TWI486430B - 透明電致變色聚合物與電致變色元件 - Google Patents

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Description

透明電致變色聚合物與電致變色元件
本發明係關於透明聚合物，更特別關於其於電致變色元件的應用。
由於電致變色元件的產品具有低驅動電壓及雙穩態特性，因此在綠色節能產業上備受矚目。然而電致變色材料因為壽命跟耐久性緣故，多半使用無機氧化物。無機氧化物其製備多半仰賴真空蒸鍍、噴霧熱分解、及濺鍍等需昂貴設備的方式進行鍍膜，將增加其製作成本。即使以材料本質來看，無機氧化物仍有變色緩慢及電致變色之色調較單一無變化等缺點。電致變色之有機材料多為共軛型高分子，具有多彩化且變色速度快等優點。然而電致變色之共軛型高分子的缺點為單體成本過高、合成步驟繁雜、且多以電聚合方式形成。如此一來，共軛型高分子之分子量不大且受電極尺寸的限制，難以形成大面積的電致變色材料。另一方面，電致變色之共軛高分子的共軛長度會造成外觀帶有很深的顏色。雖然施加電壓可讓共軛高分子的顏色變淡，但無法達到完全透明。換言之，若要使共軛高分子達到透明狀態則需通電，這將造成不節能的問題。
綜上所述，目前亟需新的電致變色有機材料，以同時達透明、可成膜、及電致變色等需求。
本發明一實施例提供之透明電致變色聚合物，係由1莫耳份之二胺與1至4莫耳份之環氧化合物共聚而成，其中二胺係式1、式2、或上述之組合：
Ar1 係式3、式4、式5、式6、式7、或式8；
R係-H、-F、-Br、-Cl、-I、-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-n -C4 H9 、-s -C4 H9 、-t -C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-n -OC4 H9 、-s -OC4 H9 、-t -OC4 H9 、-OC5 H11 、-OC6 H13 、或-OC7 H15 ；Ar2 係式9、式10、或式11：
其中環氧化合物係式12、式13、或上述之組合：
n介於0至100之間，且Ar3 係式9、式14、式15、式16、式17、式18、式19、式20、式21、或式22：
本發明一實施例提供之電致變色元件，包括：第一透明導電層；電解質層，位於第一透明導電層上；電致變色層，位於電解質層上，且電致變色層係上述之透明電致變色聚合物；以及第二透明導電層，位於電致變色層上。
1、7‧‧‧透明導電層
3‧‧‧透明電致變色聚合物薄膜
5‧‧‧電解質
9‧‧‧封裝材料
11‧‧‧導電材料
100‧‧‧電致變色元件
第1圖係本發明一實施例中，電致變色元件之示意圖。
第2A至2E圖係本發明實施例中，電致變色薄膜之循環伏安圖譜。
第3A至3E圖係本發明實施例中，不同氧化態之電致變色薄膜對不同波長之光的吸收圖譜。
本發明某些實施例提供之透明電致變色聚合物，係由1莫耳份之二胺與1至4莫耳份之環氧化合物共聚而成。若環氧化合物之比例過高，則電致變色的氧化態顏色變化對比度下降。若環氧化合物之比例過低，則會造成電致變色氧化活性變少造成無多段變色之功效。二胺係式1、式2、或上述之組合：
在式1中，Ar1 係式3、式4、式5、式6、式7、或式8；
在式3、式7、及式8中，R係-H、-F、-Br、-Cl、-I、-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-n -C4 H9 、-s -C4 H9 、-t -C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-n -OC4 H9 、-s -OC4 H9 、-t -OC4 H9 、-OC5 H11 、-OC6 H13 、或-OC7 H15 。
在式2中，Ar2 係式9、式10、或式11。在式11中，Ar1 之定義同前述，在此不贅述。
環氧化合物係式12、式13、或上述之組合：
在式12中，n介於0至100之間。且Ar3 係式9、式14、式15、式16、式17、式18、式19、式20、式21、或式22。若n 之數目過大，則電致變色的氧化態顏色變化對比度下降。若n之數目過小，不但導致成膜性不佳也會使得電致變色氧化活性變少造成無多段變色之功效。
在本發明一實施例中，係將上述二胺與環氧化合物混合於溶劑中，加熱使二胺之胺基與環氧基進行開環反應，以聚合成透明電致變色聚合物如式23、式24、式25、或式26。
在式23及24中，n的定義如前述，而m介於1至300之間。若m過大則黏度過大塗佈加工不便，且若m過小則分子量不夠使得成膜性不佳，造成耐熱性較差，可應用之操作溫度範圍較低。在式25及26中，N指的是胺基與環氧基反應後開環的部份。
