DE102021115579A1

DE102021115579A1 - Farbveränderbarer kunststoff

Info

Publication number: DE102021115579A1
Application number: DE102021115579.7A
Authority: DE
Inventors: Dong Eun Cha; Hyun Kyung KIM; Jong Seung Park; Jun Hong Choi
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-11-03
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-05-05
Also published as: CN114442393A; KR20220059800A; DE102021115579A8; US20220137473A1

Abstract

Farbveränderbarer Kunststoff, aufweisend: eine erste leitfähige Elektrodenschicht 100, eine Farbveränderungsschicht 200, welche auf der ersten leitfähigen Elektrodenschicht 100 angeordnet ist, dazu konfiguriert ist, eine obere Fläche der ersten leitfähigen Elektrodenschicht 100 zu bedecken, und aus einer Substanz gemacht ist, welche eine Farbe abhängig davon verändert, ob eine Spannung angelegt ist, eine zweite leitfähige Elektrodenschicht 300, welche auf der Farbveränderungsschicht 200 angeordnet ist, dazu konfiguriert ist, eine obere Fläche und Seitenflächen der Farbveränderungsschicht 200 zu bedecken, und dazu konfiguriert ist, die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 mit der ersten leitfähigen Elektrodenschicht 100 zu verändern, wenn die Spannung angelegt ist, und eine leitfähige Führung 400, welche an wenigstens einer der ersten leitfähigen Elektrodenschicht 100 oder der zweiten leitfähigen Elektrodenschicht 300 angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Elektronenbewegung und eine Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht 200 zu führen, wenn die Spannung angelegt ist.

Description

GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen farbveränderbaren Kunststoff, welcher abhängig davon, ob eine Spannung angelegt ist, die Farbe verändert.
HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, welche die vorliegende Erfindung betreffen, und müssen nicht den Stand der Technik ausmachen.
Kürzlich wurde Farbmarketing auf verschiedenen Gebieten (zum Beispiel Haushaltsgeräte und Mobilgeräte) hervorgehoben. Insbesondere hat Farbmarketing auch Aufmerksamkeit in der Automobilindustrie erregt, um hochwertig und differenzierte Farben bereitzustellen.
Entsprechend wird Elektrochromie in einem Versuch verwendet, hochwertige Farbbilder bereitzustellen. Elektrochromie betrifft einen Vorgang, in welchem eine reversible Farbveränderung auftritt, wenn ein Elektrodenmaterial Oxidations- oder Reduktionsreaktion elektrochemisch erfährt. Das Prinzip von Elektrochromie ist wie folgt: wenn Li+ oder H+ und Elektronen in W03 injiziert werden, was ein typischer Reduktionsfarbstoff ist, erfährt WO3 Elektrochromie und wird farbig. Das WO3 wird transparent, wenn Li+ oder H+ und Elektronen davon abgesondert werden. Wenn Li+ oder H+ und Elektronen von einem Oxidationsfarbstoff (zum Beispiel MnO oder LiO) abgesondert werden, wird der Oxidationsfarbstoff farbig, und der gleiche wird transparent, wenn Li+ und H+ und Elektronen darin injiziert werden. Das heißt, eine konventionelle Laminierungsstruktur weist auf ein Glassubstrat, eine transparente Elektrode, einen Reduktionsfarbstoff (W03), einen Elektrolyten (Li+, H+), einen Oxidationsfarbstoff (NiO), eine andere transparente Elektrode und ein anderes Glassubstrat, welche abgedichtet sind, um ein Elektrochromie-Element auszubilden.
Wir haben herausgefunden, dass es schwierig ist, verschiedene Substratmaterialien auf solch ein konventionelles Elektrochromie-Element anzuwenden. Weiterhin verursacht die niedrige Elektrochromie-Geschwindigkeit davon ein fremdartiges Erscheinungsbild während einer Farbveränderung.
