專(zhuān)利名稱(chēng)：作為電致變色材料的化合物以及電致變色組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種作為電致變色材料的化合物以及電致變色組件，特別是一種具有還原變色功能作為電致變色材料的化合物，以及運(yùn)用該化合物所制成的電致變色組件。
背景技術(shù)：
電致色變現(xiàn)象是指材料伴隨電子轉(zhuǎn)移所導(dǎo)致的可逆顏色變化。通過(guò)輸入的信號(hào)(例如施加電壓)，電致色變組件能連續(xù)地改變透明度。由于電致變色組件具有受電壓影響而改變反射率及穿透率的特性，常用于制作汽車(chē)的后視鏡、變色太陽(yáng)眼鏡、天窗、遮陽(yáng)板等商品，特別是用于制作汽車(chē)的自動(dòng)防眩后視鏡及自動(dòng)遮光板。
在夜間駕車(chē)時(shí)，駕駛者在黑暗的環(huán)境中，眼睛瞳孔如同照相機(jī)的快門(mén)，處于張開(kāi)的狀態(tài)，以便提供給視神經(jīng)較多的光信號(hào)。在這種狀態(tài)下，駕駛者的眼睛對(duì)于突然出現(xiàn)的亮光，會(huì)產(chǎn)生極端敏感的反應(yīng)。通常，汽車(chē)后視鏡反射來(lái)自超車(chē)或后面車(chē)輛的車(chē)前燈光及前面來(lái)車(chē)的頭燈燈光，會(huì)使駕駛者產(chǎn)生視覺(jué)暈眩的情況，從而導(dǎo)致駕駛者的視覺(jué)能力瞬間急速減低，因此增加了駕駛者對(duì)于前方障礙的反應(yīng)時(shí)間。所有的夜間駕駛者，不論性別、年齡或是眼睛顏色，均受此效應(yīng)的影響。為克服此問(wèn)題，發(fā)展出一種具有抗眩功能的后視鏡及遮光板。
這種后視鏡及遮光板即是利用電致變色組件具有受電壓影響而改變反射率及穿透率的特性，在夜間駕車(chē)時(shí)，通過(guò)施加電壓而使其變暗，降低后視鏡反射的來(lái)自超車(chē)或后面車(chē)輛的車(chē)前燈光及前面來(lái)車(chē)的車(chē)前燈光而導(dǎo)致的駕駛者視覺(jué)暈眩情形。
在日間駕車(chē)時(shí)，駕駛者對(duì)于反射或直射的眩光，除了感覺(jué)不適外，會(huì)讓眼睛瞳孔處于最小狀態(tài)，以便阻擋過(guò)強(qiáng)的光線(xiàn)。在這種狀況下，當(dāng)駕駛者從有陽(yáng)光反射或直射光線(xiàn)的環(huán)境中進(jìn)入隧道或是周?chē)h(huán)境光線(xiàn)昏暗不足的地方，駕駛者眼睛的瞳孔無(wú)法實(shí)時(shí)放大以便提供視給覺(jué)神經(jīng)較多的光信號(hào)，讓駕駛者的視覺(jué)能力在瞬間急速降低，因而增加了駕駛者對(duì)于前方障礙變成可見(jiàn)時(shí)的反應(yīng)時(shí)間。所有的夜間駕駛者，不論性別、年齡或是眼睛顏色，均受此效應(yīng)的影響。為克服此問(wèn)題，發(fā)展出一種具有抗眩光功能的遮光板。
這種遮光板即是利用電致變色組件具有受電壓影響而改變反射率及穿透率的特性，在日間駕車(chē)時(shí)，通過(guò)施加電壓使其變暗，降低反射或直接射入駕駛者眼睛的光線(xiàn)，以改善駕駛者視覺(jué)暈眩的情形。
目前，在這種電致變色組件中，多半是使用甲基威樂(lè)晶(methylviologen)、庚基威樂(lè)晶(heptyl viologen)、苯基威樂(lè)晶(phenyl viologen)、以及苯甲基威樂(lè)晶(benzyl viologen)等化合物配制電致變色溶液，再用作為電致變色組件的變色材料。然而，這種電致變色組件通常對(duì)于光線(xiàn)相當(dāng)敏感，特別是紫外光，用于制作長(zhǎng)時(shí)間受到紫外光曝曬的汽車(chē)后視鏡則效果不好。因此，需要額外添加紫外線(xiàn)吸收劑，避免變色材料受到紫外線(xiàn)的高能量照射遭到破壞。