在本發明一實施例中，二胺係式27，環氧化合物係式28，且兩者聚合而成之透明電致變色聚合物如式31所示。在式31中，n的定義如前述，而m介於1至300之間。
在本發明一實施例中，二胺係式29，環氧化合物係式28，且兩者聚合而成之透明電致變色聚合物如式32所示。在式32中，n的定義如前述，而m的定義如前述。
在本發明一實施例中，二胺係式30，環氧化合物係式28，且兩者聚合而成之透明電致變色聚合物如式33所示。在式33中，n的定義如前述，而m的定義如前述。
在本發明一實施例中，二胺係式27，環氧化合物係式13，且兩者聚合而成之透明電致變色聚合物如式34所示。在式34中，N指的是胺基與環氧基反應後開環的部份。
在本發明一實施例中，二胺係式29，環氧化合物係式13，且兩者聚合而成之透明電致變色聚合物如式35所示。在式35中，N指的是胺基與環氧基反應後開環的部份。
在本發明一實施例中，上述上述透明電致變色聚合物之重均分子量介於1,000至300,000之間。若透明電致變色聚合物之重均分子量過高，則黏度過大塗佈加工不便。若透明電致變色聚合物之重均分子量過低，則聚合物成膜性不佳。
上述透明電致變色聚合物在施加適當之電壓後，其外觀將由透明無色轉變為特定顏色如黃綠色、天藍色、藍色、深藍色、或深紫色，端視透明電致變色聚醯亞胺之結構與施加電壓而定。如第1圖所示，以濕式塗佈法將透明電致變色聚合物溶液形成於透明導電層1上，經烘烤除去溶劑後，即得透明電致變色聚合物薄膜3。接著將電解質5以相同的濕式塗佈法形成於透明電致變色聚合物薄膜3上後得到層狀元件結構，再將透明導電層7與層狀元件結構貼合，之後在兩片透明導電層1及7之貼合處四周塗上封裝膠9如環氧化合物，並貼上導電材料11如銅作為工作電極，即得電致變色元件100。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖示，作詳細說明如下：
實施例
在下述實施例中，式27、式29、及式30之二胺的製備方法可參考J.Polym.Sci.Part A：Polym.Chem. 2006 ,44 ,4579-4592、Chem.Mater. 2009 ,21 ,4062-4070、及J.Mater.Chem. 2011 ,21 ,6230-6237。
實施例1 (厚膜的製備)
取0.3316g(1.0859mmol，1當量)之式27的二胺，與1.6193g(4.3671mmol，2當量)之式28的環氧化合物(購自南亞塑膠之NPEL.Series，環氧當量EEW=185g/eq)溶於1毫升的二甲基乙醯胺(DMAc)形成均相溶液後，於氮氣下加熱至60℃並維持於60℃ 2小時。接著將加熱後之前驅物溶液滴入離型紙製成的模具中，在氮氣下使用熱風烘烤(140℃下烘烤12小時)以除去大部分溶劑，再取半乾燥的膜置於真空中加熱乾燥(40℃下3小時，170℃下1.5小時，以及200℃下3小時)，得到厚度為825±35μm之厚膜(見式31)，直接用於熱分析測試以得厚膜之軟化溫度(Ts )、玻璃轉換溫度(Tg )、熱分解溫度(Td )、成碳率、與限氧指數(LOI)如第1表所示。
實施例2 (厚膜的製備)
取0.4399克(0.8752mmol，1當量)之式29的二胺與1.3050g(3.1594mmol，2當量)之式28的環氧化合物(購自南亞塑膠之NPEL.Series，環氧當量EEW=185g/eq)溶於1毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至60℃並維持於60℃ 2小時。接著 將加熱後之前驅物溶液滴入離型紙製成的模具中，在氮氣下使用熱風烘烤(140℃下烘烤12小時)以除去大部分溶劑，再取半乾燥的膜置於真空中加熱乾燥(40℃下3小時，180℃下4小時，以及200℃下3小時)，得到厚度為705±35μm之厚膜(見式32)，直接用於熱分析測試以得厚膜之軟化溫度(Ts )、玻璃轉換溫度(Tg )、熱分解溫度(Td )、成碳率、與限氧指數(LOI)如第1表所示。
實施例3 (厚膜的製備)
取0.2876g(0.4836mmol，1當量)之式30的二胺，與0.7210g(1.944mmol，2當量)之式28的環氧化合物(購自南亞塑膠之NPEL.Series，環氧當量EEW=185g/eq)溶於5毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至120℃並維持於120℃ 2小時。接著將加熱後之前驅物溶液滴入離型紙製成的模具中，在氮氣下使用熱風烘烤(140℃下烘烤12小時)以除去大部分溶劑，再取半乾燥的膜置於真空中加熱乾燥(40℃下3小時，180℃下1.5小時，以及200℃下3小時)，得到厚度為705±35μm之厚膜(見式33)，直接用於熱分析測試以得厚膜之軟化溫度(Ts )、玻璃轉換溫度(Tg )、熱分解溫度(Td )、成碳率、與限氧指數(LOI)如第1表所示。
