TW494705B - Photochromic and electrochromic device, solutions for uses therein and use thereof - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 五、發明説明（1 ) 本發明關於光致變色和電致變色顯示裝置，用 之々 液及其用途。視所需應用而定’可將此顯示裝置設計成在合 :娜之光線和/或所施予之電位的影響下產生光致變色戍 电致^：色。w提出光致變色顯示裝置可用於作為靈巧^ 作為U V防護玻璃、作為U V幸畐射锁測器或指示器工和/行調 整光強度之過遽器。曾提出電致變色顯示裝置可用於作為 可變透光過濾、器、作為靈巧窗、作為鏡子、作為uv_貞 測器或指不器、作為顯示裝置和作為日光玻璃或天窗。更、 4寸別地’本發明關於多功能光致_和電致變色顯示裝置和 於其中之溶液及其用途。 S4,902，108和EP 0435689 A2及其中所引用的參考文獻揭 不電致變色顯示裝置和以電化學方式顯色之陽極與陰極成 份溶液’其提供自行消失、高顏色對比、單室電池。此陽 極與陰極顯色成份包含所選擇之系統中具有下列反應之 化還原對 + 電位 RED〗 +〇X2 〇Χι + REd2 (無色狀態）無電位（有色狀態） (低能量對） （高能量對） 該^化還原對是經過選擇使電位為零時’其混合物的平衡 狀恶70全落在該式的左方。物種RED]和Οχ:是無色的。當 -3 - 本紙張尺度適财 0¾¾ (eNS) Α4Μ^Γ( ----_ ,:I - 1- — f. [I _ w :11-φ-----—IT------#, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 494705 A7 ------ 五、發明説明（2 ; ---- =予—電位於溶液上時，—般無色的咖】被陽極氧化成其 色對映體QXl而且〇χ2同時被陰極還原成其有色對映體 :ed2。這些陰極/陽極反應發生在電極上’在實際顯示裝置 :其可提高電致變色顯示裝置之顯色效率。移除電位時(斷 2或知路），溶液中的高能量氧化還原對0X1和RED2會幹 T成其低能量對RED1和0X2(平衡左側），㈣該電池㈣ 仃消失。這引起此種電致變色顯示裝置顏色變化之方 式，所施予的電位只需驅動上面反應至平衡式的右手側。 頁 此種氧化逖原對一般被溶在一種惰性溶劑中，而且也可加 入種電解液和其他添加劑以改善電致變色的成效。 • - : .. ^ 訂 :該顯示裝置備用於作為電致變色鏡子、一個電極必須是 =種覆於玻璃基材如銦錫氧化物（ITQ)之透明導電薄層，: 2電極必須在面對第一個電極處塗覆一層銀或銘或曰另外 设層反射層。在控制光的窗子和過濾器例子中，兩# 噼

，必須是經塗覆的IT0玻璃，使氧化還原對在無色時，= 窗子是完全透明的。 V 另—方面’電致變色顯示裝置具有適合驅散偉洛根(㈣hen) 之叫表面親和力和高㈣表面積和TiQ2電極之透明性所 ^點。⑽加1的研究群發表賴化偉絲可直接吸附在 2表面上’而可獲得高& 1之光學密度和在特定波長 - 4 - (21 〇χ 297公釐）

