本發(fā)明涉及一種可披覆式的電致變色裝置及披覆物，尤其是一種柔性的可披覆式的電致變色裝置及披覆物。

背景技術(shù)：

變色或者隱身是人們長久以來一直期盼的“魔力”。在視覺上，當(dāng)物體與環(huán)境顏色完全一致時呈現(xiàn)出隱身效果。自然界動物的偽裝通常采用這種策略。變色或隱身具有諸多實用價值，例如廣泛應(yīng)用于游戲、娛樂和偽裝等。

人們開發(fā)出多種變色或隱身方法。例如，將身后的環(huán)境圖像通過特殊方法傳到前面顯示出來從而實現(xiàn)隱身。又如，采用特殊光學(xué)設(shè)備使前方的觀察者看到身后的圖像從而實現(xiàn)隱身。這些方法的效果十分有限，并且裝置復(fù)雜，無法滿足日常需求。

cn105361272a公開了一種顏色可變的太陽能電致變色迷彩偽裝服，包括迷彩服衣服主體，所述的迷彩服衣服主體的內(nèi)部設(shè)有單片機，所述的迷彩服衣服主體上涂覆有聚合物導(dǎo)電基底層，所述的聚合物導(dǎo)電基底層上往上依次設(shè)置有電解質(zhì)層、電致變色-太陽能混合涂料層、透明柔性聚酯層；所述的迷彩服衣服主體上設(shè)置有可控制迷彩服衣服主體顯示的控制開關(guān)以及可以根據(jù)控制開關(guān)的控制情況進而控制電路以影響電致變色層的控制電路，所述的基底導(dǎo)電層、電致變色-太陽能混合涂料層通過控制電路與所述的單片機和控制開關(guān)連接。

cn2016141051u公開了一種柔性電致變色紡織纖維，包括電致變色器件以及包覆在所述電致變色器件外周的高分子纖維材料層，所述電致變色器件包括由內(nèi)向外依次設(shè)置或者依次層疊設(shè)置的第一柔性基底、第一導(dǎo)電層、電致變色層、電解質(zhì)層、第二導(dǎo)電層以及第二柔性基底。采用該纖維可以形成紡織品。

在上述現(xiàn)有技術(shù)中，采用具有變色效果的纖維或織物制成迷彩服，電致變色層需要放在外層導(dǎo)電織物的外面才能使變色顯示出來，因而要求電致變色層很薄。這導(dǎo)致顯示的顏色的著色深度有限，在視覺上，所謂迷彩服的偽裝效果受限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可披覆式的電致變色裝置，其使用方便，并且不需要電致變色層很薄，因此，顏色變化對比明顯。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種披覆物，其可以實現(xiàn)豐富的顏色變化，有良好的偽裝效果。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的。

本發(fā)明提供一種可披覆式的電致變色裝置，所述裝置包括電源、連接線路、控制器件和多個電致變色片；所述電源通過所述連接線路與所述多個電致變色片連接，用于向所述多個電致變色片供電；所述控制器件與所述電源連接，用于控制電源；所述控制器件還與所述多個電致變色片連接，用于選擇性地驅(qū)動所述多個電致變色片；所述連接線路的至少一部分形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述多個電致變色片的至少一部分固定在形成所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的連接線路上。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，優(yōu)選地，在所述多個電致變色片中，每個電致變色片的驅(qū)動電壓不大于3v，變色響應(yīng)時間為2～300秒；每個電致變色片均包括第一片狀電極和第二片狀電極；第一片狀電極或第二片狀電極中的至少一個選自厚度為0.06～3mm、面積為0.5～200cm²、表面電阻小于400ω、且透光率大于38％的可彎曲電極。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，優(yōu)選地，所述多個電致變色片的數(shù)量為至少50個。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，優(yōu)選地，所述可披覆式的電致變色裝置還包括非導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)或非導(dǎo)電材料基材，且所述連接線路固定在非導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)或非導(dǎo)電材料基材上；所述連接線路包括直徑為0.05～2mm的電線。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，優(yōu)選地，所述非導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)選自尼龍線網(wǎng)或棉線網(wǎng)；所述非導(dǎo)電材料基材選自棉布或塑料薄膜。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，優(yōu)選地，在所述多個電致變色片中，第一片狀電極的邊緣設(shè)置有第一金屬導(dǎo)電膜，第二片狀電極的邊緣設(shè)置有第二金屬導(dǎo)電膜，第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬導(dǎo)電膜相互錯開或通過絕緣物相互隔離，并且第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬分別與所述連接線路緊固連接。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，優(yōu)選地，所述多個電致變色片的至少一部分穩(wěn)定顯示三種以上的顏色，并且所述多個電致變色片的至少一部分使用有機電致變色材料或者有機金屬化合物的電致變色材料。

