[發明專利]一種柔性電致變色薄膜及制備方法、電致變色器件

有效

• 申請號: 201610052580.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105573001B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 俞書宏;王金龍;劉建偉
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G02F1/15
• 分類號: G02F1/15;G02F1/153
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種柔性電致變色薄膜，包括柔性透明基底、銀納米線和氧化鎢納米線共組裝的第一層納米線薄膜、以及銀納米線和氧化鎢納米線共組裝的第二層納米線薄膜；所述第一層納米線薄膜復合在柔性透明基底上；所述第二層納米線薄膜交叉復合在所述第一層納米線薄膜上。本發明采用氧化鎢納米線對可見光具有較小的吸收，使共組裝的納米線薄膜具有良好的透過率，又采用具有良好的導電性的銀納米線，使共組裝的納米線薄膜具有良好的導電性，使共組裝的納米線薄膜能作為導電基底，克服了傳統電致變色器件需要脆性ITO作為導電基底的限制；而且通過對銀納米線和氧化鎢納米線進行共組裝制備納米線薄膜，改變兩種納米線比例調節薄膜的透過率和導電性。

技術領域

本發明屬于功能器件制備和納米材料組裝領域，尤其涉及一種柔性電致變色薄膜及制備方法、電致變色器件。

背景技術

電致變色是指材料的光學屬性(反射率、透過率、吸收率等)在外加電場的作用下發生穩定、可逆的顏色變化的現象或光學透過率變化的現象，在外觀上表現為顏色和透明度的可逆變化。具有電致變色性能的材料稱為電致變色材料，用電致變色材料做成的器件稱為電致變色器件。

電致變色材料分為無機電致變色材料和有機電致變色材料。其中，無機電致變色材料多為過渡金屬氧化物或其衍生物，第一次發現的電致變色現象就是無定形WO3薄膜的變色。過渡金屬、電子層不穩定，有未成對的單電子存在。過渡金屬元素的離子一般都有顏色，且基態與激發態能量差較小，在一定的條件下價態發生可逆轉變，形成混合價態離子共存狀態。隨離子價態和濃度的變化，顏色也會發生相應的變化，這就是過渡金屬氧化物具備電致變色能力的原因。常見的無機變色材料根據其發生氧化還原的原理不同，又可以細分為陽極著色材料和陰極著色材料。陰極變色材料主要是ⅥB族金屬氧化物，典型的代表就是三氧化鎢，即氧化鎢。目前，以WO₃為功能材料的電致變色器件已經產業化。

英國《自然材料》(Nature Materials，2006年，5卷，3052～3056頁)報道，電致變色材料自二十世紀七十年代發現以來在變色智能窗、護目鏡、汽車防眩光后視鏡和變色顯示器等領域表現出廣泛的應用前景。氧化鎢納米材料是非常好的電致變色材料。德國《先進材料》(Advanced Materials，2003年，15卷，1269～1273頁)報道了一種層狀結構的介孔氧化鎢薄膜應用于電致變色器件。德國《先進材料》(Advanced Materials，2006年，18卷，763～766頁)報道了一種結晶氧化鎢納米顆粒，與無定型氧化鎢相比該顆粒具有更大的比表面積因此在質子交換過程中表現出更大的電流密度和更優異的電致變色性能。

但是這些報道都是基于導電玻璃作為工作電極制備的，不具有可彎曲性。為滿足樣式和功能的產品需求，便攜式的柔性電子器件越來越受到科研工作者的關注。《科學報告》(Scientific Report，2013，3卷，1936～1943頁)報道了將真空抽濾得到的氧化鎢納米片薄膜轉移到柔性的ITO-PET上作為工作電極制備了柔性電致變色器件的方法；但該方法仍需要脆性的ITO作為導電基底，在進行長期劇烈的彎曲應用時會受到一定的限制。

因此，如何得到一種更優異的電致變色性能的柔性電致變色薄膜，滿足柔性電致變色器件的需求，已成為本領域前沿學者亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種柔性電致變色薄膜及制備方法、電致變色器件，本發明提供的柔性電致變色薄膜，具有更優異的電致變色性能，而且是一種柔性透明電致變色薄膜，同時本發明的制備工藝簡單，易于進行大規模量產。

本發明提供了一種柔性電致變色薄膜，包括柔性透明基底、銀納米線和氧化鎢納米線共組裝的第一層納米線薄膜、以及銀納米線和氧化鎢納米線共組裝的第二層納米線薄膜；

所述第一層納米線薄膜復合在柔性透明基底上；

所述第二層納米線薄膜交叉復合在所述第一層納米線薄膜上。