电致变色装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电致变色装置，其包括第一大体上透明衬底，其具有与其相关联的导电材料；第二大体上透明衬底，其具有与其相关联的导电材料；位于所述第一衬底与第二衬底之间的腔室内所含的电致变色组合物，其包括至少一种阳极电活性材料、至少一种阴极电活性材料和至少一种溶剂，其中所述阳极电活性和阴极电活性材料中的至少一个可电致变色，并且其中所述电致变色装置呈现至少20,000:1的对比率、小于约30秒的暗化时间和小于约150秒的透明化时间。

Electrochromic devices

The invention relates to an electrochromic device, which comprises a first substantially transparent substrate, which is associated with conductive materials; second substantially transparent substrate, which is associated with conductive material; electrochromic composition disposed between the first substrate and the second substrate chamber contains, including at least one anode active material, at least a cathode active material and at least one solvent, at least one of the anode and cathode electroactive electroactive materials in an electrochromic, and wherein the electrochromic device has at least 20000:1 contrast ratio, less than about 30 seconds in the dark time and less than about 150 seconds of time transparency.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请案要求2014年8月4申请的美国临时专利申请案第62/033,059号和2014年8月5日申请的美国临时专利申请案第62/033,363号的权利，其全部公开内容以引用的方式并入本文中以用于任何和所有目的。
本专利技术技术大体上涉及电致变色装置和其用途的领域。
技术介绍
提供以下说明以帮助阅读者理解。所提供的信息或所引用的参考文献都不是对本专利技术的现有技术的承认。可变透射率电致变色窗口最近变得可商购。举例来说，电致变色窗口最近变得与飞行器窗口系统相关。尽管这类可变透射率电致变色窗口变得越来越流行，但其与低透射率状态以及延迟暗化和透明化有关的局限性仍然成问题。
技术实现思路
在一个方面中，提供电致变色装置，其包括第一大体上透明衬底，其具有与其相关联的导电材料；第二大体上透明衬底，其具有与其相关联的导电材料；位于第一衬底与第二衬底之间的腔室内所含的电致变色组合物，其包括至少一种阳极电活性材料、至少一种阴极电活性材料以及至少一种溶剂，其中所述阳极电活性和阴极电活性材料中的至少一个可电致变色，并且其中所述电致变色装置呈现至少20,000:1的对比率、小于约30秒的暗化时间以及小于约150秒的透明化时间。在一个实施例中，电致变色装置可具有约40,000:1到约500,000:1的对比率。在另一实施例中，电致变色装置可具有至少60,000:1的对比率。在另一实施例中，电致变色装置可具有至少80,000:1的对比率。在一个实施例中，电致变色装置可具有约20秒到约150秒的透明化时间。在另一实施例中，电致变色装置可具有约20秒到约60秒的透明化时间。在一个实施例中，电致变色装置可具有约5秒到约30秒的暗化时间。在另一实施例中，电致变色装置可具有约10秒到约20秒的暗化时间。在一个实施例中，第一大体上透明衬底和第二大体上透明衬底具有小于500μm的单元距离。在另一实施例中，第一大体上透明衬底和第二大体上透明衬底具有约150μm到约500μm的单元距离。