CN207440489U - 一种电致变色器件 - Google Patents

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傅冠颖
国星
黄嵚甫
蔡卫鹏
陈支勇
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Jisheng Photoelectric (shenzhen) Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种电致变色器件。它包括上变色片、下变色片和电解质层，上变色片包括从上至下依次设有上基材、上透明导电层和上变色膜，下变色片包括从下至上依次设有下基材、下透明导电层和下变色膜，上变色片与下变色片之间设电解质层。所述电解质层采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)体系的聚合物电解质。由于本实用新型电解质层采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)体系的电解质层，其在常温下有胶黏性质，又使用电致变色器件常温贴合装置在真空状态下的贴合工艺，可以很容易地将上变色片和下变色片进行贴合，使常温环境下的贴合工艺变得可行合理，从而避免了传统夹胶器件贴合工艺中的高温对电解质层可能造成的损害。

Description

一种电致变色器件
技术领域
本实用新型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。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，电致变色材料是一种新型功能材料，在信息、电子、能源、建筑以及国防等方面都有广泛的用途。电致变色是利用有机变色材料或无机变色材料在高电位和低电位作用下，通过对材料注入或抽取电荷(离子或电子)，使其在低透射率的着色状态和高透射率的退色状态之间产生可逆的变色，在外观上则表现为颜色及透明度的可逆变化。电致变色材料结构可控、色彩丰富、成本低廉、节能低耗的特点，应用在建筑、汽车、电子仪器、眼镜等产品上，可调节和控制光照能量，具有高效、低耗、轻薄、无污染、智能的特点。由于现有的夹胶器件贴合工艺，使用的是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，而电致变色器件中的电解质层除了高聚物，还有其他不同功能的添加剂，使得电解质层不能承受太高的温度。因此，电致变色器件中的电解质层，经常使用有机聚合物电解质，其中之一是采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)体系，当器件的底材使用器件时，可以应用现有的夹胶器件贴合工艺，将电解质层夹于两片以器件为底材的电极之间，然而，此工艺过程中的高温(>100℃)限制了PVB聚合物电解质内可以使用的添加剂。
实用新型内容
针对上述现有技术，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种电致变色器件。它具有设计合理、结构简单、工作安全可靠等特点。能有效避免传统贴合工艺中的高温对电解质层可能造成的损害的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电致变色器件。它包括上变色片、下变色片和电解质层，上变色片包括从上至下依次设有上基材、上透明导电层和上变色膜，下变色片包括从下至上依次设有下基材、下透明导电层和下变色膜，上变色片与下变色片之间设电解质层。
所述电解质层采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)体系的聚合物电解质，其含有以下重量份的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)0.20－0.80份、锂盐0－0.5份、有机溶剂0.20－0.80份和电解质层比表面积增加剂0－0.2份组合物。
所述锂盐包括高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、溴化锂、碘化锂、四氟草酸磷酸锂、二草酸硼酸锂，其中之一或两者以上的混合物。
所述有机溶剂包括环碳酸酯类、线性碳酸酯类、单酯类、二酯类，其中之一或两者以上的混合物。
所述电解质层比表面积增加剂包括丙烯酸甲酯类、聚醚类和有机硅类。
所述上变色膜和下变色膜均采用无机材料或有机材料。
所述上透明导电层和下透明导电层均采用ITO、FTO或AZO。
所述上基材、下基材均包括玻璃、石英、金属氧化物、塑料。
与现有技术相比，本实用新型产生的有益效果是：由于本实用新型电解质层采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)体系的电解质层，其在常温下有胶黏性质，又使用电致变色器件常温贴合装置在真空状态下的贴合工艺，可以很容易地将上变色片和下变色片进行贴合，使常温环境下的贴合工艺变得可行合理，从而避免了传统夹胶器件贴合工艺中的高温对电解质层可能造成的损害。本实用新型通过改变上变色片和下变色片之间的电压，使上变色膜和下变色膜改变光透过率和颜色，进而改变电致变色器件整体的光透过率和颜色。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型电致变色器件常温贴合装置结构示意图；