Die obigen Beschreibungen bezüglich Hintergründen der vorliegenden Erfindung dienen nur dem verbesserten Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und sollen nicht von einem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung als dem bereits bekannten Stand der Technik zugehörig angesehen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen farbveränderbaren Kunststoff mit einer verbesserten Farbveränderungsgeschwindigkeit, wenn eine Spannung angelegt ist, bereit.
Ein farbverändernder Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: eine erste leitfähige Elektrode, eine farbverändernde Schicht, die auf der ersten leitfähigen Elektrodenschicht angeordnet ist, dazu konfiguriert ist, eine obere Fläche der ersten leitfähigen Elektrodenschicht zu bedecken, und aus einer Substanz gemacht ist, welche die Farbe abhängig davon ändert, ob eine Spannung angelegt ist, eine zweite leitfähige Elektrodenschicht, die auf der farbverändernden Schicht angeordnet ist, dazu konfiguriert ist, eine obere Fläche und Seitenflächen von der farbverändernden Schicht zu bedecken, und dazu konfiguriert ist, die Farbe der farbverändernden Schicht mit der ersten Elektrodenschicht zu verändern, wenn die Spannung angelegt ist, und eine leitfähige Führung, welche an wenigstens einer von der ersten leitfähigen Elektrodenschicht oder der zweiten leitfähigen Elektrodenschicht angeordnet ist, und dazu konfiguriert ist, eine Elektronenbewegung und eine Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht zu führen, wenn die Spannung angelegt ist.
Die erste Elektrodenschicht und die zweite Elektrodenschicht können Verbundmaterialien eines Silbernanodrahts und eines Polystyrolsulfonats sein.
Die Verbundmaterialien der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht können Divinylsulfon (DVS) als ein Quervernetzungsmittel aufweisen.
Die Führung kann ein Silber(AG)gitter mit einer engen Linienbreite von 15 bis 300 µm sein.
Die Führung kann haben einen Randabschnitt, welcher Ränder der ersten Elektrodenschicht oder der zweiten Elektrodenschicht umgibt, und einen Führungsmusterabschnitt, welcher ein Muster innerhalb des Randabschnitts hat und dazu konfiguriert ist, eine Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht zu führen.
Der Führungsmusterabschnitt kann sich erstrecken, um gerade (z.B. geradlinig) ein Inneres des Randabschnitts zu kreuzen.
Eine Mehrzahl von Führungsmusterabschnitten kann bereitgestellt und voneinander im Abstand sein.
Der Führungsmusterabschnitt kann haben erste Führungslinien, welche gerade (z.B. geradlinig) das Innere des Randabschnitts kreuzen, und zweite Führungslinien, welche gerade (z.B. geradlinig) das Innere des Randabschnitts senkrecht zu den ersten Führungslinien kreuzen, wodurch ein Gittermuster ausgebildet ist.
Der Führungsmusterabschnitt kann eine Mehrzahl von ersten Führungslinien haben, welche voneinander im Abstand sind und graduell an Länge zunehmen, und die zweiten Führungslinien können sich erstrecken, um jeweils die ersten Führungslinien zu verbinden, wodurch das Gittermuster graduell zunimmt (bzw. größer wird).
Der Randabschnitt kann in einer Kreisform ausgebildet sein und der Führungsmusterabschnitt kann aufweisen: Führungsringe, welche radial in vorbestimmten Intervallen (z.B. Abständen) von einem Zentrum des Randabschnitts aus angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Verbindungslinien, welche nacheinander und graduell mehr Führungsringe in einer Umfangsrichtung vom Randabschnitt aus verbinden, wobei jede Verbindungslinie der Mehrzahl von Verbindungslinien voneinander in der Umfangsrichtung des Randabschnitts im Abstand ist und sich zum Zentrum des Randabschnitts hin erstreckt.
Der farbveränderbare Kunststoff mit der oben-beschriebenen Struktur ist dahingehend von Vorteil, dass die Farbveränderungsgeschwindigkeit verbessert ist, wenn eine Spannung angelegt ist, und die Farbveränderungsrichtung davon eingestellt werden kann.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung deutlich werden. Es sollte verstanden werden, dass die Beschreibung und bestimmten Beispiele lediglich Veranschaulichungszwecken dienen und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränken sollen.
