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_5

文档序号:9809543阅读:来源:国知局
-布吉特组装技术,在基底上得到九十度交叉方向的银纳米线和氧化钨纳米线共组装柔性透明电致变色薄膜。通过扫描电子显微镜、紫外可见光谱和电化学工作站对该薄膜结构及性质进行表征。
[0130]参见图3,图3为本发明实施例1制备的银纳米线和氧化钨纳米线共组装的电致变色薄膜的透过率光谱表征;
[0131]参见图4,图4为本发明实施例1制备的银纳米线和氧化钨纳米线共组装的电致变色薄膜的SEM表征;
[0132]参见图5,图5为本发明实施例1制备的银纳米线和氧化钨纳米线共组装的电致变色薄膜在不同电压下的透过率表征;
[0133]参见图6,图6为本发明实施例1制备的银纳米线和氧化钨纳米线共组装的电致变色薄膜电致变色性能表征。
[0134]实施例2
[0135]改变实施例1中银纳米线溶液的体积为0.15,0.2,0.25,0.3毫升得到不同透过率和导电性的银纳米线和氧化钨纳米线共组装的电致变色薄膜。
[0136]参见图7,图7为本发明实施例2制备的不同体积银纳米线和氧化钨纳米线共组装薄膜的SEM表征图;
[0137]参见图8,图8为本发明实施例2制备的不同体积银纳米线和氧化钨纳米线共组装薄膜的透过率表征图;
[0138]参见图9,图9为本发明实施例2制备的不同体积银纳米线和氧化钨纳米线共组装薄膜的导电性表征图。
[0139]实施例3
[0140]制备实施例1中的银纳米线和氧化钨纳米线共组装的电致变色薄膜,再利用朗格缪尔-布吉特技术层层组装3,5,8,10层氧化钨纳米线薄膜转移到实施例1中的银纳米线和氧化钨纳米线共组装的电致变色薄膜基底上得到性能不同的柔性透明电致变色薄膜。通过扫描电子显微镜、紫外可见光谱和电化学工作站以及力学测试仪对该具有8层氧化钨纳米线的柔性电致变色薄膜进行结构及性质表征。
[0141]参见图10,图10为本发明实施例3制备的不同层数氧化钨纳米线对电致变色薄膜变色性能的影响图。
[0142]参见图11,图11为本发明实施例3制备的具有8层氧化钨纳米线电致变色薄膜的SHM表征图;
[0143]参见图12,图12为本发明实施例3制备的该柔性电致变色薄膜在不同电压下的透过率表征图;
[0144]参见图13,图13为本发明实施例3制备的该柔性电致变色薄膜在压缩循环测试中的原位电阻变化图;
[0145]参见图14,图14为本发明实施例3制备的该柔性电致变色薄膜在不同压缩循环后的电致变色性能图。
[0146]实施例4
[0147]制备实施例1中的柔性透明电致变色薄膜,再利用朗格缪尔-布吉特技术层层组装0-10层氧化钨纳米线薄膜转移到同一张共组装纳米线薄膜基底上得到不同位置具有不同电致变色性能的柔性透明电致变色薄膜。
[0148]参见图15,图15为本发明实施例4制备的具有不同层数氧化钨纳米线的薄膜的外观图。
[0149]实施例5
[0150]制备实施例1中的柔性透明电致变色薄膜,再利用朗格缪尔-布吉特技术和相应的掩膜版在实施例1中的柔性透明电致变色薄膜上组装不同的单元结构包括方块状的像素点和由像素点组成的字母“USIT。
[0151]参见图16,图16为本发明实施例5制备的具有方块状像素点结构的柔性透明电致变色薄膜;
[0152]参见图17,图17为本发明实施例5制备的具有“USTC”字样结构的柔性透明电致变色薄膜。
[0153]实施例6
[0154]制备实施例3中含有10层氧化钨纳米线的柔性电致变色薄膜为工作电极,以溶有
0.5摩尔每升高氯酸锂和10wt%聚甲基丙烯酸甲酯的聚碳酸丙稀酯为固体电解质,以ITO-PET为对电极制备电致变色眼镜。
[0155]参见图18,图18为本发明实施例6制备的电致变色眼镜变色前后的外观照片。
[0156]以上对本发明所提供的一种柔性电致变色薄膜及制备方法、电致变色器件进行了详细介绍。本文中应用了具体的个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种柔性电致变色薄膜,其特征在于,包括柔性透明基底、银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第一层纳米线薄膜、以及银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第二层纳米线薄膜; 所述第一层纳米线薄膜复合在柔性透明基底上; 所述第二层纳米线薄膜交叉复合在所述第一层纳米线薄膜上。2.