电致变色凝胶和包含其的装置的制作方法

本公开总体上涉及电致变色凝胶，包含其的光学装置以及制造其的方法。

背景技术：

1、电致变色材料通常置于电池单元中以供使用，已证明了在用于汽车、航空航天、眼镜和建筑行业的显示器、透明装置和智能系统中的功效。

技术实现思路

1、本公开描述了电致变色凝胶，其包含20至99 wt.%的极性溶剂，0.5至25 wt.%的流变改性剂以及0.5至20 wt.%的电致变色材料。所述流变改性剂在所述极性溶剂中是可溶的，并且在溶解时在环境条件下形成热致可逆凝胶。

技术特征：

1.一种电致变色凝胶，其包括：

2.根据权利要求1所述的电致变色凝胶，其中所述极性溶剂包括c1至c6烷基碳酸酯、c1至c6烷基磷酸酯、丙酮、甲基异丁基酮、甲基乙基酮、二甲基甲酰胺和/或二甲基亚砜。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的电致变色凝胶，其中所述极性溶剂包括c1至c6醇、水和/或甲酰胺。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电致变色凝胶，其中所述流变改性剂包括聚(偏氟乙烯)、聚(偏氟乙烯-共-六氟丙烯)、聚(氯乙烯)、聚(乙烯醇)、聚((甲基)丙烯酸甲酯)、聚(环氧乙烷)、聚(乙烯基吡咯烷酮)和/或聚(碳酸亚丙酯)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电致变色凝胶，其中所述电致变色材料包括阴极电致变色剂和阳极电致变色剂。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电致变色凝胶，其中所述阴极电致变色剂包括紫罗碱和其衍生物，并且所述阳极电致变色剂包括吩嗪、吩嗪衍生物和/或n,n,n',n'-四甲基-对苯二胺。

7.一种制造根据权利要求1至6中任一项所述的电致变色凝胶的方法，所述方法包括

8.一种制造电致变色电池单元的方法，所述方法包括

9.根据权利要求8所述的制造电致变色电池单元的方法，所述方法包括将第二光学基材施加在所述第一导体、所述第二导体和所述电致变色凝胶上方。

10.一种制造电致变色电池单元的方法，所述方法包括

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中所述第一光学基材和所述第二光学基材是光学透明基材，并且第一光学透明基材和第二光学透明基材各自独立地包括选自以下的玻璃、柔性聚合物材料和刚性聚合物材料：聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚(碳酸烯丙基二甘醇酯)、聚脲、聚氨酯、聚硫脲和/或聚硫胺甲酸酯。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其中所述第一导体和所述第二导体中的一者或两者独立地是透明导体。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中所述第一导体和所述第二导体独立地包括氧化铟锡、掺杂氟的氧化锡、部分覆盖有十八烷基三氯硅烷的氧化铟锡、金属网、银纳米线、掺杂铝的氧化锌(azo)、碳纳米管、石墨烯和/或导电聚合物。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的方法，其中所述包括电致变色凝胶的涂层使用包括刮涂、丝网印刷、旋涂、喷涂、切割并粘贴、挤出、铸造、喷墨、凹印和/或辊到辊的方法进行施涂。

15.根据权利要求7至14中任一项所述的方法，其中所述涂层的厚度为0.1至12mil，如0.1至10mil、0.1至8mil、0.1至5mil、0.5至12mil、0.5至10mil、0.5至8mil、0.5至5mil、1至12mil、1至10mil、1至8mil以及1至5mil。

16.根据权利要求7至15中任一项所述的方法，其中包含所述电致变色凝胶的所述涂层的所述厚度控制所述第一基材与所述第二基材之间的空间。

17.根据权利要求7至16中任一项所述的方法，其中通过处于透明状态的所述电致变色电池单元的可见光透射率为在380nm至780nm的可见光谱波长下使用hunter ultrascanpro测得的50％至99％。

18.根据权利要求7至17中任一项所述的方法，其中通过处于黑暗状态的所述电致变色电池单元的可见光透射率为在380nm至780nm的可见光谱波长下根据astm e972测得的0.00001至50％，如0.0001至50％、0.001至50％、0.1％至50％、0.1％至35％、0.1％至25％、0.1％至10％、0.5％至4％、1％至3.5％和0.1％至3％。

19.根据权利要求7至18中任一项所述的方法，其中处于透明状态的所述电致变色电池单元中的雾度为在25℃下在380nm至780nm的可见光谱波长下使用分光光度计或hunterultrascan pro测得的0.05％至10％，如0.05％至1％、0.5％至4％、1％至3.5％和0.1％至3％。

20.根据权利要求7至19中任一项所述的方法，其中在施加电压时，所述电致变色电池单元在25℃下在380nm至780nm的可见光谱波长下使用分光光度计或hunter ultrascanpro测得的0.1至30秒，如1至30秒、5至30秒、10至25秒、15至25秒、1秒至1分钟、1秒至5分钟、1秒至10分钟、1秒至15分钟和1秒至30分钟内过渡到完全变暗状态。

21.一种电致变色装置，其包括根据权利要求7至20中任一项所述的方法制造的电池单元，其中在减少和/或去除和/或逆转电压时，所述电致变色电池单元在25℃下在380nm至780nm的可见光谱波长下使用分光光度计或hunter ultrascan pro测得的0.1秒至60分钟，如0.1至30分钟、0.5至60秒、0.1至10秒和0.1至1秒内过渡到完全透明状态。

22.一种电致变色装置，其根据权利要求11至24中任一项所述的方法制造。

23.一种电致变色装置，其包括

24.根据权利要求23所述的电致变色装置，其包括第二光学基材。

25.根据权利要求23或24中任一项所述的电致变色装置，其中所述第一光学基材和/或所述第二光学基材是光学透明基材。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的电致变色装置，其中所述第一光学基材和所述第二光学基材包括玻璃、柔性聚合物材料和刚性聚合物材料、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚(碳酸烯丙基二甘醇酯)、聚脲、聚氨酯、聚硫脲和/或聚硫胺甲酸酯。

27.根据权利要求23至26所述的电致变色装置，其中所述第一导体和所述第二导体中的一者或两者是透明导体。

28.根据权利要求23至27中任一项所述的电致变色装置，其中所述第一导体和所述第二导体包括氧化铟锡、部分覆盖有十八烷基三氯硅烷的氧化铟锡、金属网、银纳米线、金纳米线和/或导电聚合物。

29.根据权利要求23至28中任一项所述的电致变色装置，其中所述包括电致变色凝胶的涂层使用包括刮涂、狭缝式模具、丝网印刷、旋涂、喷涂、切割并粘贴、挤出、铸造、喷墨、凹印和/或辊到辊的方法进行施涂。

30.一种观察装置，其包括根据权利要求23至29中任一项所述的电致变色装置。

31.根据权利要求30所述的观察装置，其包括窗口、视频显示器装置、虚拟现实装置、智能眼镜、电致变色眼镜、反射镜、电池、增强现实装置、扩展现实装置、混合现实装置、固定显示器、移动通信装置、隐私屏幕、摄像头、隐藏显示器、显示器头和/或汽车侧板。

技术总结电致变色凝胶，其包含20至99wt.％的极性溶剂、0.5至25wt.％的流变改性剂以及0.5至20wt.％的电致变色材料。所述流变改性剂在所述极性溶剂中是可溶的，并且在溶解时在环境条件下形成凝胶。技术研发人员：K·M·维尔迪瑟拉,N·B·杜阿尔特,D·L·冈萨雷阿雷利亚诺,D·R·塔卡尔受保护的技术使用者：PPG工业俄亥俄公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30