現(xiàn)今所使用的紫外線(xiàn)吸收劑大多屬于有機(jī)化合物，在相關(guān)波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有分子吸收帶，且不會(huì)在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)吸收，但這些化合物常常必須以高濃度溶解在電致變色溶液中。由于溶解度的限制，常造成這種紫外線(xiàn)吸收劑有效性不足。因此，仍需要一種不會(huì)受到紫外線(xiàn)高能量照射而遭到破壞的電致變色材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有還原變色功能的化合物。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種作為電致變色材料的化合物。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種不需添加紫外線(xiàn)吸收劑即可避免紫外線(xiàn)能量破壞電致變色材料的電致變色組件。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種用于制作自動(dòng)防眩后視鏡的電致變色組件。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種用于制作自動(dòng)防眩光遮光板的電致變色組件。
為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提供一種作為電致變色材料的化合物，該化合物具有下列式(I)所示的結(jié)構(gòu) 由于該化合物具有還原變色的功能，特別適合作為電致變色材料的還原變色材料。另一方面，使用這種化合物作為電致變色材料制作電致變色組件時(shí)，在未添加紫外線(xiàn)吸收劑的情況下，這種電致變色材料不會(huì)因紫外線(xiàn)的照射而遭到破壞，使所形成的電致變色組件可以維持優(yōu)異的防眩效果。
該電致變色組件包括第一透明基材與第二透明基材，該第一與第二透明基材的至少一者是在彼此面對(duì)側(cè)形成有導(dǎo)電薄膜，以及該第一與第二透明基材之間配置有電致變色材料，其中該電致變色材料包括式(I)所示的化合物，進(jìn)而可借其功效而運(yùn)用于制作汽車(chē)所使用的自動(dòng)防眩后視鏡及自動(dòng)遮光板。
綜上所述，本發(fā)明提供一種具有還原變色功能的化合物，其還可作為電致變色材料。本發(fā)明還提供一種不需添加紫外線(xiàn)吸收劑即可避免紫外線(xiàn)能量破壞電致變色材料的電致變色組件，該變色組件可用于制作自動(dòng)防眩后視鏡及自動(dòng)防眩光遮光板。


圖1是本發(fā)明的電致變色組件的制備流程示意圖；圖2是本發(fā)明的電致變色組件的結(jié)構(gòu)圖式；圖3是本發(fā)明的電致變色組件的結(jié)構(gòu)圖式；以及圖4是使用本發(fā)明的電致變色組件所制作防眩后視鏡的控制電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下是通過(guò)特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，式(I)所示的化合物是由4，4′-聯(lián)吡啶以及甲基(4-溴甲基)苯甲酸酯，在添加氰甲烷的條件下進(jìn)行反應(yīng)，接著添加四氟硼酸鋰的水溶液進(jìn)行離子交換，將二溴化物換成四氟硼酸鹽而形成。
本發(fā)明的電致變色組件中，包括第一透明基材與第二透明基材，該第一與第二透明基材的至少一種是在彼此面對(duì)側(cè)形成有導(dǎo)電薄膜，以及該第一與第二透明基材之間配置有電致變色材料，其中該電致變色材料包括式(I)所示的化合物。
以制作防眩后視鏡的電致變色組件為例，使用玻璃作為電致變色組件中的透明基材較佳。如圖1所示，該第一玻璃層1與第二玻璃層2是在彼此面對(duì)側(cè)形成導(dǎo)電薄膜(例如，氧化銦錫(ITO))作為導(dǎo)電電極層3，連接至外加電壓；在某些特定情況下，也可僅在第一玻璃層1或第二玻璃層2的彼此面對(duì)側(cè)形成導(dǎo)電薄膜作為導(dǎo)電電極層3。該導(dǎo)電電極層3可借由各種適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬稍谠摬Ａ由?，例如真空蒸鍍或?yàn)R鍍的方法。
接著，如圖1所示，借由環(huán)氧樹(shù)脂粘膠10，以導(dǎo)電電極層3相向的方式貼合該第一玻璃層1與第二玻璃層2，該環(huán)氧樹(shù)脂粘膠10的涂膠寬度以2至3毫米較佳。通常，用于貼合該第一玻璃層1與第二玻璃層2的環(huán)氧樹(shù)脂粘膠10中，混合有1.5至3％粒徑約0.1至0.2毫米的玻璃球作為間隙物，使該第一玻璃層1與該第二玻璃層2貼合后能產(chǎn)生一定的間距。
