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《西南大学》 2007年
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紫精类电致变色材料的合成及全固态电致变色器件

蒋庆龙  
【摘要】: 电致变色是指电致变色材料在电场作用下,材料的颜色会随着其氧化态和还原态的相互转化而发生可逆改变的一种现象。在外观上则表现为使材料的透射与反射特性及其颜色发生可逆改变。电致变色材料作为一种很有应用前景的新型功能材料,在大型显示、光电开关、电致变色存储器件、建筑窗玻璃及其灵巧窗等领域都有广泛的应用前景。电致变色(Electrochromic,EC)结合纳米技术是近年发展起来的成本最低、最有希望实现彩色化和商品化的新型显示技术。 研究得最早、最全面的是无机电致变色材料,国内外关于它的研究都很多,有机电致变色材料则是近十几年来首先在国外兴起的,而紫精的合成与电致变色研究在国内少有文献报到。本文通过卤代物与4,4’-联吡啶反应合成了系列可聚合的紫精单体:氯化碘化1-乙基-1’-r(4-(4’-乙烯基)苄基)-4,4’-联吡啶(EVBCI)、溴化碘化1-乙基.1’-丙烯基4,4’-联吡啶(AEBBI)和二溴化双丙烯基取代紫精(DBDB),并通过共聚的方法合成了它们的一些聚合物:EVBCI、苯乙烯、丙烯酸和丙烯酸丁酯的无规共聚物(CPSABE)、氯乙酸氯乙酯与4,4’-联吡啶主链型聚合物(TPCCB)。NMR、R和UV-Vis检测结果表明,得到了所设计的化合物,滴定结果表明,丙烯酸可以通过共聚的方法进入紫精体系。循环伏安测试(CV)结果表明,这些化合物都有紫精的两对明显的可逆氧化还原峰。以这些紫精衍生物为电致变色材料、以高分子电解质为导电层组装了全固态透射型电致变色器件(TSECD)、全固态反射型电致变色器件(RSECD)和全固态柔性电致变色器件(FSECD),它们的基本结构为:ITO玻璃(或ITO-PET)IEC或EC+载体|PE| ITO玻璃(或ITO-PET),其中EC为紫精电致变色膜,PE为聚合物电解质离子导体层。其中,TSECD和RSECD的厚度约2.3 mm,FSECD的厚度约0.5 mm。这些器件具有优良的电致变色性能,当施加1-3 V电压时可产生明显的蓝色或紫色。除柔性器件外,其余器件经优化后响应时间都在100ms以内、循环次数达到百万次,经封装后着色态最长可以保持达三天。循环次数和响应时间这些参数已初步具备了电子墨水显示材料的要求。纸在反射型全固态电致变色器件中作为紫精的主要载体,同时还作为反射层提高器件显示的对比度,有利于制作电子墨水和电子纸,以纸为载体的EC材料容易加工,可以结合现有的丝网印刷技术,为节能型EC显示器件的发展提供一个新思路;PVP在器件中主要作为成膜剂,同时也是作为了紫精分子的载体;以琼脂作为载体,在柔性PET-ITO上探索制作柔性全固态电致变色器件,可以初步实现变色。同有源显示器相比,以电致变色为技术核心的显示器可实现低能耗、无辐射。同时,为实现全彩色化的目的,本文还对其它电致变色材料作了初步研究,比如蒽醌类、对苯二胺等。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O621.2

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