本紙張尺^5^?^家標準(CNS 494705 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 > B7 五、發明説明（3 ) 下南於100平方厘米C-1之顯色效率（Anders Hagfeldt， Lorenz Walder和Michael Gratzel，"經表面黏接偉洛根改質 之微結晶Tl〇2半導體電極：顯示裝置和靈巧窗之應用”， Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng : (] 995)，253 1 (用於能量效率 和太陽能轉換之光學材料技術XIV)，60-9) ; Anders Hagfeldt，Lorenz Walder 和 Michael Gratzel，"具有表面黏 接偉洛根之微結晶Ti〇2半導體薄膜的電致變色切換”，proc. Electrochem. Soc· (1995)，95-8 (微結晶材料在電化學方面的 討論會會刊，1995)，143-53) ; Anders Hagfeldt，Nicolas Vlachopoulos，Scott Gilbert 和 Michael Gratzel，"具有微結 晶Ti〇2半導體薄膜的電致變色切換"，Proc. SPIE-Int. Soc. Opt· Eng : (1994)，2255 (用於能量效率和太陽能轉換之光1 學材料技術 XIII)，293-304 ; Anders Hagfeldt，Nicolas Vlachopoulos，Scott Gilbert 和 Michael Gratzel，"具有微結 晶氧化物半導體薄膜的電致變色切換"，J. Electrochem Soc. 1994，141(7)，L82-84)。 這些利用0.5M LiC1〇4溶於乙腈所形成的溶液作為電解液之 電極的顯色和褪色切換時間比1秒快。初步安定試驗顯示 此種電池經過654次顯色和褪色循環而無任何顯色效率上 的降低。羧酸化偉洛根可被吸附在透明微結晶Τι〇2電極之 顯示裝置可顯現出藍色。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） — ΙΊΙΙΦ------^------罈 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :· ........... 494705 A7 五、發明説明（4 ) ~~〜 在先祕術（EP 〇435689 A2和us 4,9〇2，1〇8)中曾描述多種 陰極顯色物種、陽極顯色物種、惰性攜帶電流之電解液、 可添加之UV安定劑和溶劑系統和加入可改善顏色對比和 循環性質之丁i〇2粒子。 本發明提供新穎光致變色和電致變色顯示裝置和其中所用 的溶液。他們具有高Uv-吸收顯色效率的優點而且他們是 可逆的、安定、多功能和容易製造的。 本發明提供一種新穎光致變色顯示裝置。在此裝置中，含 有-種溶液和溶劑之光致變色媒介被固定在兩平行板間= -層内，其中至少一個是一個透明板如玻璃板，而其朝内 表面覆有一 ΤΊ〇2微結晶層。該Tl〇2薄層與光致變色媒介接 觸。在本發明的另一個具體實例中，在一個或兩個介於丁沁2 塗層和經塗覆玻璃板之間的玻璃板上或在不具Τι〇2塗層的2 玻璃板上塗上一層銦錫氧化物（ιτ〇）。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Τι〇2微結晶層的透明性質和高内部表面積極有利於將偉洛 根分子吸附在ΤΊ〇2粒子上，其可提高電致變色電池的對比 性質。而且，Ti〇2是一種半導體，其可吸收υν光並且產 生 €子-電洞對（Michael D. Ward，James R. White 和 Allen J.

Bard，"微粒子二氧化鈦光催化劑之電化學研究，甲基偉洛 根-酉曰酸酯系統 ’ j Am Chem. Soc. 1983，105，27-31 · -6 - 494705 五、發明説明（R.，s. M. Beck和L E _，”利用瞬間羅曼光譜 法直接親察半導體之電荷轉移反應：水溶液界面” ’ j Am. Chem.s〇c.1984’106,980_984;AndersHagfeidaMichaei Gfatzd ’ "光誘導微結晶系統之氧化還原反應"，ci麗Rev 95 95 49_68)°這些電子_電洞對可被轉移至光致_和電 致變色溶液以氧化REDi至其有色對映體〇χ丨，同時將〇Χ2 退原成其有色對映體则2。發生在此顯示裝置中的反庫如 下 ， 丁丨〇2 + hvi Ti〇2(e'h+) T!〇2(EV) + RED] Ti〇2(e"h+) + 〇χ9 OX, + RED'

Ti〇2(e_h+) Ti〇2 -> Ti〇2-OX! Ti02+RED2 —> red]+〇x2 (激發）(再結合） (電子轉移，顯色程 序） (接受電洞，顯色程 序） 褪色程序 —--------衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、*iT 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明溶液可為水性或有機溶液。以75瓦氣燈照射或在陽 光下數分鐘，對於裝有水溶液之顯示裝置，其顏色是從無 色轉變成紫紅色或紫色，裝有有機溶液之顯示裝置的顏色 疋彳疋热色受成監色。將其放在暗處或室内之後， :、 置再度褪色。該褪色時間視溶液和電極而定。告 〜田电極是I丁〇 層時，該顯示裝置的褪色程序遠快於非導電透明板上有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^4705 A7 B7 五 發明説明（6 ; τ〗〇2的顯示裝置 絕對必須使用一分離板，因為多孔τ ，，〜 1L 〇2層可將分子吸附在 、表面上’而且也可藉表面毛細力將該溶液褒人其中 其非常容易密封和製造此電池。 =發明另外詳細描述具有兩平行板之新穎電致變色裝置， 其中至少一個平行板是透明板，兩平行板的内側表面塗有 辱電層如ΠΧ)|，而且兩板之間有電致變色媒介。在一個 電致變色顯示裝置的較佳具體實例中，電極之一涂有DO 薄層，其最好是—種胁層。T102可吸收uv光二㈣微 米）而且其在可見光光譜區是透明的，其可降低任何易受uv 傷害的溶質在電致變色溶液中光分解或降解。可改盖咳溶. 液對UV㈣的安定性。對於—料内容物，因uv^射照 射所產生的電子-電洞對可改善電致變色成效。 ^發明可產生商業顯示裝置如可變透光過濾器、靈巧窗、 顯示裝置、鏡子、UV幸昌射偵測器或指示器和日光玻璃、天 窗或過濾、器。 n· I I - I - - n n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ - 圓片 藉參考所附圖片說明本發明，其中

