CN111158167A - 可调光变色眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可调光变色眼镜,其包括:镜框、镜腿以及电致变色电致变色镜片,所述镜腿枢转连接于所述镜框的两端,所述电致变色镜片嵌合于所述镜框上;所述电致变色镜片包括:至少一组电致变色器件、位于所述至少一组电致变色器件一侧的玻璃片或树脂片、位于所述至少一组电致变色器件另一侧的玻璃片或树脂片。本发明采用电致变色器件制作电致变色镜片,并通过调光调色控制单元、电路控制单元、光线感应器实现在任意时间控制眼镜的颜色和透光度,克服了目前光致变色眼镜变色过程不可控,响应时间长,颜色单一的缺点,使得可调光调色变色眼镜可以在更多的场合中得到应用。
Description
技术领域
本发明涉及电致变色技术领域,尤其涉及一种可调光变色眼镜。
背景技术
变色眼镜是一种能够在特定波长的光线(紫外或者短波可见光)照射下,改变其电致变色镜片颜色和透光度的一种眼镜,使人眼能够适应环境光线的变化,减少视觉疲劳,保护眼睛。其功能的实现依靠的是组成其电致变色镜片的光致变色玻璃。
但是这类由光致变色玻璃制备的变色眼镜仍然存在许多问题,例如,变色过程不可控,只有在满足其变色条件的光线氛围内能够实现变色,不能在任意场合或者任意时间内实现变色;变色速度较慢,通常以分钟计,尤其是由着色态即深色向褪色态即浅色状态变化时,需要更长的时间,严重影响了环境明到暗后的视觉观察;变色颜色种类单一,仅有灰色,茶色,淡蓝色等有限的几种,无法广泛适用于各种自然和人为环境的变化。
因此,亟须设计一种能够可人为调光调色,快速响应的变色眼镜以解决上述依靠光致变色玻璃为主体的传统变色眼镜的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调光变色眼镜,以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述发明目的,本发明提供一种可调光变色眼镜,其包括:镜框、镜腿以及电致变色电致变色镜片,所述镜腿枢转连接于所述镜框的两端,所述电致变色镜片嵌合于所述镜框上;
所述电致变色镜片包括:至少一组电致变色器件、位于所述至少一组电致变色器件一侧的玻璃片或树脂片、位于所述至少一组电致变色器件另一侧的玻璃片或树脂片,
所述眼镜还包括:调光调色控制单元、电路控制单元、光线感应器,所述调光调色控制单元和电路控制单元集成于所述镜腿或镜框上,所述调光调色控制单元与所述电路控制单元电连接,所述光线感应器集成于所述镜框或镜腿上,其与所述电路控制单元电连接,所述电致变色镜片中的ITO导电层与所述电路控制单元电连接。
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述电致变色器件包括依次层叠设置的:基底、ITO导电层、电致变色层、离子导电层和离子存储层;
所述电致变色层包括:至少一种有机电致变色高分子材料,所述电致变色层与ITO导电层电性连接,所述电致变色层通过所述离子导电层与所述离子存储层电性连接。
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述有机电致变色高分子材料选自:黄色至透明电致变色高分子材料、蓝色至透明电致变色高分子材料、红色至透明电致变色高分子材料、黑色至透明电致变色高分子材料。
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述黄色至透明电致变色高分子材料的结构式为:
所述蓝色至透明电致变色高分子材料的结构式为:
所述红色至透明电致变色高分子材料的结构式为:
所述黑色至透明电致变色高分子材料的结构式为:
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述基底为30-1000μmPET柔性膜形成的基底。
