CN111607385A - 组合物、电致变色器件及其制备方法、壳体组件、电子设备 - Google Patents

组合物、电致变色器件及其制备方法、壳体组件、电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了用于制备电致变色器件的组合物、电致变色器件及其制备方法、壳体组件、电子设备。所述组合物包括：阳极电致变色材料、阴极电致变色材料、电解质、抗分层剂和溶剂，其中，所述阳极电致变色材料的结构如式(I)所示：
Figure DDA0002546518520000011
其中，R1、R2、R3、R4分别独立的为氢、卤素、烷基、卤代烷基或者含氧的碳氢官能团；Y为R5或者一个键，R5为甲基或者乙基；R6和R7分别独立的为氢、甲氧基、甲基、三氟甲基的至少之一，且所述阳极电致变色材料和所述阴极电致变色材料的摩尔比为(0.7‑1.5)：1。由此，利用该组合物制备的电致变色器件具有较快的响应速度，应用该电致变色器件的电子设备，可显著提升用户的使用体验。

Description

组合物、电致变色器件及其制备方法、壳体组件、电子设备
技术领域
本申请涉及电致变色器件领域，具体地，涉及组合物、电致变色器件及其制备方法、壳体组件、电子设备。
背景技术
电致变色是指对可变色材料施加电场或通入电流时，材料的光学性能(光的透过率、反射率或吸收率)在包括可见光波长的某一波长范围内产生稳定可逆变化的现象。在外观效果上，电致变色则表现为颜色及透明度的可逆变化。当某种极性电压施加到电致变色材料上时，材料的可见光透过率随之增加，这种现象称之为“褪色”，当电压的极性相反时，材料的可见光透过率又随之减小，呈现为颜色加深，这种现象称之为“着色”。
电致变色材料分为有机电致变色材料和无机电致变色材料，有机电致变色材料又分为阳极电致变色材料和阴极电致材料。
然而，目前的有机电致变色材料仍有待改进。
发明内容
本申请是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：
发明人发现，目前的阳极电致变色材料主要以吩嗪和苯胺化合物为主，阴极电致变色材料主要以紫精类化合物为主，以苯胺化合物为主的阳极电致变色材料，与以紫精类化合物为主的阴极电致变色材料配伍，得到的电致变色材料存在响应速度较慢的问题。过慢的响应速度会降低电子设备用户的体验感：用户在点击摄像功能的瞬间，摄像头处于实时准备拍照的状态，由于电致变色材料的响应速度较慢，导致电致变色器件褪色较慢，影响拍照功能，当关闭摄像功能时，由于电致变色材料的响应速度较慢，导致电致变色器件着色较慢，无法快速遮蔽摄像头，影响电子设备的外观。
本申请旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。
在本申请的一个方面，本申请提出了一种用于制备电致变色器件的组合物。所述组合物包括：阳极电致变色材料、阴极电致变色材料、电解质、抗分层剂和溶剂，其中，所述阳极电致变色材料的结构如式(I)所示：
Figure BDA0002546518500000021
其中，R1、R2、R3、R4分别独立的为氢、卤素、烷基、卤代烷基或者含氧的碳氢官能团；Y为R5或者一个键，R5为甲基或者乙基；R6和R7分别独立的为氢、甲氧基、甲基、三氟甲基的至少之一，且所述阳极电致变色材料和所述阴极电致变色材料的摩尔比为(0.7-1.5)：1。由此，利用该组合物制备的电致变色器件具有较快的响应速度，应用该电致变色器件的电子设备，可显著提升用户的使用体验。
在本申请的另一方面，本申请提出了一种制备电致变色器件的方法。所述电致变色器件包括第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间限定出灌装空间，所述方法包括：将阳极电致变色材料、阴极电致变色材料、电解质、抗分层剂和溶剂按预定比例进行混合，以获得前面所述的组合物；将所述组合物灌注于所述灌装空间内，并进行封口处理，以获得所述电致变色器件。由此，可获得具有较快响应速度的电致变色器件，以提升用户的使用体验。
在本申请的另一方面，本申请提出了一种电致变色器件。所述电致变色器件具有前面所述的组合物。由此，该电致变色器件具有前面所述的组合物的全部特征以及优点，在此不再赘述，总的来说，该电致变色器件具有较快的响应速度，应用该电致变色器件的电子设备，可显著提升用户的使用体验。
在本申请的另一方面，本申请提出了一种壳体组件。所述壳体组件包括：透明基体和前面所述的电致变色器件，所述电致变色器件位于所述透明基体的一侧。由此，壳体组件外观的变化具有较快的响应速度，显著提升用户的使用体验。
在本申请的另一方面，本申请提出了一种电子设备。所述电子设备包括：前面所述的壳体组件，所述壳体组件具有容纳空间；显示屏和主板，所述显示屏和所述主板位于所述容纳空间内部，所述显示屏与所述主板电连接。由此，电子设备外观的变化具有较快的响应速度，显著提升用户的使用体验。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对示例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本申请一个示例的电致变色器件的结构示意图；
