CN107540708A - 电致变色材料以及包含其的透射率可变面板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电致变色材料以及包含其的透射率可变面板和显示装置。本公开涉及具有相对高响应速度和甚至通过相对低驱动电压也可逆变色的电致变色材料以及包含所述电致变色材料的电致变色颗粒、透射率可变面板和透射率可变显示装置。

Description

电致变色材料以及包含其的透射率可变面板和显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0079448的权益，其通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及用于显示装置的电致变色材料，并且更具体地涉及具有优异透射率和优异阻挡度的电致变色材料以及包含所述电致变色材料的电致变色颗粒、透射率可变面板和显示装置。
背景技术
随着信息社会的发展，对优异图像的平板显示器的要求也在增加。在各种平板显示器中，液晶显示器(LCD)装置和有机发光二极管(OLED)显示装置已经成为最近研究的主题。
LCD装置使用液晶分子的光学各向异性和极性来显示图像。例如，LCD装置可以包括具有像素电极和公共电极的第一基板、面向第一基板的第二基板和包含第一基板与第二基板之间的液晶分子的液晶层。OLED显示装置使用发射层的发射显示图像。例如，OLED显示装置可以包括阳极、面向阳极的阴极和阳极与阴极之间的发射层。从阳极注入的空穴和从阴极注入的电子复合以形成激子，并且激子从激发态跃迁到基态以发射光。
最近，提出了全部为透明的透明显示装置。特别地，透明显示装置可以用作窗型显示装置如智能窗。然而，由于透明显示装置不具有黑色状态，所以透明的对比度和能见度降低。
为了改善上述缺点，提出了根据颗粒的变色或颗粒的运动来改变透射率的阻挡板。例如，可以使用透射率可变面板，例如液晶面板、电泳面板、电润湿面板和具有可变透射率的电致变色面板作为阻挡板。
当使用液晶面板作为透射率可变面板时，透射模式的透射率由于液晶层而减小。此外，当滤色器层用于各种颜色时，亮度降低。此外，由于阻挡效率相对较低，所以对比度降低。
电泳面板使用其中带电颗粒根据施加电压而运动的电泳。例如，当施加电压时，黑色带电颗粒可以运动到透明电极上以阻挡光，并且当施加相反电压时，白色带电颗粒可以运动到透明电极上以发射或反射光。结果，当施加电压时，电泳面板可以具有阻挡模式，并且当施加相反电压时可以具有透射模式。然而，难以将黑色和/或白色电泳颗粒均匀地分散在电解质层中。此外，当将流体用于电泳颗粒运动的电解质层时，电泳颗粒可能泄漏到外部。
当使用电润湿面板作为透射率可变面板时，难以使用黑油制造透射率可变面板。此外，可能发生黑色染料或黑色颜料的抽提和用于显示颜色的流体如油的泄漏。
电致变色面板使用电致变色材料，其颜色根据所施加的电压通过氧化-还原反应可逆地改变。例如，在韩国专利No.10-1535100中提出使用钨氧化物(WO3)、钼氧化物(MoO3)、钕氧化物(Nb2O5)、钛氧化物(TiO2)或钽氧化物(Ta2O5)作为电致变色材料的电致变色智能窗。然而，无机电致变色材料具有相对低的响应速度，并且对于颜色变化需要相对较高的驱动电压。此外，当将无机电致变色材料应用于窗型显示装置或车载型显示装置时，由于无机电致变色材料不能阻挡红外线，所以需要额外的红外(IR)截止膜。
发明内容
实施方案涉及具有相对高透射率的电致变色材料以及包含所述电致变色材料的电致变色颗粒、透射率可变面板和透射率可变显示装置。
一个或更多个实施方案涉及具有相对高响应速度和甚至通过相对低驱动电压也可逆变色的电致变色材料以及包含所述电致变色材料的电致变色颗粒、透射率可变面板和透射率可变显示装置。
一个或更多个实施方案涉及具有优异的阻挡红外线的效果的电致变色材料以及包含所述电致变色材料的电致变色颗粒、透射率可变面板和透射率可变显示装置。
本公开的优点和特征的一部分将在说明书中得以阐述，而这些另外的优点和特征一部分则在本领域普通技术人员查阅下文之后变得显见或者可以从本公开的实践中得知。本文中的实施方案的其他优点和特征可以通过说明书给出的和权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
将理解的是，前述一般性描述和以下详细描述都是示例性的，并且旨在对所要求保护的实施方案提供进一步说明。
附图说明
包括附图以提供对本公开的进一步理解并且附图被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式并且与说明书一起用于解释本公开的实施方案的原理。
图1是示出根据本公开的第一实施方案的具有单个核的核-壳结构的电致变色颗粒的图。
图2是示出根据本公开的第二实施方案的具有两个核的核-壳结构的电致变色颗粒的图。
图3是示出根据本公开的第一实施方案和第二实施方案的透射率可变面板的截面图。
图4是示出根据本公开的第三实施方案的透射率可变面板的截面图。
图5是示出根据本公开的第一实施方案的具有透射率可变面板的显示装置的截面图。
图6是示出根据本公开的第一实施方案的具有透射率可变面板的显示装置的显示面板的截面图。
图7是示出关于根据合成例1合成的电致变色材料的核磁共振(NMR)测量的结果的图。
图8是示出实施例和比较例的透射率可变面板的透射率相对于对应于红外线的波长的图。
图9是示出实施例和比较例的透射率可变面板的透射率相对于驱动电压的图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的实施方案，在附图中示出了本公开实施方案的实施例。在下面的描述中，在与该文件相关的已知功能或构造的详细描述被确定为对于阐述本公开的实施方案而言不必要的情况下，其详细描述将被省略。所描述的处理步骤和/或操作的顺序为示例；然而，步骤和/或操作的顺序并不限于本文所阐述的顺序，并且除了必须以一定顺序发生的步骤和/或操作之外，步骤和/或操作的顺序可以改变而不脱离本发明的构思。贯穿全文，相似的附图标记指代相似的元件。在下面的说明中所使用的各元件的名称被选择为仅用于方便书写本说明书，因而这些名称可以不同于实际产品中所使用的名称。
本公开提供了一种电致变色材料，其由以下化学式1表示。
化学式1
