本發(fā)明涉及包含n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物的電致變色器件，該n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物可以用于透明導(dǎo)電層或/和離子存儲層或/和電致變色層。

背景技術(shù)：

1、電致變色器件(electrochromic?device，ecd)通常由七層構(gòu)成，包括作為基底的兩個非導(dǎo)電層、一個或兩個透明導(dǎo)電(transparent?conducting，tc)層、作為工作電極(working?electrode，we)的電致變色層、作為對電極(counter?electrode，ce)的離子存儲層和電解質(zhì)層。當(dāng)施加外部電偏壓時，電致變色層經(jīng)歷顏色變化。同時，離子存儲層經(jīng)歷與電致變色層中的反應(yīng)相反的反應(yīng)，以平衡在電致變色層處生成的電荷。在電致變色層與離子存儲層之間是電解質(zhì)層，其用作離子源和離子傳導(dǎo)通道。電致變色層和離子存儲層設(shè)置在透明導(dǎo)體上，該透明導(dǎo)體是器件的集電器。當(dāng)選擇兩個透明導(dǎo)體層時，器件用作透射器件。當(dāng)只使用了一層透明導(dǎo)體(例如另一導(dǎo)電層是反射導(dǎo)電層)，其通常用作反射器件。在ecds中最常使用的tc層是氧化銦錫(indium?tin?oxide，ito)，因為其具有低薄層電阻、高光學(xué)透明度和對于大多數(shù)ec材料足夠大的電壓窗口。然而，ito是機(jī)械易碎的，具有小的彎曲半徑和應(yīng)變，其限制了ito在卷對卷制造和柔性電子器件中的應(yīng)用。另外，銦是具有稀缺礦物儲備的稀土礦物。隨著對ito需求的增加，銦的可用性在二十年內(nèi)將受到高度限制，并且近年來已經(jīng)證明價格飛漲。因此，非常期望找到能提供高性能以及低成本的ito替代品，并且期待可以減少ecds的層數(shù)以簡化器件結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步降低成本。進(jìn)一步地，還期望可溶液加工的最小變色的透射離子存儲材料與電致變色材料配對以改善性能和耐久性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明涉及包括n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物的電致變色器件。

2、在一個方面，所公開的電致變色器件包括：第一絕緣基底；第一導(dǎo)電層，其設(shè)置在第一絕緣基底上；離子存儲層，其設(shè)置在第一導(dǎo)電層上；電解質(zhì)層，其設(shè)置在離子存儲層上；電致變色層，其設(shè)置在電解質(zhì)層上；第二導(dǎo)電層，其設(shè)置在電致變色層上；以及第二絕緣基底，其設(shè)置在第二導(dǎo)電層上。在該電致變色器件中，第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層或離子存儲層或其任意組合包括具有化學(xué)式的n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物。在該化學(xué)式中，x是o、s或se；m和n中的每一種是大于零的整數(shù)；r1和r2中的每一種獨(dú)立地選自氫或c1-c10烷基中的一種；m+是陽離子。在一些實施例中，x是o，r1和r2中的每一種是氫，m+是質(zhì)子。在一些實施例中，第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層或離子存儲層或第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層和離子存儲層的任意組合由所公開的n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。在一些實施例中，第一導(dǎo)電層和離子存儲層均包括所公開的n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物并且被集成為單個層。

3、無機(jī)和有機(jī)電致變色材料均可用于本文所公開的電致變色器件中的電致變色層中。在一些實施例中，本文所公開的電致變色器件中的電致變色層包括wo3、nio、iro2、v2o5、異靛、聚癸基紫精(poly(decylviologen))及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、包括聚吡咯及其衍生物的電致變色共軛聚合物、聚噻吩及其衍生物、聚(3，4-乙烯二氧噻吩)及其衍生物、聚(亞丙基二氧噻吩)及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚咔唑及其衍生物、及其共聚物、或包含受體單元的共聚物中的一種或多種，受體單元包括苯并噻二唑、苯并三唑、或吡咯并吡咯二酮。不同類型的電解質(zhì)材料(例如液體電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)或固體電解質(zhì))可用于本文所公開的電致變色器件中的電解質(zhì)層中。在一些實施例中，本文所公開的電致變色器件中的電解質(zhì)層包括固體電解質(zhì)或凝膠電解質(zhì)。無機(jī)和有機(jī)離子存儲材料均可用于本文所公開的電致變色器件中的離子存儲層中。在一些實施例中，當(dāng)離子存儲層不包括所公開的n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物時，本文所公開的電致變色器件中的離子存儲層包括第4-12族金屬元素的一種或多種氧化物、或這些氧化物的混合物、或摻雜有任何其它金屬氧化物的這些氧化物中的一種。在一些實施例中，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層中的至少一種是透明的。在一些實施例中，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層都是透明的。在一些實施例中，第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層包括反射導(dǎo)電層。

