一种电致变色器件及其制备方法和应用与流程

文档序号:32652074发布日期:2022-12-23 18:18阅读:89来源:国知局
一种电致变色器件及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于变色显示技术领域,具体涉及一种电致变色器件及其制备方法和应用。


背景技术:

2.电致变色现象是指在外界电场的作用下,材料发生可逆的变色现象;电致变色的实质是材料在外电场及电流的作用下发生氧化还原反应,导致其结构改变,进而使吸收光谱和光学性能(如吸收率、透射率、反射率)发生变化,在外观上表现为颜色及透明度的可逆变化的现象。近年来,电致变色器件被广泛应用于节能窗、汽车后视镜、显示器件、移动终端等领域,具有良好的市场应用前景。
3.现有的电致变色器件通常为层状结构,包括两个基板,基板之间设有两个导电层,两个导电层之间设有活性材料层,活性材料包括电解质、电致变色材料、离子储存材料等。在电致变色器件的制备过程中,需要使用导电基体贴合变色材料,贴合完成后进行紫外光固化,固化后对电致变色器件进行收卷或分切存储;但是,这种方法得到的电致变色器件通常不具备隔绝水氧的能力,容易被空气中的水氧影响而造成变色不均的现象。因此,提高电致变色器件阻隔水氧和密封性能,是改善器件品质的重要手段。
4.目前有很多研究工作致力于提高电致变色器件的密封和阻隔性。例如cn107422565a公开了一种电致变色器件及其制作方法,所述电致变色器件包括相对设置的第一基板和第二基板,以及用于在第一基板和所述第二基板之间形成密封腔体的密封框结构,所述密封腔体中设置有液态电解质,所述密封框结构包括封装框结构和封堵结构,封装框结构和封堵结构位于第一基板与第二基板之间,所述封装框结构上设有注入电解质的注液口;该电致变色器件可以提高器件的密封性,但密封性能主要体现在防止液态电解质漏液,而且实现密封的工艺十分复杂,制备成本高,不利于规模化应用。
5.cn102830565a公开了一种电致变色薄膜和电致变色器件,所述电致变色器件包括相对设置的第一衬底和第二衬底,设置于第一衬底内侧的第一透明导电层,设置于第二衬底内侧的第二透明导电层,设置于所述第一透明导电层与第二透明导电层之间的有机-无机电致变色薄膜。该电致变色器件具有良好的显示效果,但在收卷或分切加工使容易受到水氧影响的问题,而且布线时容易发生脱膜、弯折等问题。
6.cn212009235u公开了一种边缘密封导电基体与电致变色器件,所述边缘密封导电基体包括基底层、透明导电层、至少一个导电部、至少一个密封部以及与导电部连接的至少一个侧引出电极;所述电致变色器件包括依次层叠设置的第一导电层、变色材料层与第二导电层,导电层的密封部用于对变色材料层封边。使用所述边缘密封导电基体设置电致变色器件时,无需进行额外的布电极操作,避免了空气中水氧的影响。但是,当有竖直方向的力作用于上述电致变色器件时,各层材料之间由于相互独立,容易出现膜层分离的现象,严重影响了器件的性能;而且,电致变色材料对水汽和氧气极为敏感,现有的封装技术存在脱膜、分离的风险,导致器件中的活性材料暴露于环境中,容易吸水吸氧而发生失效。
7.因此,开发一种一体性好、结构强度好、稳定性高、水氧阻隔性能好的电致变色器件,是本领域亟待解决的问题。


技术实现要素:

8.针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种电致变色器件及其制备方法和应用,所述电致变色器件中设有弯折部,并与第一基底、第二基底相互连接成一体结构,提升了电致变色器件的一体性,降低了膜层分离的风险,并有效改善了器件的水氧阻隔性能,使电致变色器件具有更好的结构强度和稳定性,显著提升了器件及电子终端的品质。
9.为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
10.第一方面,本发明提供一种电致变色器件,所述电致变色器件包括层叠设置的第一基底、第一导电层、离子储存层、电解质层、电致变色层、第二导电层和第二基底;
11.所述电致变色器件的一侧设置有弯折部,所述第一基底、弯折部与第二基底相互连接形成一体结构;所述“一侧”意指在第一基底的垂直方向上的任意一侧。
