一种柔性多色变色传感器、手机后盖及制备方法与流程

1.本发明涉及电致变色传感器技术领域，尤其是一种柔性多色变色传感器、手机后盖及其制备方法。


背景技术：

2.电致变色是指材料的光学性质(即透射率、反射率或吸收率)在外加电场作用下产生稳定的可逆变化的现象。电致变色材料目前主要在防眩目后视镜、节能窗、电致变色眼镜、军用伪装设备、电致变色显示等领域使用。目前没有将多色电致变色传感器应用于手机后盖的技术报道。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种柔性多色变色传感器，该柔性多色变色传感器可应用在手机后盖上，改变现有手机后盖颜色过于单一的模式。
5.(二)技术方案
6.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
7.第一方面，本发明提供一种柔性多色变色传感器，其包括：柔性透明基膜，第二电极层、金属有机螯合物层、电解质层和第一电极层；
8.所述第二电极层设置在所述柔性透明基膜的上表面；
9.所述金属有机螯合物层设置在所述第二电极层的上表面；
10.所述电解质层设置在所述金属有机螯合物层的上表面；
11.所述第一电极层设置在所述电解质层的上表面。
12.优选地，所述柔性透明基膜的材料为cpi、pet或cop膜。
13.优选地，所述第二电极层、第一电极层的材料为纳米银丝或纳米铜丝。
14.优选地，所述金属有机螯合物层的材料为酞花菁多分子
‑
金属有机螯合物。
15.酞花菁多分子
‑
金属有机螯合物为一种电致变色材料，其分子式为luh(pc)2，其结构式如下所示：
[0016][0017]
优选地，所述电解质层为h

、li

、na

、clo4‑
等离子聚合物电解质，如聚醚系(主要为
peo)、聚丙烯腈(pan)系、聚偏氟乙烯(pvdf) 系、聚甲基丙烯酸酯(pmma)系等。为电致变色层提供和储存离子，也是电致变色层所需的离子传输通道。
[0018]
优选地，在所述第一电极层表面还覆盖有保护膜。
[0019]
第二方面，本发明还提供一种柔性多色变色传感器的制备方法，所述柔性多色变色传感器包含柔性透明基膜，第二电极层、金属有机螯合物层、电解质层和第一电极层；
[0020]
所述柔性多色变色传感器是采用卷对卷涂布工艺制作，包括：
[0021]
在所述柔性透明基膜表面涂布第二电极浆料并烘烤以形成所述第二电极层；在所述第二电极层表面涂布金属有机螯合物浆料并烘烤以形成所述金属有机螯合物层；在所述金属有机螯合物层表面涂布电解质浆料并烘烤以形成所述电解质层；在所述电解质层表面涂布第一电极浆料并烘烤以形成所述第一电极层；在所述第一电极层上覆盖保护膜；最后裁切为成品。
[0022]
优选地，第二电极浆料和第一电极浆料的涂布厚度为：烘烤后干膜厚度＜1μm；金属有机螯合物浆料的涂布厚度为：烘烤后干膜厚度为 0.5～2μm；电解质浆料的涂布厚度为：烘烤后干膜厚度为0.5
‑
2μm。
[0023]
优选地，金属有机螯合物浆料：1％～10％金属有机螯合物粉料 20％～30％pmma 60％～80％低沸点溶剂(如丁酮/乙酸乙酯/乙酸丁酯) 0.1％～0.5％分散剂(byk
‑
164、byk163、德谦9086)，所制备的浆料粘度＜100cps(mpa.s)。
[0024]
本发明的变色传感器可通过调节第一电极层和第二电极层之间的电压大小，可实现多种颜色的转变，将其应用到手机后盖上，以丰富手机后盖的色彩。
[0025]
具体地，所制备的柔性电致变色传感是以所述柔性透明基膜为载体形成的透明薄膜材料，在安装于手机玻璃后盖时，可去掉第一电极层表面的保护膜后，用oca胶贴合在手机后盖上即完成，可得到多彩电致变色手机后盖。
[0026]
本发明采用卷对卷涂布工艺，实现柔性轻薄电致变色传感器的制备，其工艺简单、成本低且生产效率高；本发明采用金属有机螯合物作为电致变色的功能材料，可实现多种颜色转换，解决手机单一变色问题；本发明采用柔性透明基膜负载的金属有机螯合物，可实现弯折特效，可应用在折叠手机或流线型手机后盖上。
附图说明
[0027]
图1为本发明的柔性多色变色传感器的结构示意图。
具体实施方式
[0028]
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
[0029]
如图1所示，为本发明柔性电致变色传感器的结构示意图，其包括：柔性透明基膜5，第二电极层4、金属有机螯合物层3、电解质层2 和第一电极层1。其中，第二电极层4设置在柔性透明基膜5的上表面，金属有机螯合物层3(电致变色功能材料)设置在第二电极层4的上表面；电解质层2设置在金属有机螯合物层3的上表面；第一电极层1设置在电解质层2的上表面。优选地，柔性透明基膜5的材料为cpi、pet或 cop膜，厚度为12
‑
200μm。第二电极层4、第一电极层1的材料为纳米银丝，纳米铜丝，pedot/pss或者石墨烯。金属有机螯合物层
3的材料为酞花菁多分子
‑
金属有机螯合物。酞花菁多分子
‑
金属有机螯合物为一种电致变色材料，其分子式为luh(pc)2，其结构式如下所示：
[0030][0031]
优选地，所述电解质层为h

