一种底色可更换的电致变色装置及其控制方法与流程

1.本公开属于电致变色装置技术领域，尤其涉及一种底色可更换的电致变色装置及其控制方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.发明人发现，在常规的电致变色显示屏幕中，电解质层通常采用不透明的材质作为电致变色层图案的底色，通过增强对比度来实现图案的显示，然而此类方法存在以下问题：
4.(1)该结构中的不透明电解质层如果在应力作用下会出现重新分布的情况，进而导致显示屏幕底色不均匀，降低整体对比度、完整度和一致性，影响显示效果，在高温高湿环境下，该现象可能会进一步加剧，严重时可能导致图案无法正常显示；
5.(2)现有的电解质材料类别及其颜色种类较少，由于文本或图案最终展示的颜色受其本身颜色以及底色的叠加影响，故现有设计仅能显示一些基本颜色，无法适用于那些对颜色种类要求丰富多样的场景。


技术实现要素：

6.本公开为了解决上述问题，提供了一种底色可更换的电致变色装置及其控制方法，所述方案通过引入底色层替代现有的基于电解质材料颜色作为底色的方案，有效避免了外力作用下电解质材料重新分布导致待显示图案无法正常显示的问题，同时，通过引入的底色层可以满足不同底色需求，进而满足图案不同颜色显示的需求。
7.根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种底色可更换的电致变色装置，包括：
8.第一背电极层；
9.设置于所述第一背电极上的第一电致变色层；
10.设置于所述第一电致变色层上的图案定义层，其中，所述图案定义层设置有连通所述第一电致变色层和电解质层的孔隙；
11.设置于所述图案定义层上的透明电解质层；
12.设置于所述电解质层上的第二电致变色层；
13.以及设置于所述第二电致变色层上的第二背电极层；其中，所述第二背电极层采用镂空结构电极，且所述第二背电极层的镂空位置内嵌设置有底色层。
14.进一步的，所述底色层采用印刷方式将颜色涂料印刷至所述第二背电极层的镂空位置；
15.或，
16.所述底色层采用直接印刷或覆膜工艺实现，其中，通过所述覆膜工艺可实现底色层随时安装和更换。
17.进一步的，所述透明电解质层采用无机盐、有机盐或聚合物盐的溶液、凝胶或固态体系，其中，所述透明电解质层中的活性成分包括但不限于高氯酸锂、高氯酸钠、高氯酸锂、硫酸锌、有机或聚合物锂盐，或有机或聚合物钠盐。
18.进一步的，所述第一背电极层采用整面电极，且所述第一背电极层采用透明导电基材。
19.进一步的，所述镂空结构电极包括但不限于环状或框型镂空结构。
20.根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种底色可更换的电致变色装置的控制方法，其基于上述的一种底色可更换的电致变色装置，所述方法包括：
21.对所述电致变色装置施加外部电源；
22.所述电致变色层在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应；
23.所述电致变色层通过得失电子实现电致变色，在所述底色层的衬托下显示出所述图案定义层中预先设定的文本或图案。
24.根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种个性化名片，包括名片本体及显示模块，所述显示模块内嵌入名片本体中，所述显示模块采用上述的一种底色可更换的电致变色装置，所述电致变色装置中的图案定义层设置有预先设定的个人信息，通过控制所述电致变色装置的加电和失电，实现个人信息的展示。
25.根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种广告展示牌，包括电源及上述的一种底色可更换的电致变色装置，通过所述电源控制所述电致变色装置的加电和失电，实现图案定义层中预设广告的显示。
26.根据本公开实施例的第五个方面，提供了一种防伪标志，其采用上述的一种底色可更换的电致变色装置，其中，所述图案定义层设置有预先设定的防伪标识。
27.与现有技术相比，本公开的有益效果是：
28.(1)本公开提供了一种底色可更换的电致变色装置及其控制方法，所述方案通过引入底色层替代现有的基于电解质材料颜色作为底色的方案，能够有效减少染色剂对电解质的影响，同时，避免挤压后电解质的形变对视觉效果的影响；通过采用透明或镂空结构的背电极，进一步增加所述装置的显示透明度，减少挤压形变对显示屏显色的影响；通过在所述第二背电极的镂空结构处印刷底色颜料涂层(即所述底色层)，所述底色层即不影响显示电学性能，而且可以通过调色实现不同的背景色，同时，所述底色层还可作为封装层增加耐久度，提高器件的弯折次数。
29.(2)所述方案中由于底色层可以配置为任意颜色，故对于图案特定颜色要求，仅需基于颜色组合原理，对底色层以及图案定义层中的图案配置相应颜色即可，因此可以满足任意颜色需求；同时，在图案定义层中图案颜色固定的情况下，仅需要替换不同颜色的底色层即可实现图案不同颜色的显示效果。
30.(3)基于本公开所述方案背电极层的镂空结构设计以及通过底色层作为封装，能够有效提高了所述装置的耐弯折程度，通过实验验证，所述装置的耐受弯折可达10万次以上。
31.本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
32.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
33.图1为本公开实施例中所述的传统电致变色装置结构示意图；
34.图2为本公开实施例中所述的一种底色可更换的电致变色装置结构示意图。
具体实施方式
35.下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
36.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
37.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