12.本发明提供的电致变色器件通过结构的设计,尤其将第一基底、弯折部与第二基底相互连接成一体结构,使电致变色器件的整体性和结构强度提高,降低了膜层分离的风险;同时,所述弯折部将电致变色层与外界环境隔绝开,减小了与环境接触的电致变色层的面积,增强了器件对水汽和氧气的阻隔能力,使电致变色器件的稳定性和变色均匀性得以提升。
13.示例性地,所述电致变色器件的结构示意图如图1所示,包括依次设置的第一基底11、第一导电层21、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二导电层22和第二基底12;所述电致变色器件的一侧设置弯折部13,弯折部13、第一基底11与第二基底12相互连接形成一体结构。
14.在一个优选技术方案中,所述第一基底、弯折部、第二基底的材料相同,均为透明基底材料。
15.在一个优选技术方案中,所述第一基底、弯折部、第二基底的厚度相等,为20~500μm,例如可以为30μm、50μm、70μm、90μm、100μm、120μm、150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm、320μm、350μm、380μm、400μm、420μm、450μm或480μm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
16.在一个优选技术方案中,所述第一导电层、第二导电层的材料为透明导电材料。
17.示例性地,所述透明导电材料包括ito(indium-tin oxide,氧化铟锡)、azo(aluminum zinc oxide,氧化锌铝)、fto(fluorine doped tin oxide,氟掺杂氧化锡)、银纳米线、石墨烯、碳纳米管、金属网格或银纳米颗粒中的任意一种或至少两种的组合。
18.在一个优选技术方案中,所述第一导电层、第二导电层的厚度各自独立地为0.1~500nm,例如可以为0.3nm、0.5nm、0.8nm、1nm、3nm、5nm、8nm、10nm、20nm、50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、200nm、220nm、250nm、280nm、300nm、320nm、350nm、380nm、400nm、420nm、450nm或480nm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
19.在一个优选技术方案中,所述离子储存层的厚度为1~1000nm,例如可以为3nm、5nm、8nm、10nm、20nm、50nm、80nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、
500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm或950nm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
20.在一个优选技术方案中,所述电解质层的厚度为10~200μm,例如可以为20μm、30μm、50μm、70μm、90μm、100μm、110μm、130μm、150μm、170μm或190μm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
21.在一个优选技术方案中,所述电致变色层的厚度为100nm~5μm,例如可以为200nm、500nm、800nm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、1.9μm、2μm、2.1μm、2.3μm、2.5μm、2.8μm、3μm、3.2μm、3.5μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.5μm或4.8μm,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
22.在一个优选技术方案中,所述弯折部的截面为圆弧形;所述“截面”意指电致变色器件的结构示意图中的截面。