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述离子导电层的厚度为0.1-200μm,其采用固态或者凝胶态聚合物电解质材料制作而成。
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述离子存储层的厚度为0.1-200μm,其采用二氧化钛制作而成。
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述电致变色器件包括依次层叠设置的:基底、ITO导电层、电致变色层、离子导电层、离子存储层、ITO导电层、基底。
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述电致变色器件由如下方法制作而成:
将有机电致变色高分子材料溶解于溶剂中,并将得到的有机电致变色高分子材料溶液喷涂于位于基底的ITO导电层上,形成电致变色层,在电致变色层上通过旋涂、喷涂或者涂布印刷的方式制作离子导电层,在离子导电层上通过旋涂、喷涂或者涂布印刷的方式制作离子存储层。
作为本发明的可调光变色眼镜的改进,所述眼镜还包括集成于所述镜腿或镜框上的锂电池组,所述锂电池组为所述电致变色器件、调光调色控制单元、电路控制单元、光线感应器供电。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采用电致变色器件制作电致变色镜片,并通过调光调色控制单元、电路控制单元、光线感应器实现在任意时间控制眼镜的颜色和透光度,克服了目前光致变色眼镜变色过程不可控,响应时间长,颜色单一的缺点,使得可调光调色变色眼镜可以在更多的场合中得到应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中电致变色器件一实施例的层结构示意图;
图2为本发明中电致变色器件另一实施例的层结构示意图;
图3为本发明的可调光变色眼镜的一实施例的立体示意图。
具体实施方式
下面结合各实施方式对本发明进行详细说明,但应当说明的是,这些实施方式并非对本发明的限制,本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代,均属于本发明的保护范围之内。
如图1所示,本发明一实施例提供一种电致变色器件,其包括依次层叠设置的:基底1、ITO导电层2、电致变色层3、离子导电层4和离子存储层5。
所述电致变色层包括:至少一种有机电致变色高分子材料,所述电致变色层与ITO导电层电性连接,所述电致变色层通过所述离子导电层与所述离子存储层电性连接。
其中,所述电致变色层的厚度为0.1-500μm。所述电致变色层可以由具有不同基础颜色的有机电致变色高分子组成。所述电致变色电致变色镜片的透光度为30%-85%,变色速度为5-30秒。电致变色材料为黄色至透明、蓝色至透明、红色至透明、黑色至透明等电致变色高分子。
所述黄色至透明电致变色高分子材料的结构式为:
所述蓝色至透明电致变色高分子材料的结构式为:
所述红色至透明电致变色高分子材料的结构式为:
所述黑色至透明电致变色高分子材料的结构式为:
本发明中带有ITO导电层的柔性基底,其ITO层厚度为10-100μm,其作用是为电致变色层和离子存储层提供电压,并在器件边缘有导电引线引出,连接电路控制单元;其柔性基底可以为30-1000μmPET柔性膜,其作用是为多层材料提供支撑和保护。
本发明中,所述离子导电层的厚度为0.1-200μm,材料为固态或者凝胶态聚合物电解质,包括聚氧化乙烯基电解质和聚甲基丙烯酸甲酯基电解质。所述离子存储层的厚度为0.1-200μm,材料为二氧化钛。此外,电致变色层、离子导电层和离子存储层可以通过旋涂,喷涂和涂布印刷的方法被制备。
如图2所示,本发明另一实施例提供一种电致变色器件,其包括依次层叠设置的:基底1、ITO导电层2、电致变色层3、离子导电层4、离子存储层5、ITO导电层6、基底7。
本发明另一实施例提供一种如上所述电致变色器件的制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:
