CN113667256B - 用于头戴式光学显示器的光致变色材料、其制备和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于头戴式光学显示器领域，更具体地，涉及用于头戴式光学显示器的光致变色材料、其制备和应用。该光致变色材料包括透明高分子基体树脂和分散在该高分子基体树脂中的光致变色分子，所述光致变色分子为六芳基联咪唑的衍生物。将本发明光致变色材料制成的光致变色器应用于头戴式光学显示器中，利用光致变色材料在室外强光辐照和室内弱光环境下的可逆结构改变导致的光谱和颜色变化，能够提高头戴式光学显示器在室外阳光下的图像可见度，同时减少紫外光对眼睛的伤害，特别是在弱光或黑暗环境下快速自发褪色，增强头戴式光学显示器在室内外强弱光环境变换下的自适应性，还可以降低头戴式光学显示器的自主发光能耗。

Description

用于头戴式光学显示器的光致变色材料、其制备和应用
技术领域
本发明属于头戴式光学显示器领域，更具体地，涉及用于头戴式光学显示器的光致变色材料、其制备和应用。
背景技术
光致变色常用于太阳镜或光致变色眼镜，其在太阳强光下自动变色，降低光透光率，从而保护眼睛免受强光特别是紫外线的危害。光致变色经常是可逆的，所以在光线变暗时，变色眼镜又恢复到原始的透明状态。
这种应用也被应用于增强现实(Augmented Reality,AR)眼镜等头戴式光学显示器。AR眼镜是一种通过AR技术将虚拟信息与真实世界叠加于同一画面，实现两种信息相互补充，从而增强用户现实感的头戴式光学设备。在室外环境下，头戴式光学显示器在强光下可见度显著降低。解决办法是增加光学显示器的自发光亮度，或者降低环境光线的刺激。AR眼镜可以采用全透明设计，无遮光罩，由于AR眼镜显示图像对比度受到环境光线的影响，因此对光学显示器的自发光亮度要求很高；第二种则是采用遮光罩设计，以消除一部分环境光干扰。然而在室内弱光环境下，遮光罩的存在使传入人眼的很大一部分光线被遮光罩吸收，存在较大危险性，用户体验不佳。
为了节省自发光能量，增加器件寿命，人们努力设计能同时适应室外强光环境和室内弱光环境的自适应头戴式光学显示器。通过设计适当的光致变色器，在室外环境下，阻挡强光辐射，改善室外显示器的可见度和对比度；而在室内环境下，光致变色器颜色消失，遮光罩透明，增强室内环境下光学显示器的可见度和用户体验。
通常情况下，室外用户使用AR眼镜时的太阳光比AR眼镜内部的显示光强度高几个数量级，因此该AR眼镜配置自动调光的光学变色器变得尤为必要。然而，传统的光致变色材料种类各异，不同的光致变色材料光响应原理不同，另外大多数传统的光致变色材料变色尤其是褪色速率较慢，使得在从室外光切换至室内光时，光致变色材料不能及时褪色而影响室内环境下光学显示器的可见度和用户体验。此外，现有的光致变色材料变色和褪色分别需要各自特定的光源激发，使得AR眼镜需要配备特定的光源激发装置，增加了头戴式光学显示器的装置复杂性以及用户操作复杂程度。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种光致变色响应速度快、特别是在弱光或黑暗环境下能够快速自发褪色的光致变色材料，并将其应用于头戴式光学显示器，旨在解决现有技术头戴式光学显示器采用的光致变色材料光响应速率慢、特别是需要依赖特定光源照射激发导致装置复杂、操作不变等的不足，而影响实际使用效果的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于头戴式光学显示器的光致变色材料，其包含透明高分子基体树脂和分散在该高分子基体树脂中的光致变色分子，所述光致变色分子为六芳基联咪唑的衍生物；该光致变色分子在室外强光下分解为两个自由基而显色，在室内弱光环境下所述两个自由基自发耦合而恢复至无色状态。
优选地，所述六芳基联咪唑的衍生物具有如HABI-1或HABI-2所示的结构：
Figure BDA0003236876040000021
其中，R1、R3和R4各自独立地为-H、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为1-20的烷氧基或碳原子数为1-20的取代烷氧基；R2为-H、-F、-Cl、-Br、-I和-NO2中的任意一种，R5为连接基团，其为亚甲基、亚乙基或-O(CH2)nO-，其中n为1-20的整数。