38.在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.实施例一：
40.本实施例的目的是提供一种底色可更换的电致变色装置。
41.如图1所示，展示了传统的电致变色显示屏幕结构，其结构包括两个电极层，位于两个电极层之间的两个电致变色层，两个电致变色层之间设置有电解质层，所述电解质层采用非透明材料，其电解质材料的颜色作为电致变色层图案的底色，增强对比度；但是，由于该结构中的不透明电解质层在应力作用(例如：在按压状态或者弯折状态)下出现重新分布的情况，导致显示屏幕底色不均匀，降低整体对比度、完整度和一致性，影响显示效果；特别在高温高湿环境下，该现象可能会进一步加剧，导致图案显示不完整或完全无法显示等问题。
42.同时，由于电解质材料种类有限(其颜色种类也有限)，而显示屏幕最终显示的颜色为图案定义层图案颜色与电解质材料颜色的叠加，故现有的显示屏幕所能显示的图案颜色极其有限。
43.基于现有技术存在的问题，本实施例提供了一种底色可更换的电致变色装置，包括：第一背电极层；设置于所述第一背电极上的第一电致变色层；设置于所述第一电致变色层上的图案定义层，其中，所述图案定义层设置有连通所述第一电致变色层和电解质层的孔隙；设置于所述图案定义层上的透明电解质层；设置于所述电解质层上的第二电致变色层；以及设置于所述第二电致变色层上的第二背电极层；其中，所述第二背电极层采用镂空结构电极，且所述第二背电极层的镂空位置内嵌设置有底色层。
44.进一步的，所述底色层采用印刷方式将颜色涂料印刷至所述第二背电极层的镂空位置；
45.或，
46.所述底色层采用直接印刷、覆膜等工艺实现，其中覆膜工艺可实现底色层随时安装和更换。
47.进一步的，所述电致变色层采用电致变色材料。
48.进一步的，所述透明电解质层采用无机盐、有机盐或聚合物盐的溶液、凝胶或固态体系，其中活性成分包括但不限于高氯酸锂、高氯酸钠、高氯酸锂、硫酸锌、有机或聚合物锂盐、有机或聚合物钠盐等，通过印刷、涂抹、涂布、旋涂、滴涂、覆膜、真空成膜(如溅射、热蒸发)等工艺实现成膜。
49.进一步的，所述第一背电极层采用整面电极，且所述第一背电极层采用透明导电基材。
50.进一步的，所述镂空结构电极包括但不限于环状或框型镂空结构。
51.进一步的，所述第一背电极层采用透明导电基材，所述透明导电基材包括ito导电玻璃、fto导电玻璃、azo导电玻璃、纳米银线或金属格栅等。
52.进一步的，以下对本实施例所述装置的制备过程进行详细描述：通过丝网印刷沉积电致变色层，通过丝网印刷沉积图案定义层，通过丝网印刷沉积电解质层，通过丝网印刷沉积离子储存层，通过丝网印刷沉积环绕电极层，通过丝网印刷沉积底色层。
53.进一步的，以下对本实施例所述装置的工作原理进行详细描述：通过上下电极施加电压，使电解质层中离子向下或向上移动，实现电致变色层离子浓度的改变，从而实现电致变色层的颜色改变。由于电致变色层为等势面，离子横向扩散速度极低，只有图案定义层镂空区域的电致变色层可以接触到电解质中的离子，从而实现图案化显示。由于电致变色层褪色态透光率高，可以显现出底色层颜色，电致变色层着色态透光率低，显现着色态颜色，从而实现通过改变底色层颜色实现底色可调的电致变色显示器件。
54.进一步的，本实施例所述方案通过将现有方案中不透明的电解质层更换为透明材质的电解质层，能够有效减少染色剂对电解质的影响，同时，避免挤压后电解质的形变对视觉效果的影响；通过采用透明或镂空结构的背电极，进一步增加所述装置的显示透明度，减少挤压形变对显示屏显色的影响。通过在所述第二背电极的镂空结构处印刷底色颜料涂层(即所述底色层)，所述底色层即不影响显示电学性能，而且可以通过调色实现不同的背景色，同时，所述底色层还可作为封装层增加耐久度，提高器件的弯折次数，需要说明的是，所述方案在无封装时，由于无法阻挡氧、水等杂质渗入，产品老化时间提升约90％，故通过所述底色层作为封装曾，能够有效提高产品的抗老化性。
55.实施例二：
56.本实施例的目的是提供一种底色可更换的电致变色装置的控制方法。
57.一种底色可更换的电致变色装置的控制方法，其基于实施例一中所述的一种底色可更换的电致变色装置，所述方法包括：
58.对所述电致变色装置施加外部电源；
59.所述电致变色层在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应；
60.所述电致变色层通过得失电子实现电致变色，在所述底色层的衬托下显示出所述图案定义层中预先设定的文本或图案。
61.实施例三：
62.本实施例的目的是提供一种个性化名片。
63.一种个性化名片，其包括名片本体及显示模块，所述显示模块内嵌入名片本体中，所述显示模块采用实施例一中所述的一种底色可更换的电致变色装置，所述电致变色装置
中的图案定义层设置有预先设定的个人信息，通过控制所述电致变色装置的加电和失电，实现个人信息的展示。
64.进一步的，所述个人信息包括人名、公司名称以及职位信息。
65.进一步的，所述个性化名片不需设置电源模块，可通过手机的nfc功能产生电场，实现电致变色装置的加电和失电，进而实现个性化名片中个人信息的展示。
66.实施例四：
67.本实施例的目的是提供一种广告展示牌。
68.一种广告展示牌，包括电源及实施例一中所述的一种底色可更换的电致变色装置，通过所述电源控制所述电致变色装置的加电和失电，实现图案定义层中预设广告的显示。
69.进一步的，所述图案定义层内置有预先设置的广告文本或图案。
70.本实施例上述方案相对于现有的电子广告牌来说，耗电量极低，故在
71.实施例五：
72.本实施例的目的是提供一种防伪标志。
73.一种防伪标志，其采用实施例一中所述的一种底色可更换的电致变色装置，其中，所述图案定义层设置有预先设定的防伪标识。
74.上述实施例提供的一种底色可更换的电致变色装置及其控制方法可以实现，具有广阔的应用前景。
75.以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。