图3为本实用新型电致变色器件制造方法工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1示出了本实用新型的结构示意图。一种电致变色器件。它包括上变色片8、下变色片9和电解质层4，上变色片8包括从上至下依次设有上基材1、上透明导电层2和上变色膜3，下变色片9包括从下至上依次设有下基材7、下透明导电层6和下变色膜5，上变色片8与下变色片9之间设电解质层4。所述上变色膜3和下变色膜5均采用无机材料或有机材料。所述无机材料指由无机物单独或混合其他物质制成的材料。通常指由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐等原料和/或氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物等原料经一定的工艺制备而成的材料。所述有机材料主要是指通过化学合成将小分子有机物如烯烃等合成大分子聚合物。棉花、羊毛和天然橡胶等都属于天然有机高分子材料。有机合成材料在生活中用的最多的是塑料。所述上透明导电层2和下透明导电层6均采用ITO、FTO或AZO。所述ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜，通常有两个性能指标:电阻率和透光率。FTO导电器件为掺杂氟的SnO2透明导电器件(SnO2:F)，简称为FTO。所述FTO器件被作为ITO导电器件的替换用品被开发利用，可被广泛用于液晶显示屏，光催化，薄膜太阳能电池基底、染料敏化太阳能电池、电致变色器件等领域。所述AZO是铝掺杂的氧化锌(ZnO)透明导电器件的简称。所述电解质层4采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)体系的聚合物电解质，其含有以下重量份原料制成：聚乙烯醇缩丁醛(PVB)0.20－0.80份、锂盐0－0.5份、有机溶剂0.20－0.80份和电解质层比表面积增加剂0－0.2份。所述上基材1、下基材7均包括玻璃、石英、金属氧化物、塑料。所述锂盐包括高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、溴化锂、碘化锂、四氟草酸磷酸锂、二草酸硼酸锂，其中之一或两者以上的混合物。所述有机溶剂包括环碳酸酯类、线性碳酸酯类、单酯类、二酯类，其中之一或两者以上的混合物。所述电解质层比表面积增加剂包括丙烯酸甲酯类、聚醚类和有机硅类。
本实用新型通过改变上变色片8和下变色片9之间的电压，使上变色膜3和下变色膜5改变光透过率和颜色，进而改变电致变色器件整体的光透过率和颜色。由于本实用新型电解质层采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)体系的电解质层，其在常温下有胶黏性质，又使用电致变色器件常温贴合装置在真空状态下的贴合工艺，可以很容易地将上变色片8和下变色片9进行贴合，使常温环境下的贴合工艺变得可行合理，从而避免了传统夹胶器件贴合工艺中的高温对电解质层可能造成的损害。
如图2所示，一种电致变色器件常温贴合装置。它包括密闭舱体10、升降机构11、吊臂12、平台15、抽气管13和真空泵14，密闭舱体10内设升降机构11和平台15，平台15上方设两个升降机构11，升降机构11均设吊臂12，吊臂下端均设夹具17，真空泵14通过抽气管13与密闭舱体10相连通。
如图3所示，一种电致变色器件的制造方法。它包括以下步骤：
首先在下变色片9表面设电解质层4后，其次，以如下方法将其与上变色片8贴合：
(1)将下变色片9放置于密闭舱体10内的平台15上，以涂覆、喷洒、浸泡或超声喷涂方式，使电解质层4上均布设一层电解质层比表面积增加剂16；
(2)平台15上方设有具有升降功能的升降机构11，用其连接的吊臂12通过夹具17将上变色片8悬吊在下变色片9正上方，夹具17夹于上基材1的周边无上透明导电层2处；
(3)使用真空泵14抽出密闭舱体10中的空气，将密闭舱体10内部压强下降至小于1kPa，花费时间小于30秒；
(4)上变色片8在与下变色片9贴合前，通过吊臂12以升降机构11悬吊于下变色片9正上方，接着，升降机构11缓缓降低上变色片8，在此过程中使上变色片8与下变色片9保持相互平行状态，相对速率小于5厘米/秒，直至上变色片8重量全部由下变色片承9受为止；
(5)升降机构11，通过吊臂对上变色片8施予0.1－5kg/cm2的压强，使上变色片8和下变色片9贴合紧密。
(6)将密闭舱体10内的压强逐渐恢复到常压(常压是指密闭舱体外的压强)，压强增加速率小于5千帕/秒；
(7)上变色片8、电解质层4、下变色片9由于外界压强和电解质层4的粘接力，贴合成一个紧密连接且内部不含气泡的电致变色器件。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其做出种种变化。

Claims (4)

1.一种电致变色器件，其特征在于：它包括上变色片、下变色片和电解质层，上变色片包括从上至下依次设有上基材、上透明导电层和上变色膜，下变色片包括从下至上依次设有下基材、下透明导电层和下变色膜，上变色片与下变色片之间设电解质层。
2.如权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于：所述电解质层采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)体系的聚合物电解质。
3.如权利要求1或2所述的电致变色器件，其特征在于：所述上变色膜和下变色膜均采用无机材料或有机材料。
4.如权利要求1或2所述的电致变色器件，其特征在于：所述上透明导电层和下透明导电层均采用ITO、FTO或AZO。
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