在另一实施例中，第一大体上透明衬底和第二大体上透明衬底具有约300μm到约400μm的单元距离。在另一实施例中，第一大体上透明衬底和第二大体上透明衬底具有约350μm的单元距离。在一个实施例中，至少一种阳极电活性材料具有至少5mM的浓度。在另一实施例中，至少一种阳极电活性材料具有约5mM到约60mM的浓度。在另一实施例中，至少一种阳极电活性材料具有约5mM到约7mM的浓度。在另一实施例中，第二阳极电活性材料具有约50mM到约60mM的浓度。在一个实施例中，至少一种阴极电活性材料具有至少50mM的浓度。在另一实施例中，至少一种阴极电活性材料具有约60mM到约100mM的浓度。在一个实施例中，至少一种阳极电活性材料包括经取代或未经取代的吩嗪化合物。在另一实施例中，中的至少一种阳极电活性材料包括经取代或未经取代的2,7-二烷基-5,10-二烷基-5,10-二氢吩嗪化合物。在另一实施例中，5,10-二烷基中的至少一个烷基包括至少四个碳原子并且不含任何β氢原子，并且2,7-二烷基中的至少一个烷基包括至少四个碳。在另一实施例中，5,10-二烷基中的至少一个烷基包括经取代或未经取代的新戊基，并且2,7-二烷基中的至少一个烷基包括经取代或未经取代的吩嗪、异丁基、2-乙基丁基、2-甲基丁基、2-乙基己基或2-丙基戊基。在另一实施例中，5,10-二烷基中的至少一个烷基包括新戊基，并且2,7-二烷基中的至少一个烷基包括异丁基。电致变色介质还可以包括2,7-和2,8-吩嗪异构体的混合物。在一个实施例中，至少一种阴极电活性材料包括紫精(viologen)。这类紫精可经取代或未经取代。在另一实施例中，阴极电活性材料包括N,N'-二烷基二吡啶化合物(即“紫精”)。在另一实施例中，N,N'-二烷基二吡啶中的至少一个烷基包括至少四个碳原子和小于两个β氢原子。在另一实施例中，至少一个连接到二吡啶化合物的烷基是(2-乙基己基)基团。在一些实施例中，紫精相对离子是任何负离子。在另一实施例中，相对离子是BF4、PF6、SbF6、对甲苯磺酸根、三氟甲烷磺酸根或双-三氟甲烷磺酰亚胺。在一个实施例中，电致变色组合物更包括阳极和/或阴极色彩稳定化氧化还原缓冲液。适合的阳极和阴极氧化还原缓冲剂的实例包括(但不限于)具有不同氧化状态的金属茂(例如经取代的二茂铁)。在一个实施例中，电致变色组合物可更包括交联聚合物基质、独立凝胶和/或大体上非渗出凝胶。在一个方面中，本专利技术技术涉及飞行器窗口系统，其包括用于含有第一大体上透明内部衬底、第二大体上透明外部衬底以及位于内部衬底与外部衬底之间的可变透射率电致变色窗口的外壳，其中所述可变透射率电致变色窗口包括：第三大体上透明衬底，其具有与其相关联的导电材料；第四大体上透明衬底，其具有与其相关联的导电材料；位于第一衬底与第二衬底之间的腔室内所含的电致变色组合物，其包括至少一种阳极电活性材料、至少一种阴极电活性材料以及至少一种溶剂，其中所述阳极电活性和阴极电活性材料中的至少一个可电致变色；并且其中所述电致变色装置呈现至少20,000:1的对比率、小于约30秒的暗化时间以及小于约150秒的透明化时间。上述
技术实现思路
仅为说明性的，而并非意图以任何方式进行限制。除了上述说明性的方面、实施例和特征之外，通过参照附图和以下详细描述，另外的方面、实施例和特征将变得显而易见。附图说明图1是表示根据本专利技术技术的一个实施例的暗化时间和透明化时间以及现有技术电致变色装置的暗化时间和透明化时间的图。具体实施方式如在整个本说明书中所阐述，本文中使用若干定义描述本专利技术技术。如本文中所用，“约”将为所属领域的一般技术人员所理解并且在一定程度上将取决于其使用情况而变化。如果使用所属领域的一般技术人员不清楚的术语，那么考虑到其使用的情况，“约”将意味着达到特定术语的正或负10％。除非本文中另外指出或明显与内容相矛盾，否则在描述要素的情况下(尤其在以下权利要求书的情况下)使用术语“一(a/an)”和“所述”以及类似指示物应理解为涵盖单数和复数。除非本文另外指示，否则本文中的值的范围的叙述仅打算充当个别提及属于所述范围内的每个独立值的速记方法，并且每个独立值并入本说明书中，如同在本文中个别地叙述一般。除非本文中另有说明或另外明显与内容相矛盾，否则本文中所述的所有方法都可以任何合适的顺序进行。除非另有说明，否则本文中提供的任何和所有实例或例示性语言(例如“如”)的使用仅意图更好地说明实施例并且不对权利要求书的范围造成限制。