[发明专利]用于电致变色器件的普鲁士蓝涂膜的制备

说明书

技术领域

本发明涉及用于电致变色器件的普鲁士蓝涂膜的制备方法，更具 体地涉及用于这样的电致变色器件的普鲁士蓝涂膜的制备方法，该电 致变色器件包含涂覆在包括透明电极的涂层的透光基材上的电致变色 层、涂覆在包括透明电极的涂层的另一透光基材上的离子储存层和在所 述电致变色层和所述离子储存层之间形成的电解质层，其中所述离子储 存层通过湿法涂覆用包含普鲁士蓝的专门的纳米分散的组合物形成，由 此提供与常规的电化学技术相比相当的或更好的物理性能，包括光透射 率、响应时间、耐久性等，简化制造工艺并显著改进生产率。在具有改 进的经济优势的同时，本发明能够实现大尺寸的电致变色器件。

背景技术

通常包含基材、第一透明电极层、电致变色层、电解质层、离子 储存层、第二电极层和第二基材的电致变色器件用于控制建筑物窗户 或汽车室镜的光透射率或反射度。该器件使用这样的原理：电致变色 材料对外加电场做出响应而改变其颜色。最近，已经报道电致变色材 料可阻隔红外线以及它可在可见光区内改变颜色，其用来制造节能产 品的应用已经受到关注。

电致变色材料分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。代表 性的无机电致变色材料是WO₃、NiO_xH_y、Nb₂O₅、V₂O₅、TiO₂、MoO₃等，和 代表性的有机电致变色材料是聚苯胺、聚吡咯、普鲁士蓝等。

可通过还原或氧化方法来改变电致变色材料的光学性能。电致变 色材料也分为还原着色材料和氧化着色材料，取决于着色机理。通过 在所述电致变色层和所述离子储存层中分别使用适宜的还原着色材料 和氧化着色材料，或反之，电致变色器件的特性可通过补充效应来进 一步改进。

在无机电致变色材料中，WO₃(一种典型的还原着色材料)通过与 离子和电子的反应来进行颜色改变，如以下方案1所示。变色程度由电 荷的量决定。

[方案1]

WO₃(透明的)+xe^-+xM⁺M_xWO₃(深蓝色)

其中x是反应系数，M是质子(H)、锂(Li)、钠(Na)或钾(K) 离子，典型地为锂离子。该电致变色效果由WO₃与锂离子的氧化或还 原反应产生。这样的无机电致变色材料可通过多种方法制备，包括真空 蒸发、离子镀敷、沉积和溶胶-凝胶方法。

在有机电致变色材料中，普鲁士蓝(一种典型的氧化着色材料)如 以下方案2所示进行颜色改变，

[方案2]

MFe₄^III[Fe^II(CN)₆]₃(蓝色)+e^-+M⁺M₂Fe₄^II[Fe^II(CN)₆]₃(透明的)

Fe₄^III[Fe^II(CN)₆]₃(蓝色)+4e^-+4M⁺M₄Fe₄^II[Fe^II(CN)₆]₃(透明的)

其中M是质子(H)、锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、 铯(Cs)或铵(NH₄)离子，最经常为锂离子。

一般地，有机电致变色材料通过电镀来沉积。