图2显示了根据本申请一个示例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的示例，所述示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的示例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的一个方面，本申请提出了一种用于制备电致变色器件的组合物。根据本申请的示例，该组合物包括：阳极电致变色材料、阴极电致变色材料、电解质、抗分层剂和溶剂，其中，阳极电致变色材料的结构如式(I)所示：
Figure BDA0002546518500000031
其中，R1、R2、R3、R4分别独立的为氢、卤素、烷基或者含氧的碳氢官能团，Y为R5或者一个键，R5为甲基或者乙基，R6和R7分别独立的为氢、甲氧基、甲基、三氟甲基的至少之一，且阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为(0.7-1.5)：1，如0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1。由此，利用该组合物制备的电致变色器件具有较快的响应速度，应用该电致变色器件的电子设备，可显著提升用户的使用体验。
本申请利用带有含氧六元杂环的聚合物及其衍生物作为阳极电致变色材料，并对阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的配比进行设计，具体的，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为(0.7-1.5)：1，并在组合物中加入了抗分层剂，以提升电致变色器件的响应速度，提升用户的使用体验。
下面根据本申请的具体示例，对该组合物进行详细说明：
根据本申请的示例，当Y为R5时，阳极电致变色材料的结构如式(a)所示，当Y为一个键时，阳极电致变色材料的结构如式(b)所示。
Figure BDA0002546518500000041
发明人发现，上述具有含O六元杂环的苯胺类化合物，由于吡喃环和二苯胺基中的N原子之间存在较强分子间的相互作用，且化合物整体具有较大的空间位阻，因此相较于直链或直链修饰的二苯胺类化合物，可以提高利用该苯胺类化合物制备的电致变色器件的变色响应速度。具体而言，当N原子位于四氢吡喃及其衍生物中的吡喃环上的O原子位的对位位置上时，更加有利于使得O原子的电子云分散，从而利于O原子和N原子之间形成分子间作用力。并且，N原子位于O原子的对位也有利于降低生产成本：相对于其他位置(如邻位或间位)，N原子位于O原子的对位位置上该化合物的合成难度较低。因此，可令该阳极电致变色材料具有较低的生产成本和较好的变色效果。
在本申请的一些实施方案中，R1、R2、R3、R4可为相同或是不同的烷基。具体可为含有1-10个碳原子的烷基基团。在另一实施方案中，烷基基团含有1-8个碳原子；在又一实施方案中，烷基基团含有1-6个碳原子；在又一实施方案中，烷基基团含有1-3个碳原子。烷基基团的实例包含，但并不限于，甲基(Me、-CH3)，乙基(Et、-CH2CH3)，正丙基(n-Pr、-CH2CH2CH3)，异丙基(i-Pr、-CH(CH3)2)，正丁基(n-Bu、-CH2CH2CH2CH3)，异丁基(i-Bu、-CH2CH(CH3)2)，仲丁基(s-Bu、-CH(CH3)CH2CH3)，叔丁基(t-Bu、-C(CH3)3)，正戊基(-CH2CH2CH2CH2CH3)，2-戊基(-CH(CH3)CH2CH2CH3)，3-戊基(-CH(CH2CH3)2)，2-甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH2CH3)，3-甲基-2-丁基(-CH(CH3)CH(CH3)2)，3-甲基-1-丁基(-CH2CH2CH(CH3)2)，2-甲基-1-丁基(-CH2CH(CH3)CH2CH3)，正己基(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)，2-己基(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)，3-己基(-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))，2-甲基-2-戊基(-C(CH3)2CH2CH2CH3)，3-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)，4-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2)，3-甲基-3-戊基(-C(CH3)(CH2CH3)2)，2-甲基-3-戊基(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)，2,3-二甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH(CH3)2)，3,3-二甲基-2-丁基(-CH(CH3)C(CH3)3)，正庚基，正辛基，等等。
在本申请中，术语“烷基”应做广义理解。即：如无特殊说明，该“烷基”可为饱和或不饱和烷基，不饱和烷基的饱和度可为2或大于2，例如可含有一个或多个碳碳三键，也可含有一个或多个碳碳双键，也可为直链或支链的烷基基团。只要R1、R2、R3、R4中仅含有C原子和H原子，且C原子总数不大于10个，即为本申请所限定的“烷基”。