在化学式1中，R1选自包括以下的组：氢原子、C1至C30的烷基、C2至C30的烯基、C2至C30的炔基、C1至C30的烷氧基、C4至C30的环烷基、C4至C30的杂环烷基、C6至C30的芳基、C5至C30的杂芳基、C7至C30的芳烷基、C5至C30的杂芳烷基、C6至C30的芳氧基和C5至C30的杂芳氧基；R2和R3各自为–W-Z，其中Z独立地选自包括以下的组：羧酸(-COOH)、磺酸(-SO3H)、硼酸(B(OH)2)、磷酸(PO3H2)和次膦酸(PO2H2)，并且W为直接键或C1至C20的亚烷基；R4是被一个或更多个卤素取代的C1至C10的烷基或者被一个或更多个卤素取代的C1至C10的烷氧基；X是卤素负离子、PF6 -、BF4 -、BH4 -、ClO4 -、CF3SO3 -或(CF3SO2)2N-。本文所使用的“亚烷基”是指将Z基团连接至所述分子的剩余部分的具有C1至C20烃链的双基。卤素是指氟、氯、溴或碘基团。卤素负离子是指氟离子(F-)、氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)或碘离子(I-)。
例如，电致变色材料可包含由以下化学式2至5表示的化合物中的一种。
化学式2
化学式3
化学式4
化学式5
在化学式2至5中，X的定义与化学式1中的相同。
另一方面，本公开提供了包括核和壳的电致变色颗粒，其中所述核包含由化学式1至5表示的电致变色材料。
在一个示例性实施方案中，核可以选自包括以下的组：导电金属氧化物、非导电金属氧化物及其组合。导电金属氧化物可选自包括以下的组：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZO)及其组合，并且非导电金属氧化物可选自包括以下的组：钛氧化物(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、锌氧化物(ZnO)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
在另一个示例性实施方案中，核可包括第一核和包裹该第一核的第二核。第一核可包含选自包括以下的组的导电金属氧化物：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZO)及其组合，并且第二核可包含选自包括以下的组的非导电金属氧化物：钛氧化物(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、锌氧化物(ZnO)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
另一方面，本公开提供了透射率可变面板，其包括彼此面向的第一基板和第二基板、在第一基板的内表面上的第一透明电极、在第二基板的内表面上的第二透明电极以及在第一透明电极与第二透明电极之间的电致变色层。电致变色层包括电致变色颗粒。
透射率可变面板还可包括在第二透明电极与电致变色层之间的反层(counterlayer)，并且所述反层可以加速电致变色层中的氧化-还原反应。
另一方面，本公开提供了显示装置，其包括透射率可变面板和邻近所述透射率可变面板的显示面板，并且所述显示面板包括显示部分和透明部分。
电致变色材料和电致变色颗粒
本公开的电致变色材料可由以下化学式1。
化学式1
在化学式1中，R1选自由以下构成的组：氢原子、C1至C30的烷基、C2至C30的烯基、C2至C30的炔基、C1至C30的烷氧基、C4至C30的环烷基、C4至C30的杂环烷基、C6至C30的芳基、C5至C30的杂芳基、C7至C30的芳烷基、C5至C30的杂芳烷基、C6至C30的芳氧基和C5至C30的杂芳氧基；R2和R3各自为–W-Z，其中Z独立地选自由以下构成的组：羧酸(-COOH)、磺酸(-SO3H)、硼酸(B(OH)2)、磷酸(PO3H2)和次膦酸(PO2H2)，并且W是直接键或C1至C20的亚烷基；R4是被一个或更多个卤素取代的C1至C10的烷基或者R4是被一个或更多个卤素取代的C1至C10的烷氧基；X为卤素负离子、PF6 -、BF4 -、BH4 -、ClO4 -、CF3SO3 -或(CF3SO2)2N-。
例如，化学式1中定义的杂环烷基、杂芳基、杂芳烷基和杂芳氧基可为其中构成环的碳原子中的至少一个被氮(N)、氧(O)、硫(S)和/或磷(P)替代的官能团。此外，化学式1中定义的环烷基、芳基、芳烷基、芳氧基、杂环烷基、杂芳基、杂芳烷基和杂芳氧基可以不被取代或者可以被选自由以下构成的组的取代基取代：C1至C30的烷基、C2至C30的烯基、C2至C30的炔基、C1至C30的烷氧基(即，其中氢被C1至C30的烷基取代的羟基)、C4至C30的环烷基、C4至C30的杂环烷基、C6至C30的芳基、C5至C30的杂芳基、C7至C30的芳烷基、C5至C30的杂芳烷基、C6至C30的芳氧基和C5至C30的杂芳氧基。此外，除了任意上述取代基之外，烷基、烯基、炔基、烷氧基、环烷基还可以任选地被卤素或羟基取代。
在一个示例性实施方案中，化学式1中定义的R1可选自包括以下的组：C1至C30的烷基，优选C1至C20的烷基，进一步优选C1至C10的烷基，其可以任选地被羟基取代；C5至C30的(杂)芳基(即，芳基或杂芳基)，优选C5至C20的(杂)芳基；C5至C30的(杂)芳烷基(即，芳烷基或杂芳烷基)，优选C5至C20的(杂)芳烷基；以及C5至C30的(杂)芳氧基(即，芳氧基或杂芳氧基)，优选C5至C20的(杂)芳氧基。此外，化学式1中定义的R2和R3各自可为与C1至C20、优选C1至C10的烷基连接的羧酸、磷酸或次膦酸。化学式1中定义的R4可为C1至C10的烷基或烷氧基，优选被一个或更多个卤素(例如，一个或更多个氟)取代的C1至C5烷基或者被一个或更多个卤素(例如，一个或更多个氟)取代的C1至C5烷氧基，并且化学式1中定义的X可为选自包括以下的组的卤素负离子：氯离子(Cl-)、溴离子(Br-)和碘离子(I-)、CF3SO3 -或(CF3SO2)2N-。
本公开的电致变色材料可具有这样的结构：使得其中氢原子被R1取代的第一联吡啶盐部分、其中氢原子被R2取代的第二联吡啶盐部分、其中氢原子被R3取代的第三联吡啶盐部分以及其中氢原子被苯基或苯氧基(所述苯基或苯氧基的氢原子被包括卤素的R4取代)取代的第四联吡啶盐部分的四种连接体结合至苯环。特别地，由于其中氢被R4的富电子的卤素取代的苯基部分或苯氧基部分以及多个联吡啶盐部分引起堆积效应(stacking effect)，电致变色材料甚至利用相对低的驱动电压下也可变色。