後，將其置入動態機械分析儀(DMA)中，在3℃/分鐘之升溫速率、1Hz的負載頻率、與空氣下量測試片的玻璃轉換溫度。
c 將厚膜置於熱重分析儀(TGA)中，以30cm3 /分鐘之速率通入氣體，在20℃/分鐘之升溫速率下量測厚膜重量損失5%與10%之溫度。
d 於氮氣下將厚膜加熱至850℃後殘餘的重量%。
e LOI=(17.5+0.4×成碳率)(在850℃下)。
實施例4 (薄膜的製備)
取0.1978g(0.6477mmol，1當量)之式27的二胺，與0.9658g(2.6046mmol，2當量)之式28的環氧化合物(購自南亞塑膠之NPEL.Series，環氧當量EEW=185g/eq)溶於5.8毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至60℃並維持於60℃ 2小時。接著以旋轉塗佈法將加熱後之前驅物溶液形成於ITO玻璃基板上，加熱至170℃後維持於170℃ 1.5小時以固化，再置於真空中加熱至200℃後維持於200℃ 3小時，得到厚度為215±15nm之薄膜(見式31)，以進行電化學和光譜電化學測試。
電化學分析使用CH Instruments 612C電化學分析儀進行電位掃瞄實驗。循環伏安法(cyclic voltammetry，CV)使用三電極系統來測量，其中ITO玻璃作為工作電極(高分子塗佈面積約為2.0cm×0.8cm)，而參考電極(reference electrode)為自製的Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極(auxiliary electrode)為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，且掃描速率為50mV/s。上述薄膜(見式31)之循環伏安圖譜如第2A圖所示，其電化學性質如第2表所示。
光譜電化學法係在光徑長為1cm的石英電解槽中，置入一片ITO玻璃(其上形成有式31之薄膜)當作工作電極，參考電極為Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極為白金絲， 電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，並以Agilent 8453 UV-Vis光譜儀及Hitachi U-4100 UV-Vis-NIR光譜儀同步偵測石英電解槽中樣品的UV-Vis-NIR光譜，如第3A圖所示。隨著施加電壓從+0.00增加到+1.50V，透明電致變色聚合物(式31)薄膜由透明無色(0.00V)轉變為藍綠色(+0.45V)、淺藍色(+1.00V)、及深藍色(+1.50V)，即使第三段的氧化還原峰屬於回復率不高(僅66.9%)的電化學反應，第一段的氧化還原峰回復率可達99%，甚至第二段也具有98.2%的回復率，顯示此材料具有優異的電化學性質。由第3A圖之光譜電化學圖譜可以看到原本中性態時可見光區完全無吸收而轉變成半氧化態的藍綠色及全氧化態的深藍色。由於三苯胺本身僅具有一個氧化活性點，但其二胺官能基與環氧化合物反應後，本身二胺轉變成二烷基胺，即能增加兩個氧化活性點，並提供多段變色的特性。藉由控制電壓，即可改變單一材料薄膜的顏色。
實施例5 (薄膜的製備)
取0.1180g(0.2348mmol，1當量)之式29的二胺，與0.3501g(0.9441mmol，2當量)之式28的環氧化合物(購自南亞塑膠之NPEL.Series，環氧當量EEW=185g/eq)溶於2.3毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至60℃並維持於60℃ 2小時。接著以旋轉塗佈法將加熱後之前驅物溶液形成於ITO玻璃基板上，加熱至180℃後維持於180℃ 1.5小時以固化，再置於真空中加熱至200℃後維持於200℃ 3小時，得到厚度為180±10nm之薄膜(見式32)，以進行電化學和光譜電化學測試。
電化學分析使用CH Instruments 612C電化學分析 儀進行電位掃瞄實驗。循環伏安法(cyclic voltammetry，CV)使用三電極系統來測量，其中ITO玻璃作為工作電極(高分子塗佈面積約為2.0cm×0.8cm)，而參考電極(reference electrode)為自製的Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極(auxiliary electrode)為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，且掃描速率為50mV/s。上述薄膜(見式32)之循環伏安圖譜如第2B圖所示，其電化學性質如第2表所示。
