CN108776416A - 一种电致碱变色响应薄膜 - Google Patents

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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect

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Abstract

本发明公开了一种电致碱变色响应薄膜，属于变色薄膜领域。包括依次叠放的电致碱变色薄膜、导电薄膜、离子储存薄膜和两片分别盖在电致碱变色薄膜、离子储存薄膜上的透明导电层，所述电致碱变色薄膜由30‑50份PMMA、15‑25份电解质溶液、8‑12份电致碱、5‑8份碱响应材料、8‑15增塑剂、5‑8份流平剂、5‑8份透明剂固化形成；所述导电薄膜由20‑30份PMMA、8‑12份电解质溶液、2‑5份增塑剂固化形成；所述离子储存薄膜由30‑45份PMMA、12‑15份电解质溶液、5‑8份电致碱、4‑8份增塑剂、3‑5份流平剂固化而成；所述透明导电层上贴有防刮膜。本发明通过电致碱与碱响应材料组合，在通电条件下使电致碱变色薄膜产生荧光及颜色变化，显色响应速度快、显示稳定，撤去电压后仍能稳定保持。

Description

一种电致碱变色响应薄膜
技术领域
本发明涉及一种电致碱变色响应薄膜，属于变色薄膜领域。
背景技术
目前研究的智能变色材料的种类多样，分类方式和方法也很多。按照材料的组成成分可以分为有机智能变色材料和无机智能变色材料；按照材料光学属性，可以分为发光智能变色材料和吸光智能变色材料。每一类智能变色材料在不同领域都有不可取代的价值。如无机光致变色材料卤化银微晶被广泛地应用于胶片；电致变色材料 WO3已经被应用于智能窗户等等。
有机变色材料主要有以下几种：
有机光致变色材料，这类智能变色材料主要利用光作为外界刺激的手段实现颜色的可逆调控，由于光致变色材料的刺激手段为非接触式，因此这类变色材料具有非破坏性和可远程调控等独一无二的特征，并且这类智能材料也具有响应速度快，灵敏度高等优点。目前制约有机光致变色材料发展的主要因素为两种状态的转化效率低，如常规的二芳基乙烯类材料最大的转化效率为 50%；光和热的抗疲劳性和稳定性差，如螺环类变色材料在光的长时间照射下会发生不可逆的光降解，并且一般的光致变色材料只能循环几次，不可重复循环利用，转化效率及稳定性低。
有机电致变色材料,这类智能变色材料主要利用材料的氧化还原性质，通过电作为外界刺激的手段实现颜色变化的可逆调控，电致变色材料具有颜色对比度高，廉价，材料和器件结构简单等优点，并且其刺激手段—电又是人们最常用的能源，因此电致变色材料具有广阔的市场前景和巨大的应用价值。但是制约有机电致变色材料发展的主要因素为响应速度慢，一般的电致变色材料响应时间为几秒或者几十秒；稳定性差，一般的电致变色材料只能循环几百次，无法满足几千次或者几万次的应用需求。
有机温致变色材料，又叫有机热致变色材料，这类智能变色材料对温度敏感，外界温度发生变化时，材料的颜色会发生相应地变化。1926 年，科学家就报道了二-β-萘螺吡喃的温致变色现象，无色的二-β-萘螺吡喃在熔融状态下转化为蓝紫色，冷却后又变为无色状态。这是首次报道有机温致变色现象，随后有机温致变色材料领域被广泛地研究。现在有机温致变色材料主要包括胆甾型液晶类材料、三芳甲烷苯酚类材料、吩噻嗪类材料、荧烷类材料等。由于热是人们最方便获取的能源之一，因此温致变色材料已经被广泛地应用于防伪材料和显影材料中。目前制约有机温致变色材料发展的主要因素为材料的抗干扰能力差，很容易受外界酸碱等化学试剂影响；材料变色具有明显的滞后性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供一种电致碱变色响应薄膜，它解决了目前的变色材料稳定性低、响应速度慢的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
一种电致碱变色响应薄膜，包括依次叠放的电致碱变色薄膜、导电薄膜、离子储存薄膜和两片分别盖在电致碱变色薄膜、离子储存薄膜上的透明导电层，
所述电致碱变色薄膜由30-50份PMMA、15-25份电解质溶液、8-12份电致碱、5-8份碱响应材料、8-15增塑剂、5-8份流平剂、5-8份透明剂固化形成；
所述导电薄膜由20-30份PMMA、8-12份电解质溶液、2-5份增塑剂固化形成；
所述离子储存薄膜由30-45份PMMA、12-15份电解质溶液、5-8份电致碱、4-8份增塑剂、3-5份流平剂固化而成；
所述透明导电层上贴有防刮膜。
作为优选实例，所述透明导电层为ITO导电玻璃。
作为优选实例，所述电致碱为对苯醌类衍生物或蒽醌类衍生物。
作为优选实例，所述电解质溶液为加入0.1M TBAPF6的乙腈溶液。
作为优选实例，所述碱响应材料为酚酞或溴甲酚绿。
作为优选实例，所述增塑剂为DOS、DOZ、DOA中的一种。
作为优选实例，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷或丙烯酸酯。
作为优选实例，所述透明剂为二甲苯。