电致变色材料在核-壳结构的电致变色颗粒中形成包裹核的壳，并且电致变色颗粒可具有优异的透射率性质、优异的响应速度性质和甚至在相对低的驱动电压下也具有优异的变色性质。特别地，由于化学式1的电致变色材料中构成R2和R3的无机官能团或有机官能团化学结合至核，所以可以改善包括核-壳型的电致变色颗粒的透射率可变面板的驱动稳定性。
在一个示例性实施方案中，由化学式1表示的电致变色材料包括由以下化学式2至5表示的电致变色材料中的一种。
化学式2
化学式3
化学式4
化学式5
(在化学式2至5中，X的定义与化学式1中的相同。)
由化学式2至5表示的电致变色材料包含其中氢被富电子的三氟甲基取代的苯氧基部分，并且苯氧基部分与四个联吡啶盐部分引起堆积效应。结果，电致变色材料即使在相对低的驱动电压下也变色并且由于改善的响应速度而迅速变色。电致变色材料形成了核-壳型的电致变色颗粒的壳，并且电致变色颗粒具有优异的透射率性质和优异的响应速度。此外，羧酸或磷酸的官能团化学结合至核，并且包括电致变色颗粒的透射率可变面板的驱动稳定性得以改善。此外，电致变色材料具有阻挡红外线的优异效果。因此，当将透射率可变面板用于建筑或车辆的智能窗时，省略了额外的红外(IR)截止膜。
下文中可以对本公开的包括电致变色材料的壳的电致变色颗粒进行说明。
图1是示出根据本公开的第一实施方案的具有单个核的核-壳结构的电致变色颗粒的图。
在图1中，根据本公开的第一实施方案的电致变色颗粒100A包括核110和包裹核110的壳120。
核110可包含具有关于可见射线的优异透射率的导电金属氧化物、具有优异比表面积的非导电金属氧化物及其组合。例如，导电金属氧化物可包括平均直径为约30nm至约200nm的金属氧化物的纳米颗粒。导电金属氧化物可选自包括以下的组：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZO)及其组合。
例如，非导电金属氧化物可包括比表面积大于约100m2/g并且平均直径为约10nm至约100nm的非导电金属氧化物的纳米颗粒。非导电金属氧化物可选自包括以下的组：钛氧化物(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、锌氧化物(ZnO)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
核110可不限于上述材料。关于可见射线具有相对高的透射率和优异导电率的有机材料、无机材料或有机-无机杂化材料和/或具有相对大比表面积的非导电有机材料、无机材料或有机-无机杂化材料可用于核110。
壳120可包含由化学式1至5表示的电致变色材料。在化学式1至5的电致变色材料中，多个联吡啶盐部分结合至苯环，并且其中氢原子被富电子的卤素取代的苯基部分或苯氧基部分可与多个联吡啶盐部分引起堆积效应。由于其中包裹核110的电致变色材料的结构的电致变色颗粒100具有优异的透明度，所以当不施加电场时透射率增加。由于电致变色材料的壳120甚至通过相对低的驱动电压也变色成黑色，所以光阻挡效率也得以改善。此外，由于本公开的电致变色材料通过施加电压变色成黑色，所以电致变色材料在不混合其他材料的情况下具有优异的光阻挡效率。
例如，由于本公开的电致变色颗粒是具有球形核-壳结构的纳米颗粒，所以电致变色颗粒的比表面积与板形状相比增加。结果，针对施加电场的响应速度得以改善，并且变色反应甚至通过相对低的驱动电压也会发生。此外，由于由化学式1至5表示的电致变色材料为化学结合的，所以驱动稳定性可以得以改善。
图2是示出根据本公开的第二实施方案的具有两个核的核-壳结构的电致变色颗粒的图。
在图2中，根据本公开的第二实施方案的电致变色颗粒100B包括具有第一核112和第二核114的核110以及包裹核110的壳120。
例如，第一核112可包含具有优异电子迁移率和关于可见射线的优异透射率的导电金属氧化物。第一核112可包括平均直径为约30nm至约200nm的导电金属氧化物的纳米颗粒。第一核112的导电金属氧化物可选自包括以下的组：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZO)及其组合。
第一核112可不限于上述材料。具有优异电导率和关于可见射线的相对高透射率的有机材料、无机材料或有机-无机杂化材料可用于第一核112。
包裹第一核112的第二核114可包含具有相对大比表面积和关于可见射线的相对高透射率的非导电金属氧化物。例如，第二核114可包括比表面积大于约100m2/g并且平均直径为约10nm至约100nm的非导电金属氧化物的纳米颗粒。第二核114的非导电金属氧化物可选自包括以下的组：钛氧化物(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、锌氧化物(ZnO)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
第二核114可不限于上述材料。具有相对大比表面积的有机材料、无机材料或有机-无机杂化材料可用于第二核114。
当电致变色颗粒100B的核110具有导电第一核112和具有相对大比表面积的非导电第二核114的双核时，透明度和光阻挡度得以改善并且实现低功耗。
由于第一核112包含具有优异电子迁移性质的铟锡氧化物(ITO)，所以在导通(ON)状态下朝向着壳120的电子迁移率增加，并且化学式1至5的电致变色材料的壳120容易变色。由于第二核114包含具有对于可见射线的相对高透射率的钛氧化物(TiO2)，所以在关断(OFF)状态中实现相对高的透射率。此外，由于第二核114的非导电金属氧化物具有相对大的比表面积，所以第二核114具有与壳120的结合状态并且双稳定性得以改善。结果，驱动电致变色颗粒100B的功耗被减少。由于即使在停止施加电压时由于相对高的双稳定性而保持光阻挡状态一定时间，所以功耗降低。
壳120可包含由化学式1至5表示的电致变色材料。在化学式1至5的电致变色材料中，多个联吡啶盐部分结合至苯环并且其中氢原子被富电子的卤素取代的苯基部分或苯氧基部分可与多个联吡啶盐部分引起堆积效应。由于其中电致变色材料包裹核110的结构的电致变色颗粒100具有优异的透明度，当不施加电场时透射率增加。由于电致变色材料的壳120甚至通过相对低的驱动电压也变色成黑色，所以光阻挡效率得以改善。此外，由于本公开的电致变色材料通过施加电压变色成黑色，所以电致变色材料在没有其他材料混合的情况下具有优异的光阻挡效率。
