一种错位式电致变色显示器件及其应用

技术领域

本发明涉及电致变色技术领域，尤其涉及一种错位式电致变色显示器件及其应用。

背景技术

电致变色是指材料在外加电场的作用下发生颜色变化的现象。其应用已经逐渐步入人们的生活，例如防眩目后视镜、电致变色玻璃、飞机舷窗等。变色器件通常为三明治结构，包括透明导电基底、电致变色层、电解质层、离子储存层以及另一层透明导电基底，其中的电致变色层和离子储存层通常并非同一种电致变色材料。电致变色器件一般为透射型器件，即在使用过程中不但可以看到电致变色层的颜色，离子储存层的颜色同时也会被看到，但通常使用的离子储存层本身具有颜色，这就使得在电致变色器件的使用过程中看到的是电致变色层和离子储存层的复合色，进而影响电致变色层内容或颜色的表达。

因此，研发一种电致变色层内容或颜色的表达不受离子储存层影响的电致变色器是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种错位式电致变色显示器件及其应用，解决现有电致变色器件电致变色层内容或颜色表达受离子储存层影响的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种错位式电致变色显示器件，所述错位式电致变色显示器件的结构从上到下依次为第一透明导电基底层、电致变色层、电解质层、离子储存层和第二透明导电基底层；

目光垂直于第一透明导电基底层或第二透明导电基底层时，所述电致变色层与离子储存层之间错位排布。

优选的，在上述一种错位式电致变色显示器件中，所述错位排布为电致变色层与离子储存层之间没有重叠区域。

优选的，在上述一种错位式电致变色显示器件中，目光垂直于第一透明导电基底层或第二透明导电基底层时，所述电致变色层位于离子储存层围成的中间区域。

优选的，在上述一种错位式电致变色显示器件中，所述电致变色层由电致变色材料a制成；

所述离子储存层由电致变色材料b制成；

所述电致变色材料a与电致变色材料b独立的为过渡金属氧化物电致变色材料、普鲁士蓝、有机小分子电致变色材料、导电聚合物电致变色材料中的一种或多种。

优选的，在上述一种错位式电致变色显示器件中，所述第一透明导电基底层和第二透明导电基底层独立的为ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、ITO-PET导电膜或AgNW/PET导电膜。

优选的，在上述一种错位式电致变色显示器件中，所述第一透明导电基底层和第二透明导电基底层的厚度独立的为0.1～3mm；

所述电致变色层和离子储存层的厚度独立的<0.1mm；

所述电解质层的厚度为0.1～2mm。

优选的，在上述一种错位式电致变色显示器件中，所述错位式电致变色显示器件的尺寸为0.01mm×0.01mm×0.21mm～100m×100m×8.18mm。

本发明还提供了一种错位式电致变色显示器件在显示器、相机或储能领域中的应用。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明中错位式电致变色器件在使用时离子储存层不会遮挡电致变色层从而使得器件在工作时电致变色层的内容或颜色表达不受干扰，与此同时还可以保留离子储存层从而保证器件的使用寿命不受影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例1中错位式电致变色显示器件使用视角的电致变色层与离子储存层的相对位置；

图2为实施例1～3中错位式电致变色显示器件和对比例1～2中电致变色显示器件的CV曲线图；

图3为实施例1中错位式电致变色显示器件在不同电压下的颜色表达；

图4为实施例2中错位式电致变色显示器件在不同电压下的颜色表达；

图5为实施例3中错位式电致变色显示器件在不同电压下的颜色表达；

图6为对比例1中电致变色显示器件在不同电压下的颜色表达；

图7为对比例2中电致变色显示器件在不同电压下的颜色表达；

图8为实施例4和实施例5中错位式电致变色显示器件使用视角的电致变色层与离子储存层的相对位置；其中，a)为实施例4中电致变色层与离子储存层的相对位置，b)～f)为实施例5中的电致变色层与离子储存层的相对位置；