4、在另一方面，所公開的電致變色器件包括：第一絕緣基底；第一導(dǎo)電層，其設(shè)置在第一絕緣基底上；第一電致變色層，其設(shè)置在第一導(dǎo)電層上并包括具有化學(xué)式的n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物；電解質(zhì)層，其設(shè)置在第一電致變色層上；第二電致變色層，其設(shè)置在電解質(zhì)層上，包括p摻雜電致變色材料；第二導(dǎo)電層，其設(shè)置在第二電致變色層上；以及第二絕緣基底，其設(shè)置在第二導(dǎo)電層上。在該化學(xué)式中，x是o、s或se；m和n中的每一種是大于零的整數(shù)；r1和r2中的每一種獨(dú)立地選自氫或c1-c10烷基中的一種；m+是陽離子。在一些實施例中，x是o，r1和r2中的每一種是氫，m+是質(zhì)子。在一些實施例中，設(shè)置在第一導(dǎo)電層上的第一電致變色層由所公開的n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。

5、無機(jī)和有機(jī)p摻雜電致變色材料均可用于本文所公開的電致變色器件中的第二電致變色層中。在一些實施例中，本文所公開的電致變色器件中的p摻雜電致變色材料包括nio、iro2、v2o5、異靛、聚癸基紫精及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、包括聚吡咯及其衍生物的電致變色共軛聚合物、聚噻吩及其衍生物、聚(3，4-乙烯二氧噻吩)及其衍生物、聚(亞丙基二氧噻吩)及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚咔唑及其衍生物、及其共聚物、或包含受體單元的共聚物中的一種或多種，受體單元包括苯并噻二唑、苯并三唑、或吡咯并吡咯二酮。在一些實施例中，p摻雜電致變色材料是p摻雜電致變色聚合物。不同類型的電解質(zhì)材料(例如液體電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)或固體電解質(zhì))可用于本文所公開的電致變色器件中的電致變色層中。在一些實施例中，本文所公開的電致變色器件中的電解質(zhì)層包括固體電解質(zhì)或凝膠電解質(zhì)。

6、在一些實施例中，第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層中的一種包括無機(jī)導(dǎo)電材料。在一些實施例中，無機(jī)導(dǎo)電材料包括氧化銦錫或金屬。在一些實施例中，第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層中的至少一種是透明的。在一些實施例中，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層都是透明的。在一些實施例中，第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層是反射的，并且包括反射導(dǎo)電材料。

技術(shù)特征：

1.一種電致變色器件，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，x是o，r1和r2中的每一種是氫，m+是質(zhì)子。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，所述第一導(dǎo)電層或所述第二導(dǎo)電層或所述離子存儲層或所述第一導(dǎo)電層、所述第二導(dǎo)電層和所述離子存儲層的任意組合由所述n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，所述第一導(dǎo)電層和所述離子存儲層均包括所述n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物并且被集成為單個層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，所述電致變色層包括wo3、nio、iro2、v2o5、異靛、聚癸基紫精及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、包括聚吡咯及其衍生物的電致變色共軛聚合物、聚噻吩及其衍生物、聚(3，4-乙烯二氧噻吩)及其衍生物、聚(亞丙基二氧噻吩)及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚咔唑及其衍生物、及其共聚物、或包含受體單元的共聚物中的一種或多種，所述受體單元包括苯并噻二唑、苯并三唑、或吡咯并吡咯二酮。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，所述電解質(zhì)層包括固體電解質(zhì)或凝膠電解質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，當(dāng)所述離子存儲層不包括所述n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物時，所述離子存儲層包括第4-12族金屬元素的一種或多種氧化物、或所述氧化物的混合物、或摻雜有任何其它金屬氧化物的所述氧化物中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，所述第一導(dǎo)電層或所述第二導(dǎo)電層中的至少一種是透明的。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層都是透明的。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致變色器件，其中，所述第一導(dǎo)電層或所述第二導(dǎo)電層包括反射導(dǎo)電層。

11.一種電致變色器件，包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電致變色器件，其中，x是o，r1和r2中的每一種是氫，m+是質(zhì)子。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電致變色器件，其中，設(shè)置在所述第一導(dǎo)電層上的所述第一電致變色層由所述n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電致變色器件，其中，所述p摻雜電致變色材料包括nio、iro2、v2o5、異靛、聚癸基紫精及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、包括聚吡咯及其衍生物的電致變色共軛聚合物、聚噻吩及其衍生物、聚(3，4-乙烯二氧噻吩)及其衍生物、聚(亞丙基二氧噻吩)及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚咔唑及其衍生物、及其共聚物、或包含受體單元的共聚物中的一種或多種，所述受體單元包括苯并噻二唑、苯并三唑、或吡咯并吡咯二酮。

15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電致變色器件，其中，所述p摻雜電致變色材料是p摻雜電致變色聚合物。

16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電致變色器件，其中，所述電解質(zhì)層包括固體電解質(zhì)或凝膠電解質(zhì)。

17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電致變色器件，其中，所述第一導(dǎo)電層或所述第二導(dǎo)電層中的一種包括無機(jī)導(dǎo)電材料。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電致變色器件，其中，所述無機(jī)導(dǎo)電材料包括氧化銦錫或金屬。

19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電致變色器件，其中，所述第一導(dǎo)電層或所述第二導(dǎo)電層中的至少一種是透明的。

20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電致變色器件，其中，所述第一導(dǎo)電層或所述第二導(dǎo)電層包括反射導(dǎo)電層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了包含有n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物的電致變色器件，該n摻雜有機(jī)導(dǎo)電聚合物可以用于電致變色器件中的透明導(dǎo)體、和/或離子存儲材料、和/或電致變色材料。

技術(shù)研發(fā)人員：梅建國,阿什坎阿布塔希
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安比萊特
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6