Figurenliste
Um die Erfindung gut verstehen zu können, werden jetzt verschiedene Formen davon exemplarisch beschrieben werden, wobei Bezug genommen wird auf die begleitenden Figuren, in welchen:

1 und 2 Ansichten sind, welche einen farbveränderbaren Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
3 eine Ansicht ist, welche eine Form einer Führung des farbveränderbaren Kunststoffs zeigt,
4 eine Ansicht ist, welche eine andere Form der Führung des farbveränderbaren Kunststoffs zeigt,
5 eine Ansicht ist, welche eine Farbveränderung einer Farbveränderungsschicht zeigt gemäß der Form der Führung, wie sie in den 3 und 4 gezeigt ist,
6 eine Ansicht ist, welche eine andere Form der Führung des farbveränderbaren Kunststoffs zeigt,
7 eine Ansicht ist, welche eine Farbveränderung einer Farbveränderungsschicht zeigt gemäß der Form der Führung, wie sie in 6 gezeigt ist,
8 eine Ansicht ist, welche eine andere Form der Führung des farbverändernden Kunststoffs zeigt, und
9 eine Ansicht ist, welche eine Farbveränderung einer Farbveränderungsschicht zeigt gemäß der Form der Führung, wie sie in 8 gezeigt ist.

Die hierin beschriebenen Figuren dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf irgendeine Weise beschränken.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die folgende Erfindung ist lediglich exemplarischer Natur und soll die vorliegende Erfindung, Anmeldung oder Verwendungen nicht beschränken. Es sollte verstanden werden, dass über die Figuren hinweg gleiche oder wesensgleiche Bezugszeichen auf gleiche oder wesensgleiche Teile und Merkmale hinweisen.
Ein farbveränderbarer Kunststoff gemäß beispielhafter Formen der vorliegenden Erfindung ist hierin nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben.
1 und 2 sind Ansichten, welche einen farbveränderbaren Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, 3 ist eine Ansicht, welche eine Form einer Führung des farbveränderbaren Kunststoffs zeigt, 4 ist eine Ansicht, welche eine andere Form der Führung des farbveränderbaren Kunststoffs zeigt, 5 ist eine Ansicht, welche eine Farbveränderung einer Farbveränderungsschicht zeigt gemäß der Formen der Führung, welche in den 3 und 4 gezeigt sind, 6 ist eine Ansicht, welche eine andere Form der Führung des farbverändernden Kunststoffs zeigt, 7 ist eine Ansicht, welche eine Farbveränderung einer Farbveränderungsschicht zeigt gemäß der Form der Führung, welche in 6 gezeigt ist, 8 ist eine Ansicht, welche eine andere Form der Führung des farbveränderbaren Kunststoffs zeigt, und 9 ist eine Ansicht, welche eine Farbveränderung einer Farbveränderungsschicht zeigt gemäß der Form der Führung, welche in 8 gezeigt ist.
Ein farbveränderbarer Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in den 1 und 2 gezeigt, weist auf: eine erste Elektrodenschicht 100, welche Leitfähigkeit (z.B. elektrische Leitfähigkeit) hat, eine Farbveränderungsschicht 200, welche auf der ersten Elektrodenschicht 100 angeordnet ist, um die obere Fläche der ersten Elektrodenschicht 100 zu bedecken, und aus einer Substanz gemacht ist, welche die Farbe in Abhängigkeit davon ändert, ob eine Spannung angelegt ist, eine zweite Elektrodenschicht 300, welche Leitfähigkeit (z.B. elektrische Leitfähigkeit) hat, die auf der Farbveränderungsschicht 200 angeordnet ist, um die obere Fläche und die Seitenflächen der Farbveränderungsschicht 200 zu bedecken, und die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 in Kooperation mit der ersten Elektrodenschicht 100 zu verändern, wenn eine Spannung angelegt ist, und eine Führung 400, welche Leitfähigkeit (z.B. elektrische Leitfähigkeit) hat, an der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300, oder an irgendeiner von der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300, angeordnet ist, eine Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht 200 mittels Führens einer Elektronenbewegung führt, wenn eine Spannung angelegt ist.