例如，由于本公开的电致变色颗粒是具有球形核-壳结构的纳米颗粒，所以电致变色颗粒的比表面积与盘形状相比增加。特别地，由于将具有相对大比表面积的非导电金属氧化物用于包裹第一核112的第二核114，所以比表面积增加。结果，改善了关于施加电场的响应速度，并且变色反应甚至通过相对低的驱动电压也会发生。此外，由于由化学式1至5表示的电致变色材料是化学结合的，所以驱动稳定性可以得以改善。
另外，壳120的电致变色材料具有优异的光阻挡效果。结果，当透射率可变面板应用至建筑或车辆的智能窗时，不需要额外的红外(IR)截止膜。
透射率可变面板和显示装置
本公开的透射率可变面板和显示装置包括其中包裹核的壳包含学式1至5的电致变色材料的核-壳结构的电致变色颗粒。
图3是示出根据本公开的第一实施方案和第二实施方案的透射率可变面板的截面图。
在图3中，根据本公开的第一实施方案和第二实施方案的透射率可变面板200包括彼此面向的第一基板210和第二基板220、在第一基板210的内表面上的第一透明电极230、在第二基板220的内表面上的第二透明电极240以及在第一基板210与第二基板220之间的具有电致变色颗粒100和电解质130的电致变色层250。
第一基板210和第二基板220可包含玻璃或塑料。例如，第一基板210和第二基板220各自可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
第一透明电极230和第二透明电极240可包含透明导电材料。例如，第一透明电极230和第二透明电极240各自可包含铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)。为了增加本公开的透射率可变面板在透射模式下的透射率，第一透明电极230和第二透明电极240可包含透明导电材料。或者，当将相对低电阻金属材料如铝(Al)、铜(Cu)、钯(Pd)及其组合用于第一透明电极230和第二透明电极240时，第一透明电极230和第二透明电极240可具有相对小的厚度以透过光。
如果需要的话，第一透明电极230和第二透明电极240可具有如下双层结构：其中透明导电材料例如铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成在相对低电阻金属材料如铝(Al)、铜(Cu)、钯(Pd)及其组合上。相对低电阻金属材料可具有筛网形状。当透明导电材料形成在用于第一透明电极230和第二透明电极240的筛网形状的金属材料上时，极大地改善了电致变色颗粒100的响应速度，并且实现了根据施加能量而迅速变色。
电致变色层250设置在第一基板210与第二基板220之间，即第一透明电极230与第二透明电极240之间。电致变色层250包括电致变色颗粒100和电解质130。如图1和图2所示，电致变色颗粒100具有其中化学式1至5的电致变色材料包裹核的核-壳结构。化学式1至5的电致变色材料通过多个联吡啶盐部分和其中氢原子被富电子的卤素取代的苯基部分或苯氧基部分引起堆积效应。结果，当不施加电压时，电致变色颗粒100具有优异的透射率。此外，由于电致变色颗粒100是具有相对大比表面积的球形的纳米颗粒，所以电致变色颗粒100甚至在相对低的驱动压力下也具有迅速变色。结果，当施加电压时，电致变色颗粒100迅速变色成黑色以具有优异的光阻挡效率。化学式1至5的电致变色材料具有优异的红外(IR)截止效果。因此，当将透射率可变面板200应用于建筑或车辆的智能窗时，不需要附加的红外(IR)截止膜。
电致变色层250包括电解质130以及电致变色颗粒100。例如，电解质130可具有固相。当电解质130具有液相时，流体的电解质130会漏出。例如，包含溶解的锂盐的凝胶型电解质或聚合物型电解质可用于电解质130。电解质130的介质可通过热或光进行固化。电解质130可包含具有相对低电导率和相对高离子电导率的固态电解质(SSE)。
在一个示例性实施方案中，聚(偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯)(PVDF-HFP)、聚丙烯腈(PAN)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸)(聚-AMPS)和改性的聚氧化乙烯(PEO)可用于凝胶型电解质的形成凝胶的聚合物或者聚合物型电解质的聚合物。
凝胶型电解质或聚合物型电解质可包含浓度为约0.1mol/L至约1mol/L的锂盐。例如，锂盐可包含双((三氟甲基)磺酸基)酰胺锂(LiTf2N)、三氟甲基磺酸锂(LiTfO)(LiCF3SO3)、双(三氟甲烷)磺酰胺锂(LiTFSI)或者高氯酸锂(LiClO4)。本公开可不限于上述材料。
例如，包括电致变色颗粒100和电解质130的电致变色层250可形成在第一透明电极230或第二透明电极240上使得厚度为约20μm至约200μm。当电致变色层250的厚度小于约20μm时，透射率可变面板200的驱动性质可劣化。当电致变色层250的厚度大于约200μm时，会降低响应速度并且会发生邻近像素的扩展(spread)。
透射率可变面板200根据施加电压可具有透射模式或阻挡模式。当不向第一透明电极230和第二透明电极240施加电压时，透射率可变面板200可由于透明电致变色颗粒100透射光。当向第一透明电极230和第二透明电极240施加电压时，化学式1至5的电致变色材料的(图1和图2的)壳120会变色并且透射率可变面板200可阻挡光。
根据施加电压，透射率可变面板200可具有各种透射率，并且透明显示装置的可见度和对比度可通过将透射率可变面板200施加至透明显示装置来改善。
图4是示出根据本公开的第三实施方案的透射率可变面板的截面图。
在图4中，根据本公开的第三实施方案的透射率可变面板200′包括彼此面向的第一基板210和第二基板220、在第一基板210的内表面上的第一透明电极230、在第二基板220的内表面上的第二透明电极240以及在第一基板210与第二基板220之间的具有电致变色颗粒100和电解质130的电致变色层250。
透射率可变面板200′还包括第二透明电极240与电致变色层250之间的反层260。反层260由于电致变色层250中的电场而用于加速氧化-还原反应。例如，反层260可包含选自包括以下的组的材料：聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、茂金属化合物如二茂铁及其衍生物、联苯胺、三苯胺、吩噻嗪聚合物和/或吩嗪聚合物。例如，在韩国专利公开No.10-2016-0053352中，反层260可包含茂金属部分和具有三芳胺的丙烯酸类共聚物。在本公开的一个示例性实施方案中，反层260的厚度可为约200nm至约800nm。当反层260的厚度小于约200nm时，电致变色层250的驱动性质会劣化。当反层260的厚度大于约800nm时，响应速度会由于电阻的增加而降低。
