.0g的聚(苯并二呋喃二酮)和2.0mL的水;
S12:将聚(苯并二呋喃二酮)溶解到水中,在功率为100W和温度为40℃的条件下超声处理0.5h,然后在1300rpm的转速下常温搅拌0.5h,得到导电油墨。
将上述导电油墨或经上述导电油墨的制备方法制得的导电油墨,制备为导电薄膜:
将导电油墨涂布在0.4m×0.4m(宽度为0.4m且长度为0.4m)的PET基底上,并在100℃加热条件下干燥2min,得到导电薄膜。
实施例2
本实施例提供一种导电油墨及其制备方法,以及由导电油墨制备得到的导电薄膜。
导电油墨,包括如下重量百分含量的组分:
PBFDO-聚(苯并二呋喃二酮) 60%,
乙醇 40%;
其中,乙醇的沸点为78.3℃。
导电油墨的制备方法,包括以下步骤:
S11:根据本实施例2的导电油墨的各组分和含量,量取6.0g的聚(苯并二呋喃二酮)和5.1mL的乙醇;
S12:将聚(苯并二呋喃二酮)溶解到乙醇中,在功率为100W和温度为40℃的条件下超声处理0.5h,然后在1300rpm的转速下常温搅拌1h,得到导电油墨。
将上述导电油墨或经上述导电油墨的制备方法制得的导电油墨,制备为导电薄膜:
将导电油墨涂布在0.4m×0.4m(宽度为0.4m且长度为0.4m)的PET基底上,并在常温常压下干燥30s,得到导电薄膜。
实施例3
本实施例提供一种导电油墨及其制备方法,以及由导电油墨制备得到的导电薄膜。
导电油墨,包括如下重量百分含量的组分:
PBFDO-聚(苯并二呋喃二酮) 75%,
溶剂 25%;
其中,溶剂选自水和乙醇,且水和乙醇的体积比为10∶1,且水和乙醇的沸点分别为100℃和78.3℃。
导电油墨的制备方法,包括以下步骤:
S11:根据本实施例3的导电油墨的各组分和含量,量取7.5g的聚(苯并二呋喃二酮)、2.3mL的水和0.3mL的乙醇;
S12:将聚(苯并二呋喃二酮)加入水和乙醇的混合溶剂中,在功率为100W和温度为40℃的条件下超声处理0.5h,然后在1300rpm的转速下常温搅拌1h,得到导电油墨。
将上述导电油墨或经上述导电油墨的制备方法制得的导电油墨,制备为导电薄膜:
将导电油墨涂布在0.4m×0.4m(宽度为0.4m且长度为0.4m)的PET基底上,并在100℃加热条件下干燥2min,得到导电薄膜。
实施例4
本实施例提供一种导电油墨及其制备方法,以及由导电油墨制备得到的导电薄膜。
导电油墨,包括如下重量百分含量的组分:
PBFDO-聚(苯并二呋喃二酮) 40%,
溶剂 60%;
其中,溶剂包括水和乙酸乙酯,且水和乙酸乙酯的体积比为16∶1,且水和乙酸乙酯的沸点分别为100℃和77.2℃。
导电油墨的制备方法,包括以下步骤:
S11:根据本实施例4的导电油墨的各组分和含量,量取4.0g的聚(苯并二呋喃二酮)、5.7mL的水和0.39mL的乙酸乙酯;
S12:将聚(苯并二呋喃二酮)加入水和乙酸乙酯的混合溶剂中,在功率为100W和温度为40℃的条件下超声处理0.5h,然后在1300rpm的转速下常温搅拌1.5h,得到导电油墨。
将上述导电油墨或经上述导电油墨的制备方法制得的导电油墨,制备为导电薄膜:
将导电油墨涂布在0.4m×0.4m(宽度为0.4m且长度为0.4m)的PET基底上,并在100℃加热条件下干燥2min,得到导电薄膜。
实施例5
本实施例提供一种导电油墨及其制备方法,以及由导电油墨制备得到的导电薄膜。
导电油墨,包括如下重量百分含量的组分:
PBFDO-聚(苯并二呋喃二酮) 40%,
溶剂 60%;
其中,溶剂包括乙醇和乙酸乙酯,且乙醇和乙酸乙酯的体积比为30∶1,且乙醇和乙酸乙酯的沸点分别为78.3℃和77.2℃。
导电油墨的制备方法,包括以下步骤:
S11:根据本实施例5的导电油墨的各组分和含量,量取4.0g的聚(苯并二呋喃二酮)、7.4mL的乙醇和0.21mL的乙酸乙酯;
S12:将聚(苯并二呋喃二酮)加入乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂中,在功率为100W和温度为40℃的条件下超声处理0.5h,然后在1300rpm的转速下常温搅拌3h,得到导电油墨。
将上述导电油墨或经上述导电油墨的制备方法制得的导电油墨,制备为导电薄膜:
将导电油墨涂布在0.4m×0.4m(宽度为0.4m且长度为0.4m)的PET基底上,并在常温常压下干燥1min,得到导电薄膜。
对比例1
本对比例提供一种导电油墨及其制备方法,以及由导电油墨制备得到的导电薄膜。
导电油墨,包括如下重量百分含量的组分:
PBFDO-聚(苯并二呋喃二酮) 24%,
二甲基甲酰胺 76%;
其中,二甲基甲酰胺的沸点为153℃。
导电油墨的制备方法,包括以下步骤:
S11:根据本对比例1的导电油墨的各组分和含量,量取2.4g的聚(苯并二呋喃二酮)和8.0mL的二甲基甲酰胺;