• if I 本紙張尺度適财關家縣（〗叫 所構成的 494705 A7 # -----— B7_ 五、發明説明（7 ) 〜'-- 圖I各別顯示透明玻璃.、塗有IT〇之玻璃、覆有Tl〇2薄 層之透明玻璃和覆有Τ1〇2薄層之塗有ΙΤ〇的破璃。 圖2是一個本發明光致變色電池之截面圖，其是由兩個透 明玻璃板而且其中之一的内側塗有一 Τι〇2薄層所構 成的。 圖3是一個本發明光致變色電池之截面圖，其是由兩個透 明玻璃板而且其兩者内側塗有一 Tl〇2薄層所構成 的。 圖4是一個本發明光致變色電池之截面圖，其是由一個淹 有一 丁丨〇2薄層之透明玻璃板和一塗有ΙΤ〇之玻璃板 所構成的。 圖5是一個本發明電致變色電池之載面圖，其是由兩個涂 有ητο之玻璃板而且其中之一的内側塗有Τι〇2薄^ — .1 II i — 4! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖6 顯示圖2所示之光致變色電池在不 射下的穿透光譜。 同時間的陽光照 圖7 顯 示因陽光而顯色和在室内自行洎生 、， 以月天之先致變色電 池的穿透光譜。此顯示裝置也可用於作氙 、F句龟致變色顯 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 494705 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) — 示裝置。 圖8顯示因陽光而顯色和在室内自行消失之光致變色電 池的穿透光譜。此顯示裝置也可用於作為電致變色顯 示裝置。 、 圖9顯示經陽光照射之前和之後的光致變色電池之穿透 光譜。 圖10顯示經陽光照射之前和之後的光致變色電池之穿透 光譜。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖 1 1是顯色和褪色狀態之電致變色電池的透光強度變 化。 -勺 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖12疋光致變色電池在其顯色和褪色程序的透光強度變 化0 圖1 3疋光致變色電池在其顯色和褪色程序的透光強度變 化° 圖14喊示不同Τι〇2薄層厚度之光致變色電池的穿透光 譜。 -10 - 本紙張又度適用中國國冬標準（CNS )八4規格（2ΐ〇χμ7公釐） • 311 - - —4— 494705 A7 B7 五、發明說明（ 專利申請案第89101129號 ROC Patent Appln. No. 89101129 中文說明書修正第11，14頁-附件（三） Amended Pages IK 14 of the Chinese Specification- Enel. (Ill) (91年2月 曰遠呈) ~ (Submitted on February^", 2002) 圖15 顯示經不同光強度照射而顯色之光致變色電池的穿透 光譜。 圖16顯示裝有不同水溶液之光致變色電池的穿透光譜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖式中各符號之意義如下 2, 3, 4, 5 20, 21，30, 31，40, 50, 51 41 22, 32, 33, 42, 52 45, 55, 56 23, 43, 53 24, 34, 44, 54 57, 58 發明細節描述 本發明的第一個特點是關於一種光致變色顯示裝置，其包括 (a) i兩個透明玻璃板，其在如圖1所示之從UV至可見光 波長範圍是透明的， (b) 或塗有ITO之玻璃。較佳塗有ITO之玻璃在如圖1所 示之從UV至可見光區波長範圍也是透明的。該較佳 的ITO平方電阻對電致變色顯示裝置而言是儘可能低 的，而且對光致變色顯示裝置是適中的， (c) 特別是覆有一 Ti02薄層之透明玻璃（a)或塗有1丁0之玻 璃（b)。此Ti02薄層直接與發明溶液接觸。最佳的Ti02 薄層是衍生自Degussa P25粉末。Ti02薄膜可藉旋轉 塗層或刮刀抹平或篩印刷技術製得。如圖1中所示從 UV至可見光波長範圍之穿透光譜關於Ti02微結晶粒 子吸附UV光（<400毫微米）。在陽光或氙燈照射下， 可在Ti02層中產生電子-電洞對。 圖2說明一種根據本發明之光致變色電池的結構圖，其是 光致變色溶液 玻璃板 板 Ti〇2薄層 ITO層 分隔板 密封物 通電端 88522 -----------t--------tx--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 91. 1. 2,000 494705 A7 B7 五、發明説明, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一種裝有本發明之光致變色溶液2之電池。該電池包括一 對透明玻璃板20和21，在板20的朝内表面塗Υ厚度為^ 3微米之Τι〇2薄層22。板20和21是以厚度為η微米之分 隔板2 3 (如聚醯胺薄膜）分開之。以周圍密封物2 4密=該$ 池周圍。密封物24包含/種環氧物質。 圖3說明一種根據本發明之光致變色電池，其是一種穿有 本發明之光致變色溶液3之電池。該電池包括：對玻：板 30和31，而且在板30和31的朝内表面上塗有厚度為卜3 微米之Τι〇2薄層32和33。將板30和31 a移、，m 不W夾緊亚以周圍密 封物34密封其周圍而無分隔物。密封物34包含一種環氧 物質。 展乳 圖4說明一種根據本發明之光致變色電池，i θ 一 ，、疋一檀I有 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之光致變色溶液4之電池。該電池包括一個玻璃板 4〇和一個具有ΙΤ0層45之板41，在板4〇白勺朝内表面塗上 厚度為1-3微米之Tl〇2薄層42。板40和41是以厚度為^3 微米之分隔板43(如聚醯胺薄膜）分開之。以周圍密封物料 密封該電池周圍。密封物44包含一種環氧物質。 本發明的第二個特點是關於—種光致·和電致變色多功能顯 不裝置，其特別包括—塗覆在ΙΤ0玻璃板之薄層（Τι〇2)而且 該溥層直接與發明溶液接觸。此™2_可藉旋轉塗層或 -12 本紙張尺度適用中國國家ίϋ97公釐）

