电致变色模组及电致变色器件的制作方法

本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种电致变色模组及电致变色器件。

背景技术：

电致变色器件(Electrochromic Device，ECD)是指在外界电场的作用下，其中的电致变色材料发生氧化还原而对光透射或反射产生的可逆变化，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致变色器件由于其独特的性能，在信息、电子、能源、建筑和国防等方面被广泛使用，例如电致变色显示智能卡和智能标签、电致变色智能窗以及电致变色眼镜和护目镜等。

电致变色器件在外加电场的作用下，需要驱动大量的离子从离子存储层存储经离子导体层注入电致变色层，使其发生还原反应而达到电致变色的目的。以至于传统的电致变色器件在施加电场到变色的过程，响应时间过长，具有变色效率低的缺点。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的电致变色器件变色效率低的问题，提供一种电致变色模组及电致变色器件。

一种电致变色模组，包括：依次层叠设置的第一导电层、电致变色层、离子导体层、离子存储层和第二导电层，所述第一导电层用于连接外部电源；所述第二导电层包括多个间隔设置的导电单元，各所述导电单元均用于连接所述外部电源；所述离子存储层包括多个间隔设置的离子存储单元，所述离子存储单元的数量与所述导电单元的数量一致，且各所述导电单元和各所述离子存储单元一一对应设置。

在一个实施例中，所述离子导体层包括多个间隔设置的离子导体单元，且所述离子导体单元与所述离子存储单元对应设置。

在一个实施例中，所述电致变色层包括多个间隔设置的电致变色单元，且所述电致变色单元与所述离子导体单元对应设置。

在一个实施例中，所述离子导体单元的数量与所述导电单元的数量一致；所述电致变色单元的数量与所述导电单元的数量一致。

在一个实施例中，所述电致变色模组还包括阻隔层，各所述导电单元之间、各所述离子存储单元之间、各所述离子导体单元之间和各所述电致变色单元之间均通过所述阻隔层间隔设置。

在一个实施例中，所述阻隔层为UV胶阻隔层。

在一个实施例中，所述电致变色模组还包括第一基板、第一绝缘层、第二基板和第二绝缘层，所述第一绝缘层设置于所述第一导电层远离所述电致变色层的一侧，所述第一基板设置于所述第一绝缘层远离所述第一导电层的一侧；所述第二绝缘层设置于所述第二导电层远离所述离子存储层的一侧，所述第二基板设置于所述第二绝缘层远离所述第二导电层的一侧。

在一个实施例中，所述第一基板与所述第二基板均为玻璃基板或亚克力板。

一种电致变色器件，所述电致变色器件包括上述任一项所述的电致变色模组。

上述电致变色模组及电致变色器件，将第二导电层和离子存储层均设置为被阻隔的多个导电单元和离子存储单元，且分别为各个导电单元提供电压，通过多个导电单元和离子存储单元同时驱动离子注入电致变色层，从而发生氧化还原反应，达到电致变色的目的。通过多个导电单元和多个离子存储单元同时驱动离子进行注入，减少了离子存储层的离子注入电致变色层的时间，有效地提高了电致变色的效率。

附图说明

图1为一实施例中电致变色模组结构示意图；

图2为一实施例中导电单元与电源连接示意图；

图3为另一实施例中电致变色模组结构示意图；

图4为又一实施例中电致变色模组结构示意图；

图5为再一实施例中电致变色模组结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

请参阅图1，一种电致变色模组，包括：依次层叠设置的第一导电层100、电致变色层200、离子导体层300、离子存储层400和第二导电层500，第一导电层100用于连接外部电源；第二导电层500包括多个间隔设置的导电单元510，各导电单元510均用于连接外部电源；离子存储层400包括多个间隔设置的离子存储单元410，离子存储单元410的数量与导电单元510的数量一致，且各导电单元510和各离子存储单元410一一对应设置。