具体地，该烷基中还可具有一个或多个碳-碳sp2双键的直链或支链烃基，其包括“cis”和“tans”的定位，或者"E"和"Z"的定位。烯基基团的实例包括但并不限于，乙烯基(-CH＝CH2)、烯丙基(-CH2CH＝CH2)等等。
根据本申请的另一些示例，烷基中还可以含有一个或多个碳-碳sp3三键的直链或支链烃基。在一实施方案中，炔基基团可包含2-8个碳原子；还在一实施方案中，炔基基团含有2-6个碳原子。炔基基团的实例包括，但并不限于，乙炔基(-C≡CH)、炔丙基(-CH2C≡CH)、1-丙炔基(-C≡C-CH3)等等。
在本申请的一些实施方案中，R1、R2、R3、R4可为相同或是不同的卤代烷基。具体可为含有1-10个碳原子的卤代烷基基团。术语“卤代烷基”表示烷基基团被一个或多个卤素原子所取代，这样的实例包含但并不限于，三氟甲基、氯乙基等。
在本申请的一些实施方案中，R1、R2、R3、R4可为相同或是不同的含氧的碳氢官能团。具体地，可为羰基或脂基基团。该羰基或脂基基团可含有1～10个碳原子，该含氧的碳氢官能团可以为具有支链或直链的羰基或脂基基团。
根据本申请的示例，该阳极电致变色材料中的吡喃环上的4个取代基(即R1、R2、R3、R4)可以相同也可以不同，即该吡喃环可以为对称的或不对称的。具体地，R1、R2、R3、R4可同时为H，也可一部分为H，另一部分为烷基、卤代烷基或者含氧的碳氢官能团。例如，R1、R2、R3、R4中的R1、R3可为相同的取代基，同时R4、R2为相同的取代基；或者，R1、R2、R3、R4中的R1、R4可为相同的取代基，同时R2、R3为相同的取代基；或者，R1、R2可为相同的取代基，同时R4、R3为相同的取代基。
发明人发现，二苯胺的两个苯基(或取代苯基)可令N上的电子更加稳定，从而有利于提高该阳极电致变色材料的性能。苯基(或取代苯基)上的R6和R7不受特别限制，本领域技术人员可根据实际情况进行设计，只要不是酸性基团即可。例如，根据本申请的一些示例，R6和R7可以分别独立的为氢、甲氧基、甲基或三氟甲基。也即是说，R6和R7可以相同也可以不相同。更具体地，R6和R7的位置不受特别限制，只要分别位于二苯胺的两个苯环上即可。
根据本申请的具体示例，阳极电致变色材料可以为：
Figure BDA0002546518500000051
的至少之一。
根据本申请的示例，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比可以为(0.7-1.5)：1。发明人发现，当阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比过小时(如小于0.7)，电致变色器件的响应速度较慢，当阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比过大(如大于1.5)时，在紫外光照射及组合物含有少量水和氧的环境下，容易引起组合物氧化，使得器件呈现的外观发黄，导致组合物的稳定性较差，影响器件的外观效果。本申请通过将阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比设置在上述范围内，可以提升电致变色器件的响应速度，并使得该组合物具有较高的稳定性，使得电致变色器件具有良好的外观效果。根据本申请的优选示例，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比可以为(1-1.5)：1。
根据本申请的示例，本申请不仅对阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比进行了设计，还在该组合物中加入了抗分层剂。由于本申请提出的组合物中具有阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的混合物，因此容易在使用过程中出现分层现象。抗分层剂可以为含有酯基的高分子，含酯基的高分子可与上述的具有吡喃环的苯胺类阳极电致变色材料具有较好的适配度，经过耐老化测试也可以保持较为良好的状态，防止该组合物制备的电致变色器件出现分层的不良。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料具有电活性，在电场作用下，进行电子得失和传导的可逆变化，电解质用于传输离子，使电致变色材料的颜色和光学特征(透射率、反射率等)发生变化。本申请在组合物中加入抗分层剂，可有效缓解组合物出现分层现象，从而使得电解质中离子的传输较为顺畅，进一步提高电致变色器件的响应速度。具体地，该抗分层剂可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
根据本申请的示例，在阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比满足(0.7-1.5)：1的基础上，基于组合物的总质量，抗分层剂的质量含量可以为0.8-10％，如0.8％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。发明人发现，当抗分层剂的质量含量过高(如大于10％)或过低(如小于0.8％)时，电致变色器件的响应速度均较慢。本申请通过对阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比进行设计，以及通过对抗分层剂的质量含量进行设计，可以显著提升电致变色器件的响应速度，当阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比满足(0.7-1.5)：1，同时抗分层剂的质量含量满足0.8％-10％时，可使电致变色器件的着色响应时间为0.7-0.8s，褪色响应时间为1-1.4s。
