一种柔性电致变色薄膜及制备方法、电致变色器件的制作方法_3

文档序号:9809543阅读:来源:国知局
纳米线薄膜中的排列方式没有特别限制,本发明优选为有序排列,更优选为氧化钨纳米线相互之间平行有序排列。
[0071]本发明对所述氧化钨纳米线薄膜的厚度没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、柔性电致变色薄膜的性能以及质量要求进行调整和选择,本发明所述氧化钨纳米线薄膜的厚度优选为大于等于氧化钨纳米线的直径,更优选为大于等于8nm,更优选为大于等于20nm,更优选为大于等于30nm,最优选为大于等于40nm。
[0072]本发明对所述继续复合(层层组装)多层氧化钨纳米线薄膜的层数没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、柔性电致变色薄膜的性能以及质量要求进行调整和选择,本发明优选为2?30层,更优选为3?20层,更优选为4?10层,最优选为5?8层。
[0073]本发明采用氧化钨纳米线对可见光具有较小的吸收,可以使共组装的纳米线薄膜具有良好的透过率,又采用具有良好的导电性的银纳米线,可以使共组装的纳米线薄膜具有良好的导电性,使得共组装的纳米线薄膜能够作为导电基底,克服了传统电致变色器件需要脆性ITO作为导电基底的限制;而且本发明通过对银纳米线和氧化钨纳米线进行共组装制备纳米线薄膜,可以通过改变两种纳米线比例调节薄膜的透过率和导电性。此外,本发明还可以通过层层组装氧化钨纳米线薄膜来改变薄膜的变色性能,最终在柔性透明的PET基底上,得到柔性透明的电致变色薄膜。
[0074]本发明提供了一种柔性电致变色薄膜的制备方法,包括以下步骤:
[0075]Al)将银纳米线溶液、氧化钨纳米线溶液、双亲性溶剂和非极性溶剂进行混合后,得到的分散液;
[0076]A2)采用朗格缪尔-布吉特技术,将上述步骤得到的分散液在气液界面上进行组装后,得到银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第一层纳米线薄膜;
[0077]重复上述操作后,得到银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第二层纳米线薄膜;
[0078]A3)将上述步骤得到第二层纳米线薄膜交叉复合在所述第一层纳米线薄膜上,得到柔性电致变色薄膜。
[0079]本发明所述制备方法中所述原料的性质、结构以及比例等优选原则或具体优选方案与前述柔性电致变色薄膜的优选原则和具体优选方案均一致,在此不再一一赘述。
[0080]本发明首先将银纳米线溶液、氧化钨纳米线溶液、双亲性溶剂和非极性溶剂进行混合后,得到的分散液。
[0081]本发明对所述银纳米线溶液的来源没有特别限制,以本领域技术人员熟知的方法制备或从市场上购买的即可,本发明优选所述银纳米线溶液通过以下方式制备:按质量比将硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮和氯化钠溶解在丙三醇中,混合均匀加入到三口烧瓶中从室温升到210摄氏度,用水冷却,离心洗涤得到银纳米线溶液。
[0082]本发明对所述硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮和氯化钠的质量比没有特别限制,以本领域技术人员熟知的类似反应的比例即可,本发明所述质量比优选为(23?31):(90?110):1,更优选为(24?30): (93?107):1,更优选为(25?29): (96?104): I,更优选为(26?28):(99?1I):1,最优选为27:99:1。本发明对所述丙三醇的用量没有特别限制,以本领域技术人员熟知的此类的反应的溶剂用量即可。
[0083]本发明对所述氧化钨纳米线溶液的来源没有特别限制,以本领域技术人员熟知的方法制备或从市场上购买的即可,本发明优选所述氧化钨纳米线溶液通过以下方式制备:按质量比将六氯化钨和聚乙烯吡咯烷酮溶解在乙醇中,搅拌混合均匀加入到混合液体积占80%的聚四氟乙烯反应釜中,180摄氏度反应24小时,自然冷却,离心洗涤得到氧化钨纳米线。
[0084]本发明对所述六氯化钨和聚乙烯吡咯烷酮的质量比没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、氧化钨纳米线的性能以及质量要求进行调整和选择,本发明所述质量比优选为(280?320):1,更优选为(285?315): I,更优选为(290?310):1,更优选为(295?305):1,最优选为300: I。本发明对所述乙醇的用量没有特别限制,以本领域技术人员熟知的此类的反应的溶剂用量即可。
