一种灰色基调的光阀及其应用

文档序号:532080 发布日期:2021-06-01 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 一种灰色基调的光阀及其应用 (Light valve with gray tone and application thereof ) 是由 赵世勇 李亚男 张达玮 肖淑勇 张昱喆 梁斌 于 2021-02-24 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种灰色基调的光阀,所述光阀暗态为灰色基调,亮态为透明。所述灰色基调为:在CIELab颜色坐标里,20<L<45,-0.5<a<1.5,-2.5<b<2.5。本发明提供了一种具有特定的灰色基调的光阀,其暗态为灰色,亮态为透明,是一种具有中间色调--灰色基调的光阀。本发明提高了对光阀的选择性,进一步拓宽了光阀应用的深度和宽度。(The invention provides a light valve with gray basic tone, wherein the dark state of the light valve is gray basic tone, and the bright state of the light valve is transparent. The grey tone is: in CIELab color coordinates, L is more than 20 and less than 45, a is more than 0.5 and less than 1.5, and b is more than 2.5 and less than 2.5. The present invention provides a light valve with specific gray tone, its dark state is gray, its bright state is transparent, and it is a light valve with intermediate tone-gray tone. The invention improves the selectivity of the light valve and further widens the depth and width of the light valve application.)

一种灰色基调的光阀及其应用

本申请要求于2020年12月30日提交中国专利局、申请号为202011608787.1、发明名称为“一种灰色基调的光阀及其应用”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明属于光阀技术领域,涉及一种灰色基调的光阀及其应用。

背景技术

光阀是一种可以调节通过自身光线透过率的装置,也被统称为调光膜,这是一种智能薄膜。传统的调光膜直接将薄膜贴合在玻璃上,再经过电压使得调光薄膜呈现穿透及雾状,实现了人们对玻璃穿透和保护隐私的双重要求,即使不透明时,采光仍很好,这是目前所有窗帘都无法实现的,并且对光的热能具有绝缘反射作用,使得室内冬暖夏凉,环保节能。该产品利用液晶的光学特性,实现了薄膜的光电功能,目前在欧美日等国有着广泛应用。

在如今,光阀更是特指能够通过调节施加在其上的电压来控制光线透过率的装置,这种装置也被称为电致变色装置。具体而言,光阀(以下简称为LV)是指可以通过调节施加在介质上的交流电(AC)电压高低来控制通过介质的光线透过率的装置。这种光阀具有主动调控光线透过率和节能优势,可以用作航天器、高铁、汽车、建筑物等的智能窗户,和车后视镜、太阳镜、显示器等。

虽然在八十多年前,人们就进一步发明了包含纳米颗粒的光阀装置,而且也尽管悬浮粒子调光膜已开发成功多年,但是这种调光膜的暗态一直为蓝色。而在实际应用中,有些人并不喜欢这种冷色调,而更倾向其他的中间色调,但是现有的技术中,悬浮粒子光阀暗态基本均为蓝色,这就对其进一步发展造成了障碍,这不仅限制了客户的选择动机,更加局限了包含纳米颗粒的光阀装置在更多的技术领域中的应用。

因此,如何找到一种其他的光阀暗态基色的光阀,解决目前光阀应用存在的上述问题,拓宽其应用的深度和宽度,已成为本领域诸多具有前瞻性的研究人员广泛关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种灰色基调的光阀及其应用。本发明提供的光阀的暗态为灰色,亮态为透明,是一种具有中间色调--灰色基调的光阀。本发明提高了对光阀的选择性,进一步拓宽了光阀应用的深度和宽度。

本发明提供了一种灰色基调的光阀,所述光阀暗态为灰色基调,亮态为透明;

所述灰色基调为:

在CIELab颜色坐标里,20<L<45,-0.5<a<1.5,-2.5<b<2.5。

优选的,所述灰色基调具体为:

在CIELab颜色坐标里,25<L<40,-0.2<a<1,-1.5<b<1.5。

优选的,所述光阀为通电可调节暗态和亮态的电致调光膜;

所述通电的方式包括交流电。

本发明提供了一种灰色基调的光阀,所述光阀包括两个透明电极和夹在电极之间的聚合物基质层;

