一种电致变色器件及包含其的电子终端的制作方法

1.本实用新型属于电致变色技术领域，具体涉及一种电致变色器件及包含其的电子终端。


背景技术：

2.电致变色是指材料的光学属性在外加电场的作用下发生稳定、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。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，电致变色材料可分成无机电致变色材料与有机电致变色材料。无机电致变色材料具有稳定、响应快的优点，如三氧化钨、五氧化二钒、氧化镍、二氧化钛等；有机电致变色材料种类多，颜色丰富，便于设计，如紫罗精、聚噻吩类。
3.用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。通过选择不同的电致变色材料，可获得不同颜色、不同变色范围的电致变色器件。电致变色器件在变色眼镜、电子显示、军事隐藏、建筑节能等领域有非常重要的应用前景。
4.常见的电致变色器件一般由依次层叠的透明基材层、透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层和透明基材层构成。当施加电压后，离子从离子存储层经由电解质层传导进入电致变色层，实现变色；当施加反向电压后，离子从电致变色层经由电解质层传导进入离子存储层，实现褪色。
5.电致变色器件在实际应用中，可能需要进行处理，使部分区域不变色，以显示出特定图案，例如显示生产厂家的logo，或者用于包含显示器/信号灯的电致变色后视镜时，作为显示器或信号灯光线的透过区。
6.现有技术中通常采用的处理方法是，将其中一层透明导电层中相应区域的材料刻蚀掉，当施加电压时，该区域无法形成电场，不会变色。但是这种处理方法只适合非封闭的图案，若采用该方法处理封闭的图案，则会导致封闭在图案内部的区域与图案外部的区域之间断连，封闭在图案内部的区域同样无法变色，因此有待于解决。


技术实现要素：

7.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电致变色器件及包含其的电子终端。本实用新型提供的电致变色器件能够呈现出近似封闭的图案，实现显示技术的断点兼容效果。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.第一方面，本实用新型提供一种电致变色器件，所述电致变色器件包括：依次层叠的第一基底层、第一透明导电层、固态变色层、第二透明导电层和第二基底层；
10.所述第一透明导电层和/或第二透明导电层具有封闭图形区；
11.所述封闭图形区由隔断区和至少一个连接通道区组成；
12.所述隔断区至少轮廓处镂空；
13.所述第一透明导电层和/或第二透明导电层中，位于所述封闭图形区内部的区域
和位于所述封闭图形区外部的区域之间通过所述连接通道区连通。
14.本实用新型中，所述固态变色层包括依次层叠的离子存储层、离子转移层和电致变色层，所述离子存储层层叠至第一透明导电层上。
15.本实用新型中，由于隔断区至少轮廓处是镂空的，因此隔断区电断连；而由于封闭图形区内部和外部之间通过连接通道区连通，因此第一/第二透明导电层中除隔断区之外的区域可以电连通。当对第一透明导电层和第二透明导电层施加电压时，隔断区无法形成电场，电致变色器件与隔断区相对的区域无法变色，形成不变色区，而位于封闭图形区内部和外部的区域电连通，可以变色，形成变色区，从而使得电致变色器件呈现出近似封闭的图案，实现显示技术的断点兼容效果。
16.本实用新型中，所述连接通道区的面积小于封闭图形区的总面积的15％，若连接通道区的面积过大，则会导致电致变色器件难以呈现近似封闭图案的效果。
17.此外，现有的包含显示器/信号灯的电致变色后视镜一般采用非层状结构的电致变色器件(离子存储材料、离子转移材料和电致变色材料三者混合在一起，呈液态或凝胶态，密封于两个相对的导电基底之间)，当在非层状结构的电致变色器件中刻蚀出不变色的图案时，由于电致变色材料为液态或凝胶态，即使导电层中刻蚀图案的区域不会形成电场，但周围的电致变色材料在电场作用下先变色后会逐渐扩散到刻蚀区域，使得刻蚀区域也开始变色，因此刻蚀区域的变色会晚于非刻蚀区域，从而形成色彩残余。而本实用新型的电致变色器件为层状结构，电致变色层是固态的，电致变色层材料无法扩散，因此不会产生色彩残余问题。
