具有三个功能膜层的电致变色器件
阅读说明：本技术 具有三个功能膜层的电致变色器件 (Electrochromic device with three functional film layers ) 是由 姜天怡 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种具有三个功能膜层的电致变色器件,它由两个基底、一个电极层、一个电致变色层、一个电解质层、封装材料和电极外引脚组成,电极层设置在一侧基底内表面和电致变色层之间,电致变色层设置在电极层和电解质层之间,电解质层设置在电致变色层和另一侧基底内表面之间,电极外引脚在电致变色器件内部与电极层相连、其外端延伸至封装材料和基底范围以外,封装材料把两侧基底相连起来从而将电极层、电致变色层、电解质层封闭在两侧基底和封装材料内部而与外界隔离；本发明的优点是减少电致变色器件中的功能膜层数量,提高电致变色器件的光学性能,外接工作电路结构简单,可应用于眼镜、汽车后视镜、遮阳板等领域。(The invention provides an electrochromic device with three functional film layers, which consists of two substrates, an electrode layer, an electrochromic layer, an electrolyte layer, packaging materials and electrode outer pins, wherein the electrode layer is arranged between the inner surface of the substrate at one side and the electrochromic layer; the invention has the advantages of reducing the number of functional film layers in the electrochromic device, improving the optical performance of the electrochromic device, having simple structure of an external working circuit and being applicable to the fields of glasses, automobile rearview mirrors, sun visors and the like.)
技术领域
本发明属于电致变色器件技术领域，特别涉及一种具有三个功能膜层的电致变色器件。
背景技术
电致变色是指材料的颜色、透过率、反射率、吸收率等光学属性在外加电场的作用下发生稳定、可逆变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色特性的材料称为电致变色材料，与电源阳极相连时着色而与电源阴极相连时褪色的材料称为阳极电致变色材料，与电源阴极相连时着色而与电源阳极相连时褪色的材料称为阴极电致变色材料。用电致变色材料制成的具有电致变色功能的结构称为电致变色器件。
现有电致变色器件采用的结构形式为：“基底──电极层──电致变色层──电解质层──离子储存层──电极层──基底”结构（请见图1），其中具有两个电极层、一个电致变色层、一个电解质层和一个离子储存层等五个功能膜层。当电致变色层采用的是阳极电致变色材料时，紧邻电致变色层的电极层连通直流电源的正极，对侧电极层连通直流电源的负极，电致变色器件出现着色现象（请见图2）；紧邻电致变色层的电极层连通直流电源的负极，对侧电极层连通直流电源的正极，电致变色器件出现褪色现象（请见图3）。当电致变色层采用的是阴极电致变色材料时，紧邻电致变色层的电极层连通直流电源的负极，对侧电极层连通直流电源的正极，电致变色器件出现着色现象（请见图4）；紧邻电致变色层的电极层连通直流电源的正极，对侧电极层连通直流电源的负极，电致变色器件出现褪色现象（请见图5）。
电致变色器件功能膜层的数量和膜层厚度对器件的光学性能和制作成本具有重要影响。由于现有电致变色器件具有多达五个功能膜层，导致器件的光学性能降低，并增加了器件的制作成本。由于现有电致变色器件的电极外引脚分属不同的电极层，因此需分步制作与两个电极层相连的两个电极外引脚，导致功能膜层制作进程出现中断，且功能膜层制作进程中断后制作电极外引脚的过程极易使器件受到外界污染而导致器件光学品质下降；功能膜层制作进程的中断也增加了器件的制作成本。功能膜层数量多和功能膜层制作进程中断问题的存在，在一定程度上影响了电致变色技术在光学、显示、安全等领域的推广应用。