图9为实施例4中错位式电致变色显示器件的结构图。

具体实施方式

本发明提供了一种错位式电致变色显示器件，所述错位式电致变色显示器件的结构从上到下依次为第一透明导电基底层、电致变色层、电解质层、离子储存层和第二透明导电基底层；

目光垂直于第一透明导电基底层或第二透明导电基底层时，所述电致变色层与离子储存层之间错位排布。

在本发明中，所述错位排布为电致变色层与离子储存层之间没有重叠区域。

在本发明中，目光垂直于第一透明导电基底层或第二透明导电基底层时，所述电致变色层优选位于离子储存层围成的中间区域。

在本发明中，所述电致变色层优选为位于第一透明导电基底层的中间区域；

所述离子储存层优选为位于第二透明导电基底层的侧边或外围区域，更优选为位于第二透明导电基底层的外围区域。

在本发明中，所述电致变色层由电致变色材料a制成；

所述离子储存层由电致变色材料b制成；

所述电致变色材料a与电致变色材料b独立的优选为过渡金属氧化物电致变色材料、普鲁士蓝、有机小分子电致变色材料、导电聚合物电致变色材料中的一种或多种，进一步优选为过渡金属氧化物电致变色材料、普鲁士蓝、导电聚合物电致变色材料中的一种或多种，更优选为普鲁士蓝、导电聚合物电致变色材料中的一种或两种。

在本发明中，所述第一透明导电基底层和第二透明导电基底层独立的优选为ITO导电玻璃、FTO导电玻璃、ITO-PET导电膜或AgNW/PET导电膜，进一步优选为ITO导电玻璃、FTO导电玻璃或ITO-PET导电膜，更优选为ITO导电玻璃或FTO导电玻璃。

在本发明中，所述AgNW/PET导电膜可以为购买得到，购自辽宁宜科精工，型号为YK-SilverNW-PET-Z 100*297mm。

在本发明中，所述电解质层由凝胶电解质制成；所述凝胶电解质的制备方法：

将聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸丙烯酯混合，进行溶胀得到基底；

将基底、LiBF

在本发明中，所述聚甲基丙烯酸甲酯与聚碳酸丙烯酯的比例优选为0.28～0.32g：1mL，进一步优选为0.29～0.31g：1mL，更优选为0.3g：1mL。

在本发明中，所述溶胀的温度优选为50～60℃，进一步优选为52～58℃，更优选为54～55℃；所述溶胀的时间优选为2～5d，进一步优选为2.5～4d，更优选为3～3.5d。

在本发明中，所述LiBF

在本发明中，所述1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐与聚碳酸丙烯酯的比例优选为0.22～0.23g：1mL，更优选为0.22g：1mL。

在本发明中，所述乙腈与二氯甲烷的体积比优选为1：1。

在本发明中，所述乙腈与二氯甲烷的总体积与与聚碳酸丙烯酯的体积比优选为0.3～0.7：1，进一步优选为0.4～0.6：1，更优选为0.5：1。

在本发明中，所述第一透明导电基底层和第二透明导电基底层的厚度独立的优选为0.1～3mm，进一步优选为0.5～2.5mm，更优选为1～2mm。

在本发明中，所述电致变色层和离子储存层的厚度独立的优选<0.1mm，进一步优选为0.01～0.09mm，更优选为0.05～0.08mm。

在本发明中，所述电解质层的厚度优选为0.1～2mm，进一步优选为0.5～1.5mm，更优选为0.8～1mm。

在本发明中，所述错位式电致变色显示器件的尺寸优选为0.01mm×0.01mm×0.21mm～100m×100m×8.18mm，进一步优选为1mm×1mm×0.5mm～10m×10m×6mm，更优选为10mm×10mm×2mm～5m×5m×5mm。

本发明还提供了一种错位式电致变色显示器件在显示器、相机或储能领域中的应用。

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下述实施例中，第一透明导电基底层和第二透明导电基底层均为ITO导电玻璃；

