專利名稱：在透明極板上形成氣致變色圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，可應(yīng)用 于顯示領(lǐng)域、商業(yè)建筑、車輛等的窗戶作為裝飾媒介或家具的變色裝飾器件的制 造方法，以及對薄膜厚度變化有一定要求的場合。
背景技術(shù)：
隨著變色器件在商業(yè)上的重要性日益增加，對變色器件的外觀圖案的多樣 性的需求也日益增加。目前，變色圖案的制作涉及感溫變色圖案的制作。其中，
涉及到的專利申請有 一種基材上感溫變色圖案的制法((公開專利) NO.CN93119116.5); 感溫變色圖案貼紙(。>開專利)NO. CN200320118468.8 ) 等。以前的研究主要集中于溫度改變致使圖案變色，尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于氣致變色圖 案制作的相關(guān)的公開文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是如何提供一種在透明基板上形成氣致變色圖案的 方法，此方法制造出的圖案會因氣致變色薄膜的厚度不同而引起不同的顏色變 化，并且操作筒單、所需的操作條件溫和、形成氣致變色薄膜的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和種類 豐富、形成的氣致變色薄膜的厚度可隨意控制，便于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的提供一種在透明基板上形成氣致 變色圖案的方法，其特征在于，包括以下步驟
(1) 在透明基板的內(nèi)表面制作所需的圖案，所需的圖案利用雕刻機(jī)或者刻 蝕法或者磨砂、處理的方法制作；
(2) 在制作了圖案的區(qū)域利用化學(xué)方法將其進(jìn)行表面處理，使其帶上電荷， 且各點(diǎn)所帶的電荷密度不均勻；
(3) 在經(jīng)過步驟(2)處理后的透明基板的圖案區(qū)域利用靜電自組裝的方 法制備同種或不同種類的厚度不均的氣致變色薄膜，所述靜電自組裝的方法包 括以下兩種① 選定作為氣致變色薄膜的材料，并配制成溶液，選定兩種帶不同電荷的 有機(jī)溶液，將經(jīng)過帶電處理后的透明基板交替浸漬在已配制好的變色薄膜材料 的溶液和已選定的有機(jī)溶液中，得到同種或不同種類的厚度不均的氣致變色薄
膜；
② 選定作為氣致變色薄膜的材料，并配制成溶液，將已制成圖案的透明基 板浸漬在已配制好的變色薄膜材料的溶液中，得到同種或不同種類的厚度不均 的氣致變色薄膜。
按照本發(fā)明所提供的在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，其特征在于， 所述有機(jī)溶液包括聚二烯丙基二曱基氯化銨(PDDA)溶液和聚苯乙烯磺酸鈉 (PSS )溶液。
按照本發(fā)明所提供的在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，其特征在于， 經(jīng)過步驟(l)所得到的圖案表面粗糙并有弧度，各點(diǎn)弧度不同。因為弧度不同， 各點(diǎn)電荷密度不同，靜電吸附的薄膜分子數(shù)不同，厚度才最終不同。
按照本發(fā)明所提供的在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，其特征在于， 作為氣致變色薄膜的材料包括卟啉類，原卟啉、5-氯-4-羥基-3-曱氧基苯 基卟啉、meso-四(2,5- 二氟苯基)外啉、四-(會啉-2 -)卟啉、四-(N-曱基誦6 -喹啉基)四硪化物、四(4-曱氧基誦4-石黃酸基苯基)卟啉、5,10 ，15-三(對氯 苯基)-20-丙氧苯基卟啉，meso-四(4 -羧曱氧基苯)卟啉、5 -氯-4 -羥基-3 -曱氧基苯基卟啉、四-(4 -氯-3 -磺酸苯基)卟啉、雙(對-氨基苯基)-2,3 ,7 ，8 ，12 ,13 ,17,18-八曱基卟啉、Meso畫四(2國噻吩基)卟啉、Meso國四(4 -溴畫2-、塞p分基)p卜啉、Meso-四(3-曱基畫2- p塞-分基)吟啉、Meso -四(對統(tǒng)u 基苯基)卟啉、5 -(間羰基苯曱酸)-氨基苯基-10 ，15 ,20-三苯基卟啉、溴化 5，10,15-三(對曱氧基苯基)20-丙氧苯基卟啉三乙銨等)、酞菁類。