[实用新型]一种电流驱动的变色器件

说明书

本实用新型涉及一种电流驱动的变色器件。所述变色器件包括导电层、变色层、电解质层和电极；所述变色层覆盖于所述导电层表面，且所述变色层的面积小于所述导电层的面积，从而在所述导电层的表面两侧形成空白区域；所述电解质层包覆于所述变色层表面；所述电极设于所述导电层的表面两侧的空白区域内，与所述导电层接触，且不与所述变色层和所述电解质层接触，所述电极连接外电路产生电流，所述电流经过所述导电层且不经过所述变色层和电解质层；所述变色层包括相互拼接的且变色性能互补的第一变色材料层和第二变色材料层。本实用新型将互补式变色材料直接制备在同一功能层上，从而可减薄器件厚度、提高器件集成度和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及电致变色领域，尤其涉及一种电流驱动的变色器件。

背景技术

电致变色材料是一种在外界电刺激下可以发生稳定可逆的颜色变化，同时具有光学调制能力的一种智能材料。以电致变色材料为核心层，匹配相应的电解质层和对电极层组装可以得到三明治结构的电致变色器件，它可以应用于建筑等的装配窗(也称智能窗)、显示器、文件加密以及变色眼镜等领域。

传统的电致变色器件常用的标准结构是由多种类型的材料集成类似电池的三明治结构，包括由沉积于两侧玻璃基板之间的透明导电材料、电致变色材料和电解质材料组成的5层结构，其结构如图1所示，自下而上依次包括透明导电基板1、变色层2、电解质层3、离子存储层4、透明导电基板1，其工作过程通常包括以下两步：(1)在两透明基板1之间施加一正向电压，在正向电场作用下，电解质层3中的活性离子注入变色层2，引起变色层2发生着色过程；(2)在两透明基板1之间施加一反向电压，在反向电场作用下，活性离子从变色层2中抽取出来，引起变色层2发生褪色过程。其中，离子存储层4也可以由变色材料制成，其变色性能与变色层3形成互补，即，当注入离子时，若变色层2表现为着色态，则离子存储层4表现为褪色态，当抽出离子时，变色层2从着色态变成了褪色态，而离子存储层4从褪色态变成了着色态。传统的电致变色器件采用电场驱动变色，活性离子的注入和抽出均在竖直方向中进行，离子存储层和变色层位于竖直方向的不同功能层上，这对于减小器件厚度、提高器件的集成度和稳定性具有较大的限制。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，克服现有技术中的缺点和不足，提供一种电流驱动的变色器件，使互补式变色材料可直接制备在同一功能层上，从而减薄器件厚度、提高器件集成度和稳定性。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种电流驱动的变色器件，包括导电层、变色层、电解质层和电极；所述变色层覆盖于所述导电层表面，且所述变色层的面积小于所述导电层的面积，从而在所述导电层的表面两侧形成空白区域；所述电解质层包覆于所述变色层表面；所述电极设于所述导电层的表面两侧的空白区域内，与所述导电层接触，且不与所述变色层和所述电解质层接触，所述电极连接外电路产生电流，所述电流经过所述导电层且不经过所述变色层和电解质层；所述变色层包括相互拼接的且变色性能互补的第一变色材料层和第二变色材料层。

本实用新型通过导电层中的电流驱动离子沿着电流方向做定向运动，从一变色材料层迁移至与之变色性能互补的另一变色材料层，从而实现变色层颜色的整体改变。相对于现有技术，本实用新型采用的驱动方式是电流驱动而不是采用电压或者电场驱动，从而使得传统的离子存储层和变色层可以直接制备在同一功能层上，减薄了器件厚度，也无需对准工艺，提高了器件集成度和稳定性。

进一步地，所述第一变色材料层为氧化钨薄膜；所述第二变色材料层为氧化镍薄膜。

进一步地，所述电解质层为含有杂质离子的液体电解质层或胶体电解质层。

进一步地，所述杂质离子为氢离子、锂离子、钠离子或钾离子。

进一步地，所述导电层为金属导电层、ITO导电层、AZO导电层或FTO导电层。

进一步地，所述电极为金属电极、ITO电极、AZO电极或FTO电极。