/UD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 種可變反射鏡，該鏡曾 被 A7 B7 五、發明説明（】〗） —- 刮刀抹平或篩印刷技術製得。作為一種光致變色顯示裝 置，Ti〇2層的較佳厚度為低於丨微米。較佳方法是溶膠技 術。

圖5况明一種根據本發明電之光致_和/或電致變色顯示裝置 的、、、α構圖’其是一種裝有本發明之光致變色溶液5之命Z 计命、 免 >也。 4 ·电池包括一對塗有導電層55和56之玻璃板5〇和$】，在 ιτο板之一 50的朝内表面56上塗有一厚度為微米之 丁4層52。玻璃板50和51是以厚度為13微米之分严 53(如聚胺薄膜）分開之。以周圍密封物54密封該電 圍。岔封物Μ包含一種環氧物質。 ° f該電池欲用於作為-種電致變色鏡子時，因此破塢51的 背^表面塗有一層銀反射層。若該顯示裝置被用作—種電 夂色窗子，可省略此反射層。該導電ΙΤ〇層55和56 β 5=力端，因此可設置-電位以通過電池5中位於板5二 液一種較佳方式係使用—種導電環氧樹脂，如 私準商業可取得之環氧化銀。 特財，本發明伴隨—種可變透《濾器。該敦置 之電_所施予的電位差而連續且快速地 〃在可見光波長範圍的透光度。 在另一個特點中，本發明伴隨一 本紙張尺度適 _! II 丨—Φ---------、玎------罈 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .......................... -13 ^丨年續正 補无

五、發f說明（） 提及可用於作為汽車的後 在另 1固符點中，本發 強产自㈣敕甘丄 窗，其可依據照鲁 強m周整其光的穿透度。而且，本發明也包括 不裝置、一種UV防護玻璃、一種u ，，、 器和天窗。 ”田射偵·或指示 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的第三個特點是關於_種溶液以用作第—個和第二 個=點之光致變色和電致變色顯示裝置的可變色媒介，其 包含. (a) —種溶劑（如碳酸丙酯、乙腈、丁醇或水）。為了本發明 裝置之搖晃安定性，本發明溶劑溶液在儲存或正常操作 此裝置期間必須是不會進行電解或參與其他不可逆化 學反應。較佳為該溶劑實質上是無溶氧存在而且是無水 的。最佳為碳酸丙酯。 (b) 至少一種偉洛根衍生物作為陰極顯色氧化劑化合物或 電子接受著。在這些陰極電致變色化合物中，適合本發 明溶液是已知式I偉洛根化合物 ^π~Ν

