高通量篩選電致變色材料的電致變色器件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件及其制備方法，屬于功能器件【技術領域】。所述高通量篩選電致變色材料的電致變色器件，包括基板和設置在基板上的m×n矩陣排列的電致變色器件單元，所述電致變色器件單元從下往上依次為設置在基板上的工作電極、二氧化鈦層、電解液層和對電極，所述一行或一列的工作電極與同一印刷電極連接并作為工作電極引出，所述印刷電極的個數為m或n個。本發(fā)明提出的電致變色器件能同時實現對多種電致變色材料及配方的篩選，實現了電致變色材料的高通量篩選，加快了研發(fā)速度，降低了成本。
【專利說明】高通量篩選電致變色材料的電致變色器件及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于功能器件【技術領域】，具體涉及一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件及其制備方法。

【背景技術】
[0002]高通量方法是指在相關儀器、設備、方法的支撐下，在同一時間檢測數以千萬的樣品，并以得到的相應數據庫支持運轉的技術體系，它具有微量、快速、靈敏和準確等特點，是一種快速篩選、檢測、收集材料信息的方法，它曾廣泛應用于藥物的篩選以及人類基因組計劃之中。當前，由于人們對材料研發(fā)速度的要求越來越高，企業(yè)和科研院所均想通過技術、方法的引入大規(guī)模提高材料的研發(fā)速度，讓材料的研發(fā)進入到工廠式的大規(guī)模生產的高速研發(fā)軌道，在這一背景下，高通量方法已經全面進入到材料領域。
[0003]目前，如何實現對各種材料的高通量表征及篩選成為越來越多的科研人員所要面對和解決的問題。由于不同材料體系的狀態(tài)(固、液、氣)、制備方法、檢測表征方法等均有不同，因此材料的高通量研究需要針對某一特定的材料體系或某一類材料來進行研究(Solid-State High-Throughput Screening for Color Tuning of ElectrochromicPolymers一Adv.Mater.2013, 25, 6256 - 6260)。這些研究既可能涉及到方法、也可能是設備的改進(公布號為“CN103619462A”的中國發(fā)明專利“用于供應反應物液體的設備”)。然而由于材料的種類、制備方法、工藝與設備越來越龐雜，這必然導致材料的高通量研究成為另一個獨立的“基因組計劃”。
[0004]電致變色(Electrochromism, EC)是指在外界電場的作用下,材料發(fā)生氧化或者還原導致其對光的透射或反射產生可逆的變化，在外觀上則表現為顏色及透明度的可逆變化的現象。電致變色器件在現實生活中有良好的應用前景，已經被廣泛應用于電致變色節(jié)能靈巧窗、汽車后視防眩鏡、電致變色顯示器、電致變色存儲器、具有變色功能的太陽眼鏡等產品中。目前，電沉積電致變色器件采用一個配方制備一個獨立器件來進行沉積實驗，以對材料和配方進行篩選。但是，該方法操作復雜，實驗周期長，篩選效率低，人力和財力成本均較高。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明針對【背景技術】存在的缺陷，提出了一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件及其制備方法，該電致變色器件能同時實現對多種電致變色材料及配方的篩選，實現了電致變色材料的高通量篩選，加快了研發(fā)速度，降低了成本。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件，包括基板和設置在基板上的mXn矩陣排列的電致變色器件單元，所述電致變色器件單元從下往上依次為設置在基板上的工作電極、二氧化鈦層、電解液層和對電極，所述一行或一列的工作電極與同一印刷電極連接并作為工作電極引出，所述印刷電極的個數為m或η個。
[0008]進一步地，當一行的工作電極與同一印刷電極連接并引出時，印刷電極的個數為m個；當一列的工作電極與同一印刷電極連接并引出時，印刷電極的個數為η個。
[0009]進一步地,所述對電極為mXη個透明導電層。
