[实用新型]一种可动手组装的电致变色教具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可动手组装的包含电致变色器件的教具。

背景技术

有机光电材料由于其低成本、柔性、环保等特点，在柔性电子纸、电子射频商标和存储器件等方面的潜在应用而受到人们的广泛关注。有机光电材料环保绿色的特点也使其变得日趋重要，在各个教学单位也开始重视有机光电材料器件的教学，如太阳能电池器件、有机发光二极管等。

专利CN102054385A和专利CN102654950A公开的均为太阳能光伏电池的教具，可在课堂上通过太阳能转换装置将太阳光转换为电能并输出至教学电器上，让学生操作教具直观地了解光伏效应和太阳能的应用，激发学生的低碳意识和对新能源应用的认识基本原理。然而基于有机光电材料和器件的教具现在还仅限于太阳能光伏电池，还未有有机电致变色教具的实用新型公开或报道。并且以往的教具仅限于学生在现有已安装调试好的教具上进行简单的操作，一方面很难了解到光电器件的内部结构和工作原理，另一方面也减少了学生自己动手、发挥创造性的机会，使得教具寓教于乐的目的不能充分发挥。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种简单、易组装、安全的可动手组装的包含电致变色器件的教具，本实用新型可应用于课堂教学或者学生的课外兴趣学习中。

本实用新型所提供的一种可动手组装的电致变色教具，它包括控制电路、设于所述控制电路上的电源和显示窗；

所述显示窗由依次叠加的阴极、活性层和阳极组成；

所述阴极与所述阳极均由透明导电材料层制成；

所述活性层由依次叠加的电致变色材料层、导电电解质层和导电离子储存层组成。

上述的电致变色教具，所述活性层的厚度为50nm～500μm。

上述的电致变色教具，所述阴极与所述阳极中，所述透明导电材料层均可设于透明基材上，如设于无机玻璃、有机玻璃和透明薄膜等的表面上。

上述的电致变色教具，所述阴极与所述阳极的表面上包覆有密封垫片。

上述的电致变色教具，所述透明导电材料可为掺杂的氧化锡、掺杂的氧化铟或掺杂的氧化锌，如锡掺杂的氧化铟锡（ITO）。

上述的电致变色教具，所述电致变色材料层可由无机电致变色材料或有机电致变色材料制成；

所述无机电致变色材料层具体可由氧化钨、氧化钼、五氧化二钒、氧化铋、氧化铌、氧化镍、氧化钴、氧化铑或氧化锰制成；

所述有机电致变色材料层具体可由紫罗晶类有机小分子（N,N’-二取代-4,4'-联吡啶盐）、聚噻吩导电聚合物、聚吡咯导电聚合物（如聚（3,4-乙撑二氧噻吩）、聚（3-溴噻吩）或聚（3,4-二溴噻吩））或聚苯胺类导电聚合物制成。

上述的电致变色教具，所述导电电解质层可由全固态聚合物电解质、凝胶聚合物电解质或复合型聚合物电解质制成，如将氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、高氯酸钾、氮化锂或偏铝酸锂等无机填料添加到聚合物电解质体系中得到的复合型聚合物电解质材料。

上述的电致变色教具，所述离子储存层可由氧化钛、五氧化二钒、氧化铈或氧化锌制成，当所述电致变色材料发生氧化还原反应时，所述离子储存层发生相应的还原氧化反应，从而起平衡电荷的作用。

上述的电致变色教具，所述电源为直流电源，其输出电压可为-5V～5V。

本实用新型提供的电光功能教具的核心是一个基于电致变色材料的电响应显示窗，其一种工作情况如下：通电前显示窗显示色彩A；通电后显示窗显示色彩B，关闭电源后仍可记忆色彩B；等待足够长时间或者接通反向电源可恢复颜色A。本实用新型中教具的另一种工作情况是，通过调节电路来控制显示窗的透光率，从而选择性地显示窗后的图像。

本实用新型的电致变色的电光功能教具，使用者可通过控制电路方便地调节显示窗的显示性能。另外，电致变色器件作为教具使用时，其工作时间和工作频率等对于电致变色材料的特性和寿命等要求相对较低，因此可选择使用的电致变色材料较为广泛。可广泛采用多种变色材料来实现丰富的色彩显示和透光度变化，基于本实用新型可设计多种形状和显示功能的教具。本实用新型可以提高使用者尤其是青少年学生群体，对于电致变色器件的结构和工作原理的学习积极性，以及动手和团队协作能力。

附图说明

图1为本实用新型的电致变色教具的显示窗的结构示意图。

图2为本实用新型的电致变色教具的结构示意图。

图3为实施例2中电控制的可控颜色变化的电致变色窗教具的照片。

图4为实施例3中的电控制的可控透光度的电致变色窗教具的照片。