23.在一个优选技术方案中,所述弯折部的截面的周长为l,所述电致变色器件的电解质层的厚度为d1,所述l≥π
·
d1/2。
24.本发明中,所述“弯折部的截面的周长”意指前述圆弧形的周长。
25.在一个优选技术方案中,所述l与d1的比值为(1.57~1.60):1,例如可以为1.571:1、1.572:1、1.573:1、1.574:1、1.575:1、1.576:1、1.577:1、1.578:1、1.579:1、1.58:1、1.583:1、1.585:1、1.587:1、1.589:1、1.59:1、1.591:1、1.593:1、1.595:1、1.597:1或1.599:1等。
26.在一个优选技术方案中,所述第一导电层上设置第一引出结构,所述第二导电层上设置第二引出结构;所述第一引出结构、第二引出结构为引出电极和/或汇流条。
27.本发明中,所述引出电极为单点结构,所述汇流条为条带状结构;相比于单点引出电极,汇流条引出可以实现更加均匀的变色效果。
28.在一个优选技术方案中,所述第一引出结构为第一引出电极,所述第二引出结构为第二引出电极;所述第一引出电极设置于第一导电层远离第一基底的一侧(不与离子储存层接触),所述第二引出电极设置于第二导电层远离第二基底的一侧(不与电致变色层接触)。
29.在一个优选技术方案中,所述第一引出结构为第一汇流条,所述第二引出结构为第二汇流条;所述第一汇流条设置于第一导电层远离第一基底的一侧或设置于第一导电层与第一基底之间,所述第二汇流条设置于第二导电层远离第二基底的一侧或设置于第二导电层与第二基底之间。
30.在上述技术方案中,所述第一导电层上设置第一引出结构,所述第二导电层上设置第二引出结构,实现引出;但是该结构的实际生产中,需要对器件进行翻面做两次引出,工艺繁杂不容易实现自动化;同时,为了减小电路接口数量,引出结构fpc是正负极一体的结构,则引出结构的一部分会产生扭曲,该扭曲的应力会影响引出结构与器件的连接稳定性,甚至可能会使得引出结构区域附近的膜层发生分离。
31.为了解决上述问题,在一个优选技术方案中,所述第二基底的靠近弯折部的一端设置第三导电层,所述第三导电层与第一导电层、第二导电层相互独立;
32.所述第一导电层与第一基底之间设置第一汇流条,且所述第一汇流条经由弯折部
延伸至第三导电层与第二基底之间;所述第二导电层与第二基底之间设置第二汇流条;
33.或,所述第一基底的靠近弯折部的一端设置第三导电层,所述第三导电层与第一导电层、第二导电层相互独立;所述第一导电层与第一基底之间设置第一汇流条;所述第二导电层与第二基底之间设置第二汇流条,且所述第二汇流条经由弯折部延伸至第三导电层与第一基底之间。
34.本发明中,所述“相互独立”意指第三导电层、第一导电层、第二导电层之间彼此断开、不发生连接。所述第三导电层与第一导电层(或第二导电层)设置于同一区域的基底上。
35.在上述的两个并列技术方案中,通过使其中任意一根汇流条经由弯折部并延伸至第三导电层与第一基底(或第二基底)之间,实现只需要一面上可进行引出,大大简化了引出工艺,增加了引出的稳定性。但是,该技术方案中的汇流条设置于导电层与基底之间,在实际的制备工艺中对激光刻蚀的精度要求很高。
36.在一个优选技术方案中,所述第三导电层的远离第一基底或第二基底的一侧与电解质层相互接触。
37.为了降低一面引出的制备工艺中对激光刻蚀精度的要求,在另一个优选技术方案中,所述第二基底的靠近弯折部的一端设置第三导电层,所述第三导电层与第一导电层、第二导电层相互独立;所述第一导电层与离子储存层之间设置第一汇流条,且所述第一汇流条经由弯折部延伸至第三导电层上;所述第二导电层与电致变色层之间设置第二汇流条;
38.或,所述第一基底的靠近弯折部的一端设置第三导电层,所述第三导电层与第一导电层、第二导电层相互独立;第一导电层与离子储存层之间设置第一汇流条;所述第二导电层与电致变色层之间设置第二汇流条,且所述第二汇流条经由弯折部伸至第三导电层上。
39.本发明中,所述“相互独立”意指第三导电层、第一导电层、第二导电层之间彼此断开、不发生连接。所述第三导电层与第一导电层(或第二导电层)设置于同一区域的基底上。