[0010]進一步地，所述電解液為銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液的混合液。
[0011]進一步地，所述印刷電極為導電漿料固化得到。
[0012]一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，包括以下步驟:
[0013]步驟1:在透明導電襯底上刻蝕形成mXn矩陣排列的導電層，每一條刻蝕帶寬度相同且絕緣,刻蝕完成后,清洗并烘干；
[0014]步驟2:在步驟I刻蝕得到的每一個導電層上噴涂納米T12分散液，燒結，得到厚度為500?1200nm的T12層；
[0015]步驟3:在步驟2處理后得到的透明導電襯底的一行或一列的刻蝕帶上制備印刷電極，所述印刷電極與對應一行或一列的每一導電層連接，所述印刷電極的個數為m或η個；
[0016]步驟4:在步驟3處理后的每一導電層的四周設置塑料隔板，然后向每個導電層區(qū)域滴加銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液；
[0017]步驟5:將mXn個對電極分別放置于步驟4處理后的每一導電層的上方，并通過導電銅箔引出；
[0018]步驟6:在每個導電層對應的印刷電極和對電極上引出的銅箔上加電壓，觀察m X η個電致變色器件的變色效果，從而實現對電致變色材料及配方的高通量篩選。
[0019]優(yōu)選地,上述步驟中所述的m和η滿足關系:m = η。
[0020]進一步地，步驟3中制備印刷電極時:當一行的工作電極與同一印刷電極連接并引出時，印刷電極的個數為m個；當一列的工作電極與同一印刷電極連接并引出時，印刷電極的個數為η個。
[0021]其中，步驟I中所述的透明導電襯底可以為導電玻璃，例如FTO導電玻璃(摻氟的SnO2透明導電玻璃，SnO2: F)、IZO導電玻璃(摻鋅的In2O3透明導電玻璃，In203:Zn)、AZO導電玻璃(摻鋁的氧化鋅透明導電玻璃，ZnO: Al)、GZO導電玻璃(摻鎵的氧化鋅透明導電玻璃，ZnO: Ga)、SZO導電玻璃(摻硅的氧化鋅透明導電玻璃，ZnO: Si)、BZO導電玻璃(摻硼的氧化鋅透明導電玻璃，ZnO: B)、FZO導電玻璃(摻氟的氧化鋅透明導電玻璃，ZnO: F)、ATO導電玻璃(摻銻的SnO2透明導電玻璃，SnO2: Sb)、In2O3: Nb (摻鈮的In2O3透明導電玻璃)、ZnO: Sc (摻鈧的氧化鋅透明導電玻璃)、SnO2: Ta (摻鉈的SnO2透明導電玻璃)，SnO2: W (摻鎢的SnO2透明導電玻璃)等，也可以為涂有透明導電層的柔性襯底，例如ΙΤ0/ΡΕΤ(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、AZ0/PET、AZ0/PC(聚碳酸酯)、AZ0/PES(聚醚砜)、AZ0/PVDF(聚偏二氟乙烯)、ΑΖ0/ΤΡΤ(聚氟乙烯復合膜)、GZO/PET、GZO/PC、GZ0/PEN(聚萘二甲酸乙二酯)、IZO/PET、IZO/PC、FTO/PET、AT0/PES 等。
[0022]進一步地，所述步驟2的具體過程為:配制濃度為0.001?0.lg/mL、顆粒大小為5?500nm的納米T12顆粒分散液，采用超聲噴涂方法在步驟I刻蝕得到的每一個導電層上噴涂納米T12顆粒分散液，噴涂完成后在500°C下燒結30min，得到厚度為500?1200nm的T12層。
[0023]其中，步驟3中所述的印刷電極的厚度與步驟I中所述的刻蝕深度相等。
[0024]其中，步驟3中所述的印刷電極采用絲網印刷的方法在一行或一列的刻蝕帶上刷涂導電漿料并燒結固化得到。
[0025]其中，步驟4中采用超聲滴加的方法滴加銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液，所述銅鹽溶液的濃度為0.lmol/L，所述銀鹽溶液的濃度為0.5mol/L，所述季銨鹽溶液的濃度為2mol/L，所述銅鹽和銀鹽溶液的滴加量分別為0.001?0.15mL，所述季銨鹽的滴加量為0.005?0.25mL，三種溶液的滴加總量為0.035mL?0.3mL。
