可逆電致變色殼件及其制造方法
【專利摘要】本發明提出一種制造可逆電致變色殼件的方法，包括下列步驟：提供一基材層；以及形成氧化鎢層于該基材層上，其中該氧化鎢層同時包括鎢氧單鍵鍵結和鎢氧雙鍵鍵結結構；提供容納一電解液的一電解槽，其中該電解液包括氯化鈉溶液和碳酸氫鈉溶液;使該電解液浸潤該基材層和該氧化鎢層；以及響應一變色電場而將陽離子嵌入/移出該氧化鎢層，最后該氧化鎢層表面呈現出肉眼可辨的鮮艷光澤。
【專利說明】可逆電致變色殼件及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明是關于一種電致變色對象，且特別是關于一種可逆電致變色對象件及其制造方法。
【背景技術】
[0002]電致變色(Electrochrom)系指材料在外加電壓或者電場作用下，其顏色或者透明度可發生可逆性的變化。當外加電壓或者電場消失時，材料顏色或透明度回復至初始狀態。因電致變色材料具有記憶功能，故可廣泛地應用于顯示組件、變色玻璃、存儲媒介及外觀裝飾等領域。通常具有變色功能的材料可包括基材及形成于基材上的電致變色薄膜。
[0003]相較于氧化鎳材，目前鍍膜材料多以氧化鎢為主，主要是因氧化鎢鍍膜熔點較高且耐磨性較好，有顯著的電致變色、氣致變色、光致變色的特性，它可以用來做成平板顯示器、光電變色顯示窗、具有讀寫擦功能的光學器件、光調制器件、氣體傳感器、溫度濕度傳感器等等。
[0004]電致色變的裝置一般可分類為一第一模式裝置或一第二模式裝置。該第一模式裝置為陽極裝置，即材料顏色的變化是因為電子與陽離子同時移出的情況，材料可選自銥、銠、鎳與鈷；該第二模式裝置為陰極裝置，即材料顏色的變化是由于電子與陽離子同時注入的情況，材料為三氧化鶴(Tungsten Oxide, W03)或三氧化猛(Mn03)。
[0005]造成三氧化鎢電致色變的機理在于，施加負電位于電致色變裝置使電子與陽離子同時注入而使三氧化鎢結構重新排列生成含有陽離子的鎢氧化合物。當施加正電位于電致色變裝置時，因為正負相吸引造成電子與陽離子同時移出裝置，稱之逆反應并且呈現褪色狀態。若施加負電位使其著色后將電流中斷，顏色將會維持一段時間才會逐漸的褪去，則稱之為記憶特性。
[0006]三氧化鎢薄膜在未變色之前會呈現近透明無色，是因為在可見光波長的范圍下，無法使在價電帶的電子被激發到導帶，表示三氧化鎢需要更短的波長才能激發電子產生跳躍，所以造成三氧化鎢價帶中的電子不會吸收任何可見光，因此未變色的薄膜會呈現近透明無色。
[0007]三氧化鎢變色反應式(I)如下:
【權利要求】
1.一種制造電致變色對象的方法，包括下列步驟: 提供一基材層，其為非透明材質；以及 形成一氧化鎢層于該基材層上，且該氧化鎢層位于該電致變色對象的表層，其中該氧化鎢層同時包括鎢氧單鍵鍵結和鎢氧雙鍵鍵結結構。
2.如權利要求1所述的方法，于形成該氧化鎢層之前，更包括下列步驟: 在該基材層一表面涂布高分子材料，以在該基材層上形成一平坦化層；以及 在該平坦化層上鍍設包括鈦、鋁、鎳及不銹鋼至少其中之一的一導電材料形成一導電層，其中該導電層厚度小于3微米，該氧化鎢層設于該導電層上。
3.如權利要求1所述的方法，其中該氧化鎢層包括一摻雜物質，該摻雜物質更包括氮和硅的至少其中之一。
4.如權利要求1所述的方法，其中該氧化鎢層具有一彩色紋理，且該彩色紋理包括文字和圖案的至少其中之一。
5.如權利要求1所述的方法，其中該形成該氧化鎢層于該基材層上的步驟包括: 對該基材層執行一濺鍍制程來形成該氧化鎢層，其中氬氧比為1.1~1.2、電流為廣2安培，使得該氧化鎢層具有一厚度小于500奈米、一拉曼位移和一鍵結結構，以及該氧化鎢層呈現可見光譜為400~600奈米的色澤。
6.一種電致變色 對象，包括: 一基材層，其為非透明材質；以及 一金屬氧化層，形成于該基材層上，且該金屬氧化層位于該電致變色對象的表層，其中該金屬氧化層同時包括金屬與氧單鍵鍵結和金屬與氧雙鍵鍵結的結構。
7.如權利要求6所述的對象，另包括: 一平坦化層，系以一高分子材料形成于該基材層一表面上；以及 一導電層，系以一導電材料鍍設在該平坦化層上； 其中，該金屬氧化層形成于該導電層上。
8.如權利要求6或7所述的對象，其中該金屬氧化層包括一摻雜物質，該摻雜物質更包括氮和硅的至少其中之一。
9.如權利要求6所述的對象，其中該基材層系3C產品殼件或3C產品保護殼套的底材。
10.如權利要求6所述的對象，其中該基材層系一飾品配件的底材。
11.一種使如權利要求6所述的電致變色對象變色的方法，該方法包括: 提供一變色裝置，包括:一槽體；一含有陽離子的水溶液，其容置于該槽體內；一直流電源，具有第一電壓端及第二電壓端；以及一對電極，其電性連接該第一電壓端，并浸入該水溶液； 電性連接該電致變色對象至該第二電壓端，并使該電致變色物件的金屬氧化層浸入該水溶液；以及 對該水溶液施加一電壓，使該電致變色對象由一第一顏色轉變成一第二顏色。
12.如權利要求11所述的方法，于對該水溶液施加一電壓時，當該第一電壓端為正電極，該第二電壓端為負電極時， 水溶液的陽離子嵌入該電致變色物件的金屬氧化層；當該第一電壓端為負電極，該第二電壓端 為正電極時，原先嵌入該金屬氧化層的陽離子自該金屬氧化層移出。
【文檔編號】C25B1/00GK103885264SQ201210554991
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月20日 優先權日:2012年12月20日
【發明者】莊道良, 華振宇, 黃建龍, 高于迦, 吳春甫 申請人:財團法人金屬工業研究發展中心