本发明的有益效果是：本发明通过电致碱与碱响应材料组合，在通电条件下使电致碱变色薄膜产生荧光及颜色变化，显色响应速度快、显示稳定，撤去电压后仍能稳定保持。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：电致碱变色薄膜1，导电薄膜2，离子储存薄膜3，透明导电层4，防刮膜5。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种电致碱变色响应薄膜，包括依次叠放的电致碱变色薄膜1、导电薄膜2、离子储存薄膜3和两片分别盖在电致碱变色薄膜1、离子储存薄膜3上的透明导电层4。
实施例一
所述电致碱变色薄膜1由30份PMMA、15份电解质溶液、8份电致碱、5份碱响应材料、8增塑剂、5份流平剂、5份透明剂固化形成；
所述导电薄膜2由20份PMMA、8份电解质溶液、2份增塑剂固化形成；
所述离子储存薄膜3由30份PMMA、12份电解质溶液、5份电致碱、4份增塑剂、3份流平剂固化而成；
所述透明导电层4上贴有防刮膜5。
实施例二
所述电致碱变色薄膜1由35份PMMA、18份电解质溶液、9份电致碱、6份碱响应材料、10增塑剂、6份流平剂、6份透明剂固化形成；
所述导电薄膜2由23份PMMA、9份电解质溶液、3份增塑剂固化形成；
所述离子储存薄膜3由34份PMMA、13份电解质溶液、6份电致碱、5份增塑剂、3份流平剂固化而成；
所述透明导电层4上贴有防刮膜5。
实施例三
所述电致碱变色薄膜1由40份PMMA、20份电解质溶液、10份电致碱、6份碱响应材料、11增塑剂、6份流平剂、6份透明剂固化形成；
所述导电薄膜2由26份PMMA、10份电解质溶液、3份增塑剂固化形成；
所述离子储存薄膜3由38份PMMA、13份电解质溶液、7份电致碱、6份增塑剂、4份流平剂固化而成；
所述透明导电层4上贴有防刮膜5。
实施例四
所述电致碱变色薄膜1由45份PMMA、22份电解质溶液、11份电致碱、7份碱响应材料、12增塑剂、7份流平剂、7份透明剂固化形成；
所述导电薄膜2由28份PMMA、11份电解质溶液、4份增塑剂固化形成；
所述离子储存薄膜3由42份PMMA、14份电解质溶液、7份电致碱、7份增塑剂、4份流平剂固化而成；
所述透明导电层4上贴有防刮膜5。
实施例五
所述电致碱变色薄膜1由50份PMMA、25份电解质溶液、12份电致碱、8份碱响应材料、15增塑剂、8份流平剂、8份透明剂固化形成；
所述导电薄膜2由30份PMMA、12份电解质溶液、5份增塑剂固化形成；
所述离子储存薄膜3由45份PMMA、15份电解质溶液、8份电致碱、8份增塑剂、5份流平剂固化而成；
所述透明导电层4上贴有防刮膜5。
在上述实施例中，透明导电层4为ITO导电玻璃。电致碱为对苯醌类衍生物或蒽醌类衍生物，如C9H10O4、C16H12O4。电解质溶液为加入0.1M TBAPF6的乙腈溶液。碱响应材料为酚酞或溴甲酚绿。增塑剂为DOS、DOZ、DOA中的一种。流平剂为聚二甲基硅氧烷或丙烯酸酯。透明剂为二甲苯。
本发明的原理为：
将透明导电层4上分别接入电极通电，电致碱在通电条件下发生氧化还原反应，从而改变碱度，因此碱响应材料发生颜色变化产生荧光，从而在薄膜上产生特定的图案或文字；且其响应速度快，在40ms左右即能显示清晰，利用原位的紫外可见分光光度计测试了薄膜器件连续循环 50 次的光谱动力学，在循环 50 次之后，其吸收强度没有发生明显的衰减，稳定性强；当撤去电压后，其颜色和荧光保持不变，基本没有衰减，能够稳定的保持。其中，离子存储层中电致碱的作用是使没有电致碱变色薄膜1的一侧电极上容易发生氧化还原反应，由于电致碱是电化学活性物质，能够进行氧化还原反应，因此在电致碱变色薄膜1发生氧化（还原）反应的同时，另一侧电极发生还原（氧化），能够加速氧化还原反应，使器件的性能如稳定性和速度等有所提升。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种电致碱变色响应薄膜，其特征在于：包括依次叠放的电致碱变色薄膜、导电薄膜、离子储存薄膜和两片分别盖在电致碱变色薄膜、离子储存薄膜上的透明导电层，
所述电致碱变色薄膜由30-50份PMMA、15-25份电解质溶液、8-12份电致碱、5-8份碱响应材料、8-15增塑剂、5-8份流平剂、5-8份透明剂固化形成；
所述导电薄膜由20-30份PMMA、8-12份电解质溶液、2-5份增塑剂固化形成；
所述离子储存薄膜由30-45份PMMA、12-15份电解质溶液、5-8份电致碱、4-8份增塑剂、3-5份流平剂固化而成；
所述透明导电层上贴有防刮膜。
2.根据权利要求1所述的一种电致碱变色响应薄膜，其特征在于:所述透明导电层为ITO导电玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种电致碱变色响应薄膜，其特征在于:所述电致碱为对苯醌类衍生物或蒽醌类衍生物。
4.根据权利要求1所述的一种电致碱变色响应薄膜，其特征在于:所述电解质溶液为加入0.1M TBAPF6的乙腈溶液。
5.根据权利要求1所述的一种电致碱变色响应薄膜，其特征在于:所述碱响应材料为酚酞或溴甲酚绿。
6.根据权利要求1所述的一种电致碱变色响应薄膜，其特征在于:所述增塑剂为DOS、DOZ、DOA中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种电致碱变色响应薄膜，其特征在于:所述流平剂为聚二甲基硅氧烷或丙烯酸酯。
8.根据权利要求1所述的一种电致碱变色响应薄膜，其特征在于:所述透明剂为二甲苯。
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