[0026]步驟4中所述的銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液的溶劑為甲酰胺、二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、六甲基磷酰胺中的任意一種。所述季銨鹽為溴化十六烷基三甲銨、四丁基溴化銨、溴化四甲銨、溴化四乙銨、溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨中的任意一種。所述銅鹽為硝酸銅、氯化銅、硫酸銅中的任意一種。
[0027]步驟4中所述的塑料隔板為聚四氟乙烯、聚氯乙烯(PVC)塑料板、聚丙烯(PP)塑料板、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)塑料板、聚碳酸酯(PC)塑料板、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料板、聚偏二氟乙烯(PVDF)塑料板等。
[0028]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的電致變色器件可以同時實現多個電致變色器件單元的變色，可對電致變色材料或配方進行高通量篩選，加快研發(fā)速度，節(jié)省成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為實施例1在透明導電襯底上刻蝕得到的導電層；
[0030]圖2為實施例1中對透明導電襯底上導電層進行超聲噴涂；
[0031]圖3為實施例1中燒結后的透明導電襯底；
[0032]圖4為實施例1中涂有印刷電極的透明導電襯底；
[0033]圖5(a)為實施例1黏有塑料隔板的透明導電襯底；圖5 (b)為實施例1中挖有通孔的塑料隔板；
[0034]圖6為實施例1對通孔區(qū)域超聲滴加電解質溶液
[0035]圖7(a)為實施例1封裝得到的器件；圖7(b)為實施例1黏有導電銅箔的對電極的正面；圖7(c)為黏有導電銅箔的對電極的背面；
[0036]圖8 (a)為實施例1刻蝕后的透明導電襯底的側視圖；圖8 (b)為實施例1涂有印刷電極的透明導電襯底沿印刷電極方向的側視圖；圖8((:)為實施例1涂有印刷電極透明導電襯底的左側視圖；圖8((1)為實施例1黏有塑料隔板的透明導電襯底沿印刷電極方向的側視圖；圖8(e)為實施例1黏有塑料隔板的透明導電襯底的左側視圖；圖8(f)為實施例1封裝得到器件沿印刷電極方向的側視圖；圖8(g)為實施例1封裝得到的器件的左側視圖。
[0037]圖9為實施例2在透明導電襯底上刻蝕得到的導電層；
[0038]圖10為實施例2中對透明導電襯底上導電層進行超聲噴涂；
[0039]圖11為實施例2中燒結后的透明導電襯底；
[0040]圖12為實施例2中涂有印刷電極的透明導電襯底；
[0041]圖13(a)為實施例2黏有塑料隔板的透明導電襯底；圖13(b)為實施例2中挖有通孔的塑料隔板；
[0042]圖14為實施例2對通孔區(qū)域超聲滴加電解質溶液
[0043]圖15(a)為實施例2封裝得到的器件；圖15(b)為實施例2黏有導電銅箔的對電極的正面；圖15(c)為黏有導電銅箔的對電極的背面；
[0044]圖16 (a)為實施例2刻蝕后的透明導電襯底的側視圖；圖16 (b)為實施例2涂有印刷電極的透明導電襯底沿印刷電極方向的側視圖；圖16(c)為實施例2涂有印刷電極透明導電襯底的左側視圖；圖16(d)為實施例2黏有塑料隔板的透明導電襯底沿印刷電極方向的側視圖；圖16(e)為實施例2黏有塑料隔板的透明導電襯底的左側視圖；圖16(f)為實施例2封裝得到器件沿印刷電極方向的側視圖；圖16(g)為實施例2封裝得到的器件的左側視圖。

【具體實施方式】
[0045]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明做進一步地介紹:
[0046]—種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件，包括工作電極、二氧化鈦層、電解液層、對電極，其特征在于，所述工作電極為設置在襯底上的、mXn矩陣排列的透明導電層，所述每個透明導電層上依次設置有二氧化鈦層和電解液層，所述一行或一列的透明導電層分別與同一印刷電極連接，所述對電極為mXn個透明導電層，所述mXn個對電極分別覆蓋在每個帶二氧化鈦層和電解液層的透明導電層的上方，工作電極通過印刷電極引出，對電極通過黏在每個對電極導電層上的銅箔引出，所述印刷電極的個數為m或η個。
