CN217587825U - 一种装饰用电致变色器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种装饰用电致变色器件，该装饰用电致变色器件的具体表现形式可以为：装饰用电致变色板、装饰用电致变色膜，具体是指一种由透明材料层、电致变色材料层、多孔装饰层、多孔导电层、多孔隔离层、离子存储层、第二导电层、不干胶层、离型纸组成，其中的多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层被包埋在电致变色材料层中间，电致变色材料层透过多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层的孔隙连成整体的装饰用电致变色器件。该装饰用电致变色器件有望在建筑装饰、汽车外饰、工艺品、伪装等领域得到广泛应用。

Description

一种装饰用电致变色器件

技术领域

本实用新型涉及一种装饰用电致变色器件，该装饰用电致变色器件的具体表现形式为：装饰用电致变色板、装饰用电致变色膜，具体是指一种由透明材料层、电致变色材料层、多孔装饰层、多孔导电层、多孔隔离层、离子存储层、第二导电层、不干胶层、离型纸组成，其中的多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层被包埋在电致变色材料层中间，电致变色材料层透过多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层的孔隙连成整体的装饰用电致变色器件。

背景技术

电致变色是指材料的光学性能，如：颜色、透光率、反射率等，在外加电场作用下发生稳定、可逆变化的现象。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，以电致变色材料作为功能材料的器件称为电致变色器件。

荧烷类隐色染料和苯酞类隐色染料是一类具有特殊功能和广泛用途的染料，这类染料本身为无色或浅色，其分子中的共轭体系中断，在显色剂的作用下，荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料分子中心碳原子构成的内酯环打开形成大的共轭结构而显色。而且荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料的显色反应是可逆的，在显色的荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料体系中，加入有供电子体的化合物时，显色反应向逆反应方向进行，荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料分子中的内酯环闭环，恢复为原来的无色或浅色。荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料分子的母体环上可以通过连接不同的取代基，如烷基、烷基取代氨基、氨基、羟基、卤素、烷氧基、芳香基、酰基、苯并环、杂环等，得到能在显色剂作用下呈现不同颜色的荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料。我们在研究中发现：二茂铁及部分二茂铁的衍生物，其本身不能使荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料显色，或者只能使荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料呈现比较浅的颜色，但二茂铁及部分二茂铁的衍生物的氧化态对荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料具有很强的显色效应。利用二茂铁及其衍生物的电化学氧化还原效应使荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料显色和褪色，来实现电致变色的功能，已经成为可能。荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料的这些特殊性能使得它们有望成为一种价格低廉、而且可以呈现不同颜色的新型电致变色器件材料。

但目前，还没有一种比较合适的、基于荧烷类隐色染料和苯酞类隐色染料/二茂铁及部分二茂铁的衍生物电致变色材料体系的电致变色器件，来推进该体系的电致变色材料和器件的大规模、低成本生产和应用。

发明内容

本实用新型的目的在于迎合上述的需求而提出的一种装饰用电致变色器件，该装饰用电致变色器件的具体表现形式为：装饰用电致变色板、装饰用电致变色膜。该装饰用电致变色器件的结构适用于以二茂铁及其衍生物的电化学氧化还原效应使荧烷隐色染料或苯酞隐色染料显色和褪色的电致变色器件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种装饰用电致变色器件，该装饰用电致变色器件的具体表现形式为：装饰用电致变色板、装饰用电致变色膜。

该装饰用电致变色器件由透明材料层、电致变色材料层、多孔装饰层、多孔导电层、多孔隔离层、离子存储层、第二导电层、不干胶层、离型纸组成；其中的多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层被包埋在电致变色材料层中间；电致变色材料层透过多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层的孔隙连成整体。

该装饰用电致变色器件的透明材料层为透明玻璃、或透明聚酯板材、或透明聚酯膜中的一种。

该装饰用电致变色器件的电致变色材料层为由荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料，含锂离子、钠离子、钾离子或铵离子的有机盐或无机盐，与二茂铁或二茂铁的衍生物混合在一起组成的凝胶状薄层。