40.在上述的两个并列技术方案中,通过使其中任意一根汇流条经由弯折部并延伸至第三导电层上(即第三导电层远离基底的一侧),实现只需要一面上可进行引出,大大简化了引出工艺,增加了引出的稳定性,并降低了对激光刻蚀精度的要求。
41.在一个优选技术方案中,所述第一导电层、离子储存层、电解质层、电致变色层和第二导电层构成导电活性部,所述导电活性部与弯折部之间形成空腔,所述空腔中填充绝缘胶。
42.其中,所述绝缘胶的设置可以避免弯折部的第三导电层/汇流条发生相互接触而导致的短路;优选地,所述绝缘胶具有密封性,可起到隔绝水氧的作用。
43.在一个优选技术方案中,所述电致变色器件还包括密封部,所述密封部设置于第一基底与第二基底之间,对第一导电层、离子储存层、电解质层、电致变色层和第二导电层构成的导电活性部进行密封。
44.在一个优选技术方案中,所述密封部的材料为密封胶。
45.在一个优选技术方案中,所述第一基底的远离第一导电层的一侧还设置第一水氧阻隔层,和/或,所述第二基底的远离第二导电层的一侧还设置第二水氧阻隔层。
46.在一个优选技术方案中,所述电致变色器件的外侧包括依次设置的粘接层和基底层,所述粘接层、基底层通过密封胶与电致变色器件连接。
47.第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的电致变色器件的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
48.(1)将基底分为第一区域和第二区域,所述第一区域上依次设置第一导电层和离子储存层,所述第二区域上依次设置第二导电层和电致变色层,所述第一区域与第二区域之间为间隔区域,形成预制品a;
49.(2)将步骤(1)得到的预制品a按照使离子储存层和电致变色层相向的方向进行折叠,在离子储存层和电致变色层之间注入电解质材料,固化,得到所述电致变色器件。
50.在一个优选技术方案中,步骤(1)所述间隔区域的制备方法为激光刻蚀。
51.示例性地,步骤(1)中,先在基底的一个表面上制备(沉积)导电层,然后在导电层上分别设置(涂布)离子储存层和电致变色层,将电致变色层和离子存储层设置在同一基底上,中间通过间隔区域隔断开,同时,间隔区域将导电层分成对应的两个区域,即第一导电层和第二导电层;间隔区域可采用激光刻蚀的方式形成。
52.在一个优选技术方案中,步骤(2)所述折叠的方法为辊压工艺。
53.示例性地,步骤(2)中,将所述预制品a置于两个胶辊之间,通过辊压工艺按照使离子储存层和电致变色层相向的方向进行折叠,使间隔区域形成弯折部,所述间隔区域的宽度即为弯折部的周长。
54.所述电致变色器件中,电解质层的厚度(d1)远大于第一导电层、离子储存层、电致变色层、第二导电层,因此,所述弯折部的截面形状为半圆,其周长(即间隔区域的宽度)≈π
·
d1/2。
55.当间隔区域的宽度等于电解质层的厚度的π/2倍时,能通过折叠形成一个性能优异的电致变色器件;当间隔区域的宽度小于电解质层的厚度的π/2倍时,要形成一个上下平行的器件,部分的第一导电层、部分的离子存储层、部分的第二导电层、部分的电致变色层也需要弯曲,而当多层结构在弯曲时,位于内层的层结构容易受到压应力的影响,位于外层的层结构容易受到拉应力的影响,会导致膜层分离的可能性增加;当间隔区域的宽度大于电解质层的厚度的π/2倍时,变色区域会内缩减小,影响器件性能。
56.因此,在一个优选技术方案中,所述电致变色器件的电解质层的厚度为d1,步骤(1)所述间隔区域的宽度为l,所述l≥π
·
d1/2,进一步优选为l=π
·
d1/2。
57.在一个优选技术方案中,所述l与d1的比值为(1.57~1.60):1,例如可以为1.571:1、1.572:1、1.573:1、1.574:1、1.575:1、1.576:1、1.577:1、1.578:1、1.579:1、1.58:1、1.583:1、1.585:1、1.587:1、1.589:1、1.59:1、1.591:1、1.593:1、1.595:1、1.597:1或1.599:1等。