[0085]本发明对所述双亲性溶剂没有特别限制,以本领域技术人员熟知的双亲性溶剂即可,本发明优选为N,N-二甲基甲酰胺;本发明对所述非极性溶剂没有特别限制,以本领域技术人员熟知的非极性溶剂即可,本发明优选为三氯甲烷。本发明对所述银纳米线溶液和氧化钨纳米线溶液的体积比没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、柔性电致变色薄膜的性能以及质量要求进行调整和选择,本发明优选为(I?3):20,更优选为(1.2?2.8): 20,更优选为(1.4?2.6):20,更优选为(1.6?2.4): 20,最优选为(1.8?2.2): 20,示例性的,具体为1:20、1.5:20、2:20、2.5:20或3: 20。本发明对所述银纳米线溶液的浓度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的银纳米线溶液的浓度即可,本发明所述银纳米线溶液的浓度优选为0.004?0.04g/mL,更优选为0.01?0.035g/mL,更优选为0.015?0.03g/mL,最优选为0.02?0.025g/mL。本发明对所述氧化钨纳米线溶液的浓度没有特别限制,以本领域技术人员熟知的氧化钨纳米线溶液的浓度即可,本发明所述氧化钨纳米线溶液的浓度优选为0.0001 ?0.001 g/mL,更优选为0.0002?0.0009g/mL,更优选为0.0003?0.0008g/mL,最优选为0.0004 ?0.007g/mL。
[0086]本发明对所述混合没有特别限制,以本领域技术人员熟知的混合方式即可,本发明所述混合优选为离心分散;本发明对所述离心分散的条件没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、柔性电致变色薄膜的性能以及质量要求进行调整和选择,本发明优选为先在小于等于5000rpm的条件下进行分散,分散时间小于等于5分钟,然后再在大于5000rpm的条件下进行分散,分散时间大于等于3分钟。
[0087]本发明经上述步骤后,得到分散液,然后采用朗格缪尔-布吉特技术,将上述步骤得到的分散液在气液界面上进行组装后,得到银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第一层纳米线薄膜;重复上述操作后,得到银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第二层纳米线薄膜。
[0088]本发明对所述朗格缪尔-布吉特技术没有特别限制,以本领域技术人员熟知的该技术即可,即兰格穆尔(Langmuir)技术,或兰格谬尔技术(LB Technique)。本发明对所述朗格缪尔-布吉特技术的设备没有特别限制,以本领域技术人员熟知的该技术的设备即可,本发明优选为朗格缪尔-布吉特槽。本发明对上述步骤没其他特别限制,本领域技术人员可以根据实际生产情况、纳米线薄膜的性能以及质量要求进行调整和选择,本发明具体步骤优选为,用微量注射器将分散有两种纳米线的分散液逐滴滴加到朗格缪尔-布吉特槽所提供的空气-水界面上,静置3?8分钟后开始压膜直至纳米线薄膜表面出现褶皱,在空气-水界面上形成银纳米线和氧化钨纳米线共组装的单层薄膜。
[0089]本发明经过上述步骤得到第一层纳米线薄膜和第二层纳米线薄膜,将上述步骤得到第一层纳米线薄膜复合在所述柔性透明基底上,再将上述步骤得到第二层纳米线薄膜交叉复合在所述第一层纳米线薄膜上,得到柔性电致变色薄膜。
[0090]本发明对所述复合和交叉复合没有特别限制,以本领域技术人员熟知的复合和交叉复合即可,本发明所述复合和交叉复合的优选方案和优选原则与前述纳米线薄膜中的复合和交叉复合的优选方案和优选原则均一致,在此不再一一赘述。
[0091]本领域技术人员能够理解,本发明上述步骤也可以为采用朗格缪尔-布吉特技术,得到银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第一层纳米线薄膜,然后将其复合在所述柔性透明基底上,再采用朗格缪尔-布吉特技术,得到银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第二层纳米线薄膜,再将第二层纳米线薄膜交叉复合在所述第一层纳米线薄膜上,得到柔性电致变色薄膜。
[0092]本发明为进一步改变和调控柔性透明电致变色薄膜的变色性能,优选在所述将第二层纳米线薄膜交叉复合在所述第一层纳米线薄膜上之后,还包括继续复合(层层组装)一层或多层氧化钨纳米线薄膜。本发明对所述继续复合的方式没有特别限制,以本领域技术人员熟知的薄膜层层组装技术即可;办法那么对所述氧化钨纳米线薄膜没有特别限制,以本领域技术人员熟知的氧化钨纳米线薄膜的条件即可,本发明具体优选原则与前述氧化钨纳米线薄膜的优选原则相同。
[0093]本发明所述继续复合(层层组装)一层或多层氧化钨纳米线薄膜的步骤具体为,
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