[0047]進一步地，當一行的工作電極與同一印刷電極連接并引出時，印刷電極的個數為m個；當一列的工作電極與同一印刷電極連接并引出時，印刷電極的個數為η個。
[0048]進一步地，所述印刷電極為導電漿料固化得到。
[0049]一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，包括以下步驟:
[0050]步驟1:在透明導電襯底上刻蝕形成ηΧη矩陣排列的導電層，每一條刻蝕帶寬度相等且絕緣，刻蝕完成后，分別用去離子水和無水乙醇清洗5?7次，然后在烘箱中70?150°C下烘干；
[0051]步驟2:配制濃度為0.001?0.lg/mL、顆粒大小為5?500nm的納米T12顆粒分散液，然后采用超聲噴涂方法在步驟I刻蝕得到的每一個導電層上噴涂納米T12顆粒分散液，噴涂完成后在500°C下燒結30min，得到厚度為500?1200nm的T12層；
[0052]步驟3:在每一行或每一列的透明導電層上分別放置I塊塑料隔板，所述塑料隔板在每個導電層對應的上方位置開面積小于導電層的方形孔，然后分別采用去離子水和乙醇清洗3?5次，并在烘箱中60?100°C烘干備用；
[0053]步驟4:選取ηΧη個面積大于步驟3中所開方形孔的透明導電襯底，采用去離子水和乙醇超聲清洗3?5次，并在烘箱中70?100°C烘干，取出后在透明導電襯底的導電層一面黏上導電銅箔作為電極引出；
[0054]步驟5:將步驟2處理后得到的透明導電襯底的一行或者一列刻蝕帶上采用絲網印刷機刷涂導電漿料并燒結固化作為印刷電極，所述印刷電極與對應一行或一列的每一個導電層連接，所述印刷電極的個數為η個，所述印刷電極的厚度與步驟I中的刻蝕深度相等;
[0055]步驟6:將步驟3處理好的塑料隔板黏合在步驟5處理好的透明導電襯底上，其中步驟3中所述的方形孔放置于透明導電襯底上刻蝕的導電層上方；
[0056]步驟7:分別配制20mL 0.lmol/L的銅鹽溶液、20mL 0.5mol/L的銀鹽溶液、20mL2mol/L的季銨鹽溶液，采用超聲滴加的方法在步驟6處理得到的每一導電層區(qū)域表面滴加上述配制的銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液，其中銅鹽溶液和銀鹽溶液的滴加量分別為0.0OlmL?0.15mL，季銨鹽溶液的滴加量為0.005mL?0.25mL，滴加的上述三種溶液的總體積為0.035mL?0.3mL,然后將步驟4處理好的透明導電襯底黏合在隔板上的ηΧη個方形孔的上方；
[0057]步驟8:在每個導電層對應的印刷電極和對電極上引出的銅箔上加上電壓，觀察η X η個電致變色器件的變色效果，從而實現對電致變色材料及配方的高通量篩選。
[0058]本發(fā)明所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件可實現對電致變色材料和配方的篩選，主要是通過控制超聲滴加的溶液的種類和體積，從而實現對材料和濃度的篩選。所述電致變色器件可利用多通路電源同時對其中的各電致變色器件單元施加電壓。
[0059]實施例1
[0060]一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，包括以下步驟:
[0061]步驟一:將大小為1cmX 1cm的FTO導電玻璃按圖1所示刻蝕成2X2方陣的導電層，每一條刻蝕帶的寬度均為5mm，并保證刻蝕帶絕緣，分別利用去離子水、無水乙醇分別清洗5次，并在80°C下烘干；
[0062]步驟二:分別稱取0.1g顆粒大小為20nm的二氧化鈦、0.6mL松油醇、0.03g乙基纖維素、0.0lg月桂酸、30mL無水乙醇加入球磨罐中球磨50min后，得到20mL濃度為0.005g/mL的納米T12顆粒分散液，按圖2所示采用超聲噴涂法在步驟一所述每一導電層上噴涂納米T12顆粒分散液，噴涂結束后將該FTO導電玻璃在500°C下燒結30min，得到厚度為600nm的T12層；