具体地，电致变色层200是一种电子与离子的混合导体，在外加电场的作用下，电致变色层200的离子会发生注入或抽出，使得整个电致变色层200会发生着色和无色的可逆变化，达到电致变色的目的。电致变色的材料可分为有机电致变色材料和无机电致变色材料两大类，其中无机电致变色材料大多为过渡金属氧化物或其衍生物，常用的无机电致变色材料有三氧化钨(WO3)、五氧化二钒(V2O5)、氧化镍(NiO)、二氧化钛(TiO2)等；有机电致变色材料种类相对较多，可以分为有机小分子电致变色材料和导电聚合物电致变色材料两大类。离子导体层300即为电解质层，离子导体是指电流由可动离子荷载产生的导体，在离子导体中可动离子溶度较低，其电导率很小；通过离子导体层300能够保证电致变色层200和离子存储层400之间快速传导离子，同时阻断电子的传输。在一个实施例中，离子导体层300采用熔融盐电解质中的固态锂盐，例如LiNbO3、 LiAlO2或LiTaO3等。可以理解，在其它实施例中，离子导体层300还可以采用其它类型的电解质，例如电解质水溶液或有机电介质溶液等，只要能够保证电致变色层200和离子存储层400之间的快速离子传导，并阻断电子的传输即可。离子存储层400用于提供和储存电致变色所需的离子，在正向电压的作用下，离子存储层400储存的离子注入电致变色层200，在电致变色层200发生氧化还原反应，达到电致变色的目的；在反向电压的作用下，电致变色层200的相应离子会被抽出，存储于离子存储层400，实现电致变色的可逆性。即离子存储层 400在电致变色模组中具有平衡电荷传输的作用，常用的离子存储层400材料有 MnO2(二氧化锰)、Cr2O3(三氧化二铬)、TiO2(二氧化钛)、CeO2(二氧化铈)和SnO2(氧化锡)等。可以理解，离子存储层400所采用的材料并不限于上述所列举，只要具有离子插入可逆性、较好的透明性和较快的反应速度均可。

导电层即为能够传导电流的材料层，常用的材料有ITO(氧化铟锡)、AZO (铝掺杂的氧化锌透明导电玻璃)或FTO(掺杂氟的SnO2透明导电玻璃)等。其中与电源连接的第二导电层500和离子存储层400拆分为多个导电单元510 和离子存储单元410，每一导电单元510对应一个离子存储单元410，且各个导电单元510之间绝缘间隔，各个离子存储单元410之间也绝缘间隔，每一导电单元510均与电源连接(请参阅图2)，可以通过电源单独为每一导电单元510 通电。当导电单元510接通电源之后，使对应离子存储单元410内的离子通过离子导体层300，注入电致变色层200，发生氧化还原反应，从而达到电致变色的目的。通过将导电层绝缘间隔为多个导电单元510的形式，为各个导电单元 510同时进行通电，以小单位驱动的形式，使离子存储层400存储的离子能够更加迅速地注入电致变色层200；还可以只为其中一部分导电单元510进行通电，实现电致变色的程度可调。可以理解，在第二导电单元510上施加不同方向的电压时，能够实现离子或电子的注入或抽出。

应当指出的是，在一个实施例中，还可以是依次为导电单元510进行通电，使得电致变色过程具有很强的层次感，能够使用于某些特殊应用场合。可以理解，将导电层和离子存储层400划分为多个导电单元510和离子存储单元410，单独为其进行通电的形式，在为导电层进行通电时，具有灵活可调的特性，在减少响应时间和提高电致变色效率的同时，还能够使电致变色模组适用于更多的应用场景。导电单元510和离子存储层400的数量并不是唯一的，并不仅限于附图所示实施例中的三个，还可以是两个、四个、十个或二十个等，对于不同的电致变色模组应用场景，具体地数量可以进行灵活调整。

在一个实施例中，请参阅图3，离子导体层300包括多个间隔设置的的离子导体单元310，且离子导体单元310与离子存储单元410对应设置。具体地，离子导体层300被划分为多个绝缘间隔的离子导体单元310，离子导体单元310与离子存储单元410对应设置即为每一个或多个离子存储单元410对应一个离子导体单元310；在一个实施例中，如图3所示为其中两个离子存储单元410与一个离子导体单元310对应设置。通过将离子导体层300拆分为多个离子导体单元310，各个离子导体单元310之间绝缘间隔，减少了离子导体层300材料的使用，在一定长度上降低了生产成本。同时将离子导体层300拆分为多个离子导体单元310，离子存储单元410的离子通过对应的离子导体单元310注入电致变色层200，提高了离子注入的效率。