发明内容
为了解决现有电致变色器件功能膜层数量多和功能膜层制作进程中断的问题，本发明提供一种具有三个功能膜层的电致变色器件；所述具有三个功能膜层的电致变色器件，是指由两个基底、一个电极层、一个电致变色层、一个电解质层、封装材料和电极外引脚组成的电致变色器件；所述具有三个功能膜层的电致变色器件可以具有平面或非平面形状。
所述电极层是由导电材料制作的膜层，设置在一侧基底内表面和电致变色层之间；所述电致变色层是由电致变色材料制作的膜层，设置在电极层和电解质层之间；所述电解质层是由电解质材料制作的膜层，设置在电致变色层和另一侧基底内表面之间；所述电极外引脚是由导电材料制作的在电致变色器件内部与电极层相连，其外端延伸至封装材料和基底范围以外的，用于导电的构件；所述封装材料是把两侧基底相连起来从而将电极层、电致变色层、电解质层封闭在两侧基底和封装材料内部而与外界隔离的构件；所述封装材料并不将所述电极外引脚的外端封装在电致变色器件内部。
所述具有三个功能膜层的电致变色器件可以制成透视型电致变色器件或反射型电致变色器件。
对于透视型电致变色器件，所述所有基底均是透明的基础构件，所述电极层是透明导电膜层，所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。
对于反射型电致变色器件，其反光面设置在一侧基底上或设置在电极层上；当反光面设置在一侧基底上时，所述具有反光面的基底从整体上是非透明的基础构件，而另一侧基底是透明的基础构件，所述电极层是透明导电膜层；当反光面设置在电极层上时，所述电极层一侧的基底是非透明的或透明的基础构件，而另一侧基底是透明的基础构件；所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。
当本发明所提供的电致变色器件的电致变色层采用阳极电致变色材料时，将电极层（通过电极外引脚）与直流电源的正极相连通，而将直流电源的负极进行接地处理，电致变色器件出现着色现象；将电极层（通过电极外引脚）与直流电源的负极相连通，而将直流电源的正极进行接地处理，电致变色器件出现褪色现象。
当本发明所提供的电致变色器件的电致变色层采用阴极电致变色材料时，将电极层（通过电极外引脚）与直流电源的负极相连通，而将直流电源的正极进行接地处理，电致变色器件出现着色现象；将电极层（通过电极外引脚）与直流电源的正极相连通，而将直流电源的负极进行接地处理，电致变色器件出现褪色现象。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：减少电致变色器件中的功能膜层数量，提高电致变色器件的光学性能。因只具有一个电极层和对应的电极外引脚，可先行在基底上完成电极外引脚的制作后连续进行功能膜层的制作，功能膜层制作进程不再中断，器件的光学品质得以保证。器件工作时只需将直流电源的一极接入电致变色器件而将另一极进行接地处理即可实现电致变色功能，外接工作电路结构简单。本发明的电致变色器件可以应用于眼镜、汽车后视镜、遮阳板等领域。
附图说明
图1是具有“基底──电极层──电致变色层──电解质层──离子储存层──电极层──基底”结构的电致变色器件基底与膜层关系示意图；
图2是采用阳极电致变色材料的具有“基底──电极层──电致变色层──电解质层──离子储存层──电极层──基底”结构的电致变色器件着色与外接电路关系示意图；
图3是采用阳极电致变色材料的具有“基底──电极层──电致变色层──电解质层──离子储存层──电极层──基底”结构的电致变色器件褪色与外接电路关系示意图；
图4是采用阴极电致变色材料的具有“基底──电极层──电致变色层──电解质层──离子储存层──电极层──基底”结构的电致变色器件着色与外接电路关系示意图；
图5是采用阴极电致变色材料的具有“基底──电极层──电致变色层──电解质层──离子储存层──电极层──基底”结构的电致变色器件褪色与外接电路关系示意图；
图6是本发明基底与膜层关系示意图；
图7是当本发明采用阳极电致变色材料时着色与外接电路关系示意图；
图8是当本发明采用阳极电致变色材料时褪色与外接电路关系示意图；
图9是当本发明采用阴极电致变色材料时着色与外接电路关系示意图；
