[發(fā)明專利]一種顏色可變的電致變發(fā)射率器件及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010012636.3
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111158201B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李銘洋;劉東青;程海峰;彭亮;彭任富
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G02F1/155
• 分類號: G02F1/155;G02F1/1524;C25D7/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發(fā)明公開一種顏色可變的電致變發(fā)射率器件及制備方法，該器件從上到下依次包括工作電極、凝膠電解質(zhì)層和對電極；所述工作電極包括透明基片、著色層和金屬薄膜，所述透明基片下側(cè)依次沉積有著色層和金屬薄膜；所述凝膠電解質(zhì)層包括多孔隔膜和電解質(zhì)，所述電解質(zhì)浸潤在所述多孔隔膜中；所述電解質(zhì)包括含金屬離子的電致變色材料和溶劑，所述金屬離子為能夠?qū)崿F(xiàn)可逆電沉積和溶解的金屬離子且所述金屬離子的金屬與所述金屬薄膜用金屬不同；該制備方法包括制備工作電極、制備凝膠電解質(zhì)層、制備對電極和組裝。本發(fā)明提供的器件能夠?qū)崿F(xiàn)可見光與紅外波段的兼容，且其顏色變化豐富；本發(fā)明提供的制備方法工藝簡單，制備周期短，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電致變發(fā)射率器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種顏色可變的電致變發(fā)射率器件及制備方法。

背景技術(shù)

以往開發(fā)的電致變發(fā)射率器件都較少考慮其可見光波段的顏色變化能力。而通過材料和器件結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使電致變發(fā)射率器件能同時獲得顏色可變和熱紅外波段的調(diào)節(jié)能力是應(yīng)對裝飾和熱管理的有效途徑。同時，現(xiàn)有的動態(tài)調(diào)控物體表面的發(fā)射率的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)的顏色變化很有限，一般只有著色態(tài)和褪色態(tài)的兩種顏色。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種顏色可變的電致變發(fā)射率器件及制備方法，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中難以實現(xiàn)可見光與紅外波段的兼容、顏色變化有限等缺陷，而成功提供一種顏色可變的電致變發(fā)射率器件，且其顏色變化豐富。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種顏色可變的電致變發(fā)射率器件，從上到下依次包括工作電極、凝膠電解質(zhì)層和對電極；

所述工作電極包括透明基片、著色層和金屬薄膜，所述透明基片下側(cè)依次沉積有著色層和金屬薄膜；

所述凝膠電解質(zhì)層包括多孔隔膜和電解質(zhì)，所述電解質(zhì)浸潤在所述多孔隔膜中；所述電解質(zhì)包括含金屬離子的電致變色材料和溶劑，所述金屬離子為能夠?qū)崿F(xiàn)可逆電沉積和溶解的金屬離子且所述金屬離子的金屬與所述金屬薄膜用金屬不同。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種顏色可變的電致變發(fā)射率器件制備方法，包括以下步驟：

S1：選擇透明基片，并對透明基片進行清洗、干燥；

S2：在干燥后的透明基片的一側(cè)直接沉積著色層，再在所述著色層上沉積金屬薄膜，得到工作電極；

S3：配制凝膠電解質(zhì)，并用所述凝膠電解質(zhì)浸潤多孔隔膜，得到凝膠電解質(zhì)層；

S4：在基體的一側(cè)直接沉積導(dǎo)電層，得到對電極；

S5：將S2得到的工作電極沉積有金屬薄膜的一側(cè)與S3得到的凝膠電解質(zhì)層一側(cè)疊置，將S4得到的對電極沉積有導(dǎo)電層的一側(cè)與S3得到的凝膠電解質(zhì)層另一側(cè)疊置，并密封疊置結(jié)構(gòu)的邊緣，得到顏色可變的電致變發(fā)射率器件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果有：

1、本發(fā)明提供的顏色可變的電致變發(fā)射率器件，該器件的工作原理為：凝膠電解質(zhì)層中含金屬離子的電致變色材料使得在對器件的工作電極施加負的沉積電壓(-2.0～-3.0V)時使電致變色材料中的金屬離子被還原成金屬單質(zhì)而沉積到工作電極的金屬薄膜表面從而形成一層金屬膜，實現(xiàn)將工作電極的等離子體紅外吸收的光譜部分和紅外可透過的光譜部分轉(zhuǎn)變?yōu)榧t外反射，從而使器件從高發(fā)射狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈头瓷錉顟B(tài)；同時，由于金屬膜的形成，使得著色層近金屬薄膜側(cè)的表面對可見光的反射增強，從而使得著色層在可見光波段的干涉效應(yīng)增強，從而反射出更加明顯的顏色；另外，通過對工作電極施加正向的溶解電壓(0.2～1.5V)，使得沉積在工作電極表面的金屬膜可被快速溶解，從而使器件返回至高發(fā)射的狀態(tài)；同時，著色層在可見光波段的干涉效應(yīng)也會削弱，從而呈現(xiàn)出較深的顏色。

本發(fā)明的器件可通過調(diào)整著色層的厚度來實現(xiàn)在可見光波段呈現(xiàn)豐富的顏色變化；同時，在金屬薄膜表面沉積的金屬膜，也可使器件的顏色隨著沉積時間的增加而產(chǎn)生變化，從而使得器件在高發(fā)射狀態(tài)和低發(fā)射狀態(tài)都具有顏色變化。