[发明专利]一种柔性电致变色器件

说明书

技术领域

本发明属于功能材料及器件技术领域，涉及柔性电致变色器件。

背景技术

电致变色(Electrochromism，EC)是指在外界电场的作用下，材料发生氧化或者还原导致其对光的透射或反射产生可逆的变化，在外观上则表现为颜色及透明度的可逆变化的现象。电致变色器件在现实生活中显示了良好的应用前景，已经被广泛应用于电致变色节能灵巧窗、汽车后视防眩镜、电致变色显示器、电致变色存储器、具有变色功能的太阳眼镜等产品中。电致变色材料具有广阔的应用领域，相信随着新世纪科学技术的发展以及对其不断深入地研究和探索，电致变色材料及其器件一定会得到更加普及化应用。

现有的大部分电致变色器件结构如图1所示，1代表沉积在透明上电极的变色膜，2代表液态电解液层、凝胶电解液层或固体电解液层，3代表透明下电极。在该器件中，通常是在上电极(通常采用ITO玻璃)表面沉积电致变色薄膜，然后在电致变色薄膜表面制备溶胶或固体电解液。电致变色膜的沉积是整个器件中的重要部分，常见的电致变色薄膜制备方法有电化学沉积、提拉法、旋涂法和丝网印刷等。在采用电化学方法沉积电致变色薄膜时，因为施加在ITO上的电压由于ITO本身方阻较大而变得不均匀，最后导致ITO膜上沉积的电致变色薄膜也是不均匀的，且电致变色薄膜在ITO膜上的附着力也较差；在采用提拉法、旋涂法或丝网印刷方法制备电致变色薄膜时，同样存在电致变色薄膜在ITO膜上的附着力较差的问题，并且还需要考虑电致变色材料的溶解性问题(因为需要将电致变色材料配制成溶液或浆料)，这使得电致变色器件对电极及电致变色材料有一定的选择性。这些问题的存在使得电致变色器件难以制作成柔性器件，同时电致变色器件的工艺可重复性和稳定性较差导致电致变色器件难以大面积推广应用。

本专利申请的发明人长期致力于电致变色薄膜及器件的研究，发现若能得到一层不依附于衬底存在的电致变色膜将会大大改善薄膜及器件的性能。之前报道了一种完全不依附于任何衬底存在的电致变色膜的制备方法，该专利申请所提供的电致变色器件提供了一种电致变色材料单独成膜的方法，使得电致变色器件的各层结构可以分别制备，然后在组装成器件，为柔性大面积电致变色器件的制备和应用开辟了一条新的道路(详见中国专利申请CN102109725A)。但在随后的工作中发现该类薄膜的制备需要聚合物在易挥发有机溶剂中有良好的溶解性，而且还需要该类聚合物能自身形成柔性薄膜，这就使该方法对聚合物种类有一点的选择性，限制了该类器件的应用。

发明内容

本发明提供一种柔性电致变色器件，该柔性电致变色器件将电致变色材料利用电化学沉积方法直接沉积在作为上电极的金膜表面，利用金膜多孔网状的结构特征，使得电致变色薄膜能够强力附着在金膜表面；同时金膜具有良好的导电性，使得大面积制备的电致变色薄膜均匀性能够得到保证。

本发明技术方案如下：

一种柔性电致变色器件，如图2所示，包括封装在一起的六层结构，从上往下依次是透明柔性薄膜1、电致变色薄膜2、厚度为50nm～1000nm的金膜3、多孔薄膜衬底4、吸附了电解液的多孔薄膜材料5和柔性下电极6；其中所述金膜3采用真空蒸发工艺沉积于多孔薄膜衬底4表面，所述电致变色薄膜2采用电化学方法或化学原位聚合法沉积于金膜3表面。

上述电致变色器件中，所述电致变色薄膜2材料为导电聚合物(包括：聚苯胺、聚噻吩或聚吡咯等导电聚合物)或其衍生物；所述多孔薄膜衬底4为有机滤膜、PVDF(聚偏氟乙烯)膜或多孔滤布；所述多孔薄膜材料5为滤纸、海绵或其他能够吸附电解液的材料；所述电解液为LiClO₄和HClO₄的乙腈溶液或LiClO₄的聚碳酸酯溶液；所述透明柔性薄膜1为PET膜或PE膜等透明薄膜；所述柔性下电极6可以由金属导电层和柔性薄膜层叠而成，其中金属导电层可以采用铜箔、铝箔或其他金属箔。