优选地，R1、R3和R4各自独立地为-H、-OCmH2m+1，-OCmH2mOH，-OCmH2mNH2，-OCmH2mCOOH，-OCmH2mCl，-OCmH2mBr，-OCmH2mI，-OCmH2mCHO，其中m为1-20的整数。
优选地，所述光致变色分子与所述高分子基体树脂的质量比为1:1-1:100。
优选地，所述光致变色分子褪色的半衰期为1毫秒至10秒。
优选地，所述的光致变色材料，其为膜状，其厚度为0.5-100微米。
优选地，所述透明高分子基体树脂选自聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、环氧树脂、聚乳酸、聚己内酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚硅氧烷、聚酰亚胺、PET树脂和点击化学树脂。
进一步优选地，所述透明高分子基体树脂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺和PET树脂。
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的光致变色材料的制备方法，将所述光致变色分子和透明高分子基材溶解于溶剂中，制成均相透明溶液，将该溶液通过浸渍或涂覆制备于光滑基底表面；加热使其固化得到所述光致变色材料。
优选地，所述加热温度为50-160℃，加热时间为10-30min。
按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的光致变色材料在头戴式光学显示器中的应用。
优选地，将所述光致变色材料制成薄膜，并将该薄膜设置于头戴式光学显示器外表面，用作该头戴式光学显示器的光致变色器。
按照本发明的另一个方面，提供了一种头戴式光学显示装置，其包括所述的光致变色材料。
按照本发明的另一个方面，提供了一种光致变色器，其为光致变色薄膜，该光致变色薄膜包含所述的光致变色材料。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明提供了一种用于头戴式光学显示器的光致变色材料，其包括透明高分子基体树脂和分散在该高分子基体树脂中的光致变色分子，所述光致变色分子为六芳基联咪唑的衍生物；该光致变色分子在室外强光照射下分解为两个自由基而显色，在室内弱光或黑暗环境下两个自由基自发耦合而恢复至无色状态。将本发明光致变色器应用于头戴式光学显示器中，利用光致变色材料在室外太阳辐照和室内弱光或黑暗环境下的可逆结构改变导致的光谱和颜色变化，可以提高头戴式光学显示器在室外阳光下的图像可见度，同时减少紫外光对眼睛的伤害，还可以降低头戴式光学显示器的自主发光能耗。
(2)以本发明提供的光致变色材料制作光致变色器，方法简单，将光致变色分子与高分子基材树脂混合制成溶液，然后制成薄膜设置于头戴式光学显示器表面即可。
(3)传统的光致变色材料比如螺吡喃和二芳基乙烯，其分子分解形成自由基而变色以及自由基自发耦合而褪色需要两束不同的激发光源，即紫外光和可见光，使得其应用于头戴式光学显示器时操作较为复杂，需要设置专门的激发光源模块；另一方面，其褪色速率也较慢，也不能满足应用要求。然而，本发明采用的六芳基联咪唑光致变色分子其分解形成两个自由基仅需在包含500nm以下的光源照射下即可实现，而两个自由基自发耦合恢复至无色即褪色过程，则不要求具体的激发光照射，只要是强光到弱光的变化即可实现，即使是无任何光照也能实现快速褪色，这一特性使得该光致变色分子相对于其他光致变色材料应用于头戴式光学显示器具有显著的技术优势。
(4)本发明采用基于六芳基联咪唑的光致变色材料，利用六芳基联咪唑在蓝紫光、紫外光及室光(室内环境)下分子结构的快速变换，使其可见光透过率发生显著的改变，同时伴随颜色的快速变化。利用光诱导颜色的快速变化这一特性，在使用过程中可以调节光学显示装置在强光下的对比度，减小炫光，提高显示效果，同时可以减少紫外光对眼睛的伤害，还可以降低头戴式光学显示器中主动发光器件的能耗，提高节能环保效果。本发明的光致变色器通用性强，还可以应用于其它光学显示器的抗眩光性能。
附图说明