该装饰用电致变色器件的多孔装饰层和多孔隔离层分别为覆盖于多孔导电层两面，为聚酯丝网、或无纺布、或纱布、或棉布中的一种。

该装饰用电致变色器件的多孔导电层为金属丝网或泡沫金属中的一种。

该装饰用电致变色器件的离子存储层为具有能发生电化学氧化还原反应性能的材料涂布在第二导电层上的膜层。

该装饰用电致变色器件的第二导电层为由具有导电性能的金属片或石墨类片材中的一种。

本实用新型一种装饰用电致变色器件的具体制作步骤为：

第一步：在第二导电层上采用磁控溅射、丝网印刷、旋涂、狭缝涂布、喷涂、喷墨打印等加工方式中的一种或两种，制备离子存储层。

第二步：把多孔装饰层和多孔隔离层分别贴合在多孔导电层的两面，并保留其多孔的性能，其中的多孔装饰层可以选用不同颜色的聚酯丝网、无纺布、纱布、棉布，作为本实用新型一种装饰用电致变色器件的底色。

第三步：使用浸泡或涂布的方式，把电致变色材料层，即含有荧烷隐色染料或苯酞隐色染料、二茂铁及其衍生物、电解质材料的凝胶铺在第二步所得到的多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层的贴合体的两面，使凝胶透过多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层的孔隙连成整体，得到多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层被包埋在电致变色材料层中间的中间物。

第四步：把第三步所制备的中间物覆盖在第一步所制备的离子存储层上，多孔隔离层与离子存储层相对。

第五步：在第四步的基础上，在多孔装饰层的一侧铺上透明材料层，辊压、压实、排出气泡。

第六步：引出电极、封边，在第二导电层上涂布不干胶层、覆上离型纸，即可得到本实用新型一种装饰用电致变色器件。

本实用新型一种装饰用电致变色器件具有以下特点：

1)该装饰用电致变色器件使用本身具有良好导电性能的多孔导电层材料和第二导电层材料作为电极，不需要使用透明导电材料作为电极，有望从金属防腐的层面或者使用耐腐蚀性的金属解决传统的电致变色器件中透明导电材料(氧化铟锡、氟掺杂氧化锡、氧化铟锡等) 不耐腐蚀的问题，并有效提高电极的导电性能，不需要另外增加电极材料来提高器件的电致变色均匀性。

2)该装饰用电致变色器件的制备工艺流程简单、无须复杂的加工设备，有利于降低成品的生产成本。

3)该装饰用电致变色器件的整个器件主体的每一层的厚度均可以通过选用不同厚度的透明材料层、多孔装饰层、多孔导电层、多孔隔离层、第二导电层来控制。

4)该装饰用电致变色器件的所用的透明材料、电致变色材料、多孔装饰层材料、多孔导电层材料、多孔隔离层材料、离子存储层材料、第二导电层材料、不干胶层材料、离型纸都是来源比较广泛的材料，可以降低所制备的装饰用电致变色器件的原材料成本。

5)该装饰用电致变色器件带有不干胶层，可贴合于物体表面，有望在建筑装饰、汽车外饰、工艺品、伪装等领域得到广泛应用。

附图说明

下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明。

图1是本实用新型一种装饰用电致变色器件的结构示意图。

为了清晰的表达器件的结构，图1中相同的数字编号表示器件的同一结构，1.透明材料层，2.电致变色材料层，3.多孔装饰层，4.多孔导电层，5.多孔隔离层，6.离子存储层，7. 第二导电层，8.不干胶层，9.离型纸，10.电致变色材料层、多孔装饰层、多孔导电层、多孔隔离层中的孔隙，11.封边材料。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

以下实施例以厚度0.125mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜为透明材料层，以含2’-(二苄基氨基)-6’-(二乙氨基)荧烷隐色染料、二茂铁、电解质材料(四氟硼酸锂)的凝胶为电致变色材料，以白色纱布为多孔装饰层和多孔隔离层，以200目不锈钢丝网为多孔导电层，以纳米普鲁士蓝油墨制备离子存储层，以厚度0.3mm的不锈钢片为第二导电层，制备本实用新型新型一种装饰用电致变色器件，所制备的器件的尺寸为10cmx10cm。