所述聚合物基质层中分散有液体悬浮介质;

所述液体悬浮介质中分散有固体颗粒。

优选的,所述固体颗粒包括无机-有机配合物;

所述固体颗粒,按照原料计,包括含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯、碘、金属卤化物和改性纤维素;

所述碘与所述金属卤化物的质量比为(0.3~3):1;

所述含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯与所述金属卤化物的质量比为(0.1~1):1;

所述改性纤维素与所述金属卤化物的质量比为(0.2~3):1。

优选的,所述金属卤化物包括氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、氯化钪、氯化钛、氯化钒、氯化铬、氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化钌、氯化铑、氯化钯、氯化锇、氯化铱、氯化铂、氯化铜、氯化锌、氯化镉,氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锡、氯化铅、氯化锑、氯化铋,稀土氯化物;溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化镁、碘化锶、碘化钡、碘化亚铁、碘化钴、碘化镍、碘化铜、碘化锌、碘化镉,碘化铟、碘化锡和碘化铅中的一种或多种;

所述改性纤维素包括硝化纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素和丁酸纤维素中的一种或多种。

优选的,所述含氮杂环羧酸或所述含氮杂环羧酸酯包括式(1)~(11)所示的化合物中的一个或多个;

其中,X为(COOH)n或(COOR)n,n为1~3的整数;

其中,X为(COOH)n或(COOR)n,n为1~4的整数;

其中,X为(COOH)n或(COOR)n,n为1~4的整数;

其中,X为(COOH)n或(COOR)n,n为1~6的整数;

所述,R为C1~C6的烷基;

优选的,所述固体颗粒的颗粒长度为50~800nm;

所述固体颗粒的颗粒长度与颗粒宽度之间的纵横比为(2~30):1;

所述聚合物基质层由具有不饱和键的有机硅油UV固化而成;

所述液体悬浮介质包括不导电液体;

所述液体悬浮介质包括矿物绝缘材料、合成绝缘材料和植物油中的一种或多种;

所述透明电极包括ITO导电玻璃、ITO/PET导电膜、纳米Ag线/PET导电膜、石墨烯导电膜和纳米Cu线/PET导电膜中的至少一种。

优选的,所述合成绝缘材料包括有机硅油、氟碳有机化合物、增塑剂、十二烷基苯和聚丁烯油中的一种或多种;

所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯,邻苯二甲酸二丁酯,邻苯二甲酸二异辛酯和偏苯三酸三异癸酯中的一种或多种;

所述液体悬浮介质以液滴形式分散在聚合物基质层中;

所述液体悬浮介质的液滴大小直径为1~10μm;

所述固体颗粒的颗粒长度为200~500nm;

所述固体颗粒的颗粒长度与颗粒宽度之间的纵横比为(3~15):1;

所述聚合物基质层的厚度为30~200μm;

所述透明电极的厚度为100~300μm。

本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的光阀或上述技术方案任意一项所述的光阀在智能窗户、车镜、眼镜或显示器领域中的应用。

本发明提供了一种灰色基调的光阀,所述光阀暗态为灰色基调,亮态为透明。所述灰色基调为:在CIELab颜色坐标里,20<L<45,-0.5<a<1.5,-2.5<b<2.5。与现有技术相比,本发明针对现有的包含纳米悬浮颗粒的光阀装置暗态均为蓝色的问题。本发明提供了一种具有特定的灰色基调的光阀,其暗态为灰色,亮态为透明,是一种具有中间色调--灰色基调的光阀。本发明提高了对光阀的选择性,进一步拓宽了光阀应用的深度和宽度。

实验结果表明,本发明采用灰色固体颗粒制作的光阀,全光线透射率达到为72.1%,暗态为灰色基调,L=32.88,a=0.53,b=-0.72,克服了以往技术中存在光阀暗态为蓝色基调的缺点,取得了较好的技术效果,具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明制备的光阀通电前的结构示意图;

图2为本发明制备的光阀通电后的结构示意图;

图3为本发明制备的灰色固体颗粒的SEM图;