可将电致变色层250设置在第一基板210与第二基板220之间，即第一透明电极230与第二透明电极240之间。电致变色层250包括电致变色颗粒100和电解质130。电致变色颗粒100具有其中化学式1至5的电致变色材料包裹核的核-壳结构。化学式1至5的电致变色材料通过多个联吡啶盐部分和其中氢原子被富电子的卤素取代的苯基部分或苯氧基部分引起堆积效应。结果，当不施加电压时，电致变色颗粒100具有优异的透射率。由于电致变色颗粒100是具有相对大比表面积的球形的纳米颗粒，所以电致变色颗粒100甚至用相对低的驱动电压是也迅速变色。结果，当施加电压时，电致变色颗粒100迅速变色成黑色以具有优异的光阻挡效率。化学式1至5的电致变色材料具有优异的红外(IR)截止效果。因此，当将透射率可变面板200′应用于建筑或车辆的智能窗时，不需要额外的红外(IR)截止膜。
下文将对根据本公开的包括其中壳由电致变色材料形成的电致变色颗粒的显示装置进行说明。
图5是示出根据本公开的第一实施方案的具有透射率可变面板的显示装置的截面图，并且图6是示出根据本公开的第一实施方案的具有透射率可变面板的显示装置的显示面板的截面图。
在图5中，显示装置300包括透明显示面板310和在所述透明显示面板310上的透射率可变面板200。透明显示面板310包括多个像素，并且多个像素各自包括显示部分312、驱动部分314和透明部分316。显示部分312是通过驱动部分314供应的电压或信号驱动以显示图像。透明显示面板310可为液晶面板或发光二极管板。
将对发光二极管板的透明显示面板310进行简要地说明。在图6中，透明显示面板310包括彼此面向的第三基板401和第四基板402以及在第三基板401与第四基板402之间的发光二极管D。
第三基板401和第四基板402可包含玻璃或塑料。例如，第三基板401和第四基板402的每一个可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
在第三基板401的内表面上形成栅极线(未示出)、数据线(未示出)和电源线(未示出)。栅极线和数据线彼此交叉以限定像素P，并且电源线可以平行于栅极线或数据线。每个像素P包括显示部分312、驱动部分314和透明部分316。在每个像素P中形成与栅极线和数据线连接的开关(switching)薄膜晶体管(TFT)(未示出)。
在每个像素P中形与开关薄膜晶体管和电源线连接的驱动薄膜晶体管(TFT)DTr。驱动TFT DTr包括半导体层410、栅电极420、源电极431和漏电极433。开关TFT可具有与驱动TFT DTr相似的结构。
半导体层410包括沟道区CR、在沟道区CR两侧的源极区SR和漏极区DR。半导体层410可包含多晶硅或氧化物半导体材料。可在半导体层410与第三基板401之间形成硅氧化物(SiO2)和硅氮化物(SiNx)的缓冲层(未示出)。
在半导体层410上形成栅极绝缘层415。栅极绝缘层可包含无机绝缘材料例如硅氧化物(SiO2)和硅氮化物(SiNx)。在对应于沟道区CR的栅极绝缘层415上形成栅电极420。栅电极420可包含具有相对低电阻的金属材料，例如铜(Cu)和铝(Al)。
在栅电极420上形成层间绝缘层425。在层间绝缘层425和栅极绝缘层415中可形成暴露源极区SR和漏极区DR的半导体接触孔435。层间绝缘层425可包含无机绝缘材料，例如硅氧化物(SiO2)和硅氮化物(SiNx)。
在层间绝缘层425上形成源电极431和漏电极433。源电极431和漏电极433通过半导体接触孔435分别与源极区SR和漏极区DR连接。源电极431和漏电极433可包含与栅电极420相同的材料。
在源电极431和漏电极433上形成钝化层440。钝化层440可包含无机绝缘材料例如硅氧化物(SiO2)和硅氮化物(SiNx)或者有机绝缘材料例如光丙烯酸类材料(photoacryl)。在钝化层440中可形成暴露漏电极433的漏极接触孔441。
在第一实施方案中，驱动TFT DTr包括多晶硅的半导体层410。在另一个实施方案中，驱动TFT DTr可具有包括非晶硅的半导体层的反转交错结构。在另一个实施方案中，驱动TFT DTr可为包括氧化物半导体材料的半导体层的氧化物晶体管。虽然未示出，但是在每个像素P中可形成存储电容器。
在钝化层440上形成发光二极管D并且通过漏极接触孔441电连接至驱动TFT DTr。发光二极管D可包括第一电极451和第二电极453以及在第一电极451与第二电极453之间的发射层452。
第一电极451和第二电极453可具有透明度。第一电极451和第二电极453可包含透明导电材料。例如，第一电极451和第二电极453可包含氧化物类型的透明导电材料，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、镓锌氧化物(GZO)和铟镓锌氧化物(IGZO)。第一电极451和第二电极453中的一个为阳极并且第一电极451和第二电极453中的另一个为阴极。阳极可包含具有相对大功函数的材料，并且阴极可包含具有相对低功函数的材料。第一电极451通过漏极接触孔441连接至驱动TFT DTr的漏电极433并且通过像素P图案化。形成第二电极453以具有对应显示面板310的整个像素P的单个主体。
在第一电极451上形成堤坝层(bank layer)460并且在每个像素P中有开口。堤坝层460可分隔邻近像素P。在每个像素P中堤坝层460的开口中形成发射层452。发射层452可由于分别由第一电极451和第二电极453供应的空穴与电子的复合而发射光。
发射层452可包括基本上发射光的发射材料层。发射层452可具有多层结构，以改善发射效率。例如，发射层452还可包括空穴注入层、空穴传输层、电子注入层和电子传输层。发光二极管D发射具有对应于驱动TFT DTr的栅电极420所施加的信号的亮度的光。
第四基板402是覆盖驱动TFT DTr的封装基板。虽然未示出，但是在第四基板与驱动TFT DTr之间可形成阻挡层以防止水分的渗透。
在图6中，包括驱动元件如驱动TFT DTr的区域对应于(图5的)驱动部分314，并且包括发光二极管D的区域对应于(图5的)显示部分312。在(图5的)透明部分316中没有形成驱动元件和显示元件并且光穿过(图5的)透明部分316。显示部分312和驱动部分314可以彼此重叠。