此外，发明人发现，当抗分层剂的质量含量在0.8-10％的范围内时，随着抗分层剂用量的增加，电致变色器件的变色响应时间呈先减小后增加的趋势。由此，根据本申请的优选示例，基于组合物的总质量，抗分层剂的质量含量可以为5-8％。由此，可以进一步优化电致变色器件的变色响应速度，使得电致变色器件具有更短的变色响应时间。
根据本申请的示例，基于该组合物的总体积，阳极电致变色材料的摩尔浓度可以为90-180mmol/L，如90mmol/L、100mmol/L、110mmol/L、120mmol/L、130mmol/L、140mmol/L、150mmol/L、160mmol/L、170mmol/L、180mmol/L。本申请阳极电致变色材料的摩尔浓度即为阳极电致变色材料的物质的量与组合物的总体积之比。关于阴极电致变色材料的具体摩尔浓度(即阴极电致变色材料的物质的量与组合物总体积之比)，可以根据阳极电致变色材料的摩尔浓度及阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比进行设计。关于电解质的具体摩尔浓度(即电解质的物质的量与组合物的总体积之比)，本领域人员可以根据电致变色材料组合物的常用摩尔浓度进行设计。本申请将阳极电致变色材料的摩尔浓度设置在上述范围内，可以使电致变色器件实现变色，且有利于电致变色器件获得较高的响应速度。根据本申请的优选示例，基于该组合物的总体积，阳极电致变色材料的摩尔浓度可以为120-180mmol/L。
根据本申请的示例，阴极电致变色材料可以包括紫精类化合物。关于阴极电致变色材料的具体组成不受特别限制，可以采用阴极电致变色材料的常用材料制备该组合物。
关于电解质和溶剂的具体组成也不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计。例如，根据本申请的示例，电解质可以包括三氟甲磺酸锂、氟硼酸锂的至少之一。溶剂可以包括碳酸丙烯酯、四氢呋喃、乙腈、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、乙酸乙酯的至少之一。
在本申请的另一方面，本申请提出了一种制备电致变色器件的方法。根据本申请的示例，该电致变色器件包括第一基板和第二基板，第一基板和第二基板之间限定出灌装空间，制备电致变色器件的方法可以包括：首先，将阳极电致变色材料、阴极电致变色材料、电解质、抗分层剂和溶剂按照预定比例进行混合，以获得前面描述的组合物，随后，将上述组合物灌注于上述灌装空间内，并进行封口处理(例如，可以利用封装胶将开口封住)，以获得电致变色器件。由此，可获得具有较快响应速度的电致变色器件，以提升用户的使用体验。
根据本申请的示例，灌注于电致变色器件空腔内的组合物为前面描述的组合物，该组合物的制备仅需将用于组成该组合物的各物质进行混合，搅拌均匀即可，操作简便。关于阳极电致变色材料、阴极电致变色材料、电解质、抗分层剂和溶剂的具体成分以及各物质的混合比例，前面已经进行了详细描述，在此不再赘述。
在本申请的另一方面，本申请提出了一种电致变色器件。根据本申请的示例，该电致变色器件具有前面描述的组合物。上述组合物可用于形成该电致变色器件的电致变色层300(参考图1)。由此，该电致变色器件具有前述的组合物所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电致变色器件具有较快的响应速度，应用该电致变色器件的电子设备，可显著提升用户的使用体验。
根据本申请一些具体的示例，参考图1，该电致变色器件可具有两个透明的基板，即第一基板100和第二基板200。第一基板100和第二基板200相对设置并限定出用于容纳前面描述的组合物的空间，以通过包括但不限于灌装等方式，将前述的组合物构成的电致变色材料灌装在第一基板100和第二基板200之间并形成电致变色层300。为了向电致变色层300提供用于变色的电场，第一基板100朝向电致变色层300的一侧可具有第一电极层110，第二基板200朝向电致变色层300的一侧可具有第二电极层210，第一电极层110和第二电极层210可以均为透明导电材料形成的。为了实现密封，在第一基板100和第二基板200之间可进一步具有封框胶10。
在本申请的另一方面，本申请提出了一种壳体组件。根据本申请的示例，该壳体组件包括：透明基体和前面描述的电致变色器件，电致变色器件位于透明基板的一侧。由此，壳体组件外观的变化具有较快的响应速度，显著提升用户的使用体验。
需要说明的是，该壳体组件包括透明基体，该透明基体可构成壳体组件的全部或是部分基体。具体地，该透明基体可是与电致变色器件对应的，即该壳体组件中具有电致变色器件的区域具有透明基体。由此，可令电致变色器件的变色颜色透过透明基体被用户观察到。
关于透明基板的具体材料不受特别限制，只要可以透过下方电致变色器件的颜色即可，例如，根据本申请的示例，透明基板可以为玻璃基板或者塑胶基板。