Die erste Elektrodenschicht 100, die Farbveränderungsschicht 200 und die zweite Elektrodenschicht 300 können auf einem Kunststoffsubstrat konfiguriert sein. Das heißt, die erste Elektrodenschicht 100, die Farbveränderungsschicht 200 und die zweite Elektrodenschicht 300 können auf einem Kunststoffsubstrat platziert sein, um die Farbe auf dem Kunststoffsubstrat zu ändern. Entsprechend, wenn diese Konfiguration auf ein Fahrzeug angewendet wird, ist es möglich, die Designqualität und den Marktwert zu verbessern mittels Änderns der Farbe der Außenseite des Fahrzeugs. Die erste Elektrodenschicht 100, die Farbveränderungsschicht 200 und die zweite Elektrodenschicht 300 gemäß der vorliegenden Erfindung können auch auf Substrate angewendet werden, die aus verschiedenen anderen Materialien als einem Kunststoffsubstrat gemacht sind.
Insbesondere ist in der vorliegenden Erfindung die Führung 400 bereitgestellt, welche Leitfähigkeit (z.B. elektrische Leitfähigkeit) hat, an der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300, oder an irgendeiner von der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300, angeordnet ist und die Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht 200 führt mittels Führens von Elektronenbewegung, wenn eine Spannung angelegt ist. Die Führung 400 führt Elektronenbewegung und ermöglicht gleichmäßig Bewegung der Elektronen. Entsprechend, weil die Führung 400 die Elektronenbewegung führt, wenn eine Spannung an die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist, beginnt die Farbe einer elektrochromen Substanz sich in der Bewegungsrichtung der Elektronen zu verändern, sodass die Farbveränderungsschicht 200 die Farbe in einer bestimmten Richtung verändert. Weiterhin, weil die Führung 400 gleichmäßige Bewegung von Elektronen ermöglicht, ist der Farbveränderungsprozess der elektrochromen Substanz beschleunigt mittels der sich schnell in der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300 bewegenden Elektronen, sodass die Farbveränderungsgeschwindigkeit verbessert ist.
Im Detail, gemäß der vorliegenden Erfindung, werden die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 als transparente Elektroden ausgebildet, sodass eine Farbveränderung der Farbveränderungsschicht 200 auf der Außenseite sichtbar ist. Wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300 angelegt ist, ist die Leitfähigkeit (z.B. elektrische Leitfähigkeit) der Farbveränderungsschicht 200 gesteuert, wodurch sich die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 verändert.
Insbesondere haben die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 der vorliegenden Erfindung die Führung 400 für eine schnelle Reaktion der Farbveränderungsschicht 200, wenn eine Spannung angelegt ist. Das heißt, die Farbveränderungsschicht 200 ist auf der ersten Elektrodenschicht 100 angeordnet, um die obere Fläche der ersten Elektrodenschicht 100 zu bedecken, und die Führung 400 ist an der ersten Elektrodenschicht 100 und/oder der zweiten Elektrodenschicht 300 angeordnet. Entsprechend, wenn eine Spannung durch die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist, ist die Elektronenbewegung mittels der Führung 400 geführt, ist die Farbveränderungsgeschwindigkeit mittels der elektrochromen Substanz der Farbveränderungsschicht 200 mittels schneller Elektronenbewegung verbessert und kann eine Farbveränderung in eine bestimmte Richtung festgelegt werden.
Wie oben beschrieben, weil die Farbveränderungsgeschwindigkeit der Farbveränderungsschicht 200 verbessert ist mittels der Führung 400, welche an der ersten Elektrodenschicht 100 und/oder der zweiten Elektrodenschicht 300 angeordnet ist, wenn eine Spannung angelegt ist, ist der Marktwert mittels einer schnellen Farbveränderung des Farbdesigns verbessert.