电致变色层和离子储存层均为由ECP-Magenta经喷涂制成；所述ECP-Magenta的结构式为

电解质层由凝胶电解质制成，所述凝胶电解质的制备方法，包括以下步骤：

将聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸丙烯酯混合，在55℃下溶胀3d得到基底；

将基底、LiBF

聚甲基丙烯酸甲酯与聚碳酸丙烯酯的比例为0.3g：1mL；

LiBF

1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐与聚碳酸丙烯酯的比例0.22g：1mL；

乙腈与二氯甲烷的体积比为1:1；

乙腈与二氯甲烷的总体积与与聚碳酸丙烯酯的体积比为0.5:1。

实施例1

本发明提供一种错位式电致变色显示器件，从上到下依次为第一透明导电基底层、电致变色层、电解质层、离子储存层和第二透明导电基底层；

其中，第一透明导电基底层的厚度为1mm，电致变色层的厚度为0.05mm，电解质层的厚度为0.5mm，离子储存层的厚度为0.05mm，第二透明导电基底层的厚度为1mm；错位式电致变色显示器件的尺寸为75mm×23mm×2.6mm；

所述电致变色层和离子储存层均为1cm×1cm的正方形；

当目光垂直于第一透明导电基底层时(使用视角)，电致变色层与离子储存层之间距离1cm并列排布，使用视角的电致变色层与离子储存层的相对位置如图1所示。

实施例2

本发明提供一种错位式电致变色显示器件，与实施例1中一致，唯一的区别在于：当目光垂直于第一透明导电基底层时(使用视角)，电致变色层与离子储存层之间分别距离0.5cm并列排布。

实施例3

本发明提供一种错位式电致变色显示器件，与实施例1中一致，唯一的区别在于：当目光垂直于第一透明导电基底层时(使用视角)，电致变色层与离子储存层之间分别距离0cm并列排布。

对比例1

提供一种电致变色显示器件，与实施例1中一致，唯一的区别在于：当目光垂直于第一透明导电基底层时(使用视角)，电致变色层与离子储存层之间重叠一半排布。

对比例2

提供一种电致变色显示器件，与实施例1中一致，唯一的区别在于：当目光垂直于第一透明导电基底层时(使用视角)，电致变色层与离子储存层之间完全重叠排布。

实施例1～3中错位式电致变色显示器件和对比例1～2中电致变色显示器件的CV曲线图如图2所示。由图2可知，随着使用视角的电致变色层和离子储存层之间距离的增加，器件的氧化峰和还原峰越靠近0V，这说明使用视角的电致变色层和离子储存层之间距离越小，器件的变色电压越低，也就越节能。

实施例1～3中错位式电致变色显示器件和对比例1～2中电致变色显示器件在不同电压下的颜色表达如图3～7所示。由图3～7可知，当电致变色层与离子储存层之间在使用视角上保持距离无重叠时，离子储存层的存在不会对电致变色层的颜色及内容表达产生影响。

实施例4

本发明提供一种错位式电致变色显示器件，与实施例1中一致，唯一的区别在于：当目光垂直于第一透明导电基底层时(使用视角)，电致变色层位于离子储存层围成的中间区域，离子储存层为中间镂空的正方形，电致变色层为正方形，使用视角的电致变色层与离子储存层的相对位置如图8中a)所示。

上述错位式电致变色显示器件的结构图如图9所示。

上述错位式电致变色显示器件离子储存层的存在不会对电致变色层的颜色及内容表达产生影响，并且使用视角的电致变色层和离子储存层之间距离小，器件的变色电压低。

实施例5

本发明提供一种错位式电致变色显示器件，从上到下依次为第一透明导电基底层、电致变色层、电解质层、离子储存层和第二透明导电基底层；

其中，第一透明导电基底层的厚度为1mm，电致变色层的厚度为0.05mm，电解质层的厚度为0.5mm，离子储存层的厚度为0.05mm，第二透明导电基底层的厚度为1mm；错位式电致变色显示器件的尺寸为75mm×23mm×2.6mm；

当目光垂直于第一透明导电基底层时(使用视角)，电致变色层与离子储存层的相对位置如图8中b)～f)所示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。