本發(fā)明涉及有機(jī)電致變色技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件及其制備方法。

背景技術(shù)：

電致變色是指具有電活性的材料在外加電場的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而導(dǎo)致紫外-可見光吸收光譜的變化，在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的變化。電致變色技術(shù)在顯示、建筑節(jié)能窗、汽車防眩目后視鏡、飛機(jī)可調(diào)光玻璃、軍事防偽等領(lǐng)域顯示出了很好的應(yīng)用前景。

目前電致變色器件的制備方法主要是將電致變色活性材料通過蒸鍍、旋涂、噴墨打印或輥涂等方法成膜后與ITO玻璃一起組裝為“三明治型”電致變色器件，且器件含有液體電解質(zhì)或沒有電活性的凝膠電解質(zhì)。利用上述方法制備的電致變色器件的制作成本較高，不利于工業(yè)化過程的實(shí)施。

現(xiàn)有制備電致變色器件的不足之處是：

(1)、電致變色活性材料通過蒸鍍、旋涂、噴墨打印或輥涂等方法成膜后與ITO玻璃一起組裝為“三明治型”電致變色器件，且器件含有液體電解質(zhì)或沒有電活性的凝膠電解質(zhì)。

(2)、目前常用的電致變色材料是聚合物膜，它是單體通過電化學(xué)氧化方法或化學(xué)氧化方法聚合得到的。聚合物膜的硬傷是分子量不確定，具有分子量分布的問題，重復(fù)性差，從而變色穩(wěn)定性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決制備器件成本較高，工藝復(fù)雜的問題，利用含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠直接作為電致變色活性層，制備新型有機(jī)電致變色器件，提供一種新型有機(jī)電致變色器件及其制備方法。

本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件，所述電致變色器件由依次連接的涂覆有導(dǎo)電ITO的基材、含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠和另一涂覆有導(dǎo)電ITO的基材組成；

所述含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠通過如下方法制備：將三(4-(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩) 苯)胺(3TPA-3NC₁₈)或1,3,5-三(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩基)苯(3TB-3NC₁₈)與四正丁基高氯酸銨添加到有機(jī)溶劑中，加熱至完全溶解，然后自然冷卻，得到含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，以質(zhì)量份數(shù)計，所述三(4-(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩)苯)胺或1,3,5-三(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩基)苯用量為3-10份；所述四正丁基高氯酸銨用量為100000-200000份。

優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為乙醇、異丙醇、氯苯、甲苯、二甲苯或正己烷。

優(yōu)選地，所述基材為玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜或聚酰亞胺膜。

優(yōu)選地，所述自然冷卻的時間為30-90分鐘。

優(yōu)選地，當(dāng)原料為三(4-(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩)苯)胺時，對電致變色器件施加1-6V的電壓時，電致變色器件的顏色從黃色變?yōu)榧t色，當(dāng)施加-1--7V電壓時，電致變色器件的顏色從紅色變?yōu)辄S色，器件的顏色發(fā)生可逆的變化。

優(yōu)選地，當(dāng)原料為1,3,5-三(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩基)苯時，對電致變色器件施加1-6V的電壓時，電致變色器件的顏色從無色變?yōu)闇\紅色；當(dāng)施加-1--7V電壓時，電致變色器件的顏色從淺紅色變?yōu)闊o色，器件的顏色發(fā)生可逆的變化。

所述基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件的制備方法：將三(4-(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩)苯)胺或1,3,5-三(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩基)苯與四正丁基高氯酸銨添加到有機(jī)溶劑中，加熱至完全溶解，然后自然冷卻，得到含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠；

用涂覆有導(dǎo)電ITO的基材作為一個電極，將含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠刮涂在涂覆有導(dǎo)電ITO的基材表面，形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層，然后將另一涂覆有導(dǎo)電ITO的基材作為另一個電極，將另一個電極覆蓋在含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層表面，兩電極邊緣用光固化膠粘劑封裝。

優(yōu)選地，所述含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的厚度為0.1-0.3mm。

優(yōu)選地，每mg三(4-(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩)苯)胺或1,3,5-三(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩基)苯加入有機(jī)溶劑0.05-1mL。

所述的有機(jī)共軛凝膠是由3TPA-3NC₁₈和3TB-3NC₁₈分別與有機(jī)溶劑形成，3TPA-3NC₁₈和3TB-3NC₁₈的結(jié)構(gòu)如下所示。

本發(fā)明專利與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)、利用含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠直接作為電致變色活性層，制備新型有機(jī)電致變色器件，工藝簡單，穩(wěn)定性重復(fù)性好

(2)本發(fā)明使用有機(jī)小分子作為電致變色材料，小分子具有明確的化學(xué)結(jié)構(gòu)，確定分子量，易于純化等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于實(shí)際制備產(chǎn)品，重復(fù)性穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1基于3TPA-3NC₁₈共軛凝膠的有機(jī)電致變色器件的變色照片。