在图5中，透射率可变面板200包括彼此面向的第一基板210和第二基板220、在第一基板210的内表面上的第一透明电极230、在第二基板220的内表面上的第二透明电极240以及在第一基板210与第二基板220之间的具有电致变色颗粒100和电解质130的电致变色层250。透射率可变面板200还可包括在第二透明电极240与电致变色层250之间的用于加速电致变色层250中的氧化-还原反应的(图4的)反层。
第一基板210和第二基板220可包含玻璃或塑料。例如，第一基板210和第二基板220各自可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
在图5和图6中，透射率可变面板200的第一基板210和显示面板310的第四基板402彼此相同。在另一个实施方案中，第一基板210和第四基板402可以彼此不同，并且透射率可变面板200和显示面板310可以彼此附着。第一透明电极230和第二透明电极240可包含透明导电材料。
电致变色层250设置在第一透明电极230与第二透明电极240之间。电致变色层250包括电致变色颗粒100和电解质130。电致变色颗粒100具有其中化学式1至5的电致变色材料的壳包裹核的核-壳结构。化学式1至5的电致变色材料通过多个联吡啶盐部分和其中氢原子被富电子的卤素取代的苯基部分或苯氧基部分引起堆积效应。结果，当不施加电压时，电致变色颗粒100具有优异的透射率。此外，由于电致变色颗粒100是具有相对大比表面积的球形纳米颗粒，所以电致变色颗粒100甚至在相对低的驱动电压下也迅速变色。结果，当施加电压时，电致变色颗粒100迅速变色成黑色以具有优异的光阻挡效率。化学式1至5的电致变色材料具有优异的红外(IR)截止效果。因此，当将透射率可变面板200应用于建筑或车辆的智能窗时，不需要额外的红外(IR)截止膜。
包含溶解的锂盐的凝胶型电解质或聚合物型电解质可用于电致变色层250的电解质130。电解质130的介质可通过热或光进行固化。电解质130可包括具有相对低电导率和相对高离子传导率的固态电解质(SSE)。
根据施加电压，透射率可变面板200可具有透射模式或阻挡模式。当不向第一透明电极230和第二透明电极240施加电压时，透射率可变面板200可由于透明电致变色颗粒100而发射光。当向第一透明电极230和第二透明电极240施加电压时，化学式1至5的电致变色材料的(图1和图2的)壳120会变色并且透射率可变面板200会阻挡光。
当不向第一透明电极230和第二透明电极240施加电压时，电致变色颗粒100的壳120具有透明模式，并且透射率可变面板200具有透射透明部分316的光的透射模式。当向第一透明电极230和第二透明电极240施加电压时，电致变色颗粒100的壳120变色成黑色并且透射率可变面板200具有阻挡透明部分316的光的阻挡模式。结果，包括透射率可变面板200的显示装置300被用作透明显示装置。
在化学式1至5的电致变色材料中，多个联吡啶盐部分结合至苯环，并且其中氢原子被富电子的卤素取代的苯基部分或苯氧基部分可与多个联吡啶盐部分引起堆积效应。由于其中电致变色材料包裹核110的结构的电致变色颗粒100具有优异的透明度，所以当不施加电场时透射率增加。由于电致变色材料的壳120甚至通过相对低的驱动电压也变色成黑色，所以光阻挡效率得以改善。此外，由于本公开的电致变色材料通过施加电压而变色成黑色，所以电致变色材料在没有其他材料混合的情况下具有优异的光阻挡效率。因此，透明显示装置的可见度和对比度得以改善。此外，由于壳和核彼此化学结合，所以透明显示装置的驱动稳定性得以改善。此外，由于化学式1至5的电致变色材料具有优异的红外(IR)截止效果，所以当将透射率可变面板200应用到建筑或车辆的智能窗时不需要额外的红外(IR)截止膜。
本公开将用示例性实施方案进行说明。然而，本公开可不限于以下实施方案。
合成例1:电致变色材料(快门外壳材料(Shutter Shell Material))的合成
合成其中X是双((三氟甲基)磺酰基)酰亚胺负离子(CF3SO2)2N-)的化学式2的电致变色材料。在氮气氛的3口烧瓶中，将15.6g的4,4′-联吡啶(0.1mol)和24.5g的溴乙基膦酸(0.1mol)添加到其中甲醇和水以50:50混合的溶液中，并且所述溶液在约80℃的温度下回流12小时。接着，稀释溶剂并纯化以获得白色固体。将40.0g的白色固体和35.6g的1,2,4,5-四溴苯(0.1mol)添加至其中乙醇和甲苯以80:20混合的溶剂，并且所述溶液反应3天。随后，向所述溶液中添加0.1mol的2,2′-联吡啶-6-羧酸，并且所述溶液反应2天。接着，通过纯化获得淡黄色材料。
向7.1g的3-氧代-3-(4-苯氧基苯基)丙酸甲基酯(0.026mol)、5.2g的1-溴代-3-三氟甲氧基苯、31.2g的联吡啶(0.2mol)和300g的甲醇中添加70g所获得的淡黄色材料，并且所述溶液在约80℃的温度下反应12小时。接着，所述溶液首先用盐酸盐(HCl)溶液(38重量％)处理并且除了目标化合物以外的杂质通过重结晶除去以获得象牙色的化合物。接着，在1L烧瓶中，将所获得的化合物添加至1-乙基-3甲基-咪唑-双-三氟甲基磺酰亚胺。对所述溶液进行离子交换并且化学式2的电致变色材料通过溶液的重结晶合成。关于根据合成例1合成的电致变色材料的核磁共振(NMR)测定的结果示于图7中。
合成例2：电致变色材料(快门外壳材料)的合成
合成其中X是双((三氟甲基)磺酰基)酰亚胺负离子(CF3SO2)2N-)的化学式3的电致变色材料。重复合成例1的过程，不同之处在于使用2,2′-联吡啶-6-乙基-磷酸代替2,2′-联吡啶-6-羧酸并且使用1-溴己烷代替3-氧代-3-(4-苯氧基苯基)丙酸甲基酯，从而获得化学式3的电致变色材料。
合成例3：电致变色材料(快门外壳材料)的合成
合成其中X是双((三氟甲基)磺酰基)酰亚胺负离子(CF3SO2)2N-)的化学式4的电致变色材料。重复合成例1的过程，不同之处在于使用2,2′-联吡啶-6-乙基-磷酸代替2,2′-联吡啶-6-羧酸并且使用4-氨基苄醇代替3-氧代-3-(4-苯氧基苯基)丙酸甲基酯，从而获得化学式4的电致变色材料。
合成例4：电致变色材料(快门外壳材料)的合成
合成其中X是双((三氟甲基)磺酰基)酰亚胺负离子(CF3SO2)2N-)的化学式5的电致变色材料。重复合成例1的过程，不同之处在于使用2,2′-联吡啶-6-乙基-磷酸代替2,2′-联吡啶-6-羧酸并且使用苄基溴代替3-氧代-3-(4-苯氧基苯基)丙酸甲基酯，从而获得化学式5的电致变色材料。