18.需要说明的是，本实用新型中所述封闭图形区是指该区域的形状是封闭的，即除所述封闭图形区之外的区域是不连续的。
19.本实用新型中，所述“至少轮廓处镂空”是指从所述隔断区的轮廓线向内的一段区域没有第一/第二透明导电层材料，该处可以是贯通第一/第二透明导电层的槽，也可以被相邻层材料填充，也可以被其他透明绝缘材料(如透明聚丙烯酸酯胶)填充。设置该结构的目的是使隔断区与第一/第二透明导电层中的其他区域之间电断连。作为一种特殊的情况，隔断区也可以全部是镂空的。
20.在本实用新型一实施方式中，所述隔断区全部镂空。
21.当本实用新型的电致变色器件用于包含显示器/信号灯的电致变色后视镜(如盲点灯)时，由于显示器或信号灯作为光源所传达的光线需要从不变色区穿过后视镜组件，进而传递到人眼中，因此需要具有一定的对比度。在对比度要求一定时，不变色区的透过率越高，对应光线所需的强度也就越低，发光产生的热量也就越小。因此，本实用新型中优选隔断区全部镂空，以提高不变色区的透过率。
22.在本实用新型一实施方式中，当所述第一透明导电层具有封闭图形区时，所述第一基底层、离子存储层、离子转移层和电致变色层中的一层或至少两层中，与所述隔断区的镂空处相对的区域全部或局部镂空，或者全部或局部设置有非贯通的槽。
23.在本实用新型一实施方式中，当所述第二透明导电层具有封闭图形区时，所述第二基底层、离子存储层、离子转移层和电致变色层中的一层或至少两层中，与所述隔断区的镂空处相对的区域全部或局部镂空，或者全部或局部设置有非贯通的槽。
24.本实用新型中，在保证所述隔断区电断连的情况下，其余各层中与隔断区的镂空
处相对的区域的结构可以是多样的，例如该区域可以全部镂空、局部镂空、全部刻蚀出非贯通的槽、或局部刻蚀出非贯通的槽。镂空的区域和层数越多，不变色区域的透过率越高。
25.本实用新型中，对形成上述镂空结构或非贯通的槽的方法不做特殊限制，示例性地，可以在制备各层时预设掩膜，形成上述结构；或在制备完整的层后，用激光进行刻蚀，形成上述结构。
26.本实用新型中，对形成上述镂空结构或非贯通的槽的操作与复合各层的操作之间的顺序不做特殊限制，示例性地，可以先在各层上处理出上述结构，再复合各层，这样更容易保证器件结构的整体性；也可以先复合各层，再处理出上述结构，这样可以减少先处理出上述结构所带来的表面清洁度差、刻蚀边缘粗糙等问题。
27.在本实用新型一实施方式中，所述电致变色器件还包括设置在所述第一基底层外侧的第一基板，和设置在所述第二基底层外侧的第二基板。
28.在本实用新型一实施方式中，所述电致变色器件还包括设置在所述第一基底层或第二基底层外侧的反射层；
29.所述反射层中与所述封闭图形区相对的区域镂空。
30.当本实用新型的电致变色器件用于包含显示器/信号灯的电致变色后视镜 (如盲点灯)时，显示器或信号灯发出的光线从所述反射层中镂空的区域射出，实现信息传递，反射层中未镂空的区域则正常反射环境入射的光。
31.在本实用新型一实施方式中，所述电致变色器件还包括设置在所述第一基底层外侧的第一基板，和设置在所述第二基底层外侧的反射层和第二基板；
32.所述反射层设置在所述第二基板靠近或远离所述第二基底层的一侧，所述反射层中与所述封闭图形区相对的区域镂空。
33.在本实用新型一实施方式中，所述电致变色器件还包括设置在所述第二基底层外侧的第二基板，和设置在所述第一基底层外侧的反射层和第一基板；
34.所述反射层设置在所述第一基板靠近或远离所述第一基底层的一侧，所述反射层中与所述封闭图形区相对的区域镂空。
35.在本实用新型一实施方式中，所述第一基板通过胶层与第一基底层连接，所述第二基板通过胶层与第二基底层连接。
36.在本实用新型一实施方式中，所述电致变色器件还包括设置在所述电致变色器件侧面四周的密封件。
37.本实用新型中，电致变色器件通过现有制备方法制备，例如示例性地通过以下制备方法制备：
38.(1)在透明基底上形成透明导电层：在透明基底上通过磁控溅射法(或真空蒸发沉积、溶胶凝胶和化学气相沉积法等)形成透明导电层；
39.(2)在透明导电层上涂布电致变色层：将500mg聚(3
‑
己基噻吩)(p3ht) 溶于10ml邻二甲苯中，磁力搅拌10h，之后将得到的溶液滴到镀在第二透明基底上的ito层(第二透明导电层)上，旋涂，形成电致变色层；