Die erste Elektrodenschicht 100, die Farbveränderungsschicht 200, die zweite Elektrodenschicht 300 und die Führung 400 gemäß der vorliegenden Erfindung sind hierin nachfolgend beschrieben.
Die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 können Verbundmaterialien von einem Silbernanodraht und einem Polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS) sein. Entsprechend haben die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 eine Transmissivität von 80% oder mehr. Weil die Lücke zwischen Silbernanodrähten mit einem Polystyrolsulfonat gefüllt ist, welcher ein organisches, leitfähiges (z.B. elektrisch leitfähiges) Polymer ist, sind die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 gänzlich einheitlich und die elektrische Leitfähigkeit davon ist verbessert.
Divinylsulfon (DVS) kann als ein Quervernetzungsmittel zu den Verbundmaterialien der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300 hinzugefügt werden. Weil Divinylsulfon als ein Quervernetzungsmittel zu den Verbundmaterialien eines Silbernanodrahts und eines Polystyrolsulfonats hinzugefügt wird, werden die Verbundmaterialien unabhängige, leitfähige (z.B. elektrisch leitfähige) Filme mittels Reaktion eines Polystyrolsulfonats und Divinylsulfon. Entsprechend ist in der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300 die Stabilität verbessert, die Leitfähigkeit aufrechterhalten und die mechanischen Eigenschaften erhöht.
Die Farbveränderungsschicht 200 kann aus Octa-Hexyl-Viologen substituiertem polyedrischen oligomerischen Silsesquioxan (OHV-POSS) gemacht sein. Das heißt, die Farbveränderungsschicht 200, welche eine organische-anorganische Hybridsubstanz ist, die mittels Kombinierens von POSS, welches eine anorganische Substanz ist, und Viologen, welches eine organische Substanz ist, kann erlangt werden mittels Kombinierens von einem bis acht Monohexyl-Viologenen, welche elektrochrome Substanzen sind, mit einer reaktiven funktionellen Gruppe. Octa-Hexyl-Viologen substituiertes polyedrisches oligomerisches Silsesquioxan (OHV-POSS), welches durch diesen Vorgang hergestellt ist, braucht nur kurz, um die Farbe zu ändern, kann bei einer niedrigen Spannung angesteuert werden und kann klar eine erwünschte Farbe bereitstellen.
Die Führung 400 kann ein Silber(Ag)gitter mit einer engen Linienbreite sein. Das heißt, eine leitfähige Tinte, die eine Silberkomponente enthält, kann für die Führung 400 verwendet werden und die Führung 400 kann an der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300 ausgebildet sein mittels kontinuierlichen Auftragens von Mikrotröpfchen. Das Gitter der Führung 400, das auf diese Weise an der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300 ausgebildet ist, kann eine enge Linienbreite von 15 ~ 300 µm und einen Oberflächenwiderstand von etwa 0,03 Ω haben. Entsprechend macht die Führung 400 Elektronenbewegung und lonenbewegung derart gleichmäßig, dass die Farbveränderungsleistung der Farbveränderungsschicht 200 in den Bereichen der ersten Elektrodenschicht 100 und der zweiten Elektrodenschicht 300 verbessert ist.
Weil die Führung 400 gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Muster bereitstellt, werden die Farbveränderungsrichtung oder die Farbveränderungsgeschwindigkeit der Farbveränderungsschicht 200 variiert.
Im Detail kann die Führung 400 haben einen Randabschnitt 410, welcher die Ränder der ersten Elektrodenschicht 100 oder der zweiten Elektrodenschicht 300 umgibt, und einen Führungsmusterabschnitt 420, der ein Muster innerhalb des Randabschnitts 410 hat, wodurch die Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht 200 geführt ist. Das heißt, die Führung 400 ist zusammengesetzt aus dem Randabschnitt 410, welcher den Rand ausbildet, und dem Führungsmusterabschnitt 420, welcher ein Muster innerhalb des Randabschnitts 410 ausbildet. Die Führung 400 führt die Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht 200 gemäß den Positionen des Randabschnitts 410 und des Führungsmusterabschnitts 420 und die Farbveränderungsgeschwindigkeit der Farbveränderungsschicht 200 kann gemäß dem Dichtegrad des Führungsmusterabschnitts 420 verbessert sein.