58.在一个优选技术方案中,所述第一导电层上设置第一引出结构,所述第二导电层上设置第二引出结构,实现引出;在实际生产中,需要对器件进行翻面做两次引出(在下片先引出一次,再翻面在上片引出一次),工艺繁杂不容易实现自动化;同时,为了减小电路接口数量,引出结构fpc是正负极一体的结构,则引出结构的一部分会产生扭曲,扭曲应力会影响引出结构与器件的连接稳定性,甚至可能会使得引出结构区域附近的膜层发生分离。
59.为了解决上述问题,在一个优选技术方案中,所述第二基底的靠近弯折部的一端设置第三导电层,所述第三导电层与第一导电层、第二导电层相互独立;所述第一导电层与第一基底之间设置第一汇流条,且所述第一汇流条经由弯折部延伸至第三导电层与第二基
底之间;所述第二导电层与第二基底之间设置第二汇流条;或,所述第一基底的靠近弯折部的一端设置第三导电层,所述第三导电层与第一导电层、第二导电层相互独立;所述第一导电层与第一基底之间设置第一汇流条;所述第二导电层与第二基底之间设置第二汇流条,且所述第二汇流条经由弯折部延伸至第三导电层与第一基底之间。以第一个技术方案为例,制备工艺如下:(a1)在基底的一个表面上分别设置第一汇流条和第二汇流条,然后沉积导电层;(a2)在导电层上分别涂布离子储存层和电致变色层;(a3)进行激光刻蚀,刻蚀深度为导电层的厚度(刻断导电层,但不能刻断第一汇流条),从而将导电层刻蚀成相互独立的第一导电层、第三导电层和第二导电层,第一导电层与第三导电层之间为间隔区域;(a4)将激光刻蚀区域和第三导电层上的材料(电致变色材料)擦除,形成预制品a;然后按照前述步骤(2)的工艺进行折叠,得到电致变色器件。
60.上述制备工艺中,对步骤(a3)中的激光刻蚀的深度精度有很高的要求,即难以精确地刻断导电层而不损伤汇流条;因此,在另一个优选技术方案中,所述第二基底的靠近弯折部的一端设置第三导电层,所述第三导电层与第一导电层、第二导电层相互独立;所述第一导电层与离子储存层之间设置第一汇流条,且所述第一汇流条经由弯折部延伸至第三导电层上;所述第二导电层与电致变色层之间设置第二汇流条;或,所述第一基底的靠近弯折部的一端设置第三导电层,所述第三导电层与第一导电层、第二导电层相互独立;所述第一导电层与离子储存层之间设置第一汇流条;所述第二导电层与电致变色层之间设置第二汇流条,且所述第二汇流条经由弯折部延伸至第三导电层上。以第一个技术方案为例,制备工艺如下:(b1)在基底的一个表面上沉积导电层;(b2)进行激光刻蚀,刻蚀深度为导电层的厚度(刻断导电层),从而将导电层刻蚀成相互独立的第一导电层、第三导电层和第二导电层,第一导电层与第三导电层之间为间隔区域;(b3)将第一汇流条设置于第一导电层,并经由间隔区域延伸至第三导电层上,将第二汇流条设置于第二导电层上;(b4)在第一导电层上涂布制备离子储存层(覆盖第一汇流条位于第一导电层上的部分),在第二导电层上涂布制备电致变色层(覆盖第二汇流条);(b5)将激光刻蚀区域和第三导电层上的材料(电致变色材料)擦除,形成预制品a;然后按照前述步骤(2)的工艺进行折叠,得到电致变色器件。
61.进一步地,为了避免弯折部的第三导电层/汇流条发生相互接触而导致的短路,同时提高水氧阻隔性能,优选在导电活性部(由第一导电层、离子储存层、电解质层、电致变色层和第二导电层)与弯折部之间形成的空腔中填充绝缘胶;其具体制备工艺为:在步骤(2)的辊压注入电解质材料之前,先在弯折区注入绝缘胶,固化后再注入电解质材料辊压。
62.为了进一步阻隔水氧、提高密封性能,所述电致变色器件还包括密封部,所述密封部设置于第一基底与第二基底之间,对第一导电层、离子储存层、电解质层、电致变色层和第二导电层构成的导电活性部进行密封。其具体制备工艺为:在完成步骤(2)中的固化工艺后,在第一基底(或第二基底)的另外三边(面向电致变色器件的一面,不与弯折部相连的三边)激光刻蚀一个凹槽,在凹槽内填充密封胶,再在第一基底和第二基底远离电解质层的一侧贴合水氧阻隔层,实现密封。
63.第三方面,本发明提供一种电子终端,所述电子终端包括第一方面所述的电致变色器件。
64.相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
65.本发明提供的电致变色器件的一侧设有弯折部,其与第一基底、第二基底相互连