具体实施步骤：

第一步：采用狭缝涂布工艺，把纳米普鲁士蓝油墨涂布在第二导电层7(厚度0.3mm的不锈钢片)的一面，制备离子存储层6。

第二步：用热压的方式，把多孔装饰层3(白色纱布)和多孔隔离层5(白色纱布)分别贴合在多孔导电层4(200目不锈钢丝网)的两面，并保留其多孔的性能。

第三步：把第二步所得到的贴合体浸泡到含2’-(二苄基氨基)-6’-(二乙氨基)荧烷隐色染料、二茂铁、电解质材料(四氟硼酸锂)的凝胶(电致变色材料层2)中，使凝胶透过多孔装饰层3(白色纱布)、多孔导电层4(200目不锈钢丝网)和多孔隔离层5(白色纱布)的孔隙10连成整体，得到多孔装饰层3(白色纱布)、多孔导电层4(200目不锈钢丝网)和多孔隔离层5(白色纱布)被包埋在电致变色材料层2(含2’-(二苄基氨基)-6’-(二乙氨基)荧烷隐色染料、二茂铁、电解质材料四氟硼酸锂的凝胶)中间的中间物。

第四步：把第三步所制备的中间物覆盖在第一步所制备的离子存储层6上，多孔隔离层 5与离子存储层6相对。

第五步：在第四步的基础上，在多孔装饰层3(白色纱布)的一侧铺上透明材料层1(厚度0.125mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)，辊压、压实、排出气泡。

第六步：多孔导电层4(200目不锈钢丝网)和第二导电层7(厚度0.3mm的不锈钢片)上留出电极的位置，其余部分用有机硅橡胶胶黏剂为封边材料11封边；在第二导电层7(厚度0.3mm的不锈钢片)的底部涂布不干胶层8，覆上离型纸9，即可得到本实用新型一种装饰用电致变色器件。

所得到的装饰用电致变色器件的多孔导电层4(200目不锈钢丝网)的电极位置接电源正极，第二导电层7(厚度0.3mm的不锈钢片)的电极位置接电源负极，加上4.5V的电压，电致变色材料层2的凝胶中的二茂铁分子在电压作用下发生电化学氧化反应，使电致变色材料层2的凝胶中的2’-(二苄基氨基)-6’-(二乙氨基)荧烷隐色染料显色，器件的颜色从白色略带浅绿色变为草绿色；加上-3.5V的电压，电致变色材料层2的凝胶中的氧化态的二茂铁分子在电压作用下发生电化学还原反应，使电致变色材料层2的凝胶中的2’-(二苄基氨基)-6’-(二乙氨基)荧烷隐色染料褪色，器件的颜色从草绿色变为白色略带浅绿色。

本实用新型一种装饰用电致变色器件中：透明材料层1能使器件中的颜色变化呈现出来；多孔装饰层3可选用不同颜色的聚酯丝网、无纺布、纱布、棉布作为本实用新型一种装饰用电致变色器件的底色；多孔隔离层5主要是起到隔开多孔导电层4和第二导电层7、防止短路的作用；离子存储层6起到维持本实用新型一种装饰用电致变色器件的整个器件中的电荷平衡的作用；电致变色材料层2的凝胶中，通过选用不同分子结构的荧烷类隐色染料或苯酞类隐色染料，可以得到能在显色状态呈现不同颜色的电致变色器件。

本实用新型一种装饰用电致变色器件的底部带有不干胶层8和保护不干胶层8的离型纸 9，实际使用时，撕掉离型纸9，即可贴合在物体表面。

Claims (6)

1.一种装饰用电致变色器件，该装饰用电致变色器件的具体表现形式为：装饰用电致变色板、装饰用电致变色膜，其特征在于：该装饰用电致变色器件由透明材料层、电致变色材料层、多孔装饰层、多孔导电层、多孔隔离层、离子存储层、第二导电层、不干胶层、离型纸组成；其中的多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层被包埋在电致变色材料层中间；电致变色材料层透过多孔装饰层、多孔导电层和多孔隔离层的孔隙连成整体。

2.根据权利要求1所述的一种装饰用电致变色器件，其特征在于：所述的透明材料层为透明玻璃、或透明聚酯板材、或透明聚酯膜中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种装饰用电致变色器件，其特征在于：所述的多孔装饰层和多孔隔离层分别为覆盖于多孔导电层两面，多孔装饰层和多孔隔离层分别为聚酯丝网、或无纺布、或纱布、或棉布中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种装饰用电致变色器件，其特征在于：所述的多孔导电层为金属丝网或泡沫金属薄膜中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种装饰用电致变色器件，其特征在于：所述的离子存储层为涂布在第二导电层上的膜层。

6.根据权利要求1所述的一种装饰用电致变色器件，其特征在于：所述的第二导电层为由具有导电性能的金属片或石墨类片材中的一种。

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