在本申请的另一方面，本申请提出了一种电子设备。根据本申请的示例，参考图2，该电子设备3000包括：前面描述的壳体组件1000、显示屏和主板，壳体组件具有容纳空间，显示屏和主板位于上述容纳空间内部，显示屏与主板电连接。由此，电子设备外观的变化具有较快的响应速度，显著提升用户的使用体验。
具体地，该壳体组件1000可包括但不限于电子设备3000的后盖、侧边框或是一体化壳体等部件，也可以包括摄像模组2000的盖板玻璃等部件。由此，可利用该壳体组件1000中的电致变色器件为该壳体组件1000提供电致变色的外观，或是利用电致变色器件对摄像头2000的摄像头进行遮挡。用户在点击摄像功能的瞬间，电致变色器件可快速褪色，以实现拍照功能，当关闭摄像功能时，电致变色器件可快速着色，从而快速遮蔽摄像头，显著提升用户的使用体验。
根据本申请的示例，该电子设备可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种。具体的，电子设备可以为移动电话或智能电话、便携式游戏设备、膝上型电脑、个人数字助理、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备，其他手持设备以及诸如手表等。
下面通过具体的示例对本申请的方案进行说明，需要说明的是，下面的示例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。示例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
示例1
制备阳极电致变色材料，阳极电致变色材料的结构式如下：
Figure BDA0002546518500000091
将4,4'-二甲基二苯胺19.7g和4-(2-溴乙基)四氢-2H-吡喃19.3g溶解于甲苯500g中，搅拌混合均匀得到混合液，然后按碳酸钾与4-(2-溴乙基)四氢-2H-吡喃摩尔比为1：1加入碳酸钾，再加入碘化亚铜2g，升温至60-90℃，加热冷凝回流4-96h，得到如结构式(1)所示的阳极电致变色材料粗品；将粗品用乙腈进行重结晶，得到精制的阳极电致变色材料。
反应产物经1H-NMR和13C-NMR分析确认为目标产物，分析结果如下：
1H-NMR(300MHz,CDCL3)：δ6.84(4H),δ6.31(4H),δ3.6(2H),δ3.06(1H),δ2.35(2H),δ1.59(1H),δ1.51(2H),δ1.48(1H)。
13C-NMR(75MHz,CDCL3):146.1,130,127.9,119,66.9,45.7,34.8,32.5,31.6,24.3。
本示例的组合物包括：100mmol/L的上述阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、2wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为0.83。
其中，阴极电致变色材料的结构式如下：
Figure BDA0002546518500000092
其中R1和R2为甲基，X-为
Figure BDA0002546518500000093
示例2
制备阳极电致变色材料，阳极电致变色材料的结构式如下：
Figure BDA0002546518500000101
将4,4'-二甲氧基二苯胺22.9g和4-溴四氢吡喃16.5g溶解于甲苯500g中，搅拌混合均匀得到混合液，然后按碳酸钾与4-溴四氢吡喃摩尔比为1：1加入碳酸钾，再加入碘化亚铜1.5g，升温至60-90℃，加热冷凝回流4-96h，得到如结构式(2)所示的阳极电致变色材料粗品；将所述粗品用乙腈或甲苯进行重结晶，得到精制的如结构式(2)所示的阳极电致变色材料。
反应产物经1H-NMR和13C-NMR分析确认为目标产物，分析结果如下：
1H-NMR(300MHz,CDCL3)：δ6.55(4H),δ6.32(4H),δ3.73(2H),δ3.6(2H),δ2.73(1H),δ1.78(2H)。
13C-NMR(75MHz,CDCL3):150.2,141.4,120.1,115.2,64.6,55.9,34.1。
本示例的组合物包括：120mmol/L的阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、2wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为1。
其中，阴极电致变色材料与示例1相同。
示例3
制备阳极电致变色材料，阳极电致变色材料的结构式如下：
Figure BDA0002546518500000102
将间三氟甲基二苯胺23.7g和4-(碘甲基)四氢吡喃22.6g溶解于甲苯500g中，搅拌混合均匀得到混合液，然后按碳酸钾与4-(碘甲基)四氢吡喃摩尔比为1：1加入碳酸钾，再加入碘化亚铜1g，升温至60-90℃，加热冷凝回流4-96h，得到如结构式(3)所示的阳极电致变色材料粗品；将所述粗品用乙腈或甲苯进行重结晶，得到精制的如结构式(3)所示的阳极电致变色材料。
反应产物经1H-NMR和13C-NMR分析确认为目标产物，分析结果如下：
1H-NMR(300MHz,CDCL3)：δ7.04(2H),δ6.97(1H),δ6.77(1H),δ6.62(1H),δ6.58(1H),δ6.43(3H),δ3.6(2H),δ3.02(1H),δ1.83(1H)δ1.51(1H)。