图1是实施例1中基于HABI-1光致变色分子和PMMA的树脂混合物溶液光致变色和自然褪色曲线。
图2是对照例1中基于典型螺吡喃光致变色分子和PMMA的树脂混合物溶液光致变色和自然褪色曲线。
图3是实施例2中基于HABI-2光致变色分子和PMMA的树脂混合物溶液光致变色和自然褪色曲线。
图4是实施例3中采用HABI-2光致变色混合物制作的光致变色器光致变色和褪色曲线。
图5是实施例4中采用HABI-2光致变色混合物制作的光致变色器光致变色和褪色曲线。
图6是实施例5中采用HABI-2光致变色混合物浇铸制作的光致变色膜光致变色和褪色曲线。
图7是实施例6中采用光致变色混合物来制作光致变色器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对头戴式光学显示器这一特定应用场景需要，考虑到传统螺吡喃和二噻吩乙烯类光致变色材料其变色和褪色分别要求不同的激发光源，比如需要在紫外光激发下变色，在可见光激发下才能褪色。在室内外强弱光环境切换时，不仅需要两束不同的激发光源激发使之变色或褪色，不便于具体应用；而且实验发现其变色速率较慢，特别是从室外强光转移到室内弱光环境，褪色很慢；而且螺吡喃和二噻吩乙烯都需要可见光照射下才能自然褪色，严重影响实际应用效果。本发明通过大量实验摸索发现，六芳基联咪唑分子在500nm以下波长的光照包括蓝光或近紫外光照射下即可变色，而在强光向弱光转换时可自然褪色，而且即使无光照条件下也可自然褪色，令人意想不到的是，其褪色时间可设计控制在几秒到几毫秒，比人眼视觉暂留还短，达到完全避免屏闪导致眼睛不适的视觉效果。
本发明旨在利用快速自然褪色的六芳基联咪唑，设计与光学显示器相匹配的光致变色剂和光致变色器，拓展AI头戴式光学设备的应用范围。与传统螺吡喃和二噻吩乙烯相比，基于六芳基联咪唑的光致变色器具有无可比拟的优势。
为此，本发明提供了一种用于头戴式光学显示器的光致变色材料，其包含透明高分子基体树脂和分散在该高分子基体树脂中的光致变色分子，所述光致变色分子为六芳基联咪唑的衍生物；该光致变色分子在室外强光照射下分解为两个自由基而显色(即变色)，在室内弱光或黑暗环境下所述两个自由基自发耦合而恢复至无色状态(即褪色)。这里“室外强光”和“室内弱光”在光强度上为相对强和弱的关系，前者至少比后者光强度高两个数量级。一些实施例中，所述“室外强光”是指包括波长在500nm以下波长光的、太阳光直射的光源；“室内弱光”为没有太阳光直射的室内环境光。实验测试表明本发明采用的光致变色分子在没有太阳光直射的室内弱光照射下，褪色时间基本不变。
一些实施例中，所述的光致变色材料中采用的六芳基联咪唑的衍生物具有如HABI-1或HABI-2所示的结构：
Figure BDA0003236876040000061
Figure BDA0003236876040000071
其中，R1、R3和R4各自独立地为-H、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为1-20的烷氧基或碳原子数为1-20的取代烷氧基；R2为-H、-F、-Cl、-Br、-I和-NO2中的任意一种，R5为连接基团，其为亚甲基、亚乙基或-O(CH2)nO-，其中n为1-20的整数。
优选实施例中，R1、R3和R4各自独立地为-H、-OCmH2m+1，-OCmH2mOH，-OCmH2mNH2，-OCmH2mCOOH，-OCmH2mCl，-OCmH2mBr，-OCmH2mI，-OCmH2mCHO，其中m为1-20的整数，进一步优选为1-5的整数。
更优选的实施例中，R1、R3和R4各自独立地为-H、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为1-5的烷氧基或碳原子数为1-5的取代烷氧基，所述取代烷氧基其取代基为羟基、氨基、羧基、卤素或醛基等。
实验过程中发现，在在室外强光照射下，即包含波长为500nm以下的光照条件下，HABI-1和HABI-2均会分解为两个自由基，其中HABI-1会形成分子间自由基，即形成两个独立的自由基分子，而HABI-2由于其分子结构特点，会形成分子内自由基，分解形成的两个自由基还处于同一个分子结构中，实验发现，这一结构上的差异使得HABI-2相对于HABI-1应用于头戴光致变色器中时，可能由于分子内自由基距离更靠近而使得其褪色更容易，褪色速率更快。本发明优选方案中，所述的六芳基联咪唑的衍生物具有如HABI-2所示的结构。