[0063]步驟三:將2塊大小為9cmX2.5cm、厚度為0.5mm的聚四氟乙烯隔板按圖5 (b)所示挖出通孔，通孔大小為2cmX 2cm，再將處理好的隔板分別利用去離子水、無水乙醇清洗3次后放入烘箱中，在80°C下烘干，備用；
[0064]步驟四:選取4塊大小為2.5cmX2.8cm的FTO導電玻璃，分別浸泡在去離子水和無水乙醇中，利用超聲清洗機清洗3次，在80°C下烘干，取出后按圖7(b)和(c)所示，在其導電層黏上寬度為3mm的導電銅箔；
[0065]步驟五:采用絲網印刷機按照圖4所示在步驟二處理后的FTO導電玻璃兩列刻蝕帶刷上導電銀漿并在200°C固化，所述印刷電極與對應一列的每一導電層連接，印刷電極的寬度為3mm，厚度與步驟一中刻蝕的深度相同；
[0066]步驟六:將步驟三得到的聚四氟乙烯隔板按圖5(a)所示分別黏合在步驟五處理后的FTO導電玻璃的導電層之上，隔板上所開通孔位于導電層的上方；
[0067]步驟七:分別稱取260mg氯化銅、1.7g硝酸銀、12.896g四丁基溴化銨，分別溶解在20mL DMSO溶液中，配制成溶液；
[0068]步驟八:在步驟六得到的FTO導電玻璃上隔板的通孔邊緣黏上雙面膠，利用超聲滴加分別向每個通孔中注入步驟七中配制好的三種溶液，銀鹽溶液和銅鹽溶液注入的量分別為0.005mL，季銨鹽溶液的注入量為0.lmL，然后蓋上步驟四得到的FTO導電玻璃，導電層向下并壓實，并通過導電銅箔引出，再依次對其它的通孔采取上述相同的操作，完成之后在每個導電層部分對應的印刷電極和導電銅箔上加上合適的電壓，觀察其電致變色的效果以進行材料和配方的篩選。
[0069]本實施例制備得到的器件能很好的實現對電沉積電致變色材料的高通量篩選，一次可以實現4個不同配方的篩選。并且實驗完成之后，對相關部件進行拆除清洗之后，還可重復利用。
[0070]實施例2
[0071]一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，包括以下步驟:
[0072]步驟一:將大小為1cmX 1cm的FTO導電玻璃按圖9所示刻蝕成4X4方陣排列的導電層，每一條刻蝕帶的寬度均為5mm，并保證刻蝕帶絕緣，分別利用去離子水、無水乙醇分別清洗5次，并在80°C下烘干；
[0073]步驟二:分別稱取0.1g顆粒大小為20nm的二氧化鈦、0.6mL松油醇、0.03g乙基纖維素、0.0lg月桂酸、30mL無水乙醇加入球磨罐中球磨50min,得到20mL濃度為0.005g/mL的納米T12顆粒分散液，并按圖10所示利用超聲噴涂的方法在步驟一所述每一導電層上噴涂納米T12顆粒分散液，噴涂結束后在500°C下燒結30min，得到厚度為800nm的T12層；
[0074]步驟三:將4塊大小為9cmX 1.5cm，厚度為0.5mm聚四氟乙烯隔板按圖13(b)所示挖出通孔，通孔大小為1.2cmXl.2cm，再將處理好的隔板分別利用去離子水、無水乙醇清洗3次，并在80°C下烘干，備用；
[0075]步驟四:選取16塊大小為1.5cmXl.8cm的FTO導電玻璃，分別浸泡在去離子水和無水乙醇中，超聲清洗3次，在80°C下烘干，取出后按照圖15(b)和(c)所示，在其導電層黏上寬度為3mm的導電銅箔；
[0076]步驟五:采用絲網印刷機按照圖12所示在步驟二處理后的FTO導電玻璃四列刻蝕帶刷上導電銀漿并在200°C固化，所述印刷電極與對應一列的每一導電層連接，印刷電極的寬度為3mm，厚度與步驟一中刻蝕的深度一致；
[0077]步驟六:將步驟三中得到的聚四氟乙烯隔板按圖13(a)所示分別黏合在步驟五處理后的FTO導電玻璃的導電層之上，隔板上所開通孔位于導電層的上方；
[0078]步驟七:分別稱取260mg氯化銅、1.7g硝酸銀、12.896g四丁基溴化銨，分別溶解在20mL的DMSO溶液中，配制成溶液；
[0079]步驟八:在步驟六得到的FTO導電玻璃上隔板的通孔邊緣黏上雙面膠，采用超聲滴加的方法分別向每個通孔中注入步驟七中配制的三種溶液，銀鹽溶液和銅鹽溶液注入的量分別為0.lmL，季銨鹽溶液的注入量為0.25mL，然后蓋上步驟四得到的FTO導電玻璃，導電層向下并壓實，并通過導電銅箔引出，再依次對其它的通孔采取上述相同的操作，完成之后在每個導電層部分對應的印刷電極和導電銅箔上加上合適的電壓，觀察其電致變色的效果以進行材料的篩選。