40.(3)在透明导电层上涂布离子存储层：将500mg三氧化钨溶于20ml去离子水中，经过搅拌和过滤之后，将得到的溶液滴到镀在第一透明基底上的ito 层(第一透明导电层)上，旋涂，形成三氧化钨涂层，得到离子存储层；
41.(4)整个电致变色器件制备：将质量百分数为20wt％的高氯酸锂、质量百分数为59.9wt％的甲基丙烯酸甲酯、20％碳酸丙烯酯和质量百分数为0.1wt％偶氮二异丁腈混合，涂布在离子存储层上，形成电解质涂层；然后将上述电致变色材料层(连同第二基底层3)覆盖在电解质涂层上，紫外固化使电解质涂层形成全固态高分子电解质。
42.第二方面，本实用新型提供一种电子终端，所述电子终端包括如第一方面所述的电致变色器件。
43.在本实用新型一实施方式中，所述电子终端为电致变色玻璃，或包含显示器/信号灯的电致变色后视镜。
44.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
45.本实用新型通过在第一透明导电层或第二透明导电层上形成包括隔断区和至少一个连接通道区的封闭图形区，使得位于封闭图形区内部的区域与封闭图形区外部的区域之间能够电连通，可以发生变色，从而使电致变色器件呈现出近似封闭的图案，实现显示技术的断点兼容效果。
附图说明
46.图1为本实用新型实施例1提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
47.图2为本实用新型实施例1提供的电致变色器件的第二透明导电层的结构示意图；
48.图3为本实用新型实施例2提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
49.图4为本实用新型实施例2提供的电致变色器件的第二透明导电层的结构示意图；
50.图5为本实用新型实施例3提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
51.图6为本实用新型实施例4提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
52.图7为本实用新型实施例5提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
53.图8为本实用新型实施例6提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
54.图9为本实用新型实施例7提供的电致变色器件的第二透明导电层的结构示意图；
55.图10为本实用新型实施例8提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
56.图11为本实用新型实施例9提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
57.图12为本实用新型实施例10提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
58.图13为本实用新型实施例11提供的电致变色器件的剖面结构示意图；
59.其中，1为第一基底层，2为第一透明导电层，3为离子存储层，4为离子转移层，5为电致变色层，6为第二透明导电层，7为第二基底层，8为粘结层， 81为第一粘结层，82为第二粘结层，9为反射层，10为第一基板，11为第二基板，12为密封件。
具体实施方式
60.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。
61.实施例1
62.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图1所示，包括依次层叠的第一基底层1、第一透明导电层2、离子存储层3、离子转移层4、电致变色层5、第二透明导电层6和第二基
底层7；
63.其中，所述第二透明导电层6的结构如图2所示，具有封闭图形区；
64.所述封闭图形区由隔断区和一个连接通道区组成，所述连接通道区的面积占封闭图形区的总面积的10％。
65.所述隔断区的轮廓处镂空；
66.所述第二透明导电层6中，位于所述封闭图形区内部的区域和位于所述封闭图形区外部的区域之间通过所述连接通道区连通。