接成一体结构;所述电致变色器件通过将电致变色层和离子存储层设置于同一基底上折叠而成,增强了电致变色器件的一体性和结构强度,降低膜层分离的风险,同时减小了电致变色层与环境的接触面积,增强了器件的水氧阻隔性能,使电致变色器件的稳定性和变色均匀性得以提升,从而改善了电致变色器件和电子终端的品质。
附图说明
66.图1为实施例1和2提供的电致变色器件的结构示意图;
67.图2为实施例1提供的制备电致变色器件的预制品a的结构示意图;
68.图3为实施例1提供的电致变色器件的折叠制备工艺示意图;
69.图4为实施例2提供的制备电致变色器件的预制品a的结构示意图;
70.图5为实施例2提供的制备电致变色器件的预制品a的俯视结构示意图;
71.图6为实施例3提供的电致变色器件的结构示意图;
72.图7为实施例3提供的制备电致变色器件的预制品a的结构示意图;
73.图8为实施例4提供的电致变色器件的结构示意图;
74.图9为实施例5提供的电致变色器件的结构示意图;
75.图10为实施例5提供的制备电致变色器件的预制品a的结构示意图;
76.图11为实施例1提供的电致变色器件的引出示意图;
77.图12为实施例1提供的电致变色器件中的引出结构的示意图;
78.图13为实施例6提供的制备电致变色器件的预制品a的结构示意图;
79.图14为实施例7提供的电致变色器件的结构示意图;
80.图15为实施例8提供的电致变色器件的结构示意图;
81.图16为实施例9提供的电致变色器件的结构示意图;
82.其中,1-电致变色器件,10-基底,11-第一基底,12-第二基底,13-弯折部,21-第一导电层,22-第二导电层,23-第三导电层,3-离子储存层,4-电解质层,5-电致变色层,61-第一引出电极,62-第二引出电极,60-引出结构,601-fpc负极,602-fpc正极,603-电路接口,71-第一汇流条,72-第二汇流条,8-空腔,9-密封部,101-第一水氧阻隔层,102-第二水氧阻隔层,111-粘结层,112-基底层,113-密封胶,a1-第一区域,a2-第二区域,a3-间隔区域,b1-胶辊,b2-电解质存储装置。
具体实施方式
83.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
84.实施例1
85.本实施例提供一种电致变色器件及其制备方法,所述电致变色器件的结构示意图如图1所示,包括依次设置的第一基底11、第一导电层21、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二导电层22和第二基底12;所述电致变色器件的一侧设置弯折部13,弯折部13、第一基底11与第二基底12相互连接形成一体结构。
86.所述制备方法包括如下步骤:
87.(1)预制品a的制备:预制品a的结构示意图如图2所示,基底10(pet)分为第一区域
a1和第二区域a2,在基底上沉积导电层(ito,厚度为5nm),然后在导电层上分别涂布制备离子储存层3(厚度为100nm)和电致变色层5(厚度为1μm),中间通过激光刻蚀形成间隔区域a3(宽度为157μm),并将导电层分割成第一导电层21和第二导电层22;在第一导电层21的边缘裸露处设置第一引出电极61,在第二导电层的边缘裸露处设置第二引出电极62;
88.(2)电致变色器件的折叠制备:工艺示意图如图3所示,将步骤(1)得到的预制品a置于两个胶辊b1之间,通过辊压工艺按照使离子储存层3和电致变色层5相向的方向进行折叠,从电解质存储装置b2中向离子储存层3和电致变色层5之间注入电解质材料,固化形成厚度为100μm的电解质层,得到所述电致变色器件。
89.本实施例提供的电致变色器件中,通过将电致变色层和离子存储层设置在同一基底上,增强了器件的一体性,降低了膜层分离的可能性;同时,弯折部的设置将电致变色层与环境隔绝开,增强了器件对水汽的阻隔能力。
90.实施例2
91.本实施例提供一种电致变色器件及其制备方法,所述电致变色器件的结构示意图如图1所示,包括依次设置的第一基底11、第一导电层21、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二导电层22和第二基底12;所述电致变色器件的一侧设置弯折部13,弯折部13、第一基底11与第二基底12相互连接形成一体结构。