根據(jù)本發(fā)明的裝置，優(yōu)選地，在所述多個電致變色片中，每個電致變色片還包括含有電解質(zhì)的電致變色層；該電致變色層設(shè)置在第一片狀電極和第二片狀電極之間；第一片狀電極和/或第二片狀電極為透明的。

本發(fā)明還提供一種披覆物，所述的披覆物包括柔性彩色物體和上述任一項電致變色裝置，所述的柔性彩色物體與所述電致變色裝置疊合在一起，且所述的柔性彩色物體置于所述電致變色裝置的下面。

根據(jù)本發(fā)明的披覆物，優(yōu)選地，所述披覆物為迷彩服，所述柔性彩色物體選自迷彩布或迷彩薄膜。

本發(fā)明采用所述多個電致變色片固定在連接線路形成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)上，可以任意增加或減少電致變色片，可以任意調(diào)整電致變色片的類型和形狀，從而方便地實現(xiàn)變色或偽裝效果。本發(fā)明的電致變色片相對于變色纖維或變色織物而言，可以獲得較厚的電致變色層，因而顏色的著色深度提高，變色對比明顯，偽裝效果更好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種電致變色裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的一種電致變色片的結(jié)構(gòu)示意圖。

1-電源；2-控制器件；3-連接線路；4-電致變色片；5-第一片狀電極；6-電致變色層；7-第二片狀電極。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。

在本發(fā)明中，“可披覆”表示該裝置可以對物體表面進行裝飾或遮蓋。電致變色現(xiàn)象表示材料以及器件的光學(xué)屬性(反射率、透過率、吸收率等)在外加電場的作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆的顏色變化的現(xiàn)象，在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。

本發(fā)明的電致變色片為一種電致變色器件(ecd)。與發(fā)光器件(如oled)不同，ecd不發(fā)光、只是改變顏色和透過率，例如從無色變?yōu)樯钏{(lán)色，在深藍(lán)色時，透過率大幅度地減少，這種變化可逆。

<電致變色裝置>

本發(fā)明的可披覆式的電致變色裝置包括電源、連接線路、控制器件和多個電致變色片；所述電源通過所述連接線路與所述多個電致變色片連接，用于向所述多個電致變色片供電；所述控制器件與所述電源連接，用于控制電源；所述控制器件還與所述多個電致變色片連接，用于選擇性地驅(qū)動所述多個電致變色片；所述連接線路的至少一部分形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，所述多個電致變色片的至少一部分固定在形成所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的連接線路上。

在本發(fā)明中，所述電源可以為電壓為0.5～3v的直流電源，例如可以為干電池或太陽能電池。所述電源也可以用整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。

在本發(fā)明中，控制器件可以包含電源開關(guān)、傳感器和控制電子線路。電源開關(guān)用于控制電源的導(dǎo)通?？刂齐娮泳€路可以全部或選擇性地驅(qū)動電致變色片。例如通過傳感器探測周圍環(huán)境顏色，進而通過電子線路控制電致變色片做相應(yīng)的顏色變化，從而及時達(dá)到偽裝效果。該電子線路優(yōu)選具有接受遠(yuǎn)程控制信號的功能。這樣可以采用遠(yuǎn)程控制的方式控制電致變色片的顏色變色，進而達(dá)到或改變偽裝效果。