67.本实施例中，所述镂空结构是在电致变色器件的各层复合之前形成的，这样容易保证器件结构的整体性。其中，镂空结构可以是在制备各层时通过预设掩膜形成；或在制备完整的层后，用激光刻蚀的方法形成。
68.本实施例中，由于隔断区的轮廓处是镂空的，因此隔断区电断连，电致变色器件与隔断区所对应的区域不变色；而位于封闭图形区内部和外部的区域之间能够通过连接通道区实现电连通，电致变色器件与该区域所对应的区域可以发生变色，从而使电致变色器件呈现出近似封闭的图案，实现了显示技术的断点兼容效果。
69.实施例2
70.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图3所示，包括依次层叠的第一基底层1、第一透明导电层2、离子存储层3、离子转移层4、电致变色层5、第二透明导电层6和第二基底层7；
71.其中，所述第二透明导电层6的结构如图4所示，具有封闭图形区；
72.所述封闭图形区由隔断区和一个连接通道区组成，所述连接通道区的面积占封闭图形区的总面积的10％；
73.所述隔断区全部镂空；
74.所述第二透明导电层6中，位于所述封闭图形区内部的区域和位于所述封闭图形区外部的区域之间通过所述连接通道区连通。
75.与实施例1相比，本实施例通过形成隔断区全部镂空的结构，在实现显示技术的断点兼容效果的同时，提高了电致变色器件不变色区的透光率，当该电致变色器件用于包含显示器/信号灯的电致变色后视镜时，有助于降低显示器或信号灯所需的发光强度。
76.实施例3
77.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图5所示，与实施例1的区别仅在于，第二基底层7中与隔断区的镂空处相对的区域也镂空。
78.本实施例中，所述镂空结构是在电致变色器件的各层结构复合之后形成的，例如可以是通过激光刻蚀从第二基底层7外侧向内刻蚀而成。
79.与实施例1相比，本实施例通过在电致变色器件的各层复合之后形成所述镂空结构，在实现显示技术的断点兼容效果的同时，有助于减少先形成上述镂空结构，再复合各层所带来的表面清洁度差、刻蚀边缘粗糙等问题。
80.实施例4
81.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图6所示，与实施例2的区别仅在于，第二基底层7中与隔断区相对的区域也全部镂空。
82.本实施例中，所述镂空结构可以是在电致变色器件的各层复合之前形成，这样容
易保证器件结构的整体性；也可以是在电致变色器件的各层复合之后形成，有助于减少先形成镂空结构，再复合各层所带来的表面清洁度差、刻蚀边缘粗糙等问题。
83.与实施例2相比，本实施例通过将第二基底层7中与隔断区相对的区域也全部镂空，在实现显示技术的断点兼容效果的同时，进一步提高了不变色区的透光率，当该电致变色器件用于包含显示器/信号灯的电致变色后视镜时，有助于降低显示器或信号灯所需的发光强度。
84.实施例5
85.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图7所示，与实施例1的区别仅在于，第二基底层7中与隔断区的镂空处相对的区域局部刻蚀有非贯通的槽，电致变色层5中与隔断区的镂空处相对的区域也镂空。
86.本实施例中，所述镂空结构和非贯通的槽是在电致变色器件的各层复合之前刻蚀而成，这样在实现显示技术的断点兼容效果的同时，有助于保证器件结构的整体性。
87.实施例6
88.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图8所示，与实施例1的区别仅在于，离子存储层3中与隔断区的镂空处相对的区域局部镂空，第二基底层7、电致变色层5和离子转移层4中与隔断区的镂空处相对的区域镂空。
89.本实施例中，所述镂空结构是在电致变色器件的各层结构复合之后形成的，这样在实现显示技术的断点兼容效果的同时，有助于减少先形成上述镂空结构，再复合各层所带来的表面清洁度差、刻蚀边缘粗糙等问题。
90.本实用新型实施例中，也可以在第一透明导电层2中设置所述封闭图形区的结构，同样能够使电致变色器件呈现出近似封闭的图案，实现显示技术的断点兼容效果。
91.当所述第一透明导电层2具有封闭图形区时，电致变色器件的结构可以设置为：第一基底层1、离子存储层3、离子转移层4和电致变色层5中的一层或至少两层中，与所述隔断区的镂空处相对的区域全部或局部镂空，或者全部或局部设置有非贯通的槽。