在一个实施例中，请参阅图4，电致变色层200包括多个间隔设置的电致变色单元210，且电致变色单元210与离子导体单元310对应设置。具体地，电致变色单元210与离子导体单元310对应设置，即为一个或多个离子导体单元310 对应一个电致变色单元210；如图4所示，为其中两个离子单体单元310与一个电致变色单元210对应设置。将电致变色层200拆分为多个绝缘间隔的电致变色单元210，可以对每一电致变色单元210的使用不完全相同的电致变色材料，从而在电致变色层200得到颜色不一致的单元，相比较传统的单一颜色的电致变色模组，具有更好的应用场景，能够在同一基板上实现色彩丰富的画面。

进一步地，请参阅图5，离子导体单元310的数量与导电单元510的数量一致，电致变色单元210的数量与导电单元510的数量一致。具体地，导电单元 510、离子存储单元410、离子导体单元310和电致变色单元210一一对应设置，每一离子存储单元410均有与之对应的导电单元510为其提供驱动电压，然后经过对应的离子导体单元310注入相应的电致变色单元210，进一步地提高了离子注入的效率。同时，导电单元510、离子存储单元410、离子导体单元310和电致变色单元210的一一对应设置，提高了电致变色模组加工的便利性。更进一步地，每一导电单元510、每一离子存储单元410、每一离子导体单元310和每一电致变色单元210对应构成一个电致变色块，该电致变色块能够独立完成电致变色的整个工作过程，同时可以在各个电致变色单元210采用不同的电致变色材料，从而在基板上显示色彩丰富的画面。通过将导电单元510、离子存储单元410、离子导体单元310和电致变色单元210一一对应设置，并且绝缘间隔，在提高加工便利性的同时，能够有效地提高电致变色的效率，具有变色程度可调、变色过程具有层次感和电致变色色彩丰富的优点。

在一个实施例中，电致变色模组还包括阻隔层110，各导电单元之间510、各离子存储单元之间410、各离子导体单元之间310和各电致变色单元210之间均通过阻隔层110间隔设置。进一步的，在一个实施例中，阻隔层110为UV胶阻隔层。具体地，UV(Ultraviolet Rays)胶即无影胶，又称光敏胶或紫外光固化胶，是一种通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂。UV胶固化后完全看不到胶水，不会对产品产生外观影响，并且具有粘接力度强，与变色材料、电解质、存储层不具腐蚀性，可耐低温或高温，防水、耐老化、耐变黄，固化后不会出现内应力开裂等优点。采用UV胶将各个离子存储单元410间隔，将各个导电单元510间隔开来，保证各个离子存储单元410之间和各个导电单元510 之间能够独立工作。可以理解，在其它实施例中，还可以采用其它具有与UV胶类似性能的材料代替，只要能够实现各个导电单元510之间独立工作，不对其它结构层产生影响即可。

在一个实施例中，请参阅图1或图3-5，电致变色模组还包括第一基板600、第一绝缘层700、第二基板900和第二绝缘层800，第一绝缘层700设置于第一导电层100远离电致变色层200的一侧，第一基板600设置于第一绝缘层700 远离第一导电层100的一侧；第二绝缘层800设置于第二导电层500远离离子存储层400的一侧，第二基板900设置于第二绝缘层800远离第二导电层500 的一侧。

具体地，电致变色模组还具有相对设置的第一基板600和第二基板900，以及与第一基板600相邻的第一绝缘层700，与第二基板900相邻的第二绝缘层 800，第一导电层100、电致变色层200、离子导体层300、离子存储层400和第二导电层500置于第一绝缘层700与第二绝缘层800之间。绝缘层主要是为了进一步保证基板的平整度和保护导电层不受腐蚀，常用的绝缘层材料有SiO2(二氧化硅)或TiO2(二氧化钛)等。基板一般为透光材料，并且保证透过率在90％以上，使得电致变色单元210所显示的颜色能够通过基板展示出来。

进一步地，在一个实施例中，基板为玻璃基板或亚克力板。具体地，亚克力又称特殊处理的有机玻璃，是有机玻璃换代产品，通过亚克力基板制成的电致变色器件具有透光性能好、颜色纯正、色彩丰富、美观平整和使用寿命长等优点。

上述电致变色模组，将第二导电层500和离子存储层400均设置为被阻隔的多个导电单元510和离子存储单元410，且分别为各个导电单元510提供电压，通过多个导电单元510和离子存储单元410同时驱动离子注入电致变色层200，从而发生氧化还原反应，达到电致变色的目的。通过多个导电单元510和多个离子存储单元410同时驱动离子进行注入，减少了离子存储层400的离子注入电致变色层200的时间，有效地提高了电致变色的效率。