图10是当本发明采用阴极电致变色材料时褪色与外接电路关系示意图；
图11是本发明的结构示意图；
图12是图11的左视图；
图13是图11的俯视图；
图14是本发明一侧基底与电极层、电致变色层和电极外引脚关系示意图；
图15是图14的左视图。
附图标记如下：1、基底I 2、基底II 3、封装材料 5、电极外引脚 11、电极层12、电致变色层 13、电解质层。
具体实施方式
下面结合附图1----图15说明本发明的具体实施方式。以下说明仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述具有三个功能膜层的电致变色器件，如图11~图15所示，是指由两个基底1和2、一个电极层11、一个电致变色层12、一个电解质层13、封装材料3和电极外引脚5组成的电致变色器件；所述具有三个功能膜层的电致变色器件可以具有平面或非平面形状。
所述电极层是由导电材料制作的膜层，设置在一侧基底内表面和电致变色层之间。；所述电致变色层是由电致变色材料制作的膜层，设置在电极层和电解质层之间；所述电解质层是由电解质材料制作的膜层，设置在电致变色层和另一侧基底内表面之间；所述电极外引脚是由导电材料制作的在电致变色器件内部与电极层相连，其外端延伸至封装材料和基底范围以外的，用于导电的构件；所述封装材料是把两侧基底相连起来从而将电极层、电致变色层、电解质层封闭在两侧基底和封装材料内部而与外界隔离的构件；所述封装材料并不将所述电极外引脚的外端封装在电致变色器件内部。
所述具有三个功能膜层的电致变色器件在工作状态中，电极层与直流电源的一极相连通，同时直流电源的另一极进行接地处理。
所述具有三个功能膜层的电致变色器件可以制成透视型电致变色器件或反射型电致变色器件。
对于透视型电致变色器件，所述所有基底均是透明的基础构件，所述电极层是透明导电膜层，所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。
对于反射型电致变色器件，其反光面设置在一侧基底上或设置在电极层上；当反光面设置在一侧基底上时，所述具有反光面的基底从整体上是非透明的基础构件，而另一侧基底是透明的基础构件；，所述电极层是透明导电膜层；当反光面设置在电极层上时，所述电极层一侧的基底是非透明的或透明的基础构件，而另一侧基底是透明的基础构件。；所述电致变色层是在褪色状态下透明的膜层，所述电解质层是透明膜层。
所述透明基底的制作材料包括玻璃、树脂、透明塑料薄膜，但不限于此。
所述具有反射面的不透明基底的制作材料包括抛光金属板、镀反射层的玻璃、镀反射层的塑料薄膜，但不限于此。
所述电极层的制作材料包括氧化铟、氧化锡、氧化锌、锡掺杂的氧化铟、氟掺杂的氧化锡、锑掺杂的氧化锡、纳米银、碳纳米管、金，但不限于此。
所述制作电致变色层的阳极电致变色材料包括氧化铱、氧化铑、氧化钴、氧化镍、聚吡咯、聚苯胺，但不限于此。
所述制作电致变色层的阴极电致变色材料包括氧化钨、氧化钛、氧化钼、氧化铌、聚[3,4-(2,2’-二甲基丙烯二氧基)噻吩]、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)，但不限于此。
所述电解质层的制作材料包括聚三甲撑碳酸酯/LiClO4、聚丙醇酸内脂/LiClO4、LiAlF4、LiTaO3，但不限于此。
当本发明所提供的电致变色器件的电致变色层采用阳极电致变色材料时，将电极层（通过电极外引脚）与直流电源的正极相连通，而将直流电源的负极进行接地处理，电致变色器件出现着色现象（请见图7）；将电极层（通过电极外引脚）与直流电源的负极相连通，而将直流电源的正极进行接地处理，电致变色器件出现褪色现象（请见图8）。
当本发明所提供的电致变色器件的电致变色层采用阴极电致变色材料时，将电极层（通过电极外引脚）与直流电源的负极相连通，而将直流电源的正极进行接地处理，电致变色器件出现着色现象（请见图9）；将电极层（通过电极外引脚）与直流电源的正极相连通，而将直流电源的负极进行接地处理，电致变色器件出现褪色现象（请见图10）。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，任何人员均可能根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明的原理所作的任何修改，都应当被认为处于本发明的保护范围。
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