TW201426148A - 電致變色結構 - Google Patents

Abstract

一種電致變色結構，包含一第一導電單元、一電致變色單元，及一第二導電單元，該電致變色單元是夾設於該第一、二導電單元間。該第一導電單元包括一第一基板、一形成於該第一基板表面的第一透明導電層、多條分布於該第一透明導電層表面的第一金屬導線，及對應蓋覆於該些第一金屬導線的第一絕緣層，且該第一絕緣層不完全遮蓋該第一透明導電層。本發明藉由該等第一金屬導線的設置，有效地增加該第一透明導電層的導電性，進而提升該第一電致變色層的變色速度。

Description

電致變色結構

本發明是有關於一種電致變色結構，特別是指一種可提升變色速度的電致變色結構。

電致變色的概念係利用材料的光學屬性(例如：反射率、穿透率、吸收率等)，在外加電場的作用下發生穩定且具有可逆性的顏色變化反應。而電致變色的原理則是藉由電致變色材料在外加電場的作用下發生氧化還原反應，透過得、失電子的過程而使得電致變色材料產生顏色的變化。根據不同的環境與需求，電致變色材料可廣泛應用於建築業、汽車工業、航太工業等各種領域，例如作為調節室內陽光入射能量的智慧型窗戶、汽車的反強光照後鏡、車內的天窗、靜態圖案看板、數字顯示器等。

參閱圖1，為一習知的電致變色結構，包含一第一基板11、一第一透明導電層12、一電致變色層13、一電解質層14、一第二基板15，及一第二透明導電層16，該第一、二透明導電層12、16分別形成於該第一、二基板11、15的表面，且該電致變色層13與該電解質層14分別夾設於該第一透明導電層12與該第二透明導電層16間。當在該第一透明導電層12與該第二透明導電層16間施予一電壓時，藉由該第一透明導電層12提供的電子以及該電解質層14提供的離子，便可使該電致變色層13進行氧化還原反應 而產生顏色的變化。

然而，該電致變色層13的顏色變化速度和電子擴散進入該電致變色層13的速度有關，若是應用於大面積的電致變色裝置，電子要擴散至整個電致變色層13的時間也就越長，進而導致大面積的電致變色裝置容易產生變色速度緩慢及均勻性不佳等問題，造成實際應用上的不便。再者，習知的電致變色裝置大多會使用玻璃作為基板，於實際使用時，常會受限於基板的材質而無法任意彎折，使其用途受到限制。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以增加電子的傳遞效率並有效地縮短變色時間的電致變色結構。

於是，本發明電致變色結構，包含一第一導電單元、一電致變色單元，及一第二導電單元。

該第一導電單元包括一第一基板、一形成於該第一基板表面的第一透明導電層、多條分布於該第一透明導電層表面的第一金屬導線，及對應蓋覆於該些第一金屬導線的第一絕緣層，且該第一絕緣層不完全遮蓋該第一透明導電層。

該電致變色單元，包括一設置於該第一透明導電層與該第一絕緣層表面的第一電致變色層，及一形成於該第一電致變色層表面的電解質層。

該第二導電單元是蓋設於該電致變色單元遠離該第一 導電單元的表面，包括一第二基板，及一形成於該第二基板的表面並與該電致變色單元相連接的第二透明導電層。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的四個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明電致變色結構的第一較佳實施例包含一第一導電單元2、一電致變色單元3，及一第二導電單元4。

該第一導電單元2包括一透明的第一基板21、一形成於該第一基板21表面的第一透明導電層22、多條分布於該第一透明導電層22表面的第一金屬導線23，及對應蓋覆於該些第一金屬導線23的第一絕緣層24，且該第一絕緣層24不完全遮蓋該第一透明導電層22。

該第一基板21可為可撓性或非可撓性材料，其中，可撓性材料是由高分子材料所製成，該高分子材料可選自聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、丙烯酸，及前述其中一組合，而非可撓性材料則可選自玻璃或壓克力板。

該第一透明導電層22可由任何具有導電性且可透光的金屬、金屬合金或金屬氧化物所製成。較佳地，該第一透明導電層22的材料是選自氧化錫、氧化銦錫、氧化銻錫、 氧化鋅，及前述其中一組合。於該第一較佳實施例中，該第一透明導電層22是選自氧化銦錫並經由濺鍍的方式形成於該第一基板21的表面。

該等第一金屬導線23是選用低電阻值的金屬材料，較佳地，該等第一金屬導線23的材料是選自金、銀、銅、鋁，及前述其中一組合。該等第一金屬導線23可利用噴印或網印的方式形成於該第一透明導電層22的表面，可為間隔排列或呈網狀交錯排列，且任兩相鄰的第一金屬導線的間距為20 mm至600 mm。