光譜電化學法係在光徑長為1cm的石英電解槽 中，置入一片ITO玻璃(其上形成有式32之薄膜)當作工作電極，參考電極為Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極則為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，並以Agilent 8453 UV-Vis光譜儀及Hitachi U-4100 UV-Vis-NIR光譜儀同步偵測石英電解槽中樣品的UV-Vis-NIR光譜，如第3B圖所示。隨著施加電壓從+0.00到+1.70V，透明電致變色聚合物(式32)薄膜由透明無色(+0.00V)轉變為黃綠色(+0.44V)、藍綠色(+0.75V)、藍色(+1.50V)、及深藍色(+1.80V)，由於對苯二胺中心具有兩個氧化活性點(兩個氮)，其第一及第二段的氧化還原峰回復率可達99.3%，甚至第三段也具有82.6%的回復率，因此具有強推電子基的芳香二胺結構更能穩定氧化後的陽離子自由基而顯示出優異的電化學性質。由第3B圖之光譜電化學圖譜可以看到薄膜於原本中性態時可見光區無吸收，在氧化後轉變成半氧化態的黃綠色及全氧化態的深藍色。具有兩個氧化活性點之二胺與環氧化合物反應後，即能額外增加兩個氧化活性點，並提供多段變色的特性。藉由控制電壓，即可改變單一材 料薄膜的顏色。
實施例6 (薄膜的製備)
取0.1438g(0.2418mmol，1當量)之式30的二胺，與0.3605g(0.9722mmol，2當量)之式28的環氧化合物(購自購自南亞塑膠之NPEL.Series，環氧當量EEW=185g/eq)溶於2.5毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至60℃並維持於60℃ 2小時。接著以旋轉塗佈法將加熱後之前驅物溶液形成於ITO玻璃基板上，加熱至180℃後維持於180℃ 1.5小時以固化，再置於真空中加熱至200℃後維持於200℃ 3小時，得到厚度為240±20nm之薄膜(見式33)，以進行電化學和光譜電化學測試。
電化學分析使用CH Instruments 612C電化學分析儀進行電位掃瞄實驗。循環伏安法(cyclic voltammetry，CV)使用三電極系統來測量，其中ITO玻璃作為工作電極(高分子塗佈面積約為2.0cm×0.8cm)，而參考電極(reference electrode)為自製的Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極(auxiliary electrode)為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，且掃描速率為50mV/s。上述薄膜(見式33)之循環伏安圖譜如第2C圖所示，其電化學性質如第2表所示。
光譜電化學法係在光徑長為1cm的石英電解槽中，置入一片ITO玻璃(其上形成有式33之薄膜)當作工作電極，參考電極為Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極則為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，並以Agilent 8453 UV-Vis光譜儀及Hitachi U-4100 UV-Vis-NIR光譜儀同步偵測石英電解槽中樣品的UV-Vis-NIR光譜，如第3C圖所示。隨 著施加電壓從+0.00到+1.60V，透明電致變色聚合物(式33)薄膜由透明無色(+0.00V)轉變為黃綠色(+0.68V)、青色(+0.92V)、天藍色(+1.10V)、及深藍色(+1.60V)，由於對聯苯二胺中心具有兩個氧化活性點(兩個氮)，且對聯苯二胺的共軛長度較長，具有更多顏色的變色特性。藉由控制電壓，即可改變單一材料薄膜的顏色。
實施例7 (厚膜的製備)
取0.4621g(1.5132mmol，1當量)之式27的二胺，與1.2240g(4.0351mmol，2當量)之式13的環氧化合物，溶於1毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至80℃並維持於80℃ 2小時。接著將加熱後之前驅物溶液滴入離型紙製成的模具中，在氮氣下使用熱風烘烤(140℃下烘烤12小時)以除去大部分溶劑，再取半乾燥的膜置於真空中加熱乾燥(40℃下3小時，130℃下1.5小時，以及180℃下3小時)，得到厚度為790±60μm之厚膜(見式34)，直接用於熱分析測試以得厚膜之軟化溫度(Ts )、玻璃轉換溫度(Tg )、熱分解溫度(Td )、成碳率、與限氧指數(LOI)如第3 表所示。
實施例8 (厚膜的製備)