、li

、na

、clo4‑
等离子聚合物电解质，如聚醚系(主要为peo)、聚丙烯腈(pan)系、聚偏氟乙烯(pvdf) 系、聚甲基丙烯酸酯(pmma)系等。为电致变色层提供和储存离子，也是电致变色层所需的离子传输通道。
[0032]
此外，还在第一电极层1表面还覆盖有保护膜，在使用时可去掉该保护膜。保护膜为离型膜、绝缘膜等。
[0033]
本发明在制备上述柔性电致变色传感时可采用生产效率高、成本低的卷对卷涂布(roll to roll涂布工艺)生产工艺来生产，具体地可按照如下步骤：
[0034]
步骤1：将第二电极层4的浆料(如纳米银丝，纳米铜丝， pedot/pss或者石墨烯浆料)涂布在柔性透明基膜上，进行烘烤，干膜厚度＜1μm；
[0035]
步骤2：将金属有机螯合物层3的浆料涂布在第二电极层4上，进行烘烤，干膜厚度约为0.5～2μm；
[0036]
步骤3：将电解质层2的浆料涂布在金属有机螯合物层3(电致变色材料)上，进行烘烤，干膜厚度约为0.5
‑
2μm；
[0037]
步骤4：将第一电极层1的浆料(如纳米银丝，纳米铜丝， pedot/pss或者石墨烯浆料)涂布在电解质层2上，干膜厚度＜1μm，进行烘烤；
[0038]
步骤5在第一电极层1上覆保护膜，裁切成产品。
[0039]
上述制备工艺中，金属有机螯合物浆料：1％～10％金属有机螯合物粉料 10％～30％pmma 60％～90％低沸点溶剂(如丁酮/乙酸乙酯/乙酸丁酯) 0.1％～0.5％分散剂(byk
‑
164、byk163、德谦9086)，所制备的浆料粘度＜100cps(mpa.s)。
[0040]
第二电极层4、第一电极层1浆料为市售的纳米银丝，纳米铜丝， pedot/pss或者石墨烯浆料(如天材创新材料的纳米银丝浆料，贺利氏的pedot/pss导电浆料,烯碳科技的石墨烯分散液，齐岳生物纳米铜线分散液)。
[0041]
电解质层3浆料的组成为：10～30％聚合物电解质 70％～90％溶剂(丁醇/正丁醇/二甲苯/四氢呋喃/dmf) 1～6％增塑剂(聚乙二醇peg/碳酸丙烯酯pc/碳酸乙烯酯ec) 0.1％～0.5％分散剂(byk
‑
164、byk163、德谦 9086)，所制备的浆料粘度＜100cps(mpa.s)。
[0042]
以下为本发明的具体实施例。
[0043]
实施例1
[0044]
本实施例的柔性电致变色传感器包括：柔性透明基膜5的材料为 pet膜，厚度为50μm；第二电极层4的材料为纳米银丝，厚度为0.8μ m；金属有机螯合物层3(电致变色材料)为luh(pc)2，厚度为1μm；电解质层2的材料为peo
‑
liclo4，厚度为1μm；第一电极层1的材料为纳米银丝，厚度为0.8μm。
[0045]
上述制备工艺中，金属有机螯合物浆料：5％金属有机螯合物粉料 15％pmma 80％丁酮溶剂 0.15％byk
‑
164分散剂，所制备的浆料粘度＜100 cps(mpa.s)。
[0046]
第二电极层4、第一电极层1浆料的组成为：cambrios纳米银丝浆料。
[0047]
电解质层浆料的组成为：10％peo 5％liclo4 41％正丁醇溶剂 41％dmf 溶剂 3％peg增塑剂 0.2％分散剂byk
‑
164，所制备的浆料粘度＜100cps (mpa.s)。
[0048]
电致变色测试：
[0049]
上述柔性电致变色传感器在无电压状态为淡绿色传感器。
[0050]
加
‑
0.8v的电压，从绿色变成蓝色，把电压卸载，又恢复为淡绿色。
[0051]
加
‑
1.2v的电压，可以从绿色变成紫色，把电压卸载，又恢复为淡绿色。
[0052]
加 0.1v的电压，可以从绿色变成红色，把电压卸载，又恢复为淡绿色。
[0053]
根据电压控制开关设计，可以随意切换4种颜色。
[0054]
综上所述，该柔性电致变色传感器可实现4种颜色转变，在
‑
2～﹢2v 之间实现的变色效应，应用于手机后盖上，丰富手机后盖色彩。
[0055]
本发明通过金属螯合物小分子电致变色材料涂布在柔性基材上，开发出出了一种多色电致变色传感器，通过加载
‑
2v～﹢2v电压，可以实现传感器红绿蓝紫多种颜色的切换，用于丰富手机后盖色彩。该柔性基材赋予了传感器的柔韧性，可用在折叠与非折叠手机上。
[0056]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。