[发明专利]一种电致变色功能材料及电致变色器件

说明书

技术领域

本发明涉及电致变色材料及器件领域，具体涉及一类新型电致变色功能材料及相应电致变色器件的制备方法。

背景技术

电致变色是指材料在电场作用下光学性能产生稳定可逆变化的现象，与光致变色、热致变色相对应。通常，这种可逆变化是在无色透明态与有色态、或者两种不同的颜色之间进行。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。对于电致变色的研究源于上世纪80年代中期，吸引了诸多科研工作者的目光。电致变色器件具有双稳态、无视盲角、对比度高、制造成本低、工作温度范围宽、驱动电压低、色彩丰富等优点，可应用于电致变色智能窗、汽车自动防眩目后视镜、电致变色眼镜、护目镜、智能卡、智能标签、仪表显示、户外广告等领域。

电致变色材料分为无机和有机两大类。在无机电致变色材料中，三氧化钨(WO₃)形成的电致变色薄膜可以在深蓝和透明状态下转换，在两种状态下的透过率差值可以达到80％以上。五氧化二钒(V₂O₅)作为电致变色材料在导电基底上制成薄膜，可以在灰色和黄色两种状态下转换。氧化镍、二氧化钛等无机材料也被用于电致变色器件中。有机电致变色材料又分为有机小分子和高分子电致变色材料，其中，有机小分子包括了三苯胺及其衍生物以及紫晶化合物。一般情况下，三苯胺及其衍生物作为电致变色材料时，所加驱动电压不同，得到的颜色状态也不一样。在紫晶化合物变色过程中，起到电致变色作用的主要部分是4,4-联吡啶。导电高分子是另外一种有机电致变色材料，并且包含的种类繁多，电致变色的颜色多样，如聚苯胺、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩衍生物等。

发明内容

本发明的第一目的是提供一类新型电致变色功能材料，该新型电致变色功能材料是由液晶小分子电致变色材料、离子液体电解质及其他添加剂按比例混合而成。

具体的，本发明的技术方案如下：

一种电致变色功能材料，包括电致变色液晶小分子和离子液体电解质，其中所述电致变色液晶小分子中含有二苯乙炔类液晶分子。

本发明电致变色功能材料中的电致变色液晶小分子可以是二苯乙炔类液晶分子或者含有二苯乙炔类液晶分子的混合液晶。所述电致变色液晶小分子在电致变色功能材料中所占质量分数为1～99wt％，优选为1～30wt％或70％～99wt％，进一步优选为15wt％或者85wt％。

所述二苯乙炔类液晶分子的结构如式1所示：

式1中R₁和R₂各自独立地为C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、C1～C12含氟烷基、异硫氰基、萘基、氰基、苯基等；R₃、R₄、R₅及R₆各自独立地为氢原子、卤原子、三氟甲基、氰基、异硫氰基等。

上述C1～C12烷基可以是直链或支链烷基，也可以是取代或未取代的环烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、戊基环己基等。

上述C1～C12烷氧基可以是直链或支链烷氧基，也可以是取代或未取代的环烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、戊基环己氧基等。

上述C1～C12含氟烷基可以是直链或支链含氟烷基，也可以是取代或未取代的含氟环烷基，例如三氟甲基、三氟乙基、三氟丙基、三氟异丙基、三氟丁基、三氟异丁基、三氟叔丁基、三氟戊基、三氟己基、三氟环己基、三氟戊基环己基等。

所述二苯乙炔类液晶分子优选4-丙基-4’-甲氧基二苯乙炔、4-(反式-4-丙基环己基)-4’-丙基二苯乙炔、4-(反式-4-戊基环己基苯乙炔)-2-氟苯腈。

本发明所述的电致变色功能材料中的电致变色液晶小分子材料可以选用商业化液晶材料，例如SLC1717、SLC1011、SLC7011、CLO-001、TEM-330、SLC-5421-100、SLC-6614B、SLC-9023等，优选SLC1717液晶。