13C-NMR(75MHz,CDCL3):149.2,131.9,129.8,124.2,122.4,119.1,118.3,114.8,66.6,62.8,29.6,29。
本示例的组合物包括：150mmol/L的上述阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、2wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为1.25。
其中，阴极电致变色材料与示例1相同。
示例4
本示例的组合物包括：180mmol/L的阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、2wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为1.5。
其中，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料均与示例1相同。
示例5
本示例的组合物包括：100mmol/L的阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、5wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为0.83。
其中，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料均与示例1相同。
示例6
本示例的组合物包括：100mmol/L的阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、8wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为0.83。
其中，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料均与示例1相同。
示例7
本示例的组合物包括：100mmol/L的阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、0.3wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为0.83。
其中，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料均与示例1相同。
示例8
本示例的组合物包括：100mmol/L的阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、15wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为0.83。
其中，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料均与示例1相同。
示例9
本示例的组合物包括：45mmol/L的阳极电致变色材料、150mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、5wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为0.3。
其中，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料均与示例1相同。
示例10本示例组合物中阳极电致变色材料的结构式如下：
Figure BDA0002546518500000121
本示例的组合物包括：150mmol/L的阳极电致变色材料、120mmol/L的阴极电致变色材料、45mmol/L的三氟甲磺酸锂、2wt％的PMMA和余量的碳酸丙烯酯。阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比为1.25。
其中，阴极电致变色材料与示例1相同。
利用示例1-10的组合物分别形成电致变色器件，在1V测试电压下，测试各个电致变色器件的着色响应时间和褪色响应时间，测试结果分别如表1和表2所示。
表1
示例1 示例2 示例3 示例4 示例5 示例6
着色响应时间(s) 0.8 0.76 0.74 0.73 0.72 0.74
褪色响应时间(s) 1.32 1.25 1.163 1.05 1.14 1.19
表2
示例7 示例8 示例9 示例10
着色响应时间(s) 0.92 0.87 1.01 1.06
褪色响应时间(s) 1.75 1.71 1.66 1.55
由表1和表2可知，利用本申请的阳极电致变色材料形成的组合物，在PMMA用量相同的情况下，随着阳极电致变色材料和阴极电致变色材料摩尔比的增加，电致变色器件的着色响应时间和褪色响应时间均缩短(如示例1-4相比，示例5和示例9相比)。
利用本申请的阳极电致变色材料形成的组合物，在阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比相同的情况下，随着PMMA用量的增加，电致变色器件的着色响应时间和褪色响应时间均呈现先减小后增加的趋势(如示例1、示例5-8相比)。