在说明书中无任何语言应解释为表示任何未要求的元素是必不可少的。通常，“经取代”指其中一个或多个其中所含的氢原子键由非氢或非碳原子键置换的基团。经取代的基团还包括一个或多个碳或氢原子键被一个或多个杂原子键(包括双键或三键)置换的基团。在一些实施例中，经取代的基团是经1、2、3、4、5或6个取代基取代。取代基的实例包括：卤素(例如F、Cl、Br和I)、羟基(醇)、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、芳烷氧基、羧基(侧氧基)、羧基、酯、酮、酰胺、氨基甲酸乙酯、硫醇、硫醚、亚砜、砜、磺酰基、磺酰胺、胺、异氰酸酯、异硫氰酸酯、氰酸酯、硫氰酸酯、硝基、腈(例如CN)、磷酰基、膦酰基、芳基、烯烃、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电致变色装置，其包含：第一大体上透明衬底；第二大体上透明衬底，其大体上平行于所述第一大体上透明衬底并且与其隔开；和电致变色介质，其安置在所述第一大体上透明衬底与所述第二大体上透明衬底之间；其中：所述电致变色装置经配置以呈现至少2,000:1的对比率、小于约30秒的暗化时间和小于约150秒的透明化时间；并且所述电致变色介质包含阳极电活性材料和阴极电活性材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.04 US 62/033,059;2014.08.05 US 62/033,3631.一种电致变色装置，其包含：第一大体上透明衬底；第二大体上透明衬底，其大体上平行于所述第一大体上透明衬底并且与其隔开；和电致变色介质，其安置在所述第一大体上透明衬底与所述第二大体上透明衬底之间；其中：所述电致变色装置经配置以呈现至少2,000:1的对比率、小于约30秒的暗化时间和小于约150秒的透明化时间；并且所述电致变色介质包含阳极电活性材料和阴极电活性材料。2.根据权利要求1所述的电致变色装置，其中所述对比率是约2,000:1到约500,000:1。3.根据权利要求1或2所述的电致变色装置，其中所述对比率是至少40,000:1。4.根据权利要求1或2所述的电致变色装置，其中所述对比率是至少60,000:1。5.根据权利要求1或2所述的电致变色装置，其中所述透明化时间是约20秒到约60秒。6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的电致变色装置，其中所述暗化时间是约5秒到约30秒。7.根据权利要求1或2所述的电致变色装置，其中所述阳极电活性材料以至少5mM的浓度存在于所述介质中。8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的电致变色装置，其中所述阳极电活性材料以约5mM到约7mM的浓度存在于所述介质中。9.根据权利要求1或2所述的电致变色装置，其中所述阴极电活性材料以至少50mM的浓度存在于所述介质中。10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的电致变色装置，其中所述阴极电活性材料以约60mM到约100mM的浓度存在于所述介质中。11.根据权利要求1或2所述的电致变色装置，其中所述第一大体上透明衬底与所述第二大体上透明衬底间隔小于500μm的距离。12.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的电致变色装置，其中所述第一大体上透明衬底与所述第二大体上透明衬底间隔约150μm到约500μm的距离。13.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的电致变色装置，其中所述第一大体上透明衬底与所述第二大体上透明衬底间隔约200μm到约300μm的距离。14.根据权利要求1到13中任一权利要求所述的电致变色装置，其中所述阳极电活性材料包含吩嗪。15.根据权利要求1或2所述的电致变色装置，其中所述阳极电活性材料包含2,7-...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·L·阿什，K·L·鲍曼，S·F·弗兰兹，
申请(专利权)人：金泰克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US