一种透明-黑色的电致变色器件及其制备方法技术

技术编号：44055972 阅读：11 留言：0更新日期：2025-01-17 15:58

本发明专利技术提供了一种透明‑黑色的电致变色器件及其制备方法，属于电致变色器件技术领域。本发明专利技术的透明‑黑色的电致变色器件包括依次设置的透明导电电极一、变色活性层、透明导电电极二，其中变色活性层包含阴极电致变色材料1、阴极电致变色材料2、阳极电致变色材料和电解质。本发明专利技术通过选择合适种类的阴/阳极电致变色材料，通过物理共混法使颜色互补达到可见光区均匀全吸收，获得了真正的透明‑黑色的电致变色器件。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电致变色器件，尤其涉及一种透明-黑色的电致变色器件及其制备方法。

技术介绍

1、近年来，电致变色技术已在智能窗、后视镜等领域得到广泛应用。然而，黑色电致变色材料在电致变色领域仍是一个难题。若要实现透明-黑色切换通常有以下几种方法：①通过分子结构设计得到可见光区均匀全吸收的电致变色材料；②通过不同颜色电致变色材料之间的叠层复合来实现在可见光区的均匀全吸收；③通过不同颜色电致变色材料的物理共混使颜色互补达到可见光区均匀全吸收。

2、将电致变色材料通过一定的工艺手段封装于器件之中，此时的器件具有电致变色功能，故称之为电致变色器件。经过多年发展，电致变色器件已经有了成熟的器件结构，即五层三明治结构。该结构分为导电基底层、电致变色层、电解质层、离子储存层和导电基底层五层。但复杂的器件结构制约了电致变色器件在更多领域的发展，因此对于电致变色结构和工艺的优化设计，是目前电致变色领域的重要研究方向。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种透明-黑色的电致变色器件及其制备方法，以解决现有技术中电致变色器件结构复杂以及无法实现透明-黑色切换的问题。

2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：

3、本专利技术提供了一种透明-黑色的电致变色器件，所述透明-黑色的电致变色器件包括依次设置的透明导电电极一、变色活性层、透明导电电极二；

4、所述变色活性层包含阴极电致变色材料1、阴极电致变色材料2、阳极电致变色材料和电解质。</p>

5、作为优选，所述阴极电致变色材料1具有如式(ⅰ)所示的结构：

6、

7、其中，x1-选自i-、br-、cl-、clo4-、bf4-、pf6-或tfsi-，r1和r2独立地选自c1～c50的烷基、c1～c50的环烷基、c1～c50的多环烷基、c1～c50的杂环烷基、c1～c50的芳基、c1～c50的烷芳基、c1～c50的芳烷基、c1～c50的烷氧基、c1～c50的酯基、c1～c50的羟基、c1～c50的烯基或c1～c50的炔基。

8、作为优选，所述阴极电致变色材料2具有如式(ⅱ)所示的结构：

9、

10、其中，x2-选自i-、br-、cl-、clo4-、bf4-、pf6-或tfsi-，r3和r4独立地选自c1～c50的烷基、c1～c50的环烷基、c1～c50的多环烷基、c1～c50的杂环烷基、c1～c50的芳基、c1～c50的烷芳基、c1～c50的芳烷基、c1～c50的烷氧基、c1～c50的酯基、c1～c50的羟基、c1～c50的烯基或c1～c50的炔基。

11、作为优选，所述阳极电致变色材料具有如式(ⅲ)所示的结构：

12、

13、其中，r5和r6独立地选自c1～c50的烷基、c1～c50的环烷基、c1～c50的多环烷基、c1～c50的杂环烷基、c1～c50的芳基、c1～c50的烷芳基、c1～c50的芳烷基、c1～c50的烷氧基、c1～c50的酯基、c1～c50的羟基、c1～c50的烯基、c1～c50的炔基或氢；r7～14独立地选自h、f、cl、br、i、cn、no2、烷基、烷氧基、芳基或氨基。

14、作为优选，所述阴极电致变色材料1、阴极电致变色材料2和阳极电致变色材料的摩尔比为6～12:19～26:22～28；所述阴极电致变色材料1和电解质的摩尔体积比为6～12mmol:4～6ml；所述电解质包含碳酸丙烯酯和离子盐。