在PMMA的用量相同，以及阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比相同的情况下，利用本申请的阳极电致变色材料形成的组合物，相较于传统的阳极电致变色材料形成的组合物，具有更短的着色响应时间和更短的褪色响应时间(如示例3和示例10相比)。
利用本申请的阳极电致变色材料形成的组合物，阳极电致变色材料和阴极电致变色材料的摩尔比在(0.8-1.5)：1范围内，以及PMMA的用量在2-8％范围内的电致变色器件的着色响应时间可达到0.72-0.8s，褪色响应时间可达到1-1.32s(如示例1-6)，相较于示例7-10的电致变色器件具有更短的变色时间。
在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同示例以及不同示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

1.一种用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，包括：
阳极电致变色材料、阴极电致变色材料、电解质、抗分层剂和溶剂，
其中，所述阳极电致变色材料的结构如式(I)所示：
Figure FDA0002546518490000011
其中，R1、R2、R3、R4分别独立的为氢、卤素、烷基、卤代烷基或者含氧的碳氢官能团；
Y为R5或者一个键，R5为甲基或者乙基；
R6和R7分别独立的为氢、甲氧基、甲基、三氟甲基的至少之一，
且所述阳极电致变色材料和所述阴极电致变色材料的摩尔比为(0.7-1.5)：1。
2.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，R1、R2、R3、R4分别独立地为C1～C8饱和或不饱和烷基。
3.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，所述含氧的碳氢官能团包括羰基以及酯基的至少之一。
4.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，所述阳极电致变色材料包括：
Figure FDA0002546518490000012
的至少之一。
5.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，所述阳极电致变色材料和所述阴极电致变色材料的摩尔比为(1-1.5)：1。
6.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，基于所述组合物的总体积，所述阳极电致变色材料的摩尔浓度为90-180mmol/L。
7.根据权利要求5所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，基于所述组合物的总体积，所述阳极电致变色材料的摩尔浓度为120-180mmol/L。
8.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，基于所述组合物的总质量，所述抗分层剂的质量含量为0.8-10％。
9.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，基于所述组合物的总质量，所述抗分层剂的质量含量为5-8％。
10.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，所述抗分层剂包括聚甲基丙烯酸甲酯。
11.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，所述阴极电致变色材料包括紫精类化合物。
12.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，所述电解质包括三氟甲磺酸锂、氟硼酸锂的至少之一。
13.根据权利要求1所述的用于制备电致变色器件的组合物，其特征在于，所述溶剂包括碳酸丙烯酯、四氢呋喃、乙腈、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯的至少之一。
14.一种制备电致变色器件的方法，其特征在于，所述电致变色器件包括第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间限定出灌装空间，所述方法包括：
将阳极电致变色材料、阴极电致变色材料、电解质、抗分层剂和溶剂按预定比例进行混合，以获得权利要求1-13任一项所述的组合物；
将所述组合物灌注于所述灌装空间内，并进行封口处理，以获得所述电致变色器件。
15.一种电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件具有权利要求1-13任一项所述的组合物。
16.一种壳体组件，其特征在于，包括：
透明基体和权利要求15所述的电致变色器件，所述电致变色器件位于所述透明基体的一侧。
17.一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求16所述的壳体组件，所述壳体组件具有容纳空间；
显示屏和主板，所述显示屏和所述主板位于所述容纳空间内部，所述显示屏与所述主板电连接。
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