取0.6363g(0.8752mmol，1當量)之式29的二胺，與1.2260g(3.3758mmol，2當量)之式13的環氧化合物，溶於1毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至60℃並維持於60℃ 2小時。接著將加熱後之前驅物溶液滴入離型紙製成的模具中，在氮氣下使用熱風烘烤(120℃下烘烤12小時)以除去大部分溶劑，再取半乾燥的膜置於真空中加熱乾燥(40℃下3小時，140℃下4小時，以及180℃下3小時)，得到厚度為880±20μm之厚膜(見式35)，直接用於熱分析測試以得厚膜之軟化溫度(Ts )、熱分解溫度(Td )、成碳率、與限氧指數(LOI)如第3表所示。上述厚膜組成之光譜如下：
實施例9
取0.0614g(0.2011mmol，1當量)之式27的二胺，與0.1627g(0.5364mmol，2當量)之式13的環氧化合物，溶於1.5毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至80℃並維持於80℃ 2小 時。接著以旋轉塗佈法將加熱後之前驅物溶液形成於ITO玻璃基板上，加熱至130℃後維持於130℃ 1.5小時以固化，再置於真空中加熱至180℃後維持於180℃ 3小時，得到厚度為135±15nm之薄膜(見式34)，以進行電化學和光譜電化學測試。
電化學分析使用CH Instruments 612C電化學分析儀進行電位掃瞄實驗。循環伏安法(cyclic voltammetry，CV)使用三電極系統來測量，其中ITO玻璃作為工作電極(高分子塗佈面積約為2.0cm×0.8cm)，而參考電極(reference electrode)為自製的Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極(auxiliary electrode)為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，且掃描速率為50mV/s。上述薄膜(見式34)之循環伏安圖譜如第2D圖所示，其電化學性質如第4表所示。
光譜電化學法係在光徑長為1cm的石英電解槽中，置入一片ITO玻璃(其上形成式34之薄膜)當作工作電極，參考電極為Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極則為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，並以Agilent 8453 UV-Vis光譜儀及Hitachi U-4100 UV-Vis-NIR光譜儀同步偵測石英電解槽中樣品的UV-Vis-NIR光譜，如第3D圖所示。隨著施加電壓從+0.00增加到+1.80V，透明電致變色聚合物(式34)薄膜由透明無色(0.00V)轉變為藍綠色(+0.51V)、深藍色(+1.40V)、及淺藍色(+1.80V)，即使第三段的氧化還原峰屬於回復率不高(僅65.1%)的電化學反應，第一段的氧化還原峰回復率可達98.6%，甚至第二段也具有98.0%的回復率，顯示此材料具有優異的電化學性質。由第3D圖之光譜電化學圖譜可以看 到原本中性態時可見光區完全無吸收而轉變成半氧化態的藍綠色及全氧化態的深藍色。由於三苯胺本身僅具有一個氧化活性點，但其二胺官能基與環氧化合物反應後，本身二胺轉變成二烷基胺，即能增加兩個氧化活性點，並提供多段變色的特性。藉由控制電壓，即可改變單一材料薄膜的顏色。
式34之薄膜由二胺與脂肪環類型的環氧化合物共聚而成。與式31至33之薄膜相較，式34之薄膜其未氧化態的透明度較高，且變色活性點相似，因此具有較高的對比度。
實施例10
取0.1655g(0.3293mmol，1當量)之式29的二胺，與0.2661g(0.8772mmol，2當量)之式13的環氧化合物，溶於2.5毫升的DMAc形成均相溶液後，於氮氣下加熱至80℃並維持於80℃ 2小時。接著以旋轉塗佈法將加熱後之前驅物溶液形成於ITO玻璃基板上，加熱至140℃後維持於140℃ 3小時以固化，再置於真空中加熱至180℃後維持於180℃ 3小時，得到厚度為170±20nm之薄膜(見式35)，以進行電化學和光譜電化學測試。
電化學分析使用CH Instruments 612C電化學分析儀進行電位掃瞄實驗。循環伏安法(cyclic voltammetry，CV)使用三電極系統來測量，其中ITO玻璃作為工作電極(高分子塗佈面積約為2.0cm×0.8cm)，而參考電極(reference electrode)為自製的Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極(auxiliary electrode)為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，且掃描速率為50mV/s。上述薄膜(見式35)之循環伏安圖譜如第2E圖所示，其電化學性質如第4表所示。
