[發(fā)明專利]可逆電致變色殼件及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210554991.9
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103885264A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊道良;華振宇;黃建龍;高于迦;吳春甫
• 申請（專利權(quán)）人: 財團法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心
• 主分類號: G02F1/153
• 分類號: G02F1/153;C25B1/00
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種電致變色對象，且特別是關(guān)于一種可逆電致變色對象件及其制造方法。

背景技術(shù)

電致變色?(Electrochrom)系指材料在外加電壓或者電場作用下，其顏色或者透明度可發(fā)生可逆性的變化。當(dāng)外加電壓或者電場消失時，材料顏色或透明度回復(fù)至初始狀態(tài)。因電致變色材料具有記憶功能，故可廣泛地應(yīng)用于顯示組件、變色玻璃、存儲媒介及外觀裝飾等領(lǐng)域。通常具有變色功能的材料可包括基材及形成于基材上的電致變色薄膜。

相較于氧化鎳材料，目前鍍膜材料多以氧化鎢為主，主要是因氧化鎢鍍膜熔點較高且耐磨性較好，有顯著的電致變色、氣致變色、光致變色的特性，它可以用來做成平板顯示器、光電變色顯示窗、具有讀寫擦功能的光學(xué)器件、光調(diào)制器件、氣體傳感器、溫度濕度傳感器等等。

電致色變的裝置一般可分類為一第一模式裝置或一第二模式裝置。該第一模式裝置為陽極裝置，即材料顏色的變化是因為電子與陽離子同時移出的情況，材料可選自銥、銠、鎳與鈷；該第二模式裝置為陰極裝置，即材料顏色的變化是由于電子與陽離子同時注入的情況，材料為三氧化鎢?(Tungsten?Oxide,?WO3)或三氧化錳?(MnO3)。

造成三氧化鎢電致色變的機理在于，施加負電位于電致色變裝置使電子與陽離子同時注入而使三氧化鎢結(jié)構(gòu)重新排列生成含有陽離子的鎢氧化合物。當(dāng)施加正電位于電致色變裝置時，因為正負相吸引造成電子與陽離子同時移出裝置，稱之逆反應(yīng)并且呈現(xiàn)褪色狀態(tài)。若施加負電位使其著色后將電流中斷，顏色將會維持一段時間才會逐漸的褪去，則稱之為記憶特性。

三氧化鎢薄膜在未變色之前會呈現(xiàn)近透明無色，是因為在可見光波長的范圍下，無法使在價電帶的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，表示三氧化鎢需要更短的波長才能激發(fā)電子產(chǎn)生跳躍，所以造成三氧化鎢價帶中的電子不會吸收任何可見光，因此未變色的薄膜會呈現(xiàn)近透明無色。

三氧化鎢變色反應(yīng)式?(1)如下：

……..……………………(1)

M+代表氫、鋰和鈉一類的陽離子，MXWO3?稱之為鎢青銅?(Tungsten?Bronze)，顏色呈現(xiàn)深藍色或是青銅色。

習(xí)知裝飾性鍍膜可分為干式和濕式兩種制程。干式制程通常使用物理氣相沈積法(Physical?Vapor?Deposition,?PVD)以及化學(xué)氣相沈積法?(Chemical?Vapor?Deposition,?CVD)兩大類。例如利用電子束蒸鍍?nèi)趸u薄膜，并嘗試在改變參數(shù)（比如：薄膜厚度，蒸鍍氣壓，蒸鍍溫度，蒸鍍速率和退火處理等等參數(shù)）的條件下，研究對電致變色效應(yīng)的影響。前人曾采用不同薄膜成分和厚度以呈現(xiàn)不同顏色，然而該法產(chǎn)生的色征不具可逆與回復(fù)性，而其制程時間亦較長。另外，濕式制程采調(diào)配染料顏色的方式來裝飾表面。彼法除了不具良好的色征可逆性，更產(chǎn)生了廢水處理問題。

發(fā)明內(nèi)容

綜合言之，習(xí)知電致變色殼件及鍍膜方法亟待改進。有鑒于此，本案發(fā)明人深入研究，鍥而不舍，終于成功地開發(fā)出一種革新且有效的電致變色殼件及其制造方法，并在多次的實驗及改良之后，能以新穎的技術(shù)思維與平易近人的實作方式，從根本解決習(xí)知的問題，可望提供使用者更為美觀且實用的殼件。

本發(fā)明的一實施例系提出一種電致變色對象。該電致變色對象包括一基材層以及一金屬氧化層。該基材層為非透明材質(zhì)，該金屬氧化層形成于該基材層上，其中該金屬氧化層同時包括金屬與氧單鍵鍵結(jié)和金屬與氧雙鍵鍵結(jié)的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的一實施例系提出一種制造一可逆電致變色殼件的方法。該方法包括下列步驟：提供一基材層，其為非透明材質(zhì)；以及形成一氧化鎢層于該基材層上，其中該氧化鎢層同時包括鎢氧單鍵鍵結(jié)和鎢氧雙鍵鍵結(jié)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的一實施例系提出一種使一電致變色對象變色的方法。該方法包括下列步驟：提供該電致變色對象，其中該電致變色對象具一第一顏色；將該電致變色對象放置于含有陽離子的一溶液中；以及對該溶液施加一電壓，使該第一顏色變成一第二顏色。

本發(fā)明技術(shù)可應(yīng)用的產(chǎn)品包括眼鏡架、外殼、表帶、飾品、3C電子產(chǎn)品或手機保護套。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的三氧化鎢層置于硅芯片基座上所測得的拉曼光譜。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施例的具單層鍍膜的電致變色殼件示意圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實施例的具雙層鍍膜的電致變色殼件示意圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實施例的具三層鍍膜的電致變色殼件示意圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明的實施例的一種制造電致變色對象的步驟流程圖