根据权利要求1所述的柔性电致变色薄膜,其特征在于,还包括复合在所述第二层纳米线薄膜上的一层或多层氧化钨纳米线薄膜。3.根据权利要求1所述的柔性电致变色薄膜,其特征在于,所述交叉的角度为30°?150。。4.根据权利要求1或2所述的柔性电致变色薄膜,其特征在于,所述银纳米线为有序排列;所述氧化妈纳米线为有序排列; 所述第一层纳米线薄膜中,银和氧化钨的质量比为(0.5?10):1; 所述第二层纳米线薄膜中,银和氧化钨的质量比为(0.5?10):1。5.根据权利要求1或2所述的柔性电致变色薄膜,其特征在于,所述银纳米线的直径为50?100]1111,长度为10?2(^111;所述氧化妈纳米线的直径为2?811111,长度为10?2(^111; 所述第一层纳米线薄膜的厚度大于等于lOOnm,所述第二层纳米线薄膜的厚度大于等于10nm。6.—种柔性电致变色薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 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; 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; 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; A3)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。7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述步骤A3)后还包括: A4)将氧化钨纳米线溶液、双亲性溶剂和非极性溶剂进行混合后,得到的氧化钨纳米线分散液; A5)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,得到单层氧化钨纳米线薄膜; A6)将步骤A5)得到的单层氧化钨纳米线薄膜再次复合在步骤A3)后的第二层纳米线薄膜上,得到柔性电致变色薄膜; 或是重复步骤A5),得到的多个单层氧化钨纳米线薄膜,然后层层复合在步骤A3)后的第二层纳米线薄膜上,得到柔性电致变色薄膜。8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述银纳米线溶液和氧化钨纳米线溶液的体积比为(I?3): 20;所述银纳米线溶液的浓度为0.004?0.04 g/mL,所述氧化钨纳米线溶液的浓度为0.0001?0.001 g/mL; 所述双亲性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,所述非极性溶剂为三氯甲烷。9.一种电致变色器件,其特征在于,包括权利要求1?5任意一项所述的柔性电致变色薄膜或权利要求6?8任意一项所制备的柔性电致变色薄膜。10.根据权利要求9所述的电致变色器件,其特征在于,所述电致变色器件至少包括三层复合结构; 所述第一层为权利要求1?5任意一项所述的柔性电致变色薄膜或权利要求6?8任意一项所制备的柔性电致变色薄膜; 所述第二层为离子导电层; 所述第三层为导电膜。
【专利摘要】本发明提供了一种柔性电致变色薄膜,包括柔性透明基底、银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第一层纳米线薄膜、以及银纳米线和氧化钨纳米线共组装的第二层纳米线薄膜;所述第一层纳米线薄膜复合在柔性透明基底上;所述第二层纳米线薄膜交叉复合在所述第一层纳米线薄膜上。本发明采用氧化钨纳米线对可见光具有较小的吸收,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,使共组装的纳米线薄膜具有良好的导电性,使共组装的纳米线薄膜能作为导电基底,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,改变两种纳米线比例调节薄膜的透过率和导电性。
【IPC分类】G02F1/15, G02F1/153
【公开号】CN105573001
【申请号】CN201610052580
【发明人】俞书宏, 王金龙, 刘建伟
【申请人】中国科学技术大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月25日
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