光譜電化學法係在光徑長為1cm的石英電解槽中，置入一片ITO玻璃(其上形成有式35之薄膜)當作工作電極，參考電極為Ag/AgCl(飽和KCl)電極，輔助電極則為白金絲，電解液為0.1M之四丁基過氯酸銨的乙腈溶液，並以Agilent 8453 UV-Vis光譜儀及Hitachi U-4100 UV-Vis-NIR光譜儀同步偵測石英電解槽中樣品的UV-Vis-NIR光譜，如第3E圖所示。隨著施加電壓從+0.00到+1.40V，透明電致變色聚合物(式35)薄膜由透明無色(+0.00V)轉變為黃綠色(+0.48V)、藍色(+0.92V)、深藍色(+1.10V)、及深紫色(+1.40V)，由於對苯二胺中心具有兩個氧化活性點(兩個氮)，其第一段、第二段、第三段、及第四段的氧化還原峰回復率均超過96%，因此具有強推電子基的芳香二胺結構更能穩定氧化後的陽離子自由基而顯示出優異的電化學性質。由第3E圖之光譜電化學圖譜可以看到薄膜於原本中性態時可見光區無吸收，在氧化後轉變成半氧化態的黃綠色及全氧化態的深紫色。具有兩個氧化活性點之二胺與環氧化合物反應後，即能額外增加兩個氧化活性點，並提供多段變色的特性。藉由控制電壓，即可改變單一材料薄膜的顏色。
式35之薄膜由二胺與脂肪環類型的環氧化合物共聚而成。與式31至33之薄膜相較，式35之薄膜其未氧化態的透明度較高，且變色活性點相似，因此具有較高的對比度。
第4表
1、7‧‧‧透明導電層
3‧‧‧透明電致變色聚合物薄膜
5‧‧‧電解質
9‧‧‧封裝材料
11‧‧‧導電材料
100‧‧‧電致變色元件

Claims (12)

  1. 一種透明電致變色聚合物，係由1莫耳份之二胺與1至4莫耳份之環氧化合物共聚而成，其中該二胺係式1、式2、或上述之組合： Ar1 係式3、式4、式5、式6、式7、或式8； R係-H、-F、-Br、-Cl、-I、-CH3 、-C2 H5 、-C3 H7 、-n -C4 H9 、-s -C4 H9 、-t -C4 H9 、-C5 H11 、-C6 H13 、-C7 H15 、-OCH3 、-OC2 H5 、-OC3 H7 、-n -OC4 H9 、-s -OC4 H9 、-t -OC4 H9 、-OC5 H11 、-OC6 H13 、或-OC7 H15 ；Ar2 係式9、式10、或式11： 其中該環氧化合物係式12、式13、或上述之組合： n介於0至100之間，且Ar3 係式9、式14、式15、式16、式17、式18、式19、式20、式21、或式22：
  2. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，係式23： 其中m介於1至300之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，係式24： 其中m介於1至300之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，係式25： 其中N指的是胺基與環氧基反應後開環的部份。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，係式26： 其中N指的是胺基與環氧基反應後開環的部份。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，其中該二胺係式27，且該環氧化合物係式28：
  7. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，其中該二胺係式29，且該環氧化合物係式28：
  8. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，其中該二胺係式30，且該環氧化合物係式28： 。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，其中該二胺係式27，且該環氧化合物係式13：
  10. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，其中該二胺係式29，且該環氧化合物係式13：
  11. 如申請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物，其重均分子量介於1,000至300,000之間。
  12. 一種電致變色元件，包括：一第一透明導電層；一電解質層，位於該第一透明導電層上；一電致變色層，位於該電解質層上，且該電致變色層係申 請專利範圍第1項所述之透明電致變色聚合物；以及一第二透明導電層，位於該電致變色層上。
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