在本發(fā)明的多個電致變色片中，每個電致變色片的驅(qū)動電壓均不大于3v，變色響應(yīng)時間2～300秒，甚至小于200秒。每個電致變色片均包括第一片狀電極和第二片狀電極；第一片狀電極或第二片狀電極中的至少一個選自厚度為0.06～3mm、表面電阻小于400ω、且透光率大于38％、面積為0.5～200cm²的可彎曲電極。可彎曲電極的厚度優(yōu)選為0.08～2mm?？蓮澢姌O的面積優(yōu)選為0.5～100cm²，更優(yōu)選為0.7～10cm²。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，可彎曲電極的面積的太小，披覆一定面積的物體需要的電致變色片就會很多，導(dǎo)致控制線路設(shè)計復(fù)雜；若可彎曲電極的面積太大，則電致變色裝置的顏色斑點大，需要在較遠(yuǎn)的距離才能有較好的偽裝效果。在本發(fā)明中，所述多個電致變色片的數(shù)量為至少50個，優(yōu)選為100～500個。電致變色片的數(shù)量取決于被披覆物體的尺寸，但是選擇上述數(shù)量，有利于改善偽裝效果和簡化控制電子線路?？蓮澢姌O的表面電阻優(yōu)選小于400ω，更優(yōu)選小于200ω，最優(yōu)選小于20ω?？蓮澢姌O的透光率優(yōu)選大于38％，更優(yōu)選大于50％，最優(yōu)選大于60％。這樣更有利于改善偽裝效果。

在本發(fā)明中，所述連接線路包括電線，將電源的正負(fù)電極與電致變色片兩個電極連接，為器件提供驅(qū)動電源。本發(fā)明可以采用任何可用于制備電線的材料，例如，銅線、鋁線、銀線等。所述可披覆式的電致變色裝置還可以包括非導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)或非導(dǎo)電材料基材，且所述連接線路固定在非導(dǎo)電的網(wǎng)絡(luò)或基材上，例如尼龍線、棉線等形成的線網(wǎng)上，或者棉布、塑料薄膜等柔性基材上。這樣可以增強連接線路的強度，提高連接線路在使用中抵抗拉扯的能力。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述連接線路固定在非導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)或非導(dǎo)電材料基材上；所述連接線路包括直徑為0.05～2mm的電線，優(yōu)選直徑為0.05～0.5mm。電線過細(xì)，強度不夠；電線過粗，會增加重量，也影響偽裝效果。作為優(yōu)選，電線的表面可以包覆絕緣層或涂料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述非導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)選自尼龍線網(wǎng)或棉線網(wǎng)；所述非導(dǎo)電材料基材選自棉布或塑料薄膜。

在本發(fā)明中，所述多個電致變色片的第一片狀電極的邊緣設(shè)置有第一金屬導(dǎo)電膜，第二片狀電極的邊緣設(shè)置有第二金屬導(dǎo)電膜，第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬導(dǎo)電膜相互錯開或通過絕緣物相互隔離；并且第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬分別與所述連接線路緊固連接。例如，在第一片狀電極、第二片狀電極的導(dǎo)電面小于3mm的導(dǎo)電連接區(qū)分別設(shè)置第一金屬導(dǎo)電膜、第二金屬導(dǎo)電膜。所謂的“相互錯開”表示二者交錯安排，相互不接觸。絕緣物可以采用本領(lǐng)域已知的那些，這里不再贅述。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬導(dǎo)電膜均與所述連接線路緊固連接。緊固的方式可以為卡位、插入或壓合等。

每一個電致變色片都是一個電致變色器件，由兩個片狀電極(第一片狀電極和第二片狀電極)和夾在其間的電致變色層構(gòu)成，其中至少一個片狀電極是透明的。在電源開關(guān)打開后，在電流作用下，電致變色片產(chǎn)生明顯的顏色變化，包括藍(lán)色、紫色、綠色、紅色，土黃色、灰色等。當(dāng)電路的正負(fù)極反方向接通時，電致變色片褪色成無色或變?yōu)榱硪环N顏色。這種顏色的變化隨電流的正負(fù)極接通方式而可逆變化，變色過程小于3分鐘，變色的驅(qū)動電壓小于3v，功耗小于1w/m²天。更進一步地，變色片的驅(qū)動電壓小于1.6v，功耗小于0.2w/m²天。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在所述多個電致變色片中，每個電致變色片均包括第一片狀電極、電致變色層和第二片狀電極；電致變色層設(shè)置在第一片狀電極和第二片狀電極之間；第一片狀電極和/或第二片狀電極為透明的。優(yōu)選地，第一片狀電極和第二片狀電極均是透明的。在本發(fā)明中，片狀電極可以為導(dǎo)電薄膜或?qū)щ娖?，例如不銹鋼片、銅片、在一面有導(dǎo)電層的薄膜或片材。導(dǎo)電層可以包括ito(氧化銦錫)、導(dǎo)電聚合物、納米銀等。作為優(yōu)選，本發(fā)明的片狀電極為柔性電極片。本發(fā)明的片狀電極表面電阻小于500ω，優(yōu)選小于200ω，更優(yōu)選小于20ω。第一片狀電極和第二片狀電極的面積優(yōu)選為0.5～200cm²，優(yōu)選為0.5～50cm²，更優(yōu)選為0.7～10cm²。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，片狀電極的面積的太小，披覆一定面積的物體需要的變色片就會很多，導(dǎo)致控制線路設(shè)計復(fù)雜；若片狀電極的面積太大，則電致變色裝置的顏色斑點大，需要在較遠(yuǎn)的距離才能有較好的偽裝效果。