图4为本发明制备的灰色基调光阀暗态/亮态透射光谱对比。

具体实施方式

为了进一步了解本发明,下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明所有原料,对其来源没有特别限制,在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明所有原料,对其纯度没有特别限制,本发明优选采用电子纯或光阀技术领域常规的纯度要求。

本发明提供了一种灰色基调的光阀,所述光阀暗态为灰色基调,亮态为透明。

所述灰色基调为:

在CIELab颜色坐标里,20<L<45,-0.5<a<1.5,-2.5<b<2.5。

本发明对所述光阀的定义和概念没有特别限制,以本领域技术人员熟知的光阀的定义和概念即可,本领域技术人员可以根据实际应用情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整,本发明所述光阀优选是指,包含悬浮纳米颗粒的电致变色装置,具有暗态和亮态,通电可进行调节的光阀。具体的,所述光阀优选为通电可调节暗态和亮态的电致调光膜。

本发明原则上对所述通电的方式没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述通电的方式优选包括交流电。

本发明原则上对所述交流电的电压没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述交流电的电压优选为5~500V,更优选为100~400V,更优选为200~300V。在本发明中,上述交流电的电压数值优选指电压有效值。

在本发明中,所述光阀暗态为灰色基调,亮态为透明。

本发明原则上对所述光阀亮态的全光线透过率没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述光阀亮态的全光线透过率优选大于等于50%。

本发明原则上对所述光阀暗态的全光线透过率没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述光阀暗态的全光线透过率优选小于等于1%。

在本发明中,所述光阀暗态为灰色基调。

本发明原则上对所述灰色基调的具体范围没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述灰色基调为:

在CIELab颜色坐标里,20<L<45,-0.5<a<1.5,-2.5<b<2.5。

优选的,25<L<40,更优选的,30<L<35。具体可以为25<L<40。

优选的,-0.3<a<1.3,更优选的,-0.1<a<1,更优选的,0.2<a<0.7。具体可以为-0.2<a<1。

优选的,-2<b<2,更优选的,-1.5<b<1.5,更优选的,-1<b<1。具体可以为-1.5<b<1.5。

本发明提供了一种灰色基调的光阀,所述光阀包括两个透明电极和夹在电极之间的聚合物基质层;

所述聚合物基质层中分散有液体悬浮介质;

所述液体悬浮介质中分散有固体颗粒。

在本发明中,所述光阀包括两个透明电极。

本发明原则上对所述透明电极的材质没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述透明电极优选包括ITO导电玻璃、ITO/PET导电膜、纳米Ag线/PET导电膜、石墨烯导电膜和纳米Cu线/PET导电膜中的至少一种,更优选为ITO导电玻璃、ITO/PET导电膜、纳米Ag线/PET导电膜、石墨烯导电膜或纳米Cu线/PET导电膜。

本发明原则上对所述透明电极的厚度没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述透明电极的厚度,即两个透明电极的厚度可以分别优选为100~300μm,更优选为140~260μm,更优选为180~220μm。

在本发明中,所述光阀包括夹在电极之间的聚合物基质层。

本发明原则上对所述聚合物基质层的厚度没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述聚合物基质层的厚度优选为30~200μm,更优选为70~160μm,更优选为110~120μm。

本发明原则上对所述聚合物基质层的选择没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述聚合物基质层优选由具有不饱和键的有机硅油UV固化而成。

在本发明中,所述光阀的聚合物基质层中分散有液体悬浮介质。

本发明原则上对所述液体悬浮介质的形貌没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述液体悬浮介质以液滴形式分散在聚合物基质层中。具体的,所述液体悬浮介质的液滴直径为1~10μm,更优选为3~8μm,更优选为5~6μm。

本发明原则上对所述液体悬浮介质的选择没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述液体悬浮介质优选包括不导电液体。具体的,更优选包括矿物绝缘材料、合成绝缘材料和植物油中的一种或多种,更优选为矿物绝缘材料、合成绝缘材料或植物油。

本发明原则上对所述合成绝缘材料的选择没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述合成绝缘材料优选包括有机硅油、氟碳有机化合物、增塑剂、十二烷基苯和聚丁烯油中的一种或多种,更优选为有机硅油、氟碳有机化合物、增塑剂、十二烷基苯或聚丁烯油。