+ 、12 -14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2Χ (I) 91. 1. 2,000 Α7 Β7 五、發明説明（^ _ ~ ——- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中尺"和Ru是相同或不同的，而且各選自具有1至 1〇l固碳原子的院基。甲基偉洛根、乙基偉洛根、苯甲 基偉洛根和庚基偉洛根皆可使用且令人滿意的。χ是選 自虱化物、漠化物、碘化物、BFV、ppv、A%、、_ 和 NCV ; 4 較佳的式（I)化合物是這些所有陰離子為 的化合物。最佳係為Bp，。較佳的式⑴陽離子化合物是 這些％和Ru是相同而且是苯甲基、笨基或正庚基的 化合物，最佳係苯甲基。 土 另外，溶液的濃度至少為10-3Ms高達其溶解度，但通 常是介於約〇.〇1M和〇.1Μ之間，最佳係從〇 〇2至 0.04Μ 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (C)至少一種陽極電致變色電洞清除化合物，其可在丁沁2 粒子價電子帶同時接受電洞以防止内部粒子短路&.和2 h+再結合）’例如LlI、KCNS和等。最佳為如各 別為約0.02M和0.04M之UI和KCNS溶液。 ⑷至少-種陽極電致變色顯色氧化劑化合物，其可盘有色 的還原劑（v勺反應以消除該電池本身顏色（如i2或吩 嗉）；

冰張尺度適财® 標準（CNS -15 494705 A7 五、發明説明（14 化合物是 已知式II化合物 在足些適合本發明溶液之

(II)

其中R 2 j和R e 22疋〇丨_8烷基。對電致變 如約0.04IV[之5 一 夂巴α不衣置而 是最佳的。對二^5，1()'二甲基対_ρζ)溶液 $尤致變色顯示裝置 溶液是最佳的。 一上一 而言，如約0.02M之12 I r 丨·. %—I (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-口 關於一種光致變色膠犛溶液，其包 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的第四1固特點是 含： (a) 上述溶液； (b) Ti〇2極微粒 (c) 加入一種聚合物或一種界面活性劑（水溶液）以安定 浮液。 16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 該懸 較佳的Τι〇2極微粒是在10和50毫微米範圍並具有銳欽石 、· 、· 494705 ------ 五、發明説明h 、结晶、结才冓〇古女T . η ,2極微粒溶液中的含量為5至25重量％。 本發明溶液可用於作 和電致變色顯示裝置的可變穿自 失洛液相光致變色 相"的，欲在—特…媒"。因為該裝置是"溶液 晴度，」度乾圍下操作的顯示裂置所用溶液的 不合自·ΐ液、=使物質在零電位平衡時和該裝置操作期間 有、、:产下:：…般而言’其條件為在欲使用範圍的所 彡 平衡時’所有物質在溶液中的存在濃度必 生，並。壯1二沈殿將不會在裝置的操作過程中發 八13包含該溶液以作為可逆可變穿透度之媒 "色/视色效率的降低可指示安定性的缺之。 2發明裝置之”自行消除’'的特點可由經氧化的陽極化人物 =通原的陰極化合物之自動、明顯 反 :處於對應零電位平衡狀態之陽極化合物和陰二:； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-口 I I- - —i-Ξ . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 赖色和褪色(自行消除)發生相當快的實際上對本 =用是重要的。本發明電致變色裝置的優點為-般” 和褪色程序儘可能快速發生。對 、 丄 九致芰色頌示裝置而 :’頌色程序疋視本發明溶液和照光強度而定 序則受本發明溶液和裝置的設計所限制。 對於本發明光致變色m色速強度^ -17 -

-^wl. A7

兩度安定性 494705 五、發明説明（16 發明溶液而定。對於電致轡0驻 帝β q 、，頌色和褪色速度是視 兒fe間的電位和S亥;谷液而定。 該裝置必須是可逆並且對數千次的循環有 為了氧化和退原溶液中的電致變芦 包双文邑化合物並因此引起溶液 顏色上的改變，電極間的電位必須古 甩1 乂肩N的足以使電流流過電 極間的溶液。通常介於約0 3伏特釦 伙％和約伏特間的電位差 是適合使電流流動並開啟本發明溶液顏色的變化。 溶液的溶劑是水的本發明裝置一般將操作在低於14伏特 以避免水的電解。而且其電流範圍是.從01至1〇毫安培/平 方厘米。 本發明將以下列實例做更詳細地說明。除非另外指示，否 則所有實例中所引用的濃度是在室溫下（20—25°C )測得。以 說明方式提供實例且不欲構成本發明之限制。 I---：—I‘---#— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^/05 A7 ^^_______ B7___ 五、發明説明（17 ) 貧例