比较合成例1：电致变色材料(快门外壳材料)的合成
合成由以下化学式6表示的电致变色材料。
化学式6
在氮气氛的3口烧瓶中，将15.6g的联吡啶(0.1mol)和24.5g的溴乙基膦酸(0.1mol)添加至甲醇和水(50:50)的溶液，并且所述溶液在约80℃的温度下回流12小时。接着，稀释溶剂并且纯化以获得白色固体。将40.0g的白色固体和35.6g的1,3,5-三溴苯(0.1mol)添加至乙醇和甲苯(80:20)的溶剂，并且所述溶液反应3天。接着，通过纯化获得淡黄色材料。将70g的所获得的淡黄色材料添加至7.1g的3-氧代-3-(4-苯氧基苯基)丙酸甲基酯(0.026mol)、31.2g的联吡啶(0.2mol)和300g的甲醇，并且所述溶液在约80℃的温度下反应12小时。接着，所述溶液首先用盐酸(hydrochloride，HCl)溶液(38重量％)处理并且除了目标化合物以外的杂质通过重结晶除去以获得化学式6的化合物。
合成例5：电致变色颗粒的合成
在2.0g的合成例1中合成的电致变色材料溶解在20g的甲醇之后，使用超声波在约50℃的温度下搅拌所述溶液3小时以获得透明溶液。在250mL宽口瓶中，将50g的铟锡氧化物(ITO)粉末(第一粒径>15nm，Solvay GmbH)、0.5g的2,4-戊二酮和0.05g的非水性有机粘合剂BYK160添加至120g的异丙醇并且将所述溶液搅拌1小时。向50g的透明溶液中添加200g的直径为1.0mm的氧化锆珠并且密封溶液。接着，使用球磨以600rpm移动分散氧化锆珠24小时以获得电致变色颗粒溶液(其中分散有电致变色颗粒的溶液)。
合成例6至8：电致变色颗粒的合成
重复合成例5的过程，不同之处在于使用合成例2至4中合成的电致变色材料代替合成例1中合成的电致变色材料，从而获得电致变色颗粒溶液。
比较合成例2：电致变色颗粒的合成
重复合成例5的过程，不同之处在于使用比较合成例1中合成的电致变色材料代替合成例1中合成的电致变色材料，从而获得电致变色颗粒溶液。
实施例1：制造透射率可变面板的单元盒
使用合成例5中合成的电致变色颗粒溶液制造单元盒。通过以下方法制造固体电解质。在具有搅拌器的烧瓶中，添加300g的乙腈、10.0g的聚氧化乙烯(分子量600K)和15.0g的硅氧烷(其中添加有0.8mol的环氧乙烷)并且搅拌60分钟。向所述溶液中添加1.77g的双-三氟甲烷磺酰亚胺锂(bis-trifluoromethane sulfon imide，LiTFSI)、0.5g的作为添加剂的S104(Air Product Inc.)和0.05g的作为光引发剂的OXE01(BASF Corp.)并且在50℃的温度下搅拌所述溶液6小时以获得透明电解质溶液。将固体电解质涂覆在分离间隙为1mm的电极上之后，干燥溶剂。通过照射0.1J/cm2的紫外(UV)射线测定阻抗。固体电解质层的离子电导率为5.4×10-5S/cm。
此外，通过以下方法形成反层。在具有搅拌器的烧瓶中，添加30g的乙烯基二茂铁和300g的氯苯并且搅拌以熔化。在温度增加至60℃之后，以0.05g/分钟的速度添加自由基聚合的引发剂并且所述溶液反应23小时以获得分子量为8000的乙烯基二茂铁聚合物。所述聚合物在二氯苯中熔化并且通过1000rpm旋涂所述溶液将反层形成在薄层电阻为40Ω/sq的双侧铟锡氧化物(ITO)玻璃上。
接着，将由合成例5获得的电致变色颗粒溶液涂覆在薄层电阻为40Ω/sq的铟锡氧化物(ITO)玻璃上以形成厚度为4μm的膜，并且电致变色颗粒层在80℃的温度下干燥30分钟。接着，将紫外(UV)固化型的电解质涂覆在电致变色颗粒层上，并且电解质层通过照射0.1J/cm2的UV射线进行固化以形成厚度为100μm的固体电解质层。
接着，在40℃的温度下，将具有电致变色颗粒层和固体电解质层的ITO玻璃附着至具有反层的双面ITO玻璃以形成有效区域为100mm×100mm的透射率可变面板的单元盒。
实施例2至4：制造透射率可变面板的单元盒
重复实施例1的过程，不同之处在于使用合成例6至8中的电致变色颗粒溶液代替合成例5中的电致变色颗粒溶液，从而获得透射率可变面板。
实施例5：制造透射率可变面板的单元盒
重复实施例1的过程，不同之处在于使用具有铜(Cu)网(薄层电阻为1Ω/sq)和ITO层(薄层电阻为40Ω/sq)的电极代替ITO电极，从而获得透射率可变面板。
比较例1：制造透射率可变面板的单元盒
重复实施例1的过程，不同之处在于使用比较合成例2中的电致变色颗粒溶液代替合成例5中的电致变色颗粒溶液，从而获得透射率可变面板。
比较例2：制造透射率可变面板的单元盒
重复实施例1的过程，不同之处在于使用钨氧化物(WO3)作为电致变色颗粒代替合成例5中的电致变色颗粒溶液，从而获得透射率可变面板。
实验例：测量透射率可变面板的物理性质
测量关于实施例1至4和比较例1和2中制造的透射率可变面板的透射率、响应速度和驱动电压。以10秒间隔对透射率可变面板重复其中施加+1.3V和-1.3V的时效过程50次。接着，使用DMS803(Konica Minolta Inc.的分光光度计)在可见频带中测量ON(黑色)/OFF(白色，透明)状态的透射率，并且使用FT-IR光谱仪在红外(IR)带中测量ON/OFF状态的透射率。
表1示出了实施例和比较例的透射率可变面板的可见射线的波长带(380nm至780nm)的透射率、响应速度和驱动电压，并且表2示出了实施例和比较例的透射率可变面板的驱动起始电压、驱动结束电压和灰阶(gray level)。图8是示出实施例和比较例的透射率可变面板的透射率关于对应于红外射线的波长的图，并且图9是示出实施例和比较例的透射率可变面板的透射率关于驱动电压的图。
在表1和表2以及图8和图9中，包括其中所述壳包含本公开的电致变色材料的电致变色颗粒的透射率可变面板具有OFF状态和ON状态。OFF状态的透射率得以改善，并且ON状态的阻挡率得以改善。
表1
表2
起始电压 结束电压 灰阶
实施例1 0.38V 0.84V 16
实施例2 0.40V 0.83V 16
实施例3 0.37V 0.79V 16
实施例4 0.40V 0.88V 16
实施例5 0.38V 0.84V 16
比较例1 0.52V 0.86V 10
因此，由于其中氢原子被富电子的卤素取代的苯基部分或苯氧基部分和作为连接体连接的联吡啶盐部分引起堆积效应，所以本公开的电致变色材料在OFF状态中具有优异的透射率并且在ON状态中具有优异的阻挡效率。结果，包括电致变色材料的核和壳的电致变色颗粒的透射率可变面板具有优异的透射率和优异的阻挡效率。
