[发明专利]金属配合物系电致变色器件

说明书

本发明的一个目的是提供一种新型电致变色器件(ECD)。公开了一种电致变色器件(ECD)，其包括分别充当工作电极和对电极的两种金属配合物系电致变色薄膜；(i)所述两种金属配合物系电致变色薄膜中的一种是阴极着色金属超分子聚合物的膜，其包含具有多个金属配位位置的至少一种有机配体和至少一种过渡金属和/或镧系元素金属的金属离子，其中所述至少一种有机配体和所述金属离子交替地布置，并且所述两种金属配合物系电致变色薄膜中的另一种是由式：M(II)₃[Fe(III)CN₆]₂(其中M＝Fe、Ni或Zn)表示的阳极着色六氰合铁酸金属盐(MHCF)的膜，以及(ii)所述电致变色器件具有依次布置的第一导电基底、所述阴极着色金属超分子聚合物的膜、电解质、所述阳极着色六氰合铁酸金属盐(MHCF)的膜和第二导电基底。

[技术领域]

本发明涉及一种电致变色器件(ECD)，其包括分别充当工作电极和对电极的两种金属配合物系电致变色薄膜。

[背景技术]

表现出多种颜色的电致变色(EC)材料已经成功用于商业产品，比如显示器、防炫镜、太阳镜和日光衰减窗。由于与诸如悬浮粒子、液晶和热致变色的其他技术相比较低的驱动电压(即工作电势)、低能耗和用户可控的变色，电致变色器件(ECD)在节能和可持续性方面具有吸引力。为了提高着色/脱色对比度，已经开发了氧化还原互补的电致变色器件(即，将电致变色(EC)材料和电解质整合的电化学电池)(参见非-专利文献1和2)。它是其中一对电致变色材料(即，阳极着色电致变色材料和阴极着色电致变色材料)协调地(in phase)改变它们的颜色并因此提高着色/脱色对比度的装置。

自首次引入EC技术以来，已经研究了多种EC材料，例如，金属氧化物(参见非专利文献3和4)、导电聚合物(参见非专利文献5和6)、紫罗碱(参见非专利文献7至9)、普鲁士蓝类似物(参见非专利文献10和11)。作为一类新型EC材料，通过将金属盐与有机配体配合而合成的金属超分子聚合物(MEPE)由于其出色的变色而引起广泛关注，其突出的变色归因于以下机理：金属至配体的电荷转移(MLCT)的消失/出现、金属离子中的d-d*跃迁的强度变化和价间电荷转移(IVCT)。另外，MEPE的EC性质可以通过引入具有不同结构的配体或改变金属离子来以分子水平调节，提供了在紫外、可见和近红外光区域上改变光学特性的可能性(参见非专利文献12至15)。

日本专利号5062171(在下文中称为专利文献1)公开了适用于电致变色器件的金属超分子聚合物(MEPE)和用于制备该聚合物的方法。然而，例如，根据本发明人进行的实验，已经发现使用如专利文献1所公开的已知类型的MEPE并且没有对电极材料的电致变色器件可以表现出高达约3伏的驱动电压(尽管该电压水平与其他常规技术比如悬浮粒子、液晶和热致变色相比更低)。迄今已经在MEPE用于电致变色器件的情况下研究了多种对电极材料，但是尚未发现任何可能将驱动电压大幅降低至远低于约3伏的水平的对电极材料。因此，需要开发具有MEPE和对电极材料的特定组合的电致变色器件，使得能够展示出足够低水平的驱动电压(或工作电势)。

[引用清单]

[专利文献]

[专利文献1]

日本专利号5062171

[非专利文献]

[非专利文献1]

R.J.Mortimer和T.S.Varley，Novel Color-Reinforcing ElectrochromicDevice Based on Surface-Confined Ruthenium Purple and Solution-Phase MethylViologen(基于表面限定的钌紫和溶液相甲基紫罗碱的新型颜色增强电致变色器件)，Chem.Mat.，2011，23，4077-4082

[非专利文献2]