貧例I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —種光致變色電池係由兩個面積為2 5x2.5平方厘米並以13 微米厚之聚醯胺薄膜條隔開之透明玻璃板構成的。在此玻 璃板的兩側已塗覆一層1微米厚的Tl〇2薄層。並將這些側 面如圖3所述彼此面對面地放在電池内。該電池邊緣以絕 緣環氧物質密封之。在最後密封之前，在這些板之間的空 隙中裝入一般由下列化合物調配而成的溶液： 0.04Μ二氣化二苯甲基偉洛根 0.02Μ埃化鐘 0.007Μ 蛾 0.04Μ間-笨二曱酸 於85 : 1 5碳酸丙酯和丁醇之混合物中。 ^1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在冬天，中午的陽光下(Η月丨9日，Bayreuth)照射該電池， 以Newport 83功率測量器所測得的陽光強度是85微瓦/平 方厘米。圖6顯示陽光下不同照射時間所獲得的穿透度。 在陽光下照射1分鐘和5分鐘，波長為6〇5毫微米處： 於其原有之穿透度變化分.別為45.4%和86.8%。此 3巴電池 是深藍色的。 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公羡1 --—-

、發明説明 實例U 8 禋九致艾色電池係由兩個

,,^ , ΛΑ 囬賴马2.5χ2.5平方厘米的ITC 板所構成的。其中一個板的— 嘴臨 lL t U已至復一層3微米厚的Tl〇 潯層。此龟池的結構與圖5 甲斤不相同，而且該電池的製 備如貝例I。該電池裝有與實例丨相同的溶液。 在與貝例I相同的狀況下以陽光照射該電池約5分鐘。 =圖7所不，波長為605耄微米處相對於其原有之穿透度 變化是45.4%。此電池在室内日光下（大約13〇微瓦/平方厘 米）褪色。可在30分鐘察覺到褪色。圖7也顯示25小時後 此已褪色電池的穿透光譜圖。此光致變色電池是可逆的。 此有色電池是深藍色的。 實例ΠΙ 一種光致變色電池如實例U般構成的。將一般由下列化合 物調配而成的溶液裝入此電池中： 0.04M二氯化二苯甲基偉洛根 0.02M破化鐘 0.004^45，10-二氫-5，10-二甲基吩口秦 0.04M間-笨二甲酸 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇><297公羡） I I I I I I 1 n I I I n I n 丁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494705 A7 B7 五、發明説明（19 ) 於85 : 1 5碳酸丙酯和丁醇之混合物中。 在與實例I相同的狀況下以陽光照射該電池約5分鐘。 如圖8所示，波長為605毫微米處相對於其原有之穿透度 變化為57.6%。此電池在室内日光下（大約130微瓦/平方厘 米）褪色。可在30分鐘察覺到褪色。圖8也顯示2.5小時後 此已褪色電池的穿透光譜圖。此光致變色電池是可逆的。 此有色電池是深藍色的。

實例IV 一種光致變色電池係由一個塗有Τι〇2層之透明玻璃板和一 個如圖4所示之相同結構的ΙΤΟ玻璃板所構成，其中裝有 實例I之溶液。 在與實例I相同的狀況下以陽光照射該電池約1 〇分鐘。 如圖9所示，波長為605毫微米處相對於其原有之穿透度 變化是55.9%。此電池在室内日光下（大約13〇微瓦/平方厘 米）褪色。該電池在1小時内完全褪色。此有色電池是深藍 色的。 1

實例V * 21 - i紙張尺度適财酬家標_ :-—-—— _ ί·---*^1— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、*iT -^1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494705 A7 B7 五 、發明説明（2〇 —種光致變色電池係由—個塗有Tl〇2層之透明坡 個如圖4所示之相同結構的ΙΤ〇玻璃板所構成，二 實例III之溶液。 /、中袭有 在與實例I相同的狀況下以陽光照射該電池約1〇分 鐘 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖10所示，波長為6Q5毫微米處相對於其原有之 變：是52.8%。此電池在室内曰光下褪色。該電池在！小： 内完全褪色。此有色電池是深藍色的。 實例VI種尾致變色電池係由兩個面積為2 5χ2:5平方厘 以 微米聚胺薄膜條隔開之ΙΤ〇板所構成的。以絕緣環=物質密封該電池邊緣。在最後密封之前，在兩板間的空隙中裝入與實例I相同之溶液。 一兒池上軛予一0至1.0伏特之方形脈充電位。圖1 1顯 示顯^和褪色循環。顯色和褪色時間非常快，其低於丨秒二 圖f員不氙絚以120耄瓦/平方厘米之光強度照射實例I之 光致變色電池時，該電池的顯色和褪色程序。此電池的顯 色時Μ約2分鐘，而褪色時關更長。圖13顯示氣燈以 120宅瓦/平方厘米之光強度照射實例η之光致變色電池 -22 -

