電致變色顯示技術(shù)課件

1、 電致變色顯示技術(shù) 7.1.1 電致變色現(xiàn)象 7.1.2 電致變色顯示器件習(xí)題七 第7章 新型光電顯示技術(shù). 電致變色顯示技術(shù)第7章 新型光電顯示技術(shù).7.1 電致變色顯示技術(shù) 7.1.1 電致變色現(xiàn)象 電致變色（eletro chromism，EC），從顯示的角度看則是專門(mén)指施加電壓后物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)使顏色發(fā)生可逆性的變色現(xiàn)象。電致變色顯示器件（Electro Chromism Device，ECD）在諸多領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力吸引了世界上許多國(guó)家不僅在應(yīng)用基礎(chǔ)研究，而且更在實(shí)用器件的研究上投入了大量的人員和資金，以求在這方面取得突破。 .7.1 電致變色顯示技術(shù).電致變色是指材料的光學(xué)屬性

2、（反射率、透過(guò)率、吸收率等）在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆的顏色變化的現(xiàn)象，在外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。具有電致變色性能的材料稱為電致變色材料，用電致變色材料做成的器件稱為電致變色器件。 .電致變色是指材料的光學(xué)屬性（反射率、透過(guò)率、吸收率等）在外電致變色主要有3種形式：（1）離子通過(guò)電解液進(jìn)入材料引起變色。（2）金屬薄膜電沉積在觀察電極上。（3）彩色不溶性有機(jī)物析出在觀察電極上。.電致變色主要有3種形式：.電致變色顯示有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：（1）顯示鮮明、清晰，優(yōu)于液晶顯示板。（2）視角大，無(wú)論從什么角度看都有較好的對(duì)比度。（3）具有存儲(chǔ)性能，如寫(xiě)電壓去掉且電路斷開(kāi)后，顯示信號(hào)仍可保

3、持幾小時(shí)到幾天，甚至一個(gè)月以上，存儲(chǔ)功能不影響壽命。（4）在存儲(chǔ)狀態(tài)下不消耗功率。（5）工作電壓低，僅為0.520 V，可與集成電路匹配。（6）器件可做成全固體化。 電致變色顯示也有一些不容忽視的缺點(diǎn)，如響應(yīng)慢，響應(yīng)速度（約500 ms）接近秒的數(shù)量級(jí)，對(duì)頻繁改變的顯示，功耗大致是液晶功耗的數(shù)百倍；往復(fù)顯示的壽命不高（只有106107次）。.電致變色顯示有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：.電致變色材料具有雙穩(wěn)態(tài)的性能，用電致變色材料做成的電致變色顯示器件不僅不需要背光燈，而且顯示靜態(tài)圖象后，只要顯示內(nèi)容不變化，就不會(huì)耗電，達(dá)到節(jié)能的目的。電致變色顯示器與其它顯示器相比具有無(wú)視盲角、對(duì)比度高等優(yōu)點(diǎn)。 用電致變色

4、材料制備的自動(dòng)防眩目后視鏡，可以通過(guò)電子感應(yīng)系統(tǒng)，根據(jù)外來(lái)光的強(qiáng)度調(diào)節(jié)反射光的強(qiáng)度，達(dá)到防眩目的作用，使駕駛更加安全。 .電致變色材料具有雙穩(wěn)態(tài)的性能，用電致變色材料做成的電致變色顯電致變色智能玻璃能以較低的電壓（2-5V）和較低的功率調(diào)節(jié)汽車、飛機(jī)內(nèi)部的光線強(qiáng)度，使旅途更加舒適。 目前，電致變色調(diào)光玻璃已經(jīng)在一些高檔轎車和飛機(jī)上得到應(yīng)用。.電致變色智能玻璃能以較低的電壓（2-5V）和較低的功率調(diào)節(jié)汽電致變色是某些化合物在電荷作用下可逆地改變顏色的現(xiàn)象電致變色材料一個(gè)很好的例子是聚苯胺，聚苯胺可以通過(guò)電化學(xué)過(guò)程或者苯胺的化學(xué)氧化過(guò)程來(lái)形成。 如果把電極浸入含有低濃度苯胺的鹽酸溶液中， 在電極上

5、就會(huì)產(chǎn)生聚苯胺薄膜。根據(jù)不同的氧化態(tài)，聚苯胺可以呈現(xiàn)為淺黃色或者深綠/黑色。其它找到技術(shù)應(yīng)用的電致變色材料包括紫羅堿。更多的電致變色材料包括氧化鎢 (WO3)，它的主要化學(xué)用途是制作電致變色窗？或者智能窗。.電致變色是某些化合物在電荷作用下可逆地改變顏色的現(xiàn)象.電致變色窗電致變色玻璃是一種新型的功能玻璃。近幾年來(lái)，電致變色玻璃在智能窗的應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究方面開(kāi)展得非?；钴S，這種由基礎(chǔ)玻璃和電致變色系統(tǒng)組成的裝置利用電致變色材料在電場(chǎng)作用下而引起的透光（或吸收）性能的可調(diào)性，可實(shí)現(xiàn)由人的意愿調(diào)節(jié)光照度的目的，同時(shí)，電致變色系統(tǒng)通過(guò)選擇性地吸收或反射外界熱輻射和阻止內(nèi)部熱擴(kuò)散，可減少辦公大樓和居民住宅等

6、建筑物在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖而必須耗費(fèi)的大量能源。 .應(yīng)用范圍：近年來(lái)，隨著能源的緊張，節(jié)能材料的研究和開(kāi)發(fā)成為人們廣泛關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題，以電致變色材料為核心的全固態(tài)靈巧窗（SW）可動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)太陽(yáng)能的輸出或輸入和可見(jiàn)光譜，還可作為汽車等交通工具的擋風(fēng)玻璃和大面積顯示器，在建筑、運(yùn)輸及電子等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