本发明原则上对所述增塑剂的选择没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述增塑剂优选包括邻苯二甲酸二辛酯,邻苯二甲酸二丁酯,邻苯二甲酸二异辛酯和偏苯三酸三异癸酯中的一种或多种,更优选为邻苯二甲酸二辛酯,邻苯二甲酸二丁酯,邻苯二甲酸二异辛酯或偏苯三酸三异癸酯。

在本发明中,光阀包括夹在电极之间的聚合物基质层,而聚合物基质层中分散有液体悬浮介质,且液体悬浮介质中分散有固体颗粒。

本发明原则上对所述固体颗粒的组成没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述固体颗粒优选包括无机-有机配合物。

更具体的,所述固体颗粒,按照原料计,优选包括含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯、碘、金属卤化物和改性纤维素。

本发明原则上对所述碘与所述金属卤化物的质量比没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述碘与所述金属卤化物的质量比优选为(0.3~3):1,更优选为(0.8~2.5):1,更优选为(1.3~2.0):1。

本发明原则上对所述含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯,与所述金属卤化物的质量比没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯,与所述金属卤化物的质量比优选为(0.1~1):1,更优选为(0.3~0.8):1,更优选为(0.5~0.6):1。

本发明原则上对所述含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯的具体选择没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯优选包括式(1)~(11)所示的化合物中的一个或多个;

其中,X为(COOH)n或(COOR)n,n优选为1~3的整数,具体可以为1、2或3。

其中,X为(COOH)n或(COOR)n,n优选为1~4的整数,具体可以为1、2、3或4。

其中,X为(COOH)n或(COOR)n,n优选为1~4的整数,具体可以为1、2、3或4。

其中,X为(COOH)n或(COOR)n,n优选为1~6的整数,具体可以为1、2、3、4、5或6。

在本发明中,式(1)~(4)中,R优选为烷基,更优选为C1~C6的烷基,也可以为C2~C5的烷基,或者为C3~C4的烷基。

本发明原则上对所述金属卤化物的具体选择没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述金属卤化物优选包括氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、氯化钪、氯化钛、氯化钒、氯化铬、氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化钌、氯化铑、氯化钯、氯化锇、氯化铱、氯化铂、氯化铜、氯化锌、氯化镉,氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锡、氯化铅、氯化锑、氯化铋,稀土氯化物;溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化镁、碘化锶、碘化钡、碘化亚铁、碘化钴、碘化镍、碘化铜、碘化锌、碘化镉,碘化铟、碘化锡和碘化铅中的一种或多种,更优选为氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、氯化钪、氯化钛、氯化钒、氯化铬、氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化钌、氯化铑、氯化钯、氯化锇、氯化铱、氯化铂、氯化铜、氯化锌、氯化镉,氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锡、氯化铅、氯化锑、氯化铋,稀土氯化物;溴化锂、溴化钠、溴化钾、溴化铷、溴化铯、溴化镁、溴化钙、溴化锶、溴化钡、碘化锂、碘化钠、碘化钾、碘化铷、碘化铯、碘化镁、碘化锶、碘化钡、碘化亚铁、碘化钴、碘化镍、碘化铜、碘化锌、碘化镉,碘化铟、碘化锡或碘化铅。具体可以为,氯化镁、氯化锶、氯化钡、氯化钪、氯化钛、氯化钒、氯化铬、氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化钌、氯化铑、氯化钯、氯化锇、氯化铱、氯化铂、氯化铜、氯化锌、氯化镉,氯化铝、氯化镓、氯化铟、氯化锡、氯化铅、氯化锑、稀土氯化物;溴化镁、溴化锶、溴化钡、碘化镁、碘化锶、碘化钡、碘化亚铁、碘化钴、碘化镍、碘化铜、碘化锌、碘化镉,碘化铟、碘化锡和碘化铅中的一种或多种。

本发明原则上对所述改性纤维素的选择没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述改性纤维素优选包括硝化纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素和丁酸纤维素中的一种或多种,更优选为硝化纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素或丁酸纤维素。

本发明原则上对所述固体颗粒的长度没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述固体颗粒的颗粒长度优选为50~800nm,更优选为150~700nm,更优选为250~600nm,更优选为350~500nm,具体可以为200~500nm。