電致變色層可以包括電致變色材料和電解質(zhì)。電致變色材料可以為金屬氧化物，例如氧化鎢等；也可以為有機化合物或有機金屬化合物，例如紫晶、普魯士藍(lán)、雙三聯(lián)吡啶過渡金屬配合物、聚噻吩、聚苯胺等。這些材料均具有良好的電致變色性能。作為優(yōu)選，電致變色材料為有機化合物或有機金屬化合物。這些有機電致變色材料的顏色變化更鮮艷和豐富，甚至有超過三種可變的顏色，而且變色響應(yīng)更快。本發(fā)明的多個電致變色片的至少一部分可以穩(wěn)定顯示三種以上的顏色，并且所述多個電致變色片的至少一部分使用有機電致變色材料或者有機金屬化合物的電致變色材料。電解質(zhì)是離子導(dǎo)體。電解質(zhì)可以是液態(tài)或凝膠態(tài)，優(yōu)選凝膠態(tài)的電解質(zhì)，例如添加有鋰鹽、鈉鹽、銨鹽溶液的聚合物凝膠。凝膠態(tài)的電解質(zhì)可以單獨為一層，夾在電致變色材料之間，或者與電致變色材料混為一體。

<披覆物>

本發(fā)明的披覆物表示具有裝飾或遮蓋功能的物體，例如可以為服裝、功能性紡織物等。優(yōu)選地，本發(fā)明的披覆物為迷彩服。本發(fā)明的披覆物包括柔性彩色物體和如上所述的電致變色裝置，所述的柔性彩色物體與所述電致變色裝置疊合在一起，且所述的柔性彩色物體置于所述電致變色裝置的下面。柔性彩色物體具有彩色背景，可以對電致變色裝置的顏色和圖案做補充，使得顏色更豐富。所謂的彩色背景表示具有綠、藍(lán)、沙黃、褐色、紅、黑色以及白色等構(gòu)成的圖案。將彩色背景印制在布、薄膜等基材上形成柔性彩色物體。圖案并沒有特別的限制，可以是無序的或有規(guī)律的，但任何一種顏色都不形成大面積、連續(xù)的圖案。作為優(yōu)選，該圖案是迷彩圖案。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述披覆物為迷彩服，所述柔性彩色物體選自迷彩布或迷彩薄膜。

在下列實施例中使用的電致變色材料，都有書籍或資料介紹和描述其制備方法，例如rj.mortimer等主編，wiley出版社于2015年出版的專著《electrochromicmaterialsanddevices》，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以參看，這里不再詳細(xì)描述其制備過程。

實施例1-電致變色裝置及披覆物

圖1為本發(fā)明的一種可披覆式的電致變色裝置。該裝置包括電源1、連接線路3、控制器件2和多個電致變色片4。電源1通過連接線路3與多個電致變色片4連接，用于向多個電致變色片4供電；控制器件2與電源1連接，用于控制電源。控制器件2還與多個電致變色片4連接，用于選擇性地驅(qū)動多個電致變色片4。連接線路3形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，多個電致變色片4固定在形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的連接線路3上。

在本實施例中，電致變色片4的數(shù)量為100個(圖中并未示出全部)。連接線路3固定在非導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)尼龍線網(wǎng)上。連接線路3包括直徑為0.5mm的電線。

在本實施例中，每個電致變色片4均包括第一片狀電極5、電致變色層6和第二片狀電極7；電致變色層6為普魯士藍(lán)沉積層。普魯士藍(lán)通過電化學(xué)法直接沉積在作為第一片狀電極5的金屬銅板上。第二片狀電極7為透明的，且為鍍有ito的可彎曲pe薄膜，厚度為0.06mm、面積為1cm²、表面電阻為20ω、透光率為50％，其上涂有一層含有高氯酸鋰和碳酸丙烯酯的pmma凝膠電解質(zhì)(參見圖2)。第二片狀電極7的邊緣設(shè)置有銅導(dǎo)電膜，第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬導(dǎo)電膜相互錯開。第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬導(dǎo)電膜均與連接線路3緊固連接。接通0.7～1.0v直流電后，電致變色片顯藍(lán)色，將正負(fù)電極反過來接通后，藍(lán)色消失，器件顯示銅板的黃色。