15、作为优选，所述离子盐中阴离子为四氟硼酸根、高氯酸根、六氟磷酸根或双三氟甲磺酰亚胺根，阳离子为锂离子、钾离子、四丁基铵根离子或正丁基铵离子。

16、作为优选，所述碳酸丙烯酯和离子盐的质量比为90～98:3～10。

17、作为优选，所述透明导电电极一由基底一和透明导电层一构成；所述透明导电电极二由基底二和透明导电层二构成；所述透明导电层一和透明导电层二的材料独立地选自氧化铟锡、氟掺杂的氧化铟锡或银纳米线。

18、本专利技术还提供一种上述所述的透明-黑色的电致变色器件的制备方法，包括如下步骤：

19、(1)将阴极电致变色材料1、阴极电致变色材料2、阳极电致变色材料和电解质混合，得到变色活性材料；

20、(2)在透明导电电极一和透明导电电极二之间形成空腔，将变色活性材料注入空腔内形成变色活性层，得到透明-黑色的电致变色器件。

21、作为优选，所述步骤(2)中，空腔的厚度为125～150μm。

22、本专利技术的有益效果：

23、(1)本专利技术通过选择合适种类的阴/阳极电致变色材料，通过物理共混法使颜色互补达到可见光区均匀全吸收，获得了真正黑色的电致变色器件。

24、(2)本专利技术的电致变色材料与电解质材料共同组成变色活性材料，通过简单的真空灌注法，组装了一体式电致变色器件，大大简化了电致变色器件的结构及加工工艺。

25、(3)本专利技术电致变色器件可实现在不同电压下从透明到黑色的变化，并且黑色非常纯正(色坐标为l*＝22.28，a*＝0.45，b*＝0.45)；此外电致变色器件具有优优异的循环稳定性(1000次循环后仅衰减≤5％)，在智能眼镜、后视镜、汽车天幕等领域具有巨大的应用前景。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述透明-黑色的电致变色器件包括依次设置的透明导电电极一、变色活性层、透明导电电极二；

2.根据权利要求1所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述阴极电致变色材料1具有如式(Ⅰ)所示的结构：

3.根据权利要求1或2所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述阴极电致变色材料2具有如式(Ⅱ)所示的结构：

4.根据权利要求3所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述阳极电致变色材料具有如式(Ⅲ)所示的结构：

5.根据权利要求1或2或4所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述阴极电致变色材料1、阴极电致变色材料2和阳极电致变色材料的摩尔比为6～12:19～26:22～28；所述阴极电致变色材料1和电解质的摩尔体积比为6～12mmol:4～6mL；所述电解质包含碳酸丙烯酯和离子盐。

6.根据权利要求5所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述离子盐中阴离子为四氟硼酸根、高氯酸根、六氟磷酸根或双三氟甲磺酰亚胺根，阳离子为锂离子、钾离子、四丁基铵根离子或正丁基铵离子。

7.根据权利要求6所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述碳酸丙烯酯和离子盐的质量比为90～98:3～10。

8.根据权利要求6或7所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述透明导电电极一由基底一和透明导电层一构成；所述透明导电电极二由基底二和透明导电层二构成；所述透明导电层一和透明导电层二的材料独立地选自氧化铟锡、氟掺杂的氧化铟锡或银纳米线。

9.权利要求1～8任意一项所述的透明-黑色的电致变色器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，空腔的厚度为125～150μm。

...

【技术特征摘要】

1.一种透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述透明-黑色的电致变色器件包括依次设置的透明导电电极一、变色活性层、透明导电电极二；

2.根据权利要求1所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述阴极电致变色材料1具有如式(ⅰ)所示的结构：

3.根据权利要求1或2所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述阴极电致变色材料2具有如式(ⅱ)所示的结构：

4.根据权利要求3所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述阳极电致变色材料具有如式(ⅲ)所示的结构：

5.根据权利要求1或2或4所述的透明-黑色的电致变色器件，其特征在于，所述阴极电致变色材料1、阴极电致变色材料2和阳极电致变色材料的摩尔比为6～12:19～26:22～28；所述阴极电致变色材料1和电解质的摩尔体积比为6～12mmol:4～6ml；所述电解质包含碳酸丙烯酯和离子盐。

【专利技术属性】
技术研发人员：李坤，张诚，吴旭东，崔建坤，吕晓静，杨金辉，
申请(专利权)人：宁波华瓴光学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人