本发明原则上对所述固体颗粒的宽度没有特别限制,本领域技术人员可以根据实际应用情况、质量要求以及产品性能进行选择和调整,本发明为更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,所述固体颗粒的颗粒长度与颗粒宽度之间的纵横比优选为(2~30):1,更优选为(7~25):1,更优选为(12~20):1,具体可以为(3~15):1。

本发明为完整和细化整体技术方案,更好的保证光阀暗态的灰色基调,提高光阀亮态的透光率,更好的便于后续应用,还提供了一种合成灰色固体颗粒的方法:

其中A组分为碘,B组分为金属卤化物,C组分为含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯,D组分为改性纤维素,各组分的质量比为A:B:C:D为0.3~3∶1:0.1~1:0.2~3。

以乙酸异戊酯为溶剂,碳原子数小于8的低碳醇和蒸馏水为电荷平衡剂,各组分投料质量比为A组分:B组分:C组分:D组分为0.3~3:1∶0.1~1∶0.2~3,具体制备步骤包括如下:

a、向玻璃烧瓶中加入对应质量成分比例的D组分改性纤维素、A组分碘、乙酸异戊酯、B组分金属卤化物,之后加热至5~150℃,等碘溶解后,加入低碳醇、蒸馏水和C组分含氮杂环羧酸或含氮杂环羧酸酯,继续加热保持温度,搅拌反应0.1~20小时,然后自然冷却。

b、将反应溶液在不高于5000G的条件下离心0.2~2小时以除去大颗粒产物,接着将上清液在不低于10000G的条件下离心0.5~20小时,弃去上清液,得到光控颗粒,获得灰色固体颗粒。

本发明设计的灰色固体颗粒,其主体为无机-有机配合物。其中的金属卤化物(B组分)中的金属原子与含氮杂环羧酸或酯(C组分)中的氮原子形成化学键。碘(A组分)也与金属卤化物(B组分)中的金属原子形成多碘配合物。选定的改性纤维素可抑制形成的纳米粒子的团聚,控制不同晶面的生产速度,促进某一晶面优先于其它晶面快速生长,从而产生棒状形貌。本发明在制备方法中加入的水和低碳醇,以氢键或者配位键的方式平衡无机-有机配合物,发挥平衡电荷等作用,使无机-有机配合物结构更稳定。

采用本发明灰色固体颗粒制作的光阀,在没有施加电场(关闭状态)时,悬浮液中的灰色固体颗粒由于布朗运动而呈现随机分散,此时进入光阀的光束被吸收和/或散射,光阀透光性差,相对较暗。当施加电场时(开启状态),固体颗粒被电场极化,其状态发生改变,从而影响对光的吸收/散射和透过,使大部分光可以穿过光阀,光阀透光性有效增强,相对透明。

参见图1,图1为本发明制备的光阀通电前的结构示意图。其中,100为透明电极,200为聚合物基质层,300为液体悬浮介质,400为固体颗粒。

参见图2,图2为本发明制备的光阀通电后的结构示意图。其中,100为透明电极,200为聚合物基质层,300为液体悬浮介质,400为固体颗粒。

采用本发明制作的光阀,在没有施加电场(关闭状态)时,液体悬浮介质300中的颗粒400由于布朗运动而呈现随机分散,此时进入光阀的光束被吸收和/或散射,光阀透光性差,相对较暗。其结构如图1所示。当施加电场时(开启状态),颗粒400被电场极化,从而沿电场彼此平行的方向排列,从而使大部分光可以穿过光阀,光阀透光性有效增强,相对透明,其结构如图2所示。

本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的光阀或上述技术方案任意一项所述的光阀在智能窗户、车镜、眼镜或显示器领域中的应用。

本发明上述步骤提供了一种灰色基调的光阀,这是一种具有特定的灰色基调的光阀,其暗态为灰色,亮态为透明,是一种具有中间色调--灰色基调的光阀。本发明提高了对光阀的选择性,进一步拓宽了光阀应用的深度和宽度。

