[发明专利]电致变色组合物

说明书

本发明涉及电致变色组合物，该组合物包含至少一种还原化合物和至少两种氧化化合物，所述至少两种氧化化合物具有相似的氧化还原电势。更具体地，所述至少两种氧化化合物选自紫罗碱衍生物。所述组合物可以用作可变透射率介质用于制造光学物品，如眼镜片。

本发明涉及电致变色组合物，该组合物包含至少一种还原化合物和至少两种氧化化合物，所述至少两种氧化化合物具有相似的氧化还原电势。更具体地，所述至少两种氧化化合物选自紫罗碱衍生物。所述组合物可以用作可变透射率介质用于制造光学物品，如眼镜片。

电致变色是用某类化合物观察到的熟知的物理现象，这些化合物当将电压施加到其上时可逆地改变颜色。该材料通过氧化和还原经受光学特性的可逆变化。通常，该电致变色材料在不施加电场时可以是无色的，并且在施加电场时可以是有色的。

电致变色装置，即含有电致变色化合物的装置，其吸光度仅取决于电场的存在，可以因此具有两个状态，有色的状态或可见光吸收状态(当电活化时)和脱色的(bleached)状态(处于非活化状态)。该装置的光透过特性取决于这些电致变色化合物。

当制备有待作为透明介质用于形成高品质光学物品(特别是高品质的眼镜片)的电致变色组合物时，选择电致变色化合物是关键的。确实，电致变色化合物不仅需要示出良好的电致变色特性如在有色状态下可见光的高吸收、在脱色的状态下可见辐射的低吸收、快速的着色和褪色速率，而且还应该具有长期稳定性(特别是在氧存在下)以及在常规溶剂中良好的溶解性。在一种单一的化合物中汇集所有这些所要求的特性是实际的挑战。已经进行了许多研究用于提供具有最好的折中的电致变色化合物。例如，紫罗碱化合物由于它们的高摩尔吸收系数已经被鉴定为特别感兴趣的化合物。它们的摩尔吸收系数确实是高于通常在电致变色装置中使用的其他电致变色化合物，如二茂铁或二氢吩嗪衍生物。当在眼科应用中使用电致变色组合物时面对的另一个困难是满足消费者需求，这要求可用的宽范围的颜色，并且特别是中性颜色(即，棕色、灰色、灰绿色……)。这样的中性颜色可以优先地相对于ISO标准1836选择，该ISO标准1836定义了类别0、1、2和3的滤光片的相对视觉衰减系数。定义中性颜色的色调的其他实例在文献US 6,255,238和US 5,438,024中给出。

具有所希望的颜色的电致变色组合物可以通过混合不同的电致变色化合物获得。这些不同的电致变色化合物可以是氧化电致变色化合物以及还原电致变色化合物。然而，获得电致变色组合物的所希望的颜色是比简单地混合颜色远远更复杂的实践。确实，除了电致变色化合物应该满足的许多要求之外，使用不同电致变色化合物的组合的挑战在于所述电致变色化合物彼此的相容性。例如，通常使用的电致变色还原化合物的吸收系数总体上是远低于电致变色氧化化合物如紫罗碱化合物。另一方面，在单一的组合物中使用几种电致变色氧化化合物的组合进一步要求这些电致变色氧化化合物具有足够接近的氧化还原电势，这样使得它们可以在施加电势到该组合物时同时改变颜色。

因此，存在对于提供电致变色组合物的需要，该电致变色组合物在有色状态或可见光吸收状态具有希望的颜色，同时保持良好的电致变色特性如在有色状态的高吸收、在脱色状态的可见辐射的低吸收、快速着色和褪色速率和长期稳定性、特别是对于氧或老化性能。

在进行了广泛研究之后，本发明诸位发明人提供了电致变色组合物，该组合物包含至少两种选自具有式(I)和(II)的紫罗碱衍生物的氧化化合物。具有式(I)和(II)的化合物具有相容的氧化还原电势，这样使得它们可以在施加电势到该组合物时同时改变颜色。此外，具有式(I)和(II)的紫罗碱衍生物可以在其有色状态下显示多种多样的颜色，包括红色、蓝色和绿色，这使得能够获得用于本发明的电致变色组合物的希望的颜色、并且特别是中性颜色。具体地，该电致变色组合物的颜色可被适配成所希望的颜色而不需要特定地有色的电致变色还原化合物。换言之，合适的还原化合物可以针对此类还原化合物可能具有的其他特性(如没有或低可见光吸收、稳定性或溶解性)选择，不管有色状态或可见光吸收状态。可以选择适合的具有式(I)和(II)的化合物，可能考虑到这些还原化合物的颜色，以便获得在有色状态下具有希望的颜色的电致变色组合物。

本发明更具体地涉及电致变色组合物，该组合物包含：