一些实施例中，所述光致变色分子与所述高分子基体树脂的质量比为1:1-1:100。
一些实施例中，所述光致变色分子褪色的半衰期(即吸光度值降低一半所需时间)为1毫秒至10秒，以适用于不同的应用场景。
一些实施例中，所述的光致变色材料为膜状，其厚度为0.5-100微米。
本发明光致变色材料中高分子基体树脂需为透明高分子基体树脂材料，且其与所述光致变色分子根据相似易溶的原理具有相容性。一些实施例中，所述透明高分子基体树脂选自聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、环氧树脂、聚乳酸、聚己内酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚硅氧烷、聚酰亚胺、PET和点击化学树脂。
一些实施例中，通过对光致变色分子、高分子基体树脂以及溶剂种类进行筛选和匹配，也可一定程度提高二者的相容性以及制得的光致变色材料的光致变色性能。当光致变色分子与高分子基体树脂材料互溶性更好，和/或高分子基体树脂的玻璃化温度更低时，实验发现其光致变色褪色速率更快。比如光致变色材料选择为HABI-2时，优选的高分子基体树脂材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
本发明还提供了一种所述的光致变色材料的制备方法，将所述光致变色分子和透明高分子基材溶解于溶剂中，制成溶液，将该溶液通过浸渍或涂覆制备于光滑基底表面；加热使其固化得到所述光致变色材料。
一些实施例中，所述加热温度为50-160℃，加热时间为10-30min。
一些实施例中，光滑基底为玻璃，或树脂镜片等其他光滑基底材料。
本发明提出将所述的光致变色材料应用于头戴式光学显示器，一些实施例中，将所述光致变色材料制成薄膜，并将该薄膜设置于头戴式光学显示器外表面，用作该头戴式光学显示器的光致变色器。
一些实施例中，将所述光致变色分子和透明高分子基材溶解于溶剂中，制成溶液，将该溶液通过浸渍或涂覆制备于光滑基底表面；加热使其固化得到光致变色薄膜材料。
本发明获得的光致变色器中的光致变色膜的厚度具体根据需求来确定，一般而言，厚度越大，则获得的光致变色器在使用过程中越不易受到环境光的影响；可通过两种方法控制膜厚：一是通过调节上述制成的树脂溶液的浓度，另一方法若涂覆一次未达到目标厚度，则通过多次涂覆与干燥来获得理想厚度即可。
一些实施例中，通过将上述光致变色分子和透明高分子基材溶解于溶剂中，制成溶液，采用溶液浇铸方法固化形成光致变色膜，膜厚控制在0.5-100微米；将光致变色膜直接贴于或通过其他方式设置于显示器外表面，即可制得光致变色器，工艺简单，易于实现。
本发明还提供了一种光致变色器，其为光致变色薄膜，该光致变色薄膜包含所述的光致变色材料。
一些实施例中，将上述光致变色分子和透明高分子基材溶解于溶剂中，制成溶液，采用溶液浇铸方法固化形成光致变色薄膜，得到所述光致变色器。
另一些实施例中，将所述光致变色分子和透明高分子基材溶解于溶剂中，制成溶液，将该溶液通过浸渍或涂覆制备于光滑基底表面；加热使其固化得到光致变色薄膜，即为所述光致变色器。
本发明还提供了一种头戴式光学显示装置，其至少包括自发光输出模块、光学显示模块(比如显示镜片)以及设置在远离眼镜一侧的光致变色器，光致变色器由如上所述的光致变色材料制成。自发光输出模块用于光学显示器的光源供应，光学显示模块用于显示图像，光致变色器则通过自身对环境光的响应发生变色和褪色的变化，相当于对环境光进行可逆的自发调节，以使得光学显示模块在相对稳定的环境光下工作。