92.所述制备方法与实施例1的区别仅在于,步骤(1)中在第一导电层21的边缘裸露处设置第一汇流条71,在第二导电层的边缘裸露处设置第二汇流条72,得到的预制品a的结构示意图如图4所示,预制品a的俯视结构示意图如图5所示;与实施例1中单点结构的第一引出电极和第二引出电极相比,本实施例设置有汇流条,可以改善单点引出电极可能导致的变色不均匀的现象。
93.实施例3
94.本实施例提供一种电致变色器件及其制备方法,所述电致变色器件的结构示意图如图6所示,包括依次设置的第一基底11、第一导电层21、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二导电层22和第二基底12;所述电致变色器件的一侧设置弯折部13,弯折部13、第一基底11与第二基底12相互连接形成一体结构;所述第一基底11与第一导电层21之间设置有第一汇流条71,所述第二导电层22和第二基底12之间设置有第一汇流条72。
95.所述制备方法与实施例1的区别仅在于,步骤(1)中在基底10(pet)上先设置第一汇流条71和第一汇流条72,然后沉积导电层;得到的预制品a的结构示意图如图7所示。
96.实施例4
97.本实施例提供一种电致变色器件及其制备方法,所述电致变色器件的结构示意图如图8所示,包括依次设置的第一基底11、第一导电层21、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二导电层22和第二基底12;所述电致变色器件的一侧设置弯折部13,弯折部13、第一基底11与第二基底12相互连接形成一体结构。
98.所述制备方法与实施例1的区别仅在于,步骤(1)中间隔区域a3的宽度为50μm。
99.由于本实施例中的间隔区域宽度较小(小于电解质层厚度为π/2倍),要形成一个上下平行的器件,部分的第一导电层、部分的离子存储层、部分的第二导电层、部分的电致变色层也需要弯曲,因此位于内层的电致变色层和离子存储层容易受到压应力的影响,位于外层的弯折部容易受到拉应力的影响,进而导致膜层分离的可能性增加。
100.实施例5
101.本实施例提供一种电致变色器件及其制备方法,所述电致变色器件的结构示意图如图9所示,包括依次设置的第一基底11、第一导电层21、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二导电层22和第二基底12;所述电致变色器件的一侧设置弯折部13,弯折部13、第一基底11与第二基底12相互连接形成一体结构;所述第一基底11的靠近弯折部13的一端设置第三导电层23,第三导电层23与第一导电层21、第二导电层22相互独立;第一导电层21与第一基底11之间设置第一汇流条71;所述第二导电层22与第二基底12之间设置第二汇流条72,且所述第二汇流条72经由弯折部13延伸至第三导电层23与第一基底11之间。
102.所述制备方法与实施例1的区别仅在于,步骤(1)的具体工艺如下:(a1)在基底10的一个表面上分别设置第一汇流条71和第二汇流条72,然后沉积导电层;(a2)在导电层上分别涂布离子储存层3和电致变色层5;(a3)进行激光刻蚀,刻蚀深度为导电层的厚度(刻断导电层,但不能刻断第一汇流条),从而将导电层刻蚀成相互独立的第一导电层21、第三导电层23和第二导电层22,第三导电层23与第二导电层22之间为间隔区域a3;(a4)将激光刻蚀区域和第三导电层23上的材料擦除,形成预制品a,其结构示意图如图10所示。
103.以实施例1为例,常规的电致变色器件的引出示意图如图11所示,分别在第一导电层(第一引出结构区域c1)和第二导电层(第二引出结构区域c2)上设置引出结构60,实现引出;在实际生产中,需要对器件进行翻面做两次引出(在下片先引出一次,再翻面在上片引出一次),工艺繁杂不容易实现自动化;同时,为了减小电路接口数量,引出结构60(fpc)是正负极一体的结构,如图12所示,包括fpc负极601,fpc正极602和电路接口603;该引出结构的一部分会产生扭曲,扭曲应力会影响引出结构与器件的连接稳定性,甚至可能会使得引出结构区域附近的膜层发生分离。