将有机电致变色高分子材料溶解于溶剂中,并将得到的有机电致变色高分子材料溶液喷涂于位于基底的ITO导电层上,形成电致变色层,在电致变色层上通过旋涂、喷涂或者涂布印刷的方式制作离子导电层,在离子导电层上通过旋涂、喷涂或者涂布印刷的方式制作离子存储层。
如图3所示,本发明另一实施例提供一种可调光变色眼镜,其包括:镜框10、镜腿11以及电致变色镜片12,所述镜腿11枢转连接于所述镜框10的两端,所述电致变色镜片12嵌合于所述镜框10上。
所述电致变色镜片12包括:至少一组如上所述的电致变色器件、位于所述至少一组电致变色器件一侧的玻璃片或树脂片、位于所述至少一组电致变色器件另一侧的玻璃片或树脂片。一个实施方式中,电致变色器件通过夹胶的方法使用光学胶黏附于两层玻璃或者树脂电致变色镜片12之间构成。所述光学胶的厚度为0.1-200μm,材料为合成树脂光学胶,包括环氧胶粘剂,聚氨酯胶粘剂,有机硅树脂和光敏胶粘剂等。
所述眼镜还包括:调光调色控制单元13、电路控制单元14、光线感应器15,所述调光调色控制单元13和电路控制单元14集成于所述镜腿11或镜框10上,所述调光调色控制单元13与所述电路控制单元14电连接,所述光线感应器15集成于所述镜框10或镜腿11上,其与所述电路控制单元14电连接,所述电致变色镜片12中的ITO导电层与所述电路控制单元14电连接。
其中,镜框10,所述镜框10可以为塑料材质或者金属材质,在镜框10前端安置光线感应器15,在镜框10内部安置有导线101,用于连接电池组,电致变色电致变色镜片12,调光调色控制单元13,电路控制单元14和光线感应器15。镜腿11,所述镜腿11用于安置电池组,调光调色控制单元13和电路控制单元14。调光调色控制单元13,所述调光调色控制单元13用于人为的操作电路控制单元14对电致变色电致变色镜片12的电压大小和正反向的输出而进一步控制电致变色镜片12的颜色和深浅。电路控制单元14,所述电路控制单元14为集成电路,用于接收来自电池组的电流,调光调色控制单元13和光线感应器15的电流信号,并对电致变色电致变色镜片12的电流输出形成控制。光线感应器15,所述光线感应器15用于感应外界光线强弱,并在自动调节模式下,对电路控制单元14形成控制,随着外界光源的变化调节电致变色电致变色镜片12的深浅。
调光调色控制单元13和电路控制单元14均采用现有的控制单元。
所述眼镜还包括集成于所述镜腿或镜框上的锂电池组16,所述锂电池组16为所述电致变色器件、调光调色控制单元、电路控制单元、光线感应器供电。锂电池组16为可充电电池,工作电压为1.2-2伏。
下面结合两个具体实施例对本发明眼镜的技术方案进行举例说明。
实施例1
本实施例提供了一种可调光调色变色眼镜,由电致变色电致变色镜片,镜框,镜腿,调光调色控制单元,电路控制单元,光线感应器,内藏导线,锂电池组等部分组成。
具体而言,电致变色电致变色镜片由预先切割成型的2片玻璃电致变色镜片和带有引出导线的电致变色器件经夹胶的方法成型。
在本实施例中,玻璃电致变色镜片厚度为0.2-2mm,优选为1mm,透光度为85%-95%,优选为90%,其形状无限制,只要是符合各种样式的眼镜电致变色镜片要求即可。
在本实施例中,光学胶的厚度为0.1-200μm,优选为50μm的环氧胶。
在本实施例中,电致变色器件由柔性基底,ITO导电层,离子存储层,离子导电层,电致变色层和由ITO层引出的导线构成,其结构图如图2所示。其中,柔性基底为厚度1mm的PET柔性膜;ITO层厚度为100μm;离子存储层为二氧化钛,厚度为100μm;离子导电层为聚甲基丙烯酸甲酯基电解质,厚度为100μm,电致变色层厚度为150μm,采用红色至无色电致变色高分子,结构如下:
其中,m,n,o,p为1-无穷的自然整数,(m+n):o=17:3,R为2-乙基己基。