头戴式光学显示器在使用时，从室外强光比如太阳光下，紫外和可见光都存在，紫外光主导光致变色材料的变色。现有技术的头戴式光学显示装置所采用的光致变色材料，其从弱光到强光环境下的光致变色速率已经解决，关键在于从强光到弱光环境下的褪色，传统的光致变色分子或者需要特定的光源激发，或者其褪色速率太慢，有待从分子层面进一步解决。本发明提供的头戴式光学显示装置，其采用的光致变色材料六芳基联咪唑的衍生物，不需要特定的两束不同的激发光来实现其变色和褪色的转变，操作便捷性显著增强；尤为重要的是，只要发生光强从强到弱的变化，就能引起光致变色材料分子的褪色，这一点使得其应用于头戴式光学显示器时，在具体的变色和褪色工作原理上相对于传统的光致变色分子材料发生了实质性的变化。此外，本发明提出的应用于头戴式光学显示器的光致变色材料在从强光到弱光环境下的半衰期是表征其褪色速率的重要指标。褪色半衰期越短，褪色速率越快，对应地在该头戴式光学显示装置比如AR眼镜使用时，在强弱光转换时快速褪色，在环境光强度发生变化时，能够避免装置自身耗能较高，且造成使用者眼睛不适。本发明采用的光致变色材料其褪色速率可以快至毫秒级别，应用于头戴式光学显示器时具有显著的技术优势。
以下为具体实施例：
实施例1
本实施例提供的一种基于六芳基联咪唑的光致变色材料，其包括如式(一)所示的六芳基联咪唑分子(具有HABI-1的结构)和高分子基体树脂。本实施例中的六芳基联咪唑分子分散于高分子基体树脂，在405纳米紫外光照射下发生分解反应，形成两个自由基(变色)，在室内弱光环境下，两个自由基自发偶合，恢复到初始无色状态(褪色)。
Figure BDA0003236876040000101
透明高分子材料采用聚甲基丙烯酸酯，分子量20万，分子量分布1.2。
将式(一)所示的六芳基联咪唑分子和高分子基体树脂聚甲基丙烯酸甲酯按照质量之比为1:100，溶于氯仿得到无色透明溶液，可称之为光致变色剂溶液，该六芳基联咪唑分子的质量百分比浓度为0.05％。该无色透明溶液的紫外可见曲线见图1，测得褪色半衰期为3.9秒。
本发明实施例中在特定波长405纳米紫外光照射下使光致变色材料发生分解反应，形成两个自由基而变色(变色)。实际应用场景多为全波段阳光直射，同样波长强度下，由于阳光为多波长光，其变色速率可能较单一特定波长405纳米紫外光照射时更快；而切换至室内弱光环境下时，褪色速率不因变色光源不同而不同，即室外强光光照只影响变色正反应，不影响褪色逆反应。且实验测试表明在没有太阳光直接照射的室内弱光环境下，室内弱光环境的光强即使有差别，褪色时间也基本不变。
对照例1
作为对照，提供了一种基于典型光致变色分子螺吡喃的光致变色材料，其包括如式(二)所示的螺吡喃分子和高分子基体树脂。本对照例中的螺吡喃分散于高分子基体树脂，在405纳米紫外光照射下发生光异构反应，伴随颜色变化，在可见光环境下发生逆反应，恢复到初始无色状态。
Figure BDA0003236876040000111
本对照例中透明高分子材料采用聚甲基丙烯酸酯，分子量20万，分子量分布1.2。
制备时，将螺吡喃和高分子基体树脂聚甲基丙烯酸甲酯按照质量之比为1:100，溶于氯仿得到无色透明溶液，可称之为光致变色剂溶液，质量百分比浓度为0.05％。测得该透明溶液其紫外可见曲线见图2，测得褪色半衰期为4.6秒。螺吡喃在波长为420纳米以下的光照射变色，可见光区波长光照射褪色，且褪色很慢，而本发明的HABI光致变色分子在波长短于500纳米的光照射下变色，去掉光照能够自发褪色。
实施例2
本实施例提供了一种基于六芳基联咪唑的光致变色材料，其包括式(三)所示的六芳基联咪唑分子(具有HABI-2的结构)和高分子基体树脂。本实施例中的六芳基联咪唑分散于高分子基体树脂，在405纳米紫外光照射下发生分解反应，形成两个自由基，在室内弱光环境下，两个自由基自发偶合，恢复到初始无色状态。
Figure BDA0003236876040000121
其采用的透明高分子材料采用聚甲基丙烯酸酯，分子量20万，分子量分布1.2。
制备时，将如式(三)所示的六芳基联咪唑分子和高分子基体树脂聚甲基丙烯酸甲酯按照质量之比为1:100，溶于氯仿得到无色透明溶液，可称之为光致变色剂溶液，质量百分比浓度为0.05％。测得该光致变色剂溶液的紫外可见曲线见图3，测得褪色半衰期为0.26秒。
实施例3
本实施例提供一种基于上述实施例1中的光致变色材料来制作光致变色器的方法，该光致变色器的制作方法包括下述步骤：
在步骤Sl中，将实施例1中的光致变色剂溶液涂覆于玻璃表面上。其中该待涂覆的玻璃为提前清洗干净并真空干燥处理的剥离。
在步骤S2中，在真空条件下，100℃加热20分钟，干燥涂覆有光致变色剂的玻璃，光致变色剂中的光致变色分子和高分子基体树脂固化形成光致变色膜，获得光致变色器。测得光致变色膜厚为22微米。测试该光致变色器的变色和褪色曲线，见图4，测得褪色半衰期为7.2秒。