圖2為實(shí)施例3基于3TB-3NC₁₈共軛凝膠的有機(jī)電致變色器件的變色照片。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限如此。

實(shí)施例1

一種基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件的制備方法：將3mg的三(4-(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩)苯)胺(3TPA-3NC₁₈)和100g的四正丁基高氯酸銨添加到0.5mL的正己烷，加熱使其完全溶解，然后自然冷卻30分鐘，即形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠。

用涂覆有導(dǎo)電ITO的基材作為一個電極，將含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠刮涂在涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(玻璃)表面，形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層，控制含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的厚度為0.1mm，然后將另一涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(玻璃)作為另一個電極；將該另一個電極覆蓋在含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的表面，兩電極邊緣用光固化膠粘劑封裝。

如圖1所示(顏色的具體變化過程圖中沒有顯示)，當(dāng)對實(shí)施例1得到的基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件(基于3TPA-3NC₁₈共軛凝膠的有機(jī)電致變色器件)施加1V的電壓時，基于3TPA-3NC₁₈共軛凝膠的有機(jī)電致變色器件的顏色從黃色變?yōu)榧t色，當(dāng)施加-1V時，基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件(基于3TPA-3NC₁₈器件)的顏色從紅色變?yōu)辄S色。

實(shí)施例2

一種基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件的制備方法：將4mg的三(4-(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩)苯)胺(3TPA-3NC₁₈)和115g的四正丁基高氯酸銨添加到0.8mL的甲苯中，加熱使其完全溶解，然后自然冷卻40分鐘，即形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠。

用涂覆有導(dǎo)電ITO的基材做為一個電極，將含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠刮涂在涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(聚對苯二甲酸乙二醇酯膜)表面，形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層，控制含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的厚度為0.3mm，然后將另一涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(聚對苯二甲酸乙二醇酯膜)作為另一個電極；將該另一個電極覆蓋在含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的表面，兩電極邊緣用光固化膠粘劑封裝。

本實(shí)施例2得到的基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件施加電壓后變色過程與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3

一種基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件的制備方法：將6mg的1,3,5-三(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩基)苯(3TB-3NC₁₈)和130g的四正丁基高氯酸銨添加到0.5-3mL的氯苯中，加熱使其完全溶解，然后自然冷卻40分鐘，即形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠。

用涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(玻璃)做為一個電極，形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層，控制含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的厚度為0.15mm，然后將另一涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(玻璃)作為另一個電極；將該另一個電極覆蓋在含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的表面，兩電極邊緣用光固化膠粘劑封裝。

如圖2所示(顏色的具體變化過程圖中沒有顯示)，當(dāng)對實(shí)施例1得到的基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件(基于3TB-3NC₁₈共軛凝膠的有機(jī)電致變色器件)施加2V的電壓時，基于3TB-3NC₁₈共軛凝膠的有機(jī)電致變色器件的顏色從無色變?yōu)闇\紅色，當(dāng)施加-2V時，基于3TB-3NC₁₈共軛凝膠的有機(jī)電致變色器件的顏色從淺紅色變?yōu)闊o色。

實(shí)施例4

一種基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件的制備方法：將7mg的1,3,5-三(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩基)苯(3TB-3NC₁₈)和150g的四正丁基高氯酸銨添加到1mL的二甲苯，加熱使其完全溶解，然后自然冷卻60分鐘，即形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠。

用涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(聚酰亞胺膜)做為一個電極，形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層，控制含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的厚度為0.18mm，然后將另一涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(聚酰亞胺膜)作為另一個電極；將該另一個電極覆蓋在含有電解質(zhì)的有機(jī)共 軛凝膠膜層的表面，兩電極邊緣用光固化膠粘劑封裝。

本實(shí)施例4得到的基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件施加電壓后變色過程與實(shí)施例3相同。

實(shí)施例5

一種基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件的制備方法：將8mg的三(4-(5′-18烷基酰胺-2′-噻吩)苯)胺(3TPA-3NC₁₈)和200g的四正丁基高氯酸銨添加到3mL的異丙醇中，加熱使其完全溶解，然后自然冷卻90分鐘，即形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠。

用涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(玻璃)做為一個電極，形成含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層，控制含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的厚度為0.3mm，然后將另一涂覆有導(dǎo)電ITO的基材(玻璃)作為另一個電極；將該另一個電極覆蓋在含有電解質(zhì)的有機(jī)共軛凝膠膜層的表面，兩電極邊緣用光固化膠粘劑封裝。

本實(shí)施例5得到的基于有機(jī)共軛凝膠的電致變色器件施加電壓后變色過程與實(shí)施例1相同。