104.本实施例中,通过使一根汇流条延伸至弯折部所在的区域,实现只需要一面上可进行引出,大大简化了引出工艺,增加了引出的稳定性。
105.实施例6
106.本实施例提供一种电致变色器件及其制备方法,所述电致变色器件与实施例5的区别仅在于,第一导电层21与离子储存层3之间设置第一汇流条71;所述第二导电层22与电致变色层5之间设置第二汇流条72,且所述第二汇流条72经由弯折部13延伸至第三导电层23上。
107.所述制备方法与实施例5的区别仅在于,步骤(1)的具体工艺如下:(b1)在基底10的表面沉积导电层;(b2)进行激光刻蚀,刻蚀深度为导电层的厚度(刻断导电层),从而将导电层刻蚀成相互独立的第一导电层21、第三导电层23和第二导电层22,第三导电层23与第二导电层22之间为间隔区域a3;(b3)将第一汇流条71设置于第一导电层21上,将第二汇流条72设置于第二导电层22上并经由间隔区域a3延伸至第三导电层23上;(b4)在第一导电层21上涂布离子储存层3(覆盖第一汇流条71),在第二导电层22上涂布制备电致变色层5(覆盖第二汇流条72位于第二导电层22上的部分);(b5)将激光刻蚀区域和第三导电层上的材料擦除,形成预制品a,其结构示意图如图13所示。
108.本实施例中,通过使一根汇流条延伸至弯折部所在的区域,实现只需要一面上可进行引出,简化了引出工艺,增加了引出稳定性;同时,与实施例5相比,本实施例的制备方法对激光刻蚀的深度精度要求降低,更有利于规模化生产和应用。
109.实施例7
110.本实施例提供一种电致变色器件及其制备方法,所述电致变色器件的结构示意图如图14所示,其与实施例5的区别仅在于,在导电活性部(第一导电层21、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5、第二导电层22)与弯折部13之间形成的空腔8中填充绝缘胶。
111.其制备方法与实施例5的区别仅在于,步骤(2)的辊压注入电解质材料之前,先在弯折区注入绝缘胶,固化后再注入电解质材料辊压。
112.本实施例中,在导电活性部(由第一导电层、离子储存层、电解质层、电致变色层和第二导电层)与弯折部之间形成的空腔中填充绝缘胶,不仅避免在弯折部的第三导电层/汇流条发生相互接触而导致的短路,而且能够有效地隔绝水氧,提高器件的密封性。
113.实施例8
114.本实施例提供一种电致变色器件及其制备方法,所述电致变色器件的结构示意图如图15所示,其与实施例1的区别仅在于,还包括密封部9,所述密封部9设置于第一基底11与第二基底12之间,对第一导电层21、离子储存层3、电解质层4、电致变色层5和第二导电层22构成的导电活性部进行密封;所述第一基底11的外侧还设置第一水氧阻隔层101,第二基底12的外侧还设置第二水氧阻隔层102。
115.所述制备方法与实施例1的区别仅在于,在完成步骤(2)中的固化工艺后,在第一基底11的靠近第一导电层的一面的另外三边(不与弯折部相连的三边)激光刻蚀一个凹槽,在凹槽中填充密封胶,形成密封部9,再在第一基底和第二基底远离电解质层的一侧贴合水氧阻隔层,密封部9和第一水氧阻隔层101相接触。
116.本实施例通过密封部和水氧阻隔层的引入,进一步提高了电致变色器件的水氧阻隔性和密封性。
117.实施例9
118.本实施例提供一种电致变色器件的封装结构,其结构示意图如图16所示,包括电致变色器件1,以及设置于电致变色器件1外侧的粘结层111和基底层112;所述粘结层111和基底层112通过密封胶113与电致变色器件1连接。
119.本实施例中,通过在电致变色器件的外侧依次设置的粘接层和基底层,可以进一步改善电致变色器件的密封性能。
120.申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的一种电致变色器件及其制备方法和应用,但本发明并不局限于上述工艺步骤,即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
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