[0080]本實施例制備得到的器件能很好的完成對電沉積電致變色材料的高通量篩選，一次可同時實現16個不同配方的篩選，并且實驗完成之后，對相關部件進行拆除清洗之后，還可以重復利用。
[0081]實施例3
[0082]一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，包括以下步驟:
[0083]步驟一:將大小為1cmX 1cm的FTO導電玻璃刻蝕成6X6的方陣，每一條刻蝕帶的寬度均為5mm，并保證刻蝕帶部分絕緣，分別利用去離子水、無水乙醇分別清洗5次后放入烘箱中，在80°C下烘干；
[0084]步驟二:分別稱取0.1g的顆粒大小為20nm的二氧化鈦、0.6mL松油醇、0.03g乙基纖維素、0.0lg月桂酸、30mL無水乙醇加入球磨罐中球磨50min后，得到20mL濃度為0.005g/mL的納米T12顆粒分散液，然后采用超聲噴涂法在步驟一所述每一導電層上噴涂納米T12顆粒分散液，噴涂結束后在500°C下燒結30min，得到厚度為800nm的T12層；
[0085]步驟三:將6塊大小為9cmXlcm，厚度為0.5mm的聚四氟乙烯隔板按照實施例1規(guī)律挖出通孔，通孔大小為0.7cmX0.7cm，再將處理好的隔板分別利用去離子水、無水乙醇清洗3次后放入烘箱中，在80°C下烘干，備用；
[0086]步驟四:選取36塊大小為IcmX 1.3cm的FTO導電玻璃，分別浸泡在去離子水和無水乙醇中，利用超聲清洗機清洗3次，在80°C下烘干，取出后在其導電層黏上寬度為3mm的導電銅箔；
[0087]步驟五:采用絲網印刷機在步驟二處理后的FTO導電玻璃六列刻蝕帶刷上導電銀漿并在200°C固化，所述印刷電極與對應一列的每一導電層連接，印刷電極的寬度為3mm，厚度與步驟一中刻蝕的深度相同；
[0088]步驟六:將步驟三得到的聚四氟乙烯隔板分別黏合在步驟五處理后的FTO導電玻璃的導電層之上，隔板上所開通孔位于導電層的上方；
[0089]步驟七:分別稱取260mg氯化銅、1.7g的硝酸銀、12.896g四丁基溴化銨，分別溶解在20mL DMSO溶液中，配制成溶液。
[0090]步驟八:在步驟六得到的FTO導電玻璃上隔板的通孔邊緣黏上雙面膠，利用超聲滴加分別向每個通孔中注入步驟七中配制好的三種溶液，銀鹽溶液和銅鹽溶液注入的量分別為0.05mL，季銨鹽溶液的注入量為0.1，然后蓋上步驟四得到的FTO導電玻璃，導電層向下并壓實，并通過導電銅箔引出，再依次對其它的通孔采取上述相同的操作，完成之后在每個導電層部分對應的印刷電極和導電銅箔上加上合適的電壓，觀察其電致變色的效果以進行材料和配方的篩選。
[0091]本實施例制備得到的器件能很好的完成對電沉積電致變色材料的高通量篩選作，一次可以實現36個不同配方的篩選。并且實驗完成之后，對相關部件進行拆除清洗之后，還可以重復利用。
[0092]實施例4
[0093]一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，包括以下步驟:
[0094]步驟一:將大小為1cmXlOcm的AZO導電玻璃刻蝕成4X4的方陣排列的導電層，每一條刻蝕帶的寬度均為5mm，并保證刻蝕帶絕緣，分別利用去離子水、無水乙醇分別清洗5次，并在80°C下烘干；
[0095]步驟二:分別稱取0.1g的顆粒大小為20nm的二氧化鈦、0.6mL松油醇、0.03g乙基纖維素、0.0lg月桂酸、30mL無水乙醇加入球磨罐中球磨50min后，得到20mL濃度為0.005g/mL的納米T12顆粒分散液,采用超聲噴涂法在步驟一中所述每一導電層上噴涂納米T12顆粒分散液，噴涂結束后在500°C下燒結30min，得到厚度為100nm的T12層；
[0096]步驟三:將4塊大小為9cmXl.5cm，厚度為0.5mm聚四氟乙烯隔板按照實施例1規(guī)律挖出通孔，通孔大小為1.2cmXl.2cm，再將處理好的隔板分別利用去離子水、無水乙醇清洗3次，在80°C下烘干，備用；
[0097]步驟四:選取16塊大小為1.5cmXl.8cm的AZO導電玻璃，分別浸泡在去離子水和無水乙醇中，利用超聲清洗機清洗3次，在80°C下烘干，取出后在其導電層黏上寬度為3mm的導電銅箔；