92.当所述第二透明导电层6具有封闭图形区时，电致变色器件的结构还可以设置为：第二基底层7、离子存储层3、离子转移层4和电致变色层5中的一层或至少两层中，与所述隔断区的镂空处相对的区域全部或局部镂空，或者全部或局部设置有非贯通的槽。本实用新型实施例中不再一一赘述。
93.实施例7
94.本实施例提供一种电致变色器件，与实施例2的区别仅在于，第二透明导电层6的结构不同，具体如图9所示，其中封闭图形区由隔断区和四个连接通道区组成，每个所述连接通道区的面积占封闭图形区的总面积的3％。
95.与实施例1相比，本实施例通过设置具有多个连接通道区的封闭图形区结构，能够降低封闭图形区内部和外部区域之间的电阻，有利于封闭图形区内部区域的变色，更好地实现显示技术的断点兼容效果。
96.实施例8
97.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图10所示，与实施例1的区别仅在于，还包括设置在第一基底层1外侧的反射层9；反射层9为ag镀层，其通过沉积的方法设置在第一基底层1外侧；
98.反射层9中与封闭图形区相对的区域全部镂空。
99.本实施例提供的电致变色器件可用于用于包含显示器/信号灯的电致变色后视镜(如盲点灯)，显示器或信号灯发出的光线从反射层9中镂空的区域射出，实现信息传递，反射层中未镂空的区域则正常反射环境入射的光。
100.实施例9
101.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图11所示，与实施例2的区别仅在于，还包括设置在第二基底层7外侧的反射层9，反射层9为ag镀层，其通过沉积的方法设置在第二基底层7外侧；
102.反射层9中与封闭图形区相对的区域全部镂空。
103.本实施例提供的电致变色器件可用于用于包含显示器/信号灯的电致变色后视镜(如盲点灯)，显示器或信号灯发出的光线从反射层9中镂空的区域射出，实现信息传递，反射层中未镂空的区域则正常反射环境入射的光。
104.实施例10
105.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图12所示，与实施例2的区别在于：
106.还包括设置在第一基底层1外侧的反射层9和第一基板10，反射层9设置在第一基板10靠近第一基底层1的一侧，第一基底层1与反射层9；反射层9 为ag镀层，其通过沉积的方法设置在第一基底层1外侧，第一基底层1与反射层9通过第一粘结层81粘接；
107.还包括设置在第二基底层7外侧的第二基板11，第二基底层7和第二基板 11通过第二粘结层82粘接；
108.还包括设置电致变色器件侧面四周的密封件12；
109.且电致变色层5中与隔断区相对的区域全部镂空，反射层9中与封闭图形区相对的区域全部镂空。
110.本实施例提供的电致变色器件可用于用于包含显示器/信号灯的电致变色后视镜(如盲点灯)，显示器或信号灯发出的光线从反射层9中镂空的区域射出，实现信息传递，反射层中未镂空的区域则正常反射环境入射的光。
111.实施例11
112.本实施例提供一种电致变色器件，其结构如图13所示，与实施例2的区别在于：
113.还包括设置在第一基底层1外侧的第一基板10，设置在第二基底层7外侧的第二基板11，第一基底层1和第一基板10通过第一粘结层81粘接；第二基底层7和第二基板11通过第二粘结层82粘接；
114.还包括设置电致变色器件侧面四周的密封件12；
115.且电致变色层5中与隔断区相对的区域全部镂空。
116.本实施例提供的电致变色器件能够实现显示技术的断点兼容效果，可用于电致变色玻璃，其不变色区用于显示logo等图案。
117.需要说明的是，本实用新型提供的电致变色器件可以包含一个或多个封闭的不变色区，本实用新型实施例中仅示例性地示出了一个封闭的不变色区，当电致变色器件包含多个封闭的不变色区时，每一个封闭的不变色区可以各自独立地采用本实用新型实施例中任意一个封闭的不变色区的结构。
118.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范
围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。