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明實(shí)質(zhì)上提供了一種在透明基板上形成氣致變色圖 案的方法。實(shí)際運(yùn)用中，此方法4喿作筒單、所需的才喿作條件溫和、形成氣致變色 薄膜的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和種類豐富、形成的氣致變色薄膜的厚度可隨意控制，便于大規(guī) 模的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，因而具有更廣闊的應(yīng)用潛力。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
本發(fā)明涉及的是一種在透明基板上形成氣致變色圖案的方法。 采用上述方法，可根據(jù)實(shí)際情況，制造出因氣致變色薄膜的厚度不同而引 起不同的顏色變化的圖案。
本發(fā)明的透明基板并沒有被特別限定，只要它是透明的，柔性材料或剛性 材料均可。柔性材料的例子包括聚酯，例如聚對苯二曱酸乙二醇酯、聚對苯 二曱酸丁二酯、聚萘二曱酸乙二醇酯；聚碳酸酯；聚酰胺，例如全芳基聚酰胺、 尼龍6、尼龍66或尼龍共聚物；聚丙烯酸酯，例如聚曱基丙酸曱酯等。剛性材 料的例子包括Si02含量大于99.5。/。的石英玻璃；Si02含量約96%的高硅氧玻 璃；以Si02含量為主，還含有15 %的Na20和16 %的CaO的鈉鈣玻璃等。 需在透明基板的內(nèi)表面制作所需的圖案，使其表面有弧度，有粗糙感。 制作所需的圖案的方法包括利用雕刻機(jī)或者刻蝕法或者打點(diǎn)，磨砂處理的 方法制作。
需在制作圖案的區(qū)域利用化學(xué)方法將其進(jìn)行表面處理，使其帶電荷，且各 點(diǎn)所帶的電荷密度不均勻。
使其表面帶電荷方法之一將透明襯底與(C2H50) 3SiCH2-CH2-CH2-NH2 反應(yīng)，生成一個帶有NH2的表面，然后將此基片用0.1mol/L的HCL浸泡，就得 到一個帶有RNH"的表面,再用這樣的表面與溶液反應(yīng)，就可以得到正負(fù)靜電相 吸而成的自組裝薄膜。由于基板圖案各點(diǎn)的弧度不同，根據(jù)弧度不同電荷密度 不同的原理，圖案各點(diǎn)電荷密度不同，同時根據(jù)電中性原理，電荷密度大的點(diǎn) 吸附的薄膜分子多，薄膜厚。
需在制作圖案的區(qū)域利用靜電自組裝的方法制備同種或不同種類的厚度不 均的氣致變色薄膜。
需選定一種或多種作為變色薄膜的材料，并配制成溶液。
用作變色薄膜的材料沒有特別的限定，只要使用可氣致變色的材料。例子 包括卟啉類卟啉、5-氯-4-羥基-3-曱氧基苯基卟啉、meso-四(2 ,5 - 二 氟苯基)p卜啉、四畫(查啉-2-)卟啉、四-(N-甲基畫6-喹啉基)四碘化物、四(4 -曱氧基-4-磺tt苯基)卟啉、5 ，10 ，15-三(對氯苯基)-20-丙氧苯基卟啉、meso-四(4-羧曱氧基苯)卟啉、5-氯-4-羥基-3 -曱氧基苯基卟啉、四-(4-氯-3 -磺酸苯基)卟啉、雙(對-氨基苯基)-2 ，3 ，7 ，8 ,12 ,13 ,17 ,18-八曱基卟 啉、Meso畫四(2- p塞p分基)外啉、Meso-四(4 -溴畫2畫p塞p分基)吟啉、Meso畫四 (3 -甲基-2 -噻吩基)卟啉、Meso -四(對巰基苯基)卟啉、5 -(間羰基苯曱酸)-氨基苯基-10，15，20-三苯基卟啉、溴化5,10,15國三(對曱氧基苯基)20-丙氧 苯基吟啉三乙銨等)、酞菁類。
選定兩種帶不同電荷的有機(jī)溶液，包括聚二,丙基二甲基氯化銨(PDDA) 溶液和聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)溶液。試-驗中常用2mg/ml的PSS水溶液，或體 積分?jǐn)?shù)1%的PDDA水溶液。
