[发明专利]复合粒子及包含复合粒子的调光器件

说明书

本发明提供一种复合粒子，该复合粒子包括内核和外壳，其中内核具有非球对称的形状，外壳由与内核的材料不同的材料构成，外壳的材料顺着内核的形状规则地分布，使得复合粒子具有光学二向色性和介电各向异性。本发明还提供一种包含该复合粒子的调光器件。通过控制本发明的复合粒子的内核的尺寸和形状，可以有效地控制最终形成的复合粒子的尺寸和长径比，使其具有结构各向异性；通过利用外壳材料的光学二向色性，最终形成的复合粒子同时具有光学二向色性和介电各向异性，能够提供丰富的颜色，使其在调光器件中的应用更为广泛。

技术领域

本发明涉及具有核壳结构的复合粒子，具体涉及具有二向色性的复合粒子及包含该复合粒子的调光器件。

背景技术

随着科技的发展，调光玻璃在建筑、交通和办公领域的应用越来越广泛，尤其是在汽车、高铁、飞机等领域的应用得到更多的注意。现有调光玻璃市场中比较成熟的是PDLC智能玻璃及电致变色智能玻璃，其中，PDLC智能玻璃只能实现透明与雾度的切换，不能实现遮光和隔热的效果，而电致变色智能玻璃存在膜层工艺复杂、响应时间慢(8～20s)等问题。

另一种比较成熟的技术为SPD光阀技术，通过将悬浮颗粒悬浮在调光层中，在不施加电场的状态下，悬浮颗粒进行布朗运动，从而吸收、散射或反射入射光，使SPD光阀呈现暗态；当施加电场时，悬浮颗粒被极化，从而按照电场的方向排成直线，使大部分入射光可以用过调光层，使SPD光阀呈现亮态，如美国专利申请US5650872A所揭示的。在这个技术中，悬浮颗粒的形状和尺寸对后期的效果非常重要。但由于受材料和制备工艺的影响，无论是悬浮颗粒的形状和尺寸都无法做到精确控制，如美国专利申请US5368780A提到了一种碘纳米棒的制备方法，但纳米棒尺寸较大，且不均匀。同时，常规制备的悬浮颗粒尺寸和形状单一，从而产生的颜色也较单一，无法满足各种各样的需求。

因此，需要提供一种颗粒，该颗粒不仅能有效地控制尺寸和长径比，还能在保证其结构和光电的各向异性的同时提供丰富的颜色。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种复合粒子，该复合粒子包括内核和外壳，其中内核具有非球对称的形状，外壳由与内核的材料不同的材料构成，外壳的材料顺着内核的形状规则分布，使得复合粒子具有光学二向色性和介电各向异性。

在优选实施方案中，内核的形状为棒状、带状、片状、针状、线状或盘状。在优选实施方案中，内核的最短轴的尺寸为0.1～100纳米。在另一个优选实施方案中，内核的最长轴与最短轴的尺寸比为2:1～50:1。

在优选实施方案中，内核的材料为金属及其化合物、非金属无机物或有机物。

在优选实施方案中，外壳的材料为各向异性的金属粒子、半导体晶体、金属过渡族硫属化合物、碳纳米管、二向色性染料或生物碱类多卤化物的颗粒。

在优选实施方案中，生物碱类多卤化物为吡咯类、噻唑类、咪唑类、吡唑类、吡啶类、嘧啶类、奎宁类、吡嗪类、菲咯啉类或嘌呤类化合物的多卤化物。在另一个优选实施方案中，生物碱类多卤化物为生物碱类多碘化物。

在另一个优选实施方案中，二向色性染料包括偶氮类、低聚噻吩类和蒽醌类染料。

本发明还提供了一种包含上述复合粒子的调光器件，该调光器件包括第一透明基层、第一透明导电层、调光层、第二透明导电层和第二透明基层，其中调光层包括复合粒子、颗粒稳定剂和分散介质，复合粒子悬浮在分散介质中。

在优选实施方案中，复合粒子的最长轴的尺寸为10～1000纳米。

对于本发明提供的复合粒子，通过控制其内核的尺寸和形状，可以有效地控制最终形成的复合粒子的尺寸和长径比，使其具有结构各向异性；通过利用外壳材料的光学二向色性，最终形成的复合粒子同时具有光学二向色性和介电各向异性，能够提供丰富的颜色，使其在调光器件中的应用更为广泛。

附图说明