該第一絕緣層24是由耐溶劑性及抗腐蝕性佳的高分子材料所構成，較佳地，該第一絕緣層24是選自光固化膠、熱固化膠、環氧樹脂膠、非導電性固化膠，及前述其中一組合的材料所構成。利用該第一絕緣層24的設置，可防止後續製成元件時，因電解質的滲透而造成該等第一金屬導線23腐蝕、氧化而剝落的問題。

該電致變色單元3，包括一設置於該第一透明導電層22及該第一絕緣層24表面的第一電致變色層31，及一形成於該第一電致變色層31表面的電解質層32。

該第一電致變色層31的材料選自金屬氧化物、過渡金屬氰化物、導電有機高分子，及前述其中一組合。其中，該金屬氧化物選自氧化鎢、氧化鎳、氧化銅、氧化鉬、氧化釩、氧化鈦、氧化銫、氧化鈮、水合氧化鋅，及前述其中一組合；該過渡金屬氰化物選自普魯士藍、六氰鐵酸 鐵、六氰鐵酸銦、六氰鐵酸銅、六氰鐵酸鎳，及前述其中一組合；該導電有機高分子選自聚(3,4-乙烯基二氧基噻吩)、聚噻吩、聚苯胺、聚砒咯、雙嘧啶、紫精，及前述其中一組合。

該電解質層32可為液態、膠態，或固態等形式，於該第一較佳實施例中，該電解質層32是膠態的形式且由有機溶劑、高分子材料、碳酸丙烯，及一可解離出離子的鹽類混合而成，其中，該有機溶劑選自四氫呋喃、二氯甲烷、乙醇、氯仿，及前述其中一組合；該高分子材料選自聚甲基丙烯酸甲脂、聚苯乙烯，及前述其中一組合；該可解離出的離子選自氫離子、鋰離子、鈉離子、鉀離子，及前述其中一組合。

該第二導電單元4是蓋設於該電致變色單元3的表面，包括一第二基板41，及一形成於該第二基板41表面並與該電解質層32相連接的第二透明導電層42。

該第二基板41與該第二透明導電層42所選用之材料與特性皆與該第一基板21與該第一透明導電層22相同，因此不再多加贅述。

參閱圖3，本發明電致變色結構的第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，不同之處在於該第二較佳實施例中，該電致變色單元3還包括一形成於該電解質層32的表面，且與該第二透明導電層42相連接的第二電致變色層33，該第二電致變色層33所選用的之材料及特性則與該 第一電致變色層31相同。

參閱圖4，本發明電致變色結構的第三較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，不同之處在於該第三較佳實施例中，該第二導電單元4還包括多條分布於該第二透明導電層42遠離該第二基板41的表面的第二金屬導線43，及對應蓋覆於該些第二金屬導線43的第二絕緣層44，且該第二絕緣層44不完全遮蓋該第二透明導電層42。該等第二金屬導線43及該第二絕緣層44所選用之材料及特性皆與該等第一金屬導線23及該第一絕緣層24相同。

參閱圖5，本發明電致變色結構的第四較佳實施例包含一第一導電單元2、一電致變色單元3，及一第二導電單元4，該電致變色單元3是夾設於該第一導電單元2與該第二導電單元4間。該第四較佳實施例中所有元件材料及特性皆與前述之實施例相同，因此不再多加贅述。

該第一導電單元2包括一透明的第一基板21、一形成於該第一基板21表面的第一透明導電層22、多條分布於該第一透明導電層22表面的第一金屬導線23，及對應蓋覆於該些第一金屬導線23的第一絕緣層24，且該第一絕緣層24不完全遮蓋該第一透明導電層22。

該電致變色單元3，包括一設置於該第一透明導電層22及該第一絕緣層24表面的第一電致變色層31、一形成於該第一電致變色層31表面的電解質層32，及一形成於該電解質層32表面的第二電致變色層33。

該第二導電單元4是蓋設於該第二電致變色層33的表面，包括一第二基板41，以及依序形成於該第二基板41鄰近該第二電致變色層33的表面的一第二透明導電層42、多條分布於該第二透明導電層42表面的第二金屬導線43，及對應蓋覆於該些第二金屬導線43的第二絕緣層44，且該第二絕緣層44不完全遮蓋該第二透明導電層42。

