[發明專利]一種多色可調控的電致變色材料及電致變色器件

在審

• 申請號: 202210737464.5
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN114933894A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 田豐;黃曉華
• 申請（專利權）人: 珠海光馭科技有限公司
• 主分類號: C09K9/00
• 分類號: C09K9/00;C09K9/02;G02F1/1516;G02F1/1523;G02F1/155
• 代理公司: 中山穎聯知識產權代理事務所(普通合伙) 44647
• 代理人: 何卓南

本發明公開了一種多色可調控的電致變色材料及電致變色器件，電致變色材料由以下原料制成：單分散納米微球、分散液、和/或光吸收劑，單分散納米微球為二氧化硅微球或二氧化硅包覆四氧化三鐵核殼結構微球或聚合物微球，單分散納米微球包括一種粒徑或兩種粒徑或兩種以上粒徑的納米微球，電致變色期間包括由電致變色材料制得的光子晶體變色層，制備方便，成本低廉，本發明通過采用多種不同粒徑的單分散納米微球和調節不同粒徑的單分散納米微球之間的比例，可調節電致變色器件結構色的反射光譜，在0?3V電壓下，呈現高靈敏的顏色變化特性，實現全可見光范圍變色，且具有低角度依賴性。

技術領域

本發明涉及一種電致變色材料及電致變色器件，特別是一種多色可調控的電致變色材料及電致變色器件。

背景技術

電致變色是指在外加電壓的作用下，材料在外觀上表現為材料顏色和透明度的可逆變化。電致變色材料可以分為無機電致變色材料和有機電致變色材料。無機電致變色材料主要是過渡金屬氧化物和配位染料類，過渡金屬氧化物類，主要包括第VIB族的WO₃、MoO₃等。這些材料在高價氧化態下是褪色狀態，還原態時為著色態。配位染料主要是過渡金屬離子與多配位體構成螯合物，以金屬離子價態變化產生變色現象。有機電致變色材料種類比較多，按材料結構大致可分為有機小分子電致變色料和導電聚合物電致變色材料。有機電致變色材料的優點有很多，比如成本低廉、表現色彩豐富等，但是與無機電致變色材料相比，其抗輻射能力差，化學穩定性弱，與基板無機材料結合不牢固等缺陷限制了其發展，因此在產業化應用中無機變色材料應用較多。然而，電致變色材料中仍存在著電致變色速度慢及顏色變化單一等問題，不利于在多色顯示等領域應用。

光子晶體是由不同介電常數的材料周期性排列而產生的光子帶隙結構。光子晶體材料具有調控光傳播的作用，當可見光通過光子晶體時，特定頻率的光會受到光子帶隙的調制，導致部分可見光不能通過該材料而直接被反射，從而使光子晶體產生特定的結構色，與顏料或染料相比，光子晶體結構色具有高飽和度，高亮度和不褪色的獨特性能。

現有技術中,中國專利CN102978674B公開了一種具有光子晶體結構的電致變色薄膜的制備方法,通過把光子晶體的結構引入到電致變色材料中，制備具有反蛋白石結構的電致變色聚苯胺光子晶體薄膜。中國專利申請CN114031309A公開了一種無機有機復合光子晶體薄膜，由WO₃為反蛋白石骨架，導電聚合物PEDOT為殼層，得到電致變色的復合薄膜。中國專利CN113386437B將溫敏材料和電致變色材料和乳膠微球物理共混，得到一種溫度、電壓響應變色的柔性光子晶體。中國專利申請CN113103706A制備了一種摻雜可逆電致氧化還原活性的有機紫精類化合物的光子晶體薄膜，從而實現電致變色的動態顯色。

目前的基于光子晶體結構的電致變色技術大多是通過制備光子晶體模板結構，引入無機或有機電致變色材料而得到。雖然能實現電場作用下顏色的調控，但是制備方法依賴于光子晶體自組裝，方法復雜，難以制備大尺寸的產品。此外，這類光子晶體所呈現出來的結構色會隨著觀測角度的變化而發生改變，限制了光子晶體材料在顯示器、傳感器等領域的應用。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種具有低角度依賴性的多色可調控的電致變色材料及電致變色器件。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種多色可調控的電致變色材料，由以下原料制成：單分散納米微球、分散液、和/或光吸收劑。

所述單分散納米微球為二氧化硅微球或二氧化硅包覆四氧化三鐵核殼結構微球或聚合物微球。