In einer Form, wie in 3 gezeigt, kann sich der Führungsmusterabschnitt 420 erstrecken, um das Innere des Randabschnitts 410 gerade (z.B. geradlinig) zu kreuzen. Entsprechend, wenn eine Spannung an die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist, ist die Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht 200 eingestellt mittels des Randabschnitts 410 und des Führungsmusterabschnitts 420 der Führung 400. Die Richtung, in welcher eine Spannung an die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist, kann die linke Seite in den Figuren sein.
Wie in 4 gezeigt, kann eine Mehrzahl von Führungsmusterabschnitten 420 bereitgestellt und voneinander im Abstand sein. Weil eine Mehrzahl von Führungsmusterabschnitten 420 bereitgestellt und voneinander im Abstand ist, ist die Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht 200 geführt, wenn eine Spannung an die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist. Insbesondere, weil eine Mehrzahl von Führungsmusterabschnitten 420 innerhalb des Randabschnitts 410 bereitgestellt ist und der Dichtegrad mit Ausbildung eines Musters vergrößert ist, bewegen sich Elektronen aktiver und die Farbveränderungsgeschwindigkeit ist verbessert.
Wie oben beschrieben, wie in den 3 und 4 gezeigt, wenn der Führungsmusterabschnitt 420 angeordnet ist, um das Innere des Randabschnitts 410 gerade (z.B. geradlinig) zu kreuzen, kann die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 von einer Seite zur anderen Seite verändert werden. Das heißt, wie in 5 gezeigt, kann die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 einheitlich von einer Seite zur anderen Seite mittels Elektronenbewegung mittels der Führung 400 verändert werden.
Indessen, als eine andere Form, hat der Führungsmusterabschnitt 420 eine erste Führungslinie 421, welche das Innere des Randabschnitts 410 gerade (z.B. geradlinig) kreuzt, und eine zweite Führungslinie 422, welche das Innere des Randabschnitts gerade (z.B. geradlinig) senkrecht zur ersten Führungslinie 421 kreuzt, wodurch ein Gittermuster ausgebildet werden kann. Weil ein Gittermuster mittels der ersten Führungslinie 421 und der zweiten Führungslinie 422 des Führungsmusterabschnitts 420 ausgebildet ist, bewegen sich Elektronen schneller, wenn eine Spannung an die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist, sodass der Vorgang der Farbveränderung der elektrochromen Substanz der Farbveränderungsschicht 200 beschleunigt ist, wodurch die gesamte Farbveränderungsschicht 200 schnell die Farbe verändern kann. Insbesondere, weil der Dichtegrad des Führungsmusterabschnitts 420 weiterhin innerhalb des Randabschnitts 410 vergrößert ist, bewegen sich Elektronen schneller verglichen mit der Form des Führungsmusterabschnitts 420, wie in den 3 und 4, sodass die Farbveränderungsgeschwindigkeit der Farbveränderungsschicht 200 verbessert ist.
Indessen, wie in 6 gezeigt, ist eine Mehrzahl von ersten Führungslinien 421 voneinander im Abstand und in der Länge graduell vergrößert und die zweiten Führungslinien 422 erstrecken sich, um jeweils die ersten Führungslinien 421 zu verbinden, wodurch der Führungsmusterabschnitt 420 in einer Form ausgebildet ist, in welcher sich das Gittermuster graduell vergrößert. Wie oben beschrieben, weil ein Gittermuster mittels der ersten Führungslinien 421 und der zweiten Führungslinien 422 des Führungsmusterabschnitts 420 ausgebildet ist, sodass sich das Gittermuster graduell vergrößert, verändert sich die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 in der Richtung, in der das Gittermuster sich vergrößert, wenn eine Spannung an die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist. Weiterhin, weil der Führungsmusterabschnitt 420 eine Form hat, in welcher sich das Gittermuster graduell vergrößert, vergrößert sich der Dichtegrad graduell, sodass die Farbveränderungsgeschwindigkeit der Farbveränderungsschicht 200 variiert werden kann und die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 gleichmäßig und kontinuierlich verändert werden kann.