实验结果表明,本发明采用灰色固体颗粒制作的光阀,全光线透射率达到为72.1%,暗态为灰色基调,L=32.88,a=0.53,b=-0.72,克服了以往技术中存在光阀暗态为蓝色基调的缺点,取得了较好的技术效果,具有良好的应用前景。

为了进一步说明本发明,以下结合实施例对本发明提供的一种灰色基调的光阀及其应用进行详细描述,但是应当理解,这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,只是为进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制,本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

【实施例1】

灰色固体颗粒的制备

碘(A组分)、金属卤化物(B组分)、含氮杂环羧酸或酯(C组分)以及改性纤维素(D组分);

各组分投料质量比为A组分:B组分:C组分:D组分为1.5:1.0:1.0:1.6。

向250毫升三颈圆底玻璃烧瓶中加入30克含21.2wt%硝化纤维素(1/4sec SS)的乙酸异戊酯溶液,6克I2,70克乙酸异戊酯,3.9克无水PbI2,并加热至42℃。等I2溶解后,将6克正丙醇,0.8克蒸馏水和4克2,5-吡嗪二甲酸二水合物加入到三颈圆底玻璃烧瓶中。在42℃下加热搅拌反应4小时,然后自然冷却。

将反应溶液在1350G下离心0.5小时以除去大颗粒产物。将上清液在18000G下离心5小时,弃去上清液,得到光控颗粒,即得到灰色固体颗粒,将此灰色固体颗粒用250毫升乙酸异戊酯充分分散。

对本发明实施例1制备的灰色固体颗粒进行表征。

参见图3,图3为本发明制备的灰色固体颗粒的SEM图。

SEM表征结果显示,此灰色固体颗粒颗粒长度为338nm,颗粒宽度为62nm,颗粒纵横比为5.5。

在250毫升圆底玻璃烧瓶中加入40克TDTM(三癸基偏苯三酸酯),并分批加入上述制备的灰色固体颗粒的乙酸异戊酯分散液,通过旋转蒸发器除去乙酸异戊酯,最后在80℃下使用旋转蒸发器继续处理3小时。得到的灰色固体颗粒的悬浮液称为LCP-1。

【实施例2】

黑色固体颗粒的制备

按照【实施例1】的方法,只是以5.0克无水CdI2,代替3.9克无水PbI2,在46℃下加热搅拌反应2小时,各组分投料质量比为A组分∶B组分∶C组分∶D组分为1.5∶1.25∶1.0∶1.57。

SEM表征结果显示此黑色固体颗粒颗粒长度为365nm,颗粒宽度为68nm,颗粒纵横比为5.4。得到的黑色固体颗粒的悬浮液称为LCP-2。

【实施例3】

灰色固体颗粒的制备

按照【实施例1】的方法,只是以6克异丙醇,代替6克正丙醇,在50℃下加热搅拌反应3小时,各组分投料质量比为A组分:B组分:C组分:D组分为1.5:0.975:1.0:1.57。

SEM表征结果显示此灰色固体颗粒颗粒长度为303nm,颗粒宽度为52nm,颗粒纵横比为5.8。得到的灰色固体颗粒的悬浮液(称为LCP-3)。

【实施例4】

灰色固体颗粒的制备

按照【实施例1】的方法,只是以4.6克无水SrI2,代替3.9克无水PbI2,在42℃下加热搅拌反应1小时,各组分投料质量比为A组分:B组分:C组分:D组分为1.5:1.15:1.0:1.57。