另一方面，該第一玻璃層1與該第二玻璃層2貼合后，是在100至150℃的烘箱中進(jìn)行烘烤，歷時(shí)約1至2小時(shí)，待環(huán)氧樹(shù)脂粘膠10固化后，即可經(jīng)由事先預(yù)留的填充孔，將電致變色溶液注入該第一玻璃層1與該第二玻璃層2經(jīng)貼合后所形成的組件室，形成如圖2所示的電致變色層4。
在制備用于制作防眩后視鏡的電致變色組件的工藝實(shí)施例中，該第一玻璃層1形成有導(dǎo)電電極層的對(duì)側(cè)形成有反射層5。該反射層5的材料可選自鋁、銀、及鉻等所構(gòu)成的組群。對(duì)于熟習(xí)本領(lǐng)域技術(shù)的人員來(lái)說(shuō)，可視情況選用適當(dāng)?shù)姆绞?，例如真空蒸鍍或?yàn)R鍍的方式，在該第一玻璃層1形成該反射層5。
在此具體實(shí)施例中，該電致變色溶液包括氧化變色材料、還原變色材料、高分子材料以及溶劑。本發(fā)明式(I)所示的化合物具有還原變色的功能，特別適合作為電致變色材料中還原變色材料，配合適當(dāng)?shù)难趸兩牧?例如，F(xiàn)c(ferrocence))、高分子材料(例如，聚甲基丙烯酸酯)、以及溶劑(例如，碳酸丙烯酯)即可調(diào)配成電致變色溶液。這種電致變色溶液中所使用的氧化變色材料、高分子材料以及溶劑，均被熟習(xí)該項(xiàng)技術(shù)者所熟知，可根據(jù)需要選用，故在此不再說(shuō)明。
本發(fā)明的電致變色組件結(jié)構(gòu)也可如圖3所示，去除圖2所示的反射層5，其結(jié)構(gòu)也包括該第一玻璃層6與第二玻璃層7，以及位于該玻璃層6、7間的導(dǎo)電電極層8與電致變色層9。
此外，當(dāng)該電致變色組件的電致變色層中的變色材料處于氧化態(tài)時(shí)，所施加的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)通過(guò)導(dǎo)電電極層，使變色材料獲得電子而發(fā)生還原反應(yīng)，令變色材料由氧化態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)，使得氧化態(tài)為無(wú)色的電致變色材料轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原態(tài)的有色材料。所施加的驅(qū)動(dòng)電壓消失后，變色材料即從還原態(tài)轉(zhuǎn)變回氧化態(tài)而變回?zé)o色。變色材料的變色幅度，也根據(jù)所施予的電壓強(qiáng)度而有所不同。借由此特性，可將該電致變色組件運(yùn)用于制作防眩后視鏡。
一般而言，防眩后視鏡是由電致變色組件、控制電路(如圖4所示)、以及外殼機(jī)構(gòu)所組成。由于該防眩后視鏡可根據(jù)汽車(chē)行駛時(shí)，后方來(lái)車(chē)的前車(chē)燈所投射的光線(xiàn)強(qiáng)弱，調(diào)整變色強(qiáng)度，使得駕駛者不至于因后方來(lái)車(chē)的前車(chē)燈的亮度太強(qiáng)而造成視覺(jué)暈眩，影響行車(chē)安全。同時(shí)，該電致變色組件是使用本發(fā)明式(I)所示的化合物作為電致變色材料；因此，不需額外添加紫外線(xiàn)吸收劑，即可避免電致變色材料因紫外線(xiàn)照射而受到破壞。
以下借由具體實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)及功效。但是，該實(shí)施細(xì)節(jié)僅用于說(shuō)明本發(fā)明的特點(diǎn)而非用于局限本發(fā)明的范疇。
實(shí)施例制備例1分別將1.7克(0.01摩爾)的4，4′-聯(lián)吡啶以及5克(0.02摩爾)的甲基(4-溴甲基)苯甲酸酯添加至250毫升的圓底燒瓶中，加入30毫升的氰甲烷，利用攪拌器進(jìn)行攪拌，加熱至85℃并在該溫度下進(jìn)行反應(yīng)，歷時(shí)5小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中會(huì)逐漸產(chǎn)生黃色固體，待反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行過(guò)濾，分離出3克黃色固體產(chǎn)物(1，1-雙(4-甲氧基羰基)苯甲基-4，4′-聯(lián)吡啶二溴化物)，產(chǎn)率約60％。