Entsprechend, wie in 7 gezeigt, kann die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 von einer Seite zur anderen Seite mittels Elektronenbewegung verändert werden, welche mittels der Führung 400 geführt ist, sodass sich die Farbveränderung graduell in der Richtung ausdehnt, in welcher sich das Gittermuster vergrößert.
Indessen, wie in 8 gezeigt, ist der Randabschnitt 410 in einer Kreisform ausgebildet und der Führungsmusterabschnitt 420 kann zusammengesetzt sein aus Führungsringen 423, welche radial mit vorbestimmten Intervallen (z.B. Abständen) vom Zentrum des Randabschnitts 410 aus angeordnet sind, und Verbindungslinien 424, welche in der Umfangsrichtung des Randabschnitts 410 voneinander im Abstand sind, sich zum Zentrum des Randabschnitts 410 hin erstrecken und nacheinander und graduell mehr Führungsringe 423 in der Umfangsrichtung vom Randabschnitt 410 verbinden. Wie oben beschrieben, ist der Randabschnitt 410 in einer Kreisform ausgebildet und die Führungsringe 423 des Führungsmusterabschnitts 420 sind ebenfalls in einer Kreisform ausgebildet, auf die gleiche Weise wie der Randabschnitt 410, und radial voneinander vom Zentrum des Randabschnitts 410 im Abstand. Weiterhin hat der Führungsmusterabschnitt 420 darüber hinaus die Verbindungslinien 424 in der Umfangsrichtung des Randabschnitts 410 im Abstand voneinander, welche sich zum Zentrum von dem Randabschnitt 410 hin erstrecken und nacheinander und graduell mehr Führungsringe 423 in der Umfangsrichtung des Randabschnitts 410 verbinden. Entsprechend, wenn eine Spannung an die erste Elektrodenschicht 100 und an die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist, ist die Elektronenbewegung in der Anbringungsrichtung der Verbindungslinien 424 geführt, sodass die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 umfänglich verändert werden kann. Das heißt, weil der Randabschnitt 410 und die Führungsringe 423 voneinander in Ringformen im Abstand sind und die Verbindungslinien 424 nacheinander und graduell mehr Führungsringe 423 in der Umfangsrichtung von dem Randabschnitt 410 verbinden, vergrößert sich der Dichtegrad des Musters umfänglich innerhalb des Randabschnitts 410. Entsprechend, wenn eine Spannung an die erste Elektrodenschicht 100 und die zweite Elektrodenschicht 300 angelegt ist, werden Elektronen umfänglich vom Zentrum geführt, wodurch, wie in 9 gezeigt, die Farbe der Farbveränderungsschicht 200 umfänglich verändert werden kann, während die Farbveränderung sich graduell ausdehnt.