S12:将聚(苯并二呋喃二酮)加入二甲基甲酰胺中,在功率为100W和温度为40℃的条件下超声处理0.5h,然后在1300rpm的转速下常温搅拌3h,得到导电油墨。
将上述导电油墨或经上述导电油墨的制备方法制得的导电油墨,制备为导电薄膜:
将导电油墨涂布在30mm×50mm(宽度为30mm且长度为50mm)的PET基底上,并在常温常压条件下干燥12h得到导电薄膜。
对比例2
本对比例提供一种导电油墨及其制备方法,以及由导电油墨制备得到的导电薄膜。
导电油墨,包括如下重量百分含量的组分:
PBFDO-聚(苯并二呋喃二酮) 24%,
二甲基亚砜 76%;
其中,二甲基亚砜的沸点为189℃。
导电油墨的制备方法,包括以下步骤:
S11:根据本实施例5的导电油墨的各组分和含量,量取2.4g的聚(苯并二呋喃二酮)和6.9mL的二甲基亚砜;
S12:将聚(苯并二呋喃二酮)加入二甲基亚砜中,在功率为100W和温度为40℃的条件下超声处理0.5h,然后在1300rpm的转速下常温搅拌3h,得到导电油墨。
将上述导电油墨或经上述导电油墨的制备方法制得的导电油墨,制备为导电薄膜:
将导电油墨涂布在0.4m×0.4m(宽度为0.4m且长度为0.4m)的PET基底上,并在100℃加热条件下的干燥3h得到导电薄膜。
相关性能测试分析:
1、取实施例1~5和对比例1~2提供的导电薄膜,用相机拍摄各导电薄膜的表面形貌,得到如图7-13的形貌图片。从图7-11可以看出,实施例1~5提供的导电油墨涂布在PET基底上形成的导电薄膜均匀、平整且致密,薄膜质量较好。相反地,从图12和13可以看出,对比例1~2提供的导电油墨涂布在PET基底上形成的导电薄膜存在许多深色斑点、溶质分布不均匀,并且存在许多褶皱,薄膜质量较差。
2、另外,由上述实施例和对比例可见,将实施例1~5提供的导电油墨涂布在PET基底上后,在形成导电薄膜的干燥处理过程中,在常温常压条件下的干燥时间为30s~10min,在100℃加热条件下的干燥时间为3s~2min;然而,将对比例1~2提供的导电油墨涂布在相同的PET基底上后,在形成导电薄膜的干燥处理过程中,在常温常压条件下的干燥时间在12h及以上,在100℃加热条件下的干燥时间在3h及以上。
由此可见,本申请实施例提供的导电油墨采用沸点低于或等于150℃的溶剂,该溶剂容易挥发,因此本申请实施例提供的导电油墨在涂布成膜后容易干燥,减少了加工时间、提高了生产效率,并且由于溶剂的沸点低,其挥发也更加容易而全面,因而使得由该导电油墨形成的薄膜具有均匀、平整且致密等优点。
3、取实施例1中制备得到的导电薄膜,采用四探针法检测该导电薄膜的方阻,测得其方阻约为52Ω/cm2。通常情况下,相同大小相同厚度的ITO导电薄膜,具有约40-70Ω/cm2的方阻。由此可见,采用本申请实施例提供的导电油墨制备得到的导电薄膜,具有优异的能够与ITO导电薄膜媲美的导电特性。
4、取实施例1制备得到的导电薄膜,将其裁剪为3cm×5cm的导电薄膜,进行电化学测试。其中,将该导电薄膜作为工作电极,Ag/AgCl作为参比电极,Pt片作为对电极,置于含有0.2mol/L四丁基铵双(三氟甲烷磺酰)亚胺(Tetrabutyl ammonium bis-trifluoromethane sulfonimidate,TBATFSI)的碳酸丙烯酯(Propylene Carbonate,PC)溶液中,扫速为0.01V/s在-0.4V~1.0V(vs Ag/AgCl)电位间进行电化学测试,得到该导电薄膜的循环伏安曲线(CV曲线)如图14所示;并进一步检测该导电薄膜的透光率变化范围为20~60%。
由图14可见,在监测的电压范围内,工作电极(导电薄膜)上交替发生了不同的氧化和还原反应,说明该导电薄膜具有较高的离子扩散系数和高电荷电容,证明该导电薄膜具有较为优异的离子存储能力,可以用作电致变色器件中的离子存储层。由检测得到的透光率变化范围可见,该导电薄膜还具有变色(改变透光率)能力,可以用作电致变色器件中的电致变色层。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种导电油墨,其特征在于,以所述导电油墨的总重量为100%计,包括如下重量百分含量的组分:
有机导电材料 1~85%,
溶剂 15~99%;
其中,所述溶剂为沸点低于或等于150℃的溶剂。
2.如权利要求1所述的导电油墨,其特征在于,所述溶剂为沸点低于或等于150℃的亲水性溶剂。
3.如权利要求1或2所述的导电油墨,其特征在于,所述溶剂包括良溶剂和不良溶剂中的至少一种。
4.如权利要求3所述的导电油墨,其特征在于,所述溶剂包括所述良溶剂和所述不良溶剂,其中,所述良溶剂的体积大于所述不良溶剂的体积。
5.如权利要求3所述的导电油墨,其特征在于,所述良溶剂选自水、异丙醇和乙醇中的至少一种;和/或