將所制得的黃色固體產(chǎn)物置入250毫升的圓底燒瓶中，添加水并加熱使其溶解，再添加水所配制的四氟硼酸鋰水溶液，并降溫至10℃，產(chǎn)生2克白色結(jié)晶物1，1-雙(4-甲氧基羰基)苯甲基-4，4′-聯(lián)吡啶四氟硼酸鹽，即式(I)所示的化合物。
實(shí)施例1根據(jù)下列表1中的成分含量，配制電致變色溶液。
表1

PMMA聚甲基丙烯酸甲酯測(cè)試?yán)?使用兩片長(zhǎng)寬各為26公分及6公分、厚度為1.8公分的透明玻璃作為電致變色組件的基材，每一透明玻璃的表面鍍有氧化銦錫層，其中一片透明玻璃鍍有氧化銦錫層的對(duì)側(cè)鍍有銀層。利用環(huán)氧樹(shù)脂粘膠(該環(huán)氧樹(shù)脂粘膠材料中混合有約3％粒徑為0.2毫米的玻璃球)，以氧化銦錫層相向的方式貼合兩片透明玻璃，留下一個(gè)填充孔。在150℃溫度下，烘烤1.5小時(shí)，固化該環(huán)氧樹(shù)脂粘膠，形成電致變色組件半成品。
將上述電致變色溶液注入電致變色組件半成品，制作電致變色組件。在25℃的條件下，測(cè)量該電致變色組件的反射率及變色速度，結(jié)果紀(jì)錄于表2。
表2

測(cè)試?yán)?使用兩片長(zhǎng)寬各為26公分及6公分、厚度為1.8公分的透明玻璃作為電致變色組件的基材，每一透明玻璃的表面鍍有氧化銦錫層。利用環(huán)氧樹(shù)脂粘膠(該環(huán)氧樹(shù)脂粘膠材料中混合有約3％粒徑為0.2毫米的玻璃球)，以氧化銦錫層相向的方式貼合兩片透明玻璃，留下一個(gè)填充孔。在150℃的溫度下，烘烤1.5小時(shí)，固化該環(huán)氧樹(shù)脂粘膠，形成電致變色組件半成品。
將上述電致變色溶液注入電致變色組件半成品，制作電致變色組件。在25℃的條件下，測(cè)量該電致變色組件的穿透率及變色速度，結(jié)果紀(jì)錄于表3。
表3

權(quán)利要求
1.一種作為電致變色材料的化合物，其特征在于，該化合物具有下列式(I)所示的結(jié)構(gòu)
2.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，該化合物用于還原變色材料。
3.一種電致變色組件，其特征在于，該變色組件包括第一透明基材與第二透明基材，該第一與第二透明基材中的至少一種是在彼此面對(duì)側(cè)形成導(dǎo)電薄膜，以及該第一與第二透明基材之間配置有電致變色材料，其中該電致變色材料包括如權(quán)利要求1所述的化合物。
4.如權(quán)利要求3所述的電致變色組件，其特征在于，該透明基材是玻璃。
5.如權(quán)利要求3所述的電致變色組件，其特征在于，該第一與第二透明基材的彼此面對(duì)側(cè)均形成有導(dǎo)電薄膜。
6.如權(quán)利要求3所述的電致變色組件，其特征在于，該導(dǎo)電薄膜是氧化銦錫。
7.如權(quán)利要求3所述的電致變色組件，其特征在于，該電致變色材料還包括氧化變色材料、高分子材料以及溶劑。
8.如權(quán)利要求3所述的電致變色組件，其特征在于，該第一透明基材形成有導(dǎo)電薄膜的對(duì)側(cè)形成有反射層。
9.如權(quán)利要求8所述的電致變色組件，其特征在于，該反射層的材料選自鋁、銀、及鉻所組成的組群。
10.如權(quán)利要求3所述的電致變色組件，其特征在于，該電致變色組件用于制作自動(dòng)防眩后視鏡。
11.如權(quán)利要求3所述的電致變色組件，其特征在于，該電致變色組件用于制作自動(dòng)遮光板。
全文摘要
一種作為電致變色材料的化合物，該化合物具有下列式(I)所示的結(jié)構(gòu)該化合物具有還原變色的功能，特別適合作為電致變色材料的還原變色材料。使用這種化合物作為電致變色材料的還原變色材料時(shí)，在未添加紫外線(xiàn)吸收劑的情況下，可避免電致變色材料因紫外線(xiàn)的照射而遭到的破壞，可使所形成的電致變色組件維持優(yōu)異的防眩效果；而該電致變色組件包括第一透明基材與第二透明基材，第一與第二透明基材的至少一種是在彼此面對(duì)側(cè)形成有導(dǎo)電薄膜，第一與第二透明基材之間配置有電致變色材料，其中該電致變色材料包括式(I)所示的化合物，進(jìn)而可借其功效用于制作汽車(chē)使用的自動(dòng)防眩后視鏡及自動(dòng)遮光板。
文檔編號(hào)C09K9/02GK1706908SQ20041004624
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者陳文益 申請(qǐng)人:力光科技股份有限公司