本實施例的披覆物為迷彩服，包括迷彩布和上述電致變色裝置，二者疊合在一起。

實施例2-電致變色裝置及披覆物

該可披覆式的電致變色裝置包括電源1、連接線路3、控制器件2和多個電致變色片4。電源1通過連接線路3與多個電致變色片4連接，用于向多個電致變色片4供電；控制器件2與電源1連接，用于控制電源?？刂破骷?還與多個電致變色片4連接，用于選擇性地驅(qū)動多個電致變色片4。連接線路3形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，多個電致變色片4固定在形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的連接線路3上。

在本實施例中，電致變色片4的數(shù)量為1000個(圖中并未示出全部)。連接線路3固定在非導(dǎo)電材料基材棉布上。連接線路3包括直徑為0.3mm的電線。

在本實施例中，每個電致變色片4均包括第一片狀電極5、電致變色層6和第二片狀電極7；電致變色層6設(shè)置在第一片狀電極5和第二片狀電極7之間。第一片狀電極5和第二片狀電極7均為厚度為0.2mm、面積為16cm²、表面電阻為20ω、透光率為75％、鍍有ito的透明pet薄膜(參見圖2)。第一片狀電極5上有電化學(xué)法直接沉積的普魯士藍(lán)電致變色層，第二片狀電極7上有取代聚噻吩pedot變色層，它們的邊緣都設(shè)置有銅箔。在第一片狀電極5和第二片狀電極7之間涂上一層含有高氯酸鋰和碳酸丙烯酯的pmma凝膠電解質(zhì)，兩個電極的接線端用0.1mm的pe膜隔離，再用環(huán)氧膠密封后成電致變色片。第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬導(dǎo)電膜均與連接線路3緊固連接。接通0.9～1.5v直流電后，電致變色片顯藍(lán)紫色，將正負(fù)電極反過來接通后，藍(lán)色消失，器件顯示淡黃色。

本實施例的披覆物包括迷彩薄膜和上述電致變色裝置，二者疊合在一起。

實施例3-電致變色裝置及披覆物

該可披覆式的電致變色裝置包括電源1、連接線路3、控制器件2和多個電致變色片4。電源1通過連接線路3與多個電致變色片4連接，用于向多個電致變色片4供電；控制器件2與電源1連接，用于控制電源?？刂破骷?還與多個電致變色片4連接，用于選擇性地驅(qū)動多個電致變色片4。連接線路3形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，多個電致變色片4固定在形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的連接線路3上。

在本實施例中，電致變色片4的數(shù)量為500個(圖中并未示出全部)。連接線路3固定在非導(dǎo)電材料基材塑料薄膜上。連接線路3包括直徑為0.05mm的電線。

在本實施例中，每個電致變色片4均包括第一片狀電極5、電致變色層6和第二片狀電極7；電致變色層6設(shè)置在第一片狀電極5和第二片狀電極7之間。第一片狀電極5和第二片狀電極7均為透明的，其選自厚度為1mm、面積為49cm²、表面電阻為10ω、透光率為39％的ito-pet電極。一半的第一片狀電極5上有電化學(xué)法直接沉積的普魯士藍(lán)電致變色層。第二片狀電極7上涂有雙三聯(lián)吡啶鈷的配合物，兩種電極的邊緣均設(shè)置有銅導(dǎo)電膜。在第一片狀電極5和第二片狀電極7之間涂上一層含有高氯酸鋰和碳酸丙烯酯的pmma凝膠電解質(zhì)，第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬導(dǎo)電膜相互錯開，并用0.1mm的pe膜隔離，再用環(huán)氧膠密封后制成電致變色片。第一金屬導(dǎo)電膜和第二金屬導(dǎo)電膜均與連接線路3緊固連接。接通0.9～1.5v直流電后，電致變色片一半褐色，一半顯淡黃色，將正負(fù)電極反過來接通后，褐色色消失，器件顯示橙紅色。

本實施例的披覆物包括迷彩薄膜和上述電致變色裝置，二者疊合在一起。

本發(fā)明并不限于上述實施方式及裝置，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本發(fā)明的范圍。