浸漬方式可分為以下兩種
① 將已制成圖案的透明基板交替浸漬在已配制好的變色薄膜材料的溶液和 已選定的有機(jī)溶液中，得到同種或不同種類的厚度不均的氣致變色薄膜。
② 將已制成圖案的透明基板浸漬在已配制好的變色薄膜材料的溶液中，得 到同種或不同種類的厚度不均的氣致變色薄膜。
下面將參照下述實(shí)例更詳細(xì)地描述本方法，雖然本方法的技術(shù)范圍并不限 于此。
實(shí)例1
利用玻璃雕刻機(jī)在用作透明基板的Si02含量約96 %的高硅氧玻璃(厚度為 2mm)上制作所需的圖案，并通過打點(diǎn)或磨砂方法使圖案各處圖案點(diǎn)弧度不均。 在制作圖案的區(qū)域利用化學(xué)方法將其進(jìn)行表面處理，使其帶電荷，且各點(diǎn)所帶 的電荷密度因圖案點(diǎn)弧度不同而不均勻。選定5 -(間羰基苯曱酸)-氨基苯基-10 ，15 ,20-三苯基卟啉和meso畫四(2 ,5畫二氟苯基)p卜啉作為變色薄膜的材料， 并分別配制成溶液。選定聚二烯丙基二曱基氯化銨(PDDA)和聚苯乙烯磺酸鈉 (PSS)，加入去離子水，配制成所需濃度的有機(jī)溶液。按照成膜的浸入順序 PDDA —5畫(間羰基苯曱酸)國氨基苯基-10 ，15 ，20-三苯基卟啉—PSS ^meso -四(2 ，5 - 二氟苯基)吟啉，將已制成圖案的透明基板交替浸漬，得到不同種的 各處厚度不均的氣致變色薄膜，干燥處理。由此，在透明基板上得到氣致變色 的圖案。
7實(shí)例2
對用作透明基板的Si02含量大于99.5 %的石英玻璃(厚度為2mm)進(jìn)行濕 法刻蝕，制作所需的圖案，并通過打點(diǎn)或磨砂方法使圖案各處圖案點(diǎn)弧度不均。 在制作圖案的區(qū)域利用化學(xué)方法將其進(jìn)行表面處理，使其帶電荷，且各點(diǎn)所帶 的電荷密度因圖案點(diǎn)弧度不同而不均勻。選定Meso-四(2-噻吩基)卟啉作為 變色薄膜的材料，并配制成溶液。選定聚二烯丙基二曱基氯化銨(PDDA)，加 入去離子水，配制成所需濃度的有機(jī)溶液。按照成膜的浸入順序PDDA —Meso -四(2-瘞吩基)卟啉，將已制成圖案的透明基板交替浸漬，得到同種的各處厚 度不均的氣致變色薄膜，干燥處理。由此，在透明基^^反上得到氣致變色的圖案。
實(shí)例3
對用作透明基板的聚對苯二曱酸乙二醇酯(厚度為2mm)進(jìn)行干刻蝕，制 作所需的圖案，并通過打點(diǎn)或磨砂方法使圖案各處圖案點(diǎn)弧度不均。在制作圖 案的區(qū)域利用化學(xué)方法將其進(jìn)行表面處理，使其帶電荷，且各點(diǎn)所帶的電荷密 度因圖案點(diǎn)弧度不同而不均勻。選定Meso-四(對巰基苯基)卟啉作為變色薄膜 的材料，并配制成溶液。選定聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)和聚苯乙烯磺 酸鈉(PSS),加入去離子水，配制成所需濃度的有機(jī)溶液。按照成膜的浸入順 序PDDA — PSS —Meso-四(對巰基苯基)卟啉，將已制成圖案的透明基板交 替浸漬，得到同種的各處厚度不均的氣致變色薄膜，干燥處理。由此，在透明 基^1上得到氣致變色的圖案。
實(shí)例4
對用作透明基板的聚曱基丙酸曱酯(厚度為2mm)進(jìn)行干刻蝕，制作所需 的圖案，并通過打點(diǎn)或磨砂方法使圖案各處圖案點(diǎn)弧度不均。在制作圖案的區(qū) 域利用化學(xué)方法將其進(jìn)行表面處理，使其帶電荷，且各點(diǎn)所帶的電荷密度因圖 案點(diǎn)弧度不同而不均勻。選定meso-四(2,5- 二氟苯基)叫、啉作為變色薄膜的材 料，并配制成溶液。將已制成圖案的透明基板浸漬在已配制好的meso-四(2,5-二氟苯基)p卜淋的溶液中，得到同種的各處厚度不均的氣致變色薄膜，干燥處理。 由此，在透明基d反上得到氣致變色的圖案。
權(quán)利要求