电致变色器件的制备方法包括:首先,将电致变色高分子以质量比为1:4的比例溶解于甲苯溶剂中,使用喷涂的方法在带有ITO导电层的PET柔性薄膜上形成一层电致变色层,并且,使用相同的方法,在第二片PET柔性薄膜的ITO导电层上形成一层二氧化钛离子存储层;其次,在形成的电致变色层和离子存储层上分别喷涂聚甲基丙烯酸甲酯基电解质层,并将2片薄膜贴合。
将组装好的电致变色器件裁剪为玻璃电致变色镜片的形状,在薄膜边缘,两侧的ITO层上以导电铜箔引出连接线,使用夹胶的方法将电致变色器件和两篇玻璃电致变色镜片贴合形成电致变色电致变色镜片。
将电致变色电致变色镜片固定于镜框中,并将引出线与预留的内藏导线连接,在1.5伏电压驱动下,电致变色镜片的透过率为30%-65%。
实施例2
本实施例提供了一种可调光调色变色眼镜,其结构与实施例1中的可调光调色变色眼镜的结构大致相同,其区别在于:
电致变色层所使用的电致变色高分子采用蓝色至无色电致变色高分子,结构如下:
其中,x:y=4:1,R为2-乙基己基。
在本实施例中,电致变色层的厚度为100μm,在1.5伏电压驱动下,电致变色镜片的透过率为45%-80%。
综上所述,本发明采用电致变色器件制作电致变色镜片,并通过调光调色控制单元、电路控制单元、光线感应器实现在任意时间控制眼镜的颜色和透光度,克服了目前光致变色眼镜变色过程不可控,响应时间长,颜色单一的缺点,使得可调光调色变色眼镜可以在更多的场合中得到应用。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种可调光变色眼镜,其包括:镜框、镜腿以及电致变色电致变色镜片,所述镜腿枢转连接于所述镜框的两端,所述电致变色镜片嵌合于所述镜框上;其特征在于,
所述电致变色镜片包括:至少一组电致变色器件、位于所述至少一组电致变色器件一侧的玻璃片或树脂片、位于所述至少一组电致变色器件另一侧的玻璃片或树脂片,
所述眼镜还包括:调光调色控制单元、电路控制单元、光线感应器,所述调光调色控制单元和电路控制单元集成于所述镜腿或镜框上,所述调光调色控制单元与所述电路控制单元电连接,所述光线感应器集成于所述镜框或镜腿上,其与所述电路控制单元电连接,所述电致变色镜片中的ITO导电层与所述电路控制单元电连接。
2.根据权利要求1所述的可调光变色眼镜,其特征在于,所述电致变色器件包括依次层叠设置的:基底、ITO导电层、电致变色层、离子导电层和离子存储层;
所述电致变色层包括:至少一种有机电致变色高分子材料,所述电致变色层与ITO导电层电性连接,所述电致变色层通过所述离子导电层与所述离子存储层电性连接。
3.根据权利要求2所述的可调光变色眼镜,其特征在于,所述有机电致变色高分子材料选自:黄色至透明电致变色高分子材料、蓝色至透明电致变色高分子材料、红色至透明电致变色高分子材料、黑色至透明电致变色高分子材料。
5.根据权利要求2所述的可调光变色眼镜,其特征在于,所述基底为30-1000μmPET柔性膜形成的基底。
6.根据权利要求2所述的可调光变色眼镜,其特征在于,所述离子导电层的厚度为0.1-200μm,其采用固态或者凝胶态聚合物电解质材料制作而成。
7.根据权利要求2所述的可调光变色眼镜,其特征在于,所述离子存储层的厚度为0.1-200μm,其采用二氧化钛制作而成。
8.根据权利要求2所述的可调光变色眼镜,其特征在于,所述电致变色器件包括依次层叠设置的:基底、ITO导电层、电致变色层、离子导电层、离子存储层、ITO导电层、基底。
9.根据权利要求2所述的可调光变色眼镜,其特征在于,所述电致变色器件由如下方法制作而成:
将有机电致变色高分子材料溶解于溶剂中,并将得到的有机电致变色高分子材料溶液喷涂于位于基底的ITO导电层上,形成电致变色层,在电致变色层上通过旋涂、喷涂或者涂布印刷的方式制作离子导电层,在离子导电层上通过旋涂、喷涂或者涂布印刷的方式制作离子存储层。
10.根据权利要求1所述的可调光变色眼镜,其特征在于,所述眼镜还包括集成于所述镜腿或镜框上的锂电池组,所述锂电池组为所述电致变色器件、调光调色控制单元、电路控制单元、光线感应器供电。
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