-UK- In nn aaamammf —nv m HI mtmmammmm «I , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_ * —^1 n n n · 五、發明説明（21 _時’該電池的顯色和褪色.程序 斷除去所有波長比435毫微米r ^ UG435過“切 約2分鐘。整個可見/勺先。顯色和褪色時間是 先先S'曰區的顯色效率平均為11.8%。

實例VII 光致變色電池係如圖2所示 插τ . ΓΛ p r — 才同、，、口構所構成的。利用夂 種丁1〇2層厚度以製備此 α 同的溶液。 所有-电池中裝入與實例！相 圖14頜示光致變色電池的穿 - v… 牙边度視厚度而定。視在此雷啼 %予一 0至1.〇伏特之方形脈充電位。丁丨〇 j ’ 的孔隙度愈高。因此，俞多偉 2 “、子"亥層 心夕你/口根刀子被吸附在厚層Tl〇 粒子表面上。但此深顏辛县 2 疋以ρ牛低光致變色電池之穿透度 為代知。本發明之較佳厚度為1致3微米。

實例VIII =變色電池基本上是如實例！所述裝置般依相同方式 衣成而且裝入與實例丨相同的溶液。 圖15顯示氣燈以不同強度，12.8毫瓦/平方厘米、26 4 /平方厘米和847臺瓦/巫士 毛1 .瓦/千方厘未各別照射此電池 透度變化。 J牙 1 - 23 - 本紙張尺度適用中( CNS ) X 297公釐一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 494705 A7

實例IX 光致變色電池是以圖2所示之相同結構所構成的。將下列 化合物所調配而成的水溶液裝入這些電池中的一個：〇〇2m 二氣二笨甲基偉洛根和Ό·01 Μ碘化鋰之去離子水溶液。將 下列化合物所調配而-成的水溶液裝入另一個電池中：〇 〇4μ 一氣一苯甲基偉洛根和0.02Μ碘化鋰之去離子水溶液。裝 有水溶液的光致變色電池顏色轉變成紫紅色或紫色。光致 艾色電池的穿透度變化則表示於圖16。包含KCNS、NaOAc 或四丙基銨碘化物之水溶液顯示出類似這些圖丨6所述溶液 之顯色情形。

實例X 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一種電致變色電池係由兩個面積為2.5x2.5平方厘米並以13 微米厚之聚醯胺薄膜條隔開之透明玻璃板所構成的。以絕 緣環氧物質密封該電池邊緣。在最後密封之前，在兩板間 的空隙中裝入光致變色膠體溶液，其包含·· ⑷上述實例I或實例ΠΙ之溶液； (b) 分散於上述溶液之Ti〇2極微粒； (c) 安定此懸浮液的溶液。 較佳的Ti〇2極微粒是在10和50毫微米範圍内並具有銳鈦 礦結晶結構。該Ti〇2極微粒溶液中的含量為5至25重量％。 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 494705 A7 B7 五、發明説明（23 )此光致變色電池是可逆的’。此有色電池是深藍色的 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _線_· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (2)