[0098]步驟五:采用絲網印刷機在步驟二處理后的AZO導電玻璃四行刻蝕帶刷上導電銀漿并在200°C固化，所述印刷電極與對應一行的每一導電層連接，印刷電極的寬度為3mm，厚度與步驟一刻蝕的深度相同；
[0099]步驟六:將步驟三得到的聚四氟乙烯隔板分別黏合在步驟五處理后的AZO導電玻璃的導電層之上，隔板上所開通孔位于導電層的上方；
[0100]步驟七:分別稱取260mg氯化銅、1.7g的硝酸銀、12.896g四丁基溴化銨，分別溶解在20mL的DMSO溶液中，配制成溶液。
[0101]步驟八:在步驟六中得到的AZO導電玻璃上隔板的通孔邊緣黏上雙面膠，利用超聲滴加分別向每個通孔中注入步驟七中配制好的三種溶液，銀鹽溶液和銅鹽溶液注入的量分別為0.12mL，季銨鹽溶液的注入量為0.2mL，然后蓋上步驟四得到的AZO導電玻璃，導電層向下并壓實，并通過導電銅箔引出，再依次對其它的通孔采取上述相同的操作，完成之后在每個導電層部分對應的印刷電極和導電銅箔上加上合適的電壓，觀察其電致變色的效果以進行材料和配方的篩選。
[0102]本實施例制備得到的器件能很好的完成對電沉積電致變色材料的高通量篩選的工作，一次可以實現16個不同配方的篩選。并且實驗完成之后，對相關部件進行拆除清洗之后，還可以重復利用。
[0103]實施例5
[0104]一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，包括以下步驟:
[0105]步驟一:將大小為1cmXlOcm的FTO導電玻璃刻蝕成4X4方陣排列的導電層，每一條刻蝕帶的寬度均為5mm，并保證刻蝕帶絕緣，分別利用去離子水、無水乙醇分別清洗5次，并在80°C下烘干；
[0106]步驟二:分別稱取0.1g的顆粒大小為20nm的二氧化鈦、0.6mL松油醇、0.03g乙基纖維素、0.0lg月桂酸、30mL無水乙醇加入球磨罐中球磨50min后，得到20mL濃度為0.005g/mL的納米T12顆粒分散液,采用超聲噴涂法在步驟一所述每一導電層上噴涂納米T12顆粒分散液，噴涂結束后在500°C下燒結30min，得到厚度為1200nm的T12層；
[0107]步驟三:將4塊大小為9cmXl.5cm，厚度為0.5mm聚四氟乙烯隔板按照實施例1規(guī)律挖出通孔，通孔大小為1.2cmXl.2cm，再將處理好的隔板分別利用去離子水、無水乙醇清洗3次后放入烘箱中，在80°C下烘干，備用；
[0108]步驟四:選取16塊大小為1.5cmXl.8cm的FTO導電玻璃，分別浸泡在去離子水和無水乙醇中，利用超聲清洗機清洗3次，在80°C下烘干，取出后在其導電層黏上寬度為3mm的導電銅箔；
[0109]步驟五:采用絲網印刷機在步驟二處理后的FTO導電玻璃四列刻蝕帶刷上導電銀漿并在200°C固化，所述印刷電極與對應一列的每一導電層連接，印刷電極的寬度為3mm，厚度與步驟一中刻蝕的深度相同；
[0110]步驟六:將步驟三得到的聚四氟乙烯隔板分別黏合在步驟五處理后的FTO導電玻璃的導電層之上，隔板上所開通孔位于導電層的上方；
[0111]步驟七:分別稱取260mg氯化銅、1.7g硝酸銀、12.896g四丁基溴化銨，分別溶解在20mL的DMF溶液中，配制成溶液；
[0112]步驟八:在步驟六得到的FTO導電玻璃上隔板的通孔邊緣黏上雙面膠，利用超聲滴加分別向每個通孔中注入步驟七中配制好的三種溶液，銀鹽溶液和銅鹽溶液注入的量分別為0.08mL，季銨鹽溶液的注入量為0.lmL，然后蓋上步驟四得到的FTO導電玻璃，導電層向下并壓實，并通過導電銅箔引出，再依次對其它的通孔采取上述相同的操作，完成之后在每個導電層部分對應的印刷電極和導電銅箔上加上合適的電壓，觀察其電致變色的效果以進行材料和配方的篩選。
[0113]本實施例制備得到的器件能很好的實現對電沉積電致變色材料的高通量篩選的工作，一次可實現16個不同配方的篩選。并且實驗完成之后，對相關部件進行拆除清洗之后，還可以重復利用。
【權利要求】
1.一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件，包括基板和設置在基板上的HiXn矩陣排列的電致變色器件單元，所述電致變色器件單元從下往上依次為設置在基板上的工作電極、二氧化鈦層、電解液層和對電極，所述一行或一列的工作電極與同一印刷電極連接并作為工作電極弓I出，所述印刷電極的個數為m或η個。