所述不良溶剂选自异丁醇、叔丁醇、甲基乙基酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙醚和丙醛中的至少一种。
6.如权利要求3所述的导电油墨,其特征在于,所述溶剂包括水,且所述水的体积大于所述溶剂总体积的70%。
7.如权利要求5所述的导电油墨,其特征在于,当所述良溶剂包括所述水时,所述有机导电材料的重量百分含量为5~80%;或
当所述良溶剂包括所述异丙醇或所述乙醇时,所述有机导电材料的重量百分含量为1~60%;或
当所述良溶剂包括所述水、所述异丙醇和所述乙醇中的至少两种时,所述有机导电材料的重量百分含量为1~75%;或
当所述溶剂包括所述良溶剂和所述不良溶剂时,所述有机导电材料的重量百分含量为1~40%。
8.如权利要求1或2所述的导电油墨,其特征在于,所述有机导电材料包括透明的有机导电材料。
9.如权利要求1或2所述的导电油墨,其特征在于,所述有机导电材料包括n型导电聚合物。
10.如权利要求9所述的导电油墨,其特征在于,所述n型导电聚合物选自如下式I所示的n型导电聚合物;
其中,X为O,S或Se,m和n均为大于0的整数,R1和R2分别独立地选自H和C1-C10烷基中的至少一种,M+为阳离子。
11.一种导电油墨的制备方法,其特征在于,包括:
提供权利要求1~10任一项所述的导电油墨的各组分;
将所述有机导电材料和所述溶剂混合处理,得到导电油墨。
12.如权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂包括良溶剂,所述将所述有机导电材料和所述溶剂混合处理包括:将所述有机导电材料和所述良溶剂混合后依次进行第一超声处理和第一搅拌处理。
13.如权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂包括良溶剂和不良溶剂,所述将所述有机导电材料和所述溶剂混合处理包括:
将所述有机导电材料和所述良溶剂混合后依次进行第一超声处理和第一搅拌处理,以得到所述有机导电材料和所述良溶剂的混合溶液;
向所述混合溶液中加入所述不良溶剂,并依次进行第二超声处理和第二搅拌处理。
14.如权利要求12或13所述的制备方法,其特征在于,所述第一超声处理和/或所述第二超声处理的功率为100~200W、超声时间为0.5~1h;和/或
所述第一搅拌处理和/或所述第二搅拌处理的转速为1200~1500rpm、搅拌时间为0.5~4h。
15.一种导电薄膜,其特征在于,所述导电薄膜由权利要求1~10任一项所述的导电油墨或权利要求11~14任一项所述的制备方法制得的导电油墨制得。
16.一种导电基底,其特征在于,包括:基底层和设置在所述基底层上的电极层,所述电极层包括权利要求15所述的导电薄膜。
17.一种电致变色膜片,其特征在于,所述电致变色膜片包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、电致变色介质层、第二电极层和第二基底层,其中,所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一种包括如权利要求15所述的导电薄膜;
或者,
所述电致变色膜片包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、电解质层、电致变色层、第二电极层和第二基底层,其中,所述第一电极层包括如权利要求15所述的导电薄膜,或所述第一电极层和所述第二电极层均包括如权利要求15所述的导电薄膜;
或者,
所述电致变色膜片包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、离子存储层、电解质层、第二电极层和第二基底层,其中,所述第二电极层包括如权利要求15所述的导电薄膜,或所述第一电极层和所述第二电极层均包括如权利要求15所述的导电薄膜;
或者,
所述电致变色膜片包括依次层叠设置的第一基底层、第一电极层、离子存储层、电解质层、电致变色层、第二电极层和第二基底层,其中,所述第一电极层、所述第二电极层、所述离子存储层和所述电致变色层中的至少一种包括如权利要求15所述的导电薄膜。
18.一种电致变色器件,其特征在于,包括至少一层基材层和如权利要求17所述的电致变色膜片,所述基材层与所述电致变色膜片层叠设置。
19.一种终端产品,其特征在于,包括如权利要求17所述的电致变色膜片或如权利要求18所述的电致变色器件,其中,所述终端产品包括后视镜、幕墙、汽车天窗、汽车侧窗、汽车挡风玻璃、电子产品的壳体、眼镜、交通工具以及显示面板中的任一种。
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