[发明专利]兼具电致变色和电致发光功能的柔性器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种兼具电致变色和电致发光功能的柔性器件及其制备方法，属于印刷电子技术领域。该柔性器件包括顺次连接的透明导电电极、电致变色层、电致发光层、介电层、绝缘层和背电极；所述电致变色层是由掺杂电解质的聚合物电致变色材料制成的。本发明的柔性器件具有出色的电致变色性能和发光效率，在保证器件高透光率的前提下，提高了器件的反应速度，降低了制作成本，解决了器件液态电解质可靠性差的问题，具有结构简单、安全可靠、节能环保的特点，可广泛用于包装、防伪、柔性显示、可穿戴设备等领域。

技术领域

本发明涉及印刷电子技术领域，具体涉及一种兼具电致变色和电致发光功能的柔性器件及其制备方法。

背景技术

电致变色(Electrochromism)材料在直流电压的作用下，发生氧化或还原导致材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。电致发光(Electroluminescent)是材料在电场作用下被相应的电能激发而发光的现象，其基于材料由于外部电约束引起激励而发光的原理。该发射是所用材料固有的，并且由一个或多个波长以及某些强度表征。

电致变色可应用于电致变色智能窗、汽车自动防眩目后视镜、电致变色眼镜、护目镜、智能卡、智能标签、仪表显示、低能耗显示器、户外广告武器装备的红外隐身等各种领域。电致发光技术具有更多明显的优势，材料结构多变，可设计性强、高性能、可以制作在柔性基材上等。可以预见的是，随着物联网时代的到来以及社会消费升级，从传统包装升级成智能包装是必然的。电致变色技术和电致发光技术的发展已经在人们日常生产生活中展现了巨大应用空间和商业价值。因此不论是物联网智能包装还是功能性智能包装，智能包装的发展离不开多领域技术的协同发展，特别是在印刷电子技术高速发展的大背景下。因此，电致变色和电致发光显示技术存在巨大的想象空间以及广大的潜在市场。

目前电致变色器件需要复杂的结构才能具备出色的电致变色性能；大多数采用真空蒸镀ITO材料作为透明导电电极，工序繁琐，制作成本高；有的聚合物凝胶离子导体对电致变色材料有腐蚀作用，对紫外光敏感，长时间循环作用后会产生气泡，加速缩短器件的寿命。如果环境发光度较小，所引起的反射太弱并且在显示的着色状态和褪色状态之间的对比度不足以保证数据的良好显示。单一的电致发光器件自身也存在许多不足，所用发光层受空气中水和氧的影响，器件的稳定性较差；当器件工作在高电压时，器件发热导致发光层溶解，器件寿命降低；大部分发光材料色纯度不高，发光效率较差的问题。

综上所述，简化器件的结构、优化制备工艺、提升反应时间、降低器件制备成本是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种柔性器件及其制备方法，该柔性器件兼具电致变色和电致发光功能，可有效提升器件的着色效率和显示颜色的对比度，提高反应速度和变色层的腐蚀作用，降低对器件性能的影响，改善了发光效率，优化了器件结构，降低了生产成本。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

兼具电致变色和电致发光功能的柔性器件，其包括顺次连接的透明导电电极、电致变色层、电致发光层、介电层、绝缘层和背电极；所述电致变色层是由掺杂电解质的聚合物电致变色材料制成的。

作为本发明优选的实施方式，所述透明导电电极是通过在透明非导电柔性基底上喷涂纳米银栅格层制成的。

作为本发明优选的实施方式，所述透明导电电极的方块电阻小于20Ω/sq，且透光率不低于70％。

作为本发明优选的实施方式，所述透明非导电柔性基底为PET、PDMS、塑料、高透光率纸中的一种；其中，所述高透光率纸的透光率≥70％。

作为本发明优选的实施方式，所述电致变色层是由掺杂有PEO基聚合物电解质的PEDOT:PSS/Ag电致变色材料制备而成的。