特别地，由于本公开的电致变色颗粒是示例性球形纳米颗粒，所以电致变色颗粒的比表面积增加并且透射率可变面板的阻挡效率增加。
此外，当将其中本公开的电致变色材料用作壳的电致变色颗粒应用至透射率可变面板时，响应速度增加并且获得迅速变色。由于电致变色颗粒具有其中核和壳彼此化学结合的状态，所以驱动稳定性由于堆积效应得以改善并且甚至在相对低驱动电压下也实现了变色。
此外，由于通过使用固相电解质本公开的透射率可变面板被制造成膜型，所以防止了流体的泄露并且获得薄轮廓的透射率可变面板。
而且，由于包括本公开的透射率可变面板的显示装置具有优异的透射率，所以改善了可见度和对比度。
此外，由于本公开的电致变色材料具有红外(IR)截止的功能，所以将透射率可变面板应用于车辆的窗或智能窗而没有额外的IR截止膜。
以上对一些实例进行了描述。然而，应理解的是，可以做出各种修改。例如，如果描述的技术以不同的顺序执行，和/或如果在描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同的方式组合和/或由其他组件或其等同物代替或补充等，可以获得适当的结果。因此，其他实现在所附权利要求的范围内。
上述各种实施方案可结合以提供其他的实施方案。本说明书涉及的全部韩国专利、韩国专利申请公开、韩国专利申请、外国专利、外国专利申请以及非专利公开均通过引用整体并入本文。必要时，可以对实施方案的一些方面进行修改以采用各种专利、申请和公开内容的构思，从而提供另外的实施方案。
鉴于以上详细说明，可对这些实施方案做出这些和其它的改变。通常，在下面的权利要求中，所使用的术语并不将权利要求限于本说明书和权利要求书公开的具体实施方式，而是应该解释包括所有可能实施例，连同这些权利要求所具有的等同物的整个范围。因此，这些权利要求不受公开内容的限制。

Claims (11)

1.一种电致变色材料，其由以下化学式1表示：
化学式1
其中，
R1是氢原子、C1至C30的烷基、C2至C30的烯基、C2至C30的炔基、C1至C30的烷氧基、C4至C30的环烷基、C4至C30的杂环烷基、C6至C30的芳基、C5至C30的杂芳基、C7至C30的芳烷基、C5至C30的杂芳烷基、C6至C30的芳氧基或C5至C30的杂芳氧基；
R2和R3各自为–W-Z，其中Z独立地选自包括以下的组：羧酸(-COOH)、磺酸(-SO3H)、硼酸(B(OH)2)、磷酸(PO3H2)和次膦酸(PO2H2)，并且W为直接键或C1至C20的亚烷基；
R4是被一个或更多个卤素取代的C1至C10的烷基或者被一个或更多个卤素取代的C1至C10的烷氧基；并且
X是卤素负离子、PF6 -、BF4 -、BH4 -、ClO4 -、CF3SO3 -或(CF3SO2)2N-。
2.根据权利要求1所述的电致变色材料，其中所述电致变色材料由以下化学式2至5中的一种表示：
化学式2
化学式3
化学式4
化学式5
其中X的定义与化学式1中的相同。
3.一种电致变色颗粒，包括：
核；和
包裹所述核的壳，
其中所述壳包含根据权利要求1所述的电致变色材料。
4.根据权利要求3所述的电致变色颗粒，其中所述壳包含根据权利要求2所述的电致变色材料。
5.根据权利要求3所述的电致变色颗粒，其中所述核选自包括以下的组：导电金属氧化物、非导电金属氧化物及其组合，
其中所述导电金属氧化物选自包括以下的组：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZO)及其组合，并且
其中所述非导电金属氧化物选自包括以下的组：钛氧化物(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、锌氧化物(ZnO)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
6.根据权利要求3所述的电致变色颗粒，其中所述核包括第一核和包裹所述第一核的第二核，
其中所述第一核选自包括以下的组：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZO)及其组合，并且
其中所述第二核选自包括以下的组：钛氧化物(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、锌氧化物(ZnO)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
7.根据权利要求4所述的电致变色颗粒，其中所述核选自包括以下的组：导电金属氧化物、非导电金属氧化物及其组合，
其中所述导电金属氧化物选自包括以下的组：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZO)及其组合，并且
其中所述非导电金属氧化物选自包括以下的组：钛氧化物(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、锌氧化物(ZnO)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
8.根据权利要求4所述的电致变色颗粒，其中所述核包括第一核和包裹所述第一核的第二核，
其中所述第一核选自包括以下的组：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)、氟掺杂的锡氧化物(FTO)、铝锌氧化物(AZO)及其组合，并且
其中所述第二核选自包括以下的组：钛氧化物(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、锌氧化物(ZnO)、氧化锆(ZrO2)及其组合。
9.一种透射率可变面板，包括
彼此面对的第一基板和第二基板；
在所述第一基板的内表面上的第一透明电极；
在所述第二基板的内表面上的第二透明电极；以及
在所述第一透明电极与所述第二透明电极之间的电致变色层，所述电致变色层包含根据权利要求3所述的电致变色颗粒。
10.根据权利要求9所述的透射率可变面板，还包括在所述第二透明电极与所述电致变色层之间的反层，其中所述反层加速了所述电致变色层中的氧化-还原反应。
11.一种显示装置，包括：
根据权利要求9所述的透射率可变面板；和
在所述透射率可变面板下的显示面板，所述显示面板包括显示部分和透明部分。
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