实施例4
本实施例提供一种基于上述实施例2中的光致变色材料来制作光致变色器的方法，该光致变色器的制作方法包括下述步骤：
在步骤Sl中，将实施例2中的光致变色剂溶液涂覆于玻璃表面上。其中该待涂覆的玻璃为提前清洗干净并真空干燥处理的剥离。
在步骤S2中，在真空条件下，80℃加热30分钟，干燥涂覆有光致变色剂的玻璃，光致变色剂中的光致变色分子和高分子基体树脂固化形成光致变色膜，获得光致变色器。测得光致变色膜厚为25微米。测试该光致变色器的变色和褪色曲线，见图5，测得褪色半衰期为0.32秒。
实施例5
本实施例提供一种基于上述实施例2中的光致变色材料来制作光致变色器的方法，该光致变色器的制作方法包括下述步骤：
在步骤Sl中，将实施例2中的光致变色剂溶液采用溶液浇铸方法，加热固化形成光致变色膜，膜厚为88微米。
在步骤S2中，将光致变色膜直接贴于玻璃表面，即可制得光致变色器，工艺简单，易于实现。测试该光致变色器的变色和褪色曲线，见图6，测得褪色半衰期为0.42秒。
实施例6
在该实施例中，基于上述实施例4制作获得的光致变色器，提供了一种头戴式光学显示器，如图7所示，该头戴式光学显示器至少包括自发光输出模块、光学显示模块以及设置在远离眼睛一侧的光致变色器；在图7中，带箭头的直线表示环境光的方向，而带箭头的虚线表示由自发光输出的方向。
当使用该头戴式光学显示器时，眼睛远侧的光致变色器即可大幅降低环境光的影响。
由此，具有上述光致变色器的头戴式光学显示器可以提高在强光下的对比度，提高显示效果，同时减少自然环境紫外光对人眼的伤害，还可以在同等光学需求下降低自发光输出所需的能耗，更加节能环保。本发明中的光致变色器不仅限于本实施例中的头戴式光学显示器，还适用于其他光学显示装置环境光调制。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于头戴式光学显示器的光致变色材料，其特征在于，其包含透明高分子基体树脂和分散在该高分子基体树脂中的光致变色分子，所述光致变色分子为六芳基联咪唑的衍生物；该光致变色分子在室外强光下分解为两个自由基而显色，在室内弱光环境下所述两个自由基自发耦合而恢复至无色状态；所述六芳基联咪唑的衍生物具有如HABI-2所示的结构：
Figure QLYQS_1
HABI-2
其中，R3和R4各自独立地为-H、碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为1-20的烷氧基或碳原子数为1-20的取代烷氧基；
R2为-F、-Cl、-Br和-I中的任意一种，R5为-O(CH2)nO-，其中n为1-20的整数。
2.如权利要求1所述的光致变色材料，其特征在于，所述光致变色分子与所述高分子基体树脂的质量比为1:1-1:100。
3.如权利要求1所述的光致变色材料，其特征在于，所述透明高分子基体树脂选自聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、环氧树脂、聚乳酸、聚己内酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚硅氧烷、聚酰亚胺、PET树脂和点击化学树脂。
4.如权利要求1至3任一项所述的光致变色材料的制备方法，其特征在于，将所述光致变色分子和透明高分子基材溶解于溶剂中，制成均相透明溶液，将该溶液通过浸渍或涂覆制备于光滑基底表面；加热使其固化得到所述光致变色材料。
5.如权利要求1至3任一项所述的光致变色材料在头戴式光学显示器中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，将所述光致变色材料制成薄膜，并将该薄膜设置于头戴式光学显示器外表面，用作该头戴式光学显示器的光致变色器。
7.一种头戴式光学显示装置，其特征在于，其包括如权利要求1至3任一项所述的光致变色材料。
8.一种光致变色器，其特征在于，其为光致变色薄膜，该光致变色薄膜包含如权利要求1至3任一项所述的光致变色材料。
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