SEM表征结果显示此灰色固体颗粒颗粒长度为289nm,颗粒宽度为40nm,颗粒纵横比为7.2。得到的灰色固体颗粒的悬浮液(称为LCP-4)。

【实施例5】

灰色固体颗粒的制备

按照【实施例1】的方法,只是用3,6二甲基2,5-吡嗪二甲酸二水合物代替2,5-吡嗪二甲酸二水合物。

SEM表征结果显示此灰色固体颗粒颗粒长度为448nm,颗粒宽度为71nm,颗粒纵横比为6.3。得到灰色固体颗粒的悬浮液(称为LCP-5)。

【实施例6】

深灰色固体颗粒的制备

按照【实施例1】的方法,只是以4.2克无水CoI2,代替3.9克无水PbI2

SEM表征结果显示此深灰色固体颗粒颗粒长度为431nm,颗粒宽度为75nm,颗粒纵横比为5.7。得到深灰色固体颗粒的悬浮液(称为LCP-6)。

【实施例7】

蓝灰色固体颗粒的制备

按照【实施例1】的方法,只是以4克无水BaBr2,代替3.9克无水PbI2

SEM表征结果显示此蓝灰色固体颗粒颗粒长度为388nm,颗粒宽度为66nm,颗粒纵横比为5.9。得到的蓝灰色固体颗粒的悬浮液(称为LCP-7)。

【实施例8】

灰黑色固体颗粒的制备

按照【实施例1】的方法,只是以2.4克无水PdCl2,代替3.9克无水PbI2

SEM表征结果显示此灰黑色固体颗粒颗粒长度为439nm,颗粒宽度为68nm,颗粒纵横比为6.5。得到的灰黑色固体颗粒的悬浮液(称为LCP-8)。

【实施例9】

由LCP-1制造LV-1光阀

将0.03克光引发剂819,3.0克固体颗粒悬浮液LCP-1和7.0克具有不饱和键的有机硅油混合均匀,得到光控制层基质乳液。

将上述制备的光控制层基质乳液用刮刀型自动涂膜涂布机(MSK-AFA-III型,MTICorporation)涂在PET/ITO透明电极上,厚度为60微米,在光控制层湿膜上覆盖另一层PET/ITO透明电极,得到含光控制层的湿膜。再在氮气气氛下,用Aventk公司生产的X200-150紫外固化机固化1分钟,UV功率为700W/m2,即得到LV-1光阀。

参见图4,图4为本发明制备的灰色基调光阀暗态/亮态透射光谱对比。

由图4可以看出,当没有施加电压(关闭状态)时,LV-1显示灰色色调并且全光线透过率为0.9%,没有明显的吸收峰,光阀呈灰色基调。当施加50赫兹110伏交流电(开启状态)时,LV-1变清晰并且全光线透过率为65.8%。

具体结果见表1。

【实施例10】

由LCP-2制造LV-2光阀

按照【实施例9】制造并测试,只是使用LCP-2代替LCP-1,称为LV-2,具体结果见表1。

【实施例11】

由LCP-3制造LV-3光阀

按照【实施例9】制造并测试,只是使用LCP-3代替LCP-1,称为LV-3,具体结果见表1。

【实施例12】

由LCP-4制造LV-4光阀

按照【实施例9】制造并测试,只是使用LCP-4代替LCP-1,称为LV-4,具体结果见表1。

【实施例13】

由LCP-5制造LV-5光阀

按照【实施例9】制造并测试,只是使用LCP-5代替LCP-1,称为LV-5,具体结果见表1。

【实施例14】

由LCP-6制造LV-6光阀

按照【实施例9】制造并测试,只是使用LCP-6代替LCP-1,称为LV-6,具体结果见表1。

【实施例15】

由LCP-7制造LV-7光阀

按照【实施例9】制造并测试,只是使用LCP-7代替LCP-1,称为LV-7,具体结果见表1。

【实施例16】

由LCP-8制造LV-8光阀

按照【实施例9】制造并测试,只是使用LCP-8代替LCP-1,称为LV-8,具体结果见表1。

表1为本发明实施例制备的光阀的性能数据。

表1

由实施例9到实施例16可见,灰色固体颗粒光阀具有好的光控性能。

经试验表明,本发明灰色光阀全光线透射率达到为72.1%,在CIELab颜色坐标里,L=32.88,a=0.53,b=-0.72,有效地克服了现有技术中存在的光阀暗态为蓝色基调的缺点。

综上所述,本发明通过使用不同的金属卤化物,或不同的反应条件,得到了灰色固体颗粒,本发明灰色固体颗粒制作的光阀全光线透射率达到72.1%,克服了以往技术中存在光阀暗态为蓝色基调的缺点,取得了较好的技术效果,具有良好的应用前景,有重要的意义。

以上对本发明提供的一种灰色基调的光阀及其应用进行了详细的介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,包括最佳方式,并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明,包括制造和使用任何装置或系统,和实施任何结合的方法。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定,并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素,或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素,那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

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