一种电致变色器件，包括上述任一项的电致变色模组。具体地，电致变色层200是一种电子与离子的混合导体，在外加电场的作用下，电致变色层200 的离子会发生注入或抽出，使得整个电致变色层200会发生着色和无色的可逆变化，达到电致变色的目的。离子导体层300即为电解质层，离子导体是指电流由可动离子荷载产生的导体，在离子导体中可动离子溶度较低，其电导率很小；通过离子导体层300能够保证电致变色层200和离子存储层400之间快速传导离子，同时阻断电子的传输。离子存储层400用于提供和储存电致变色所需的离子，在正向电压的作用下，离子存储层400储存的离子注入电致变色层 200，在电致变色层200发生氧化还原反应，达到电致变色的目的；在反向电压的作用下，电致变色层200的相应离子会被抽出，存储于离子存储层400，实现电致变色的可逆性。

其中与电源连接的第二导电层500和离子存储层400拆分为多个导电单元 510和离子存储单元410，每一导电单元510对应一个离子存储单元410，且各个导电单元510之间绝缘间隔，各个离子存储单元410之间也绝缘间隔，每一导电单元510均与电源连接，可以通过电源单独为每一导电单元510通电。当导电单元510接通电源之后，使对应离子存储单元410内的离子通过离子导体层300，注入电致变色层200，发生氧化还原反应，从而达到电致变色的目的。通过将导电层绝缘间隔为多个导电单元510的形式，为各个导电单元510同时进行通电，以小单位驱动的形式，使离子存储层400存储的离子能够更加迅速地注入电致变色层200；还可以只为其中一部分导电单元510进行通电，实现电致变色的程度可调。应当指出的是，在一个实施例中，还可以是依次为导电单元510进行通电，使得电致变色过程具有很强的层次感，能够使用于某些特殊应用场合。可以理解，将导电层和离子存储层400划分为多个导电单元510和离子存储单元410，单独为其进行通电的形式，在为导电层进行通电时，具有灵活可调的特性，在减少响应时间和提高电致变色效率的同时，还能够使电致变色模组适用于更多的应用场景。导电单元510和离子存储层400的数量并不是唯一的，并不仅限于附图所示实施例中的三个，还可以是两个、四个、十个或二十个等，对于不同的电致变色模组应用场景，具体地数量可以进行灵活调整。

进一步地，在一个实施例中，离子导体层300包括多个间隔设置的的离子导体单元310，且离子导体单元310与离子存储单元410对应设置。具体地，离子导体层300被划分为多个绝缘间隔的离子导体单元310，离子导体单元310与离子存储单元410对应设置即为每一个或多个离子存储单元410对应一个离子导体单元310；在一个实施例中，如图3所示为两个离子存储单元410与一个离子导体单元310对应设置。通过将离子导体层300拆分为多个离子导体单元310，各个离子导体单元310之间绝缘间隔，减少了离子导体层300材料的使用，在一定长度上降低了生产成本。同时将离子导体层300拆分为多个离子导体单元 310，离子存储单元410的离子通过对应的离子导体单元310注入电致变色层 200，提高了离子注入的效率。

更进一步地，在一个实施例中，电致变色层200包括多个间隔设置的电致变色单元210，且电致变色单元210与离子导体单元310对应设置。具体地，电致变色单元210与离子导体单元310对应设置，即为一个或多个离子导体单元 310对应一个电致变色单元210；如图4所示，为两个离子单体单元310与一个电致变色单元210对应设置。将电致变色层200拆分为多个绝缘间隔的电致变色单元210，可以对每一电致变色单元210的使用不完全相同的电致变色材料，从而在电致变色层200得到颜色不一致的单元，相比较传统的单一颜色的电致变色模组，具有更好的应用场景，能够在同一基板上实现色彩丰富的画面。应当指出的是，电致变色器件可以是包括上述电致变色模组的电致变色眼镜和护目镜、致变色显示智能卡和智能标签以及电致变色智能窗等。

上述电致变色器件，将第二导电层500和离子存储层400均设置为被阻隔的多个导电单元510和离子存储单元410，且分别为各个导电单元510提供电压，通过多个导电单元510和离子存储单元410同时驱动离子注入电致变色层200，从而发生氧化还原反应，达到电致变色的目的。通过多个导电单元510和多个离子存储单元410同时驱动离子进行注入，减少了离子存储层400的离子注入电致变色层200的时间，有效地提高了电致变色的效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。