1. D8 六、申請專利範圍 專利申請案第89101 129號 ROC Patent Appln. No. 89101129 修正之申請專利旄圍中文本-附件（一） Amended Claims in Chinese - Enel. Π) (91年2月>5：曰考呈) (Submitted on February冷，2002) 1. 一種光致變色顯示裝置，其包含兩個平行板（20，21)， 其中至少一個是内侧表面塗有Ti02薄層（22)的透明板 (20)和介於所塗覆的玻璃板和其他板之間的光致變色媒 介(2) 〇 2. 根據申請專利範圍第1項之光致變色顯示裝置，其兩平 行板是内側表面塗有Ti02薄層（32,33)的透明板（30,31)。 3·根據申請專利範圍第1項之光致變色顯示裝置，其兩平 行板是透明板（40,41)，其中一個的内侧表面上塗有Ti02 薄層（42)，另一個的内側表面上塗有一層銦錫氧化物 (ITO)層（45)。 4·根據申請專利範圍第3項之光致變色顯示裝置，其在塗 有Ti02的透明板（50)上介於透明板（50)和Ti02薄層（52) 之間有一層銦錫氧化物（ITO)(56)。 5.根據申請專利範圍第1至4項中任一項之光致變色顯示 裝置，其中光致變色媒介包令--碳酸丙S旨和丁醇之比例 一般為50 : 50至85 : 15之溶劑。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 90. 11. 2,000 494705 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6.根據申請專利範圍第1至4項中任一項之光致變色顯示 裝置，其中光致變色媒介包含去離子水作為溶劑。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7·根據申請專利範圍第1項之光致變色顯示裝置，其中光 致變色媒介包含一具有下列化合物之溶液： (a) 至少一屬於偉洛根衍生物之化合物，例如：甲基偉洛 根（viologen);乙基偉洛根；苯甲基偉洛根；或庚基 偉洛根，其具有一全氯化物；溴化物；碘化物；或四 氟硼酸鹽的平衡離子， (b) 至少一屬於吩u秦衍生物之化合物，例如： DMPA-5，10-二氫-5，10-二甲基吩嗪； DEPA-5，10-二氫-5，10-二乙基吩嗪； DOPA-5，10-二鼠-5，10-二辛基吩0秦；或 破(12)， (c) 至少一化合物，其為 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 碘化鋰（Lil); 峨化四丙基銨； 氰硫酸鉀（KCNS);或 無水醋酸鈉（NaOAc)， -27 - 90. 11. 2,000 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 (d)至少一苯二甲酸，其為間-苯二甲酸和/或對-苯二甲 酸。 8·根據申請專利範圍第1項之光致變色顯示裝置，其中光 致變色媒介包含一具有下列化合物之溶液： (a) 至少一屬於偉洛根衍生物之化合物，例如：甲基偉 洛根；乙基偉洛根；苯甲基偉洛根；或庚基偉洛根， 其具有一全氯化物；漠化物；硪化物；或四氟硼酸 鹽的平衡離子， (b) 至少一化合物，其為 碘化鋰（Lil); 姨化四丙基銨； 氰硫酸鉀(KCNS);或 無水醋酸鈉（NaOAc)， (c) 至少一苯二甲酸，其為間-苯二甲酸和/或對-苯二甲 酸。 9 ·根據申請專利範圍第1至4項中任一項之光致變色顯示 裝置，其中光致變色媒介包含一具有下列化合物之光致 變色膠體溶液： - 28 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .¾ 訂·· -丨線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 90. 11. 2,000 494705

   六、申請專利範圍 (a)_根據申請專利範圍第7項之溶液， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ()根據申凊專利範圍第5項之溶劑， (c) 分散在上述溶液（a)中之Ti〇2極微粒， (d) —聚合物安定劑，如聚乙烯基醇(pVA)。 〇·根據申請專利範圍第1項之光致變色顯示裝置，其中光 致變色媒介包含一具有下列化合物之光致變色膠體溶 液： (a) 一根據申請專利範圍第8項之溶液， (b) 根據申請專利範圍第6項之溶劑， (c) 分散在上述溶液（a)中之丁丨02極微粒， (d) 一聚合物安定劑或一種界面活性劑，如聚丙烯酸 (PAA)。 U·根據申請專利範圍第丨項之光致變色顯示裝置，其可用 作靈巧窗、UV玻璃、天窗、鏡子、uv光铺測器或指示 器、顯示裝置或過濾器。 12·-種電致變色顯示裝置，其具有兩平行板和兩板間有電 致變色媒介’其中至少—個板是—個透明板，兩板内側 表面塗有導電層如銦錫氧化物（ITO)層。 13·根據申請專利範圍第12項之電致變色顯示裝置，其中兩 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 90. 11. 2,000 —---------裝·-------訂—I------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 494705 ^ A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 個平行板（50，51)是透明板，其中一個導電層（56)上塗有 Ti02 薄層（52)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 14·根據申請專利範圍第12或13項之電致變色顯示裝置， 其中電致變色溶媒介包含一碳酸丙S旨和丁醇之比例一般 為50: 50至85 : 15之溶劑和一具有下列化合物之溶液： (a) 至少一屬於偉洛根衍生物之化合物，例如：甲基偉洛 根；乙基偉洛根；苯甲基偉洛根；或庚基偉洛根，其 具有一全氯化物；溴化物；蛾化物；或四氟棚酸鹽的 平衡離子， (b) 至少一屬於吩4衍生物之化合物，例如： DMPA-5，10-二氳-5，10-二甲基吩嗪； DEPA-5，10-二鼠-5，10-二乙基吩ΐJ秦； DOPA-5，10-二氫-5，10-二辛基吩嗪；或 姨(12)， (c) 至少一化合物，其為 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 碘化鋰（Lil); 碘化四丙基銨； 氰硫酸鉀(KCNS);或 無水醋酸鈉（NaOAc)， -30 - 90. 11. 2,000 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 494705 A8 B8 « C8 D8 六、申請專利範圍 (d)至少一苯二甲酸，其為間-苯二甲酸和/或對-苯二甲 酸。 15.根據申請專利範圍第12項之電致變色顯示裝置，其可用 作一種顯示裝置或過濾器。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1X 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
2. 90. II. 2,000