Gemäß dem farbveränderbaren Kunststoff mit der oben beschriebenen Struktur, ist die Farbveränderungsgeschwindigkeit verbessert, wenn eine Spannung angelegt ist, und die Farbveränderungsrichtung kann eingestellt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung oben in Bezug auf die bestimmten in den Figuren gezeigten Formen bereitgestellt ist, ist es einem Fachmann klar, dass die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weisen verändert und modifiziert werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Farbveränderbarer Kunststoff, aufweisend: eine erste leitfähige Elektrodenschicht (100), eine Farbveränderungsschicht (200), welche auf der ersten leitfähigen Elektrodenschicht (100) angeordnet ist, dazu konfiguriert ist, eine obere Fläche der ersten leitfähigen Elektrodenschicht (100) zu bedecken, und aus einer Substanz gemacht ist, welche eine Farbe abhängig davon ändert, ob eine Spannung angelegt ist, eine zweite leitfähige Elektrodenschicht (300), welche auf der Farbveränderungsschicht (200) angeordnet ist, dazu konfiguriert ist, eine obere Fläche und Seitenflächen der Farbveränderungsschicht (200) zu bedecken, und dazu konfiguriert ist, die Farbe der Farbveränderungsschicht (200) mit der ersten leitfähigen Elektrodenschicht (100) zu verändern, wenn die Spannung angelegt ist, und eine leitfähige Führung (400), welche an wenigstens einer von der ersten leitfähigen Elektrodenschicht (100) oder der zweiten leitfähigen Elektrodenschicht (300) angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine Elektronenbewegung und eine Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht (200) zu führen, wenn die Spannung angelegt ist.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß Anspruch 1, wobei die erste leitfähige Elektrodenschicht (100) und die zweite leitfähige Elektrodenschicht (300) Verbundmaterialien aus einem ersten Silbernanodraht und einem Polystyrolsulfonat sind.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß Anspruch 2, wobei die Verbundmaterialien der ersten leitfähigen Elektrodenschicht (100) und der zweiten leitfähigen Elektrodenschicht (300) weiterhin Divinylsulfon (DVS) als ein Quervernetzungsmittel aufweisen.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die leitfähige Führung (400) ein Silber(Ag)gitter mit einer Linienbreite von 15 µm bis 300 µm ist.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die leitfähige Führung (400) aufweist: einen Randabschnitt (410), welcher Ränder der ersten leitfähigen Elektrodenschicht (100) oder der zweiten leitfähigen Elektrodenschicht (300) umgibt, und einen Führungsmusterabschnitt (420), welche ein Muster innerhalb des Randabschnitts (410) aufweist und dazu konfiguriert ist, eine Farbveränderungsrichtung der Farbveränderungsschicht (200) zu führen.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß Anspruch 5, wobei sich der Führungsmusterabschnitt (420) geradlinig erstreckt und ein Inneres des Randabschnitts (410) kreuzt.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Führungsmusterabschnitt (420) eine Mehrzahl von Führungsmusterabschnitten (420) aufweist und jeder Führungsmusterabschnitt (420) der Mehrzahl von Führungsmusterabschnitten (420) voneinander im Abstand ist.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß einem der Ansprüche 5-7, wobei der Führungsmusterabschnitt (420) erste Führungslinien (421), welche geradlinig das Innere des Randabschnitts (410) kreuzen, und zweite Führungslinien (422), welche geradlinig das Innere des Randabschnitts (410) senkrecht zu den ersten Führungslinien (421) kreuzen, hat.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß Anspruch 8, wobei der Führungsmusterabschnitt (420) aufweist: eine Mehrzahl von ersten Führungslinien (421), wobei jede erste Führungslinie (421) der Mehrzahl von ersten Führungslinien (421) voneinander im Abstand ist und sich graduell in der Länge vergrößert, und die zweiten Führungslinien (422), welche dazu konfiguriert sind, sich zu erstrecken und jede erste Führungslinie (421) der Mehrzahl von ersten Führungslinien (421) zu verbinden.
Farbveränderbarer Kunststoff gemäß Anspruch 5, wobei: der Randabschnitt (410) in einer Kreisform ausgebildet ist und der Führungsmusterabschnitt (420) aufweist: Führungsringe (423), welche radial in vorbestimmten Intervallen von einem Zentrum des Randabschnitts (410) angebracht sind, und eine Mehrzahl von Verbindungslinien (424), welche nacheinander und graduell mehr Führungsringe (423) in einer Umfangsrichtung vom Randabschnitt (410) verbinden, wobei jede Verbindungslinie (424) der Mehrzahl von Verbindunglinien (424) voneinander in der Umfangsrichtung des Randabschnitts (410) im Abstand ist und sich zu dem Zentrum des Randabschnitts (410) hin erstreckt.