2.根據權利要求1所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件，其特征在于，所述對電極為mXn個透明導電層。
3.根據權利要求1所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件，其特征在于，所述電解液為銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液的混合液。
4.根據權利要求1所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件，其特征在于，所述印刷電極為導電漿料固化得到。
5.一種高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，包括以下步驟: 步驟1:在透明導電襯底上刻蝕形成mXn矩陣排列的導電層，每一條刻蝕帶寬度相同且絕緣,刻蝕完成后,清洗并烘干； 步驟2:在步驟I刻蝕得到的每一個導電層上噴涂納米T12分散液，燒結，得到厚度為500 ?1200nm 的 T12 層； 步驟3:在步驟2處理后得到的透明導電襯底的一行或一列的刻蝕帶上制備印刷電極，所述印刷電極與對應一行或一列的每一導電層連接，所述印刷電極的個數為m或η個； 步驟4:在步驟3處理后的每一導電層的四周設置塑料隔板，然后向每個導電層區(qū)域滴加銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液； 步驟5:將mXn個對電極分別放置于步驟4處理后的每一導電層的上方，并通過導電銅猜引出； 步驟6:在每個導電層對應的印刷電極和對電極上引出的銅箔上加電壓，觀察mXn個電致變色器件的變色效果，從而實現對電致變色材料及配方的高通量篩選。
6.根據權利要求5所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，其特征在于，所述的m和η滿足關系:m = η。
7.根據權利要求5所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，其特征在于，步驟I中所述的透明導電襯底為FTO導電玻璃、IZO導電玻璃、AZO導電玻璃、GZO導電玻璃、SZO導電玻璃、BZO導電玻璃、FZO導電玻璃、ATO導電玻璃、摻鈮的In2O3透明導電玻璃、摻鈧的氧化鋅透明導電玻璃、摻鉈的SnO2透明導電玻璃、摻鎢的SnO2透明導電玻璃。
8.根據權利要求5所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，其特征在于，步驟I中所述的透明導電襯底為ΙΤΟ/ΡΕΤ、ΑΖ0/ΡΕΤ、AZO/PC、AZO/PES、AZ0/PVDF、ΑΖ0/ΤΡΤ、GZO/PET、GZO/PC、GZ0/PEN、ΙΖ0/ΡΕΤ、IZO/PC、FTO/PET、AT0/PES。
9.根據權利要求5所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，其特征在于，步驟4中采用超聲滴加的方法滴加銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液，所述銅鹽溶液的濃度為0.lmol/L，所述銀鹽溶液的濃度為0.5mol/L，所述季銨鹽溶液的濃度為2mol/L，所述銅鹽和銀鹽溶液的滴加量分別為0.001?0.15mL，所述季銨鹽的滴加量為0.005?0.25mL，三種溶液的滴加總量為0.035mL?0.3mL。
10.根據權利要求5所述的高通量篩選電致變色材料的電致變色器件的制備方法，其特征在于，步驟4中所述的銅鹽溶液、銀鹽溶液和季銨鹽溶液的溶劑為甲酰胺、二甲基亞砜 (DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、六甲基磷酰胺中的任意一種。
【文檔編號】G02F1/155GK104317129SQ201410589550
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】向勇, 吳剛, 葉濤, 胡琮瑾, 吳露 申請人:電子科技大學