1、一種在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在透明基板的內(nèi)表面制作所需的圖案，所需的圖案利用雕刻機(jī)或者刻蝕法或者磨砂處理的方法制作；(2)在制作了圖案的區(qū)域利用化學(xué)方法將其進(jìn)行表面處理，使其帶上電荷，且各點(diǎn)所帶的電荷密度不均勻；(3)在經(jīng)過步驟(2)處理后的透明基板的圖案區(qū)域利用靜電自組裝的方法制備同種或不同種類的厚度不均的氣致變色薄膜，所述靜電自組裝的方法包括以下兩種①選定作為氣致變色薄膜的材料，并配制成溶液，選定兩種帶不同電荷的有機(jī)溶液，將經(jīng)過帶電處理后的透明基板交替浸漬在已配制好的變色薄膜材料的溶液和已選定的有機(jī)溶液中，得到同種或不同種類的厚度不均的氣致變色薄膜；②選定作為氣致變色薄膜的材料，并配制成溶液，將已制成圖案的透明基板浸漬在已配制好的變色薄膜材料的溶液中，得到同種或不同種類的厚度不均的氣致變色薄膜。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，其特征 在于，所述有機(jī)溶液包括聚二烯丙基二曱基氯化銨溶液和聚苯乙烯磺酸鈉溶 液。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，其特征 在于，經(jīng)過步驟(1)所得到的圖案表面粗糙并有弧度，各點(diǎn)弧度不同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，其特征 在于，作為氣致變色薄膜的材料包括卟啉類，原卟啉、5 -氯-4 -羥基-3 -曱氧基苯基p卜啉、meso -四(2 ，5 - 二氟苯基)卟啉、四-(喹啉-2 -)卟 啉、四-(N -曱基-6 -喹啉基)四碘化物、四(4 -曱氧基-4 -磺酸基苯 基)p卜啉、5 ，10 ,15 -三(對氯苯基)-20 -丙氧苯基卟啉、meso -四(4 -羧曱氧基苯)卟啉、5 -氯-4 -羥基-3 -曱氧基苯基卟啉、四-(4 -氯-3 -磺酸苯基)卟啉、雙(對-氨基苯基)-2 ， 3 ， 7 , 8 ， 12 ， 13 ， 17 ， 18-八曱基p卜啉、Meso —四(2 — p塞卩分基)p卜啉、Meso —四(4 —溴—2 — p塞吩基)叫、 啉、Meso -四(3 -曱基-2 -噻吩基)卟啉、Meso -四(對巰基苯基)p卜啉、 5 -(間羰基苯曱酸)-氨基苯基-10 ， 15 ， 20-三苯基卟啉、溴化5 ， 10 ， 15 -三(對曱氧基苯基)20 -丙氧苯基卟啉三乙銨等)、酞菁類。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在透明基板上形成氣致變色圖案的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在透明基板的內(nèi)表面制作所需的圖案，所需的圖案利用雕刻機(jī)或者刻蝕法或者磨砂處理的方法制作；(2)在制作了圖案的區(qū)域利用化學(xué)方法將其進(jìn)行表面處理，使其帶上電荷，且各點(diǎn)所帶的電荷密度不均勻；(3)在經(jīng)過步驟(2)處理后的透明基板的圖案區(qū)域利用靜電自組裝的方法制備同種或不同種類的厚度不均的氣致變色薄膜。此方法制造出的圖案會因氣致變色薄膜的厚度不同而引起不同的顏色變化，并且操作簡單、所需的操作條件溫和、形成氣致變色薄膜的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和種類豐富、形成的氣致變色薄膜的厚度可隨意控制，便于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
文檔編號B44C1/20GK101524943SQ200910058790
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者徐建華, 靜 羅, 蔣亞東, 邢亞第, 菁 龍 申請人:電子科技大學(xué)