當該電致變色結構完成封裝貼合後，對該第一透明導電層22及該第二透明導電層42間施予一電壓，而產生一電位差，此時該第一、二透明導電層22、42所提供的電子以及該電解質層32所提供的離子，將會擴散遷入或遷出該第一、二電致變色層31、33，使其發生氧化還原反應，進而改變該第一、二電致變色層31、33的光學特性而產生顏色的變化，以達到該電致變色結構之著色或去色的效果。

本發明電致變色結構分別利用該等第一、二金屬導線23、43用以增加該第一、二透明導電層22、42的導電性，使電子能快速傳遞，進而提升該第一、二電致變色層31、33的變色速度，而該第一、二絕緣層24、44的設置是分別為了防止該等第一、二金屬導線23、43因長時間使用造成氧化，或是避免其與該電解質層32接觸而發生氧化或腐蝕的情形。

綜上所述，本發明藉由該等第一、二金屬導線23、43縮短電子傳遞的路徑，在獲得適當的電壓驅動下，驅動電子遷入該第一、二電致變色層31、33而進行電化學反應， 可有效地提升該第一、二電致變色層31、33的變色速率，進而呈現出高穩定性及均勻性佳的變色效果，而更適合應用於大面積的電致變色裝置，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

2‧‧‧第一導電單元

21‧‧‧第一基板

22‧‧‧第一透明導電層

23‧‧‧第一金屬導線

24‧‧‧第一絕緣層

3‧‧‧電致變色單元

31‧‧‧第一電致變色層

32‧‧‧電解質層

33‧‧‧第二電致變色層

4‧‧‧第二導電單元

41‧‧‧第二基板

42‧‧‧第二透明導電層

43‧‧‧第二金屬導線

44‧‧‧第二絕緣層

圖1是習知電致變色結構的剖視示意圖；圖2是本發明第一較佳實施例的剖視示意圖；圖3是本發明第二較佳實施例的剖視示意圖；圖4是本發明第三較佳實施例的剖視示意圖；及圖5是本發明第四較佳實施例的剖視示意圖。

2‧‧‧第一導電單元

21‧‧‧第一基板

22‧‧‧第一透明導電層

23‧‧‧第一金屬導線

24‧‧‧第一絕緣層

3‧‧‧電致變色單元

31‧‧‧第一電致變色層

32‧‧‧電解質層

33‧‧‧第二電致變色層

4‧‧‧第二導電單元

41‧‧‧第二基板

42‧‧‧第二透明導電層

43‧‧‧第二金屬導線

44‧‧‧第二絕緣層

Claims (8)

1. 一種電致變色結構，包含：一第一導電單元，包括一第一基板、一形成於該第一基板表面的第一透明導電層、多條分布於該第一透明導電層表面的第一金屬導線，及對應蓋覆於該些第一金屬導線的第一絕緣層，且該第一絕緣層不完全遮蓋該第一透明導電層；一電致變色單元，包括一設置於該第一透明導電層與該第一絕緣層表面的第一電致變色層，及一形成於該第一電致變色層表面的電解質層；及一第二導電單元，蓋設於該電致變色單元遠離該第一導電單元的表面，包括一第二基板，及一形成於該第二基板的表面並與該電致變色單元相連接的第二透明導電層。
2. 如請求項1所述的電致變色結構，其中，該第二導電單元還包括多條分佈於該第二透明導電層遠離該第二基板的表面的第二金屬導線，及對應蓋覆該些第二金屬導線的第二絕緣層，且該第二絕緣層不完全遮蓋該第二透明導電層。
3. 如請求項1所述的電致變色結構，其中，該電致變色單元還包括一形成於該電解質層表面的第二電致變色層，且該第二電致變色層是與該第二透明導電層的表面相連接。
4. 如請求項2所述的電致變色結構，其中，該電致變色單元還包括一形成於該電解質層表面的第二電致變色層，且該第二電致變色層與該第二透明導電層及該第二絕緣層的表面相連接。
5. 如請求項2所述的電致變色結構，其中，該等第一、二金屬導線的材料分別選自金、銀、銅、鋁，及前述其中一組合。
6. 如請求項2所述的電致變色結構，其中，該等第一、二金屬導線可分別為間隔排列或呈網狀交錯排列，且任兩相鄰的第一金屬導線與任兩相鄰的第二金屬導線的間距為20 mm至600 mm。
7. 如請求項2所述的電致變色結構，其中，該第一、二絕緣層的材料分別選自光固化膠、熱固化膠、環氧樹脂膠、非導電性固化膠，及前述其中一組合。
8. 如請求項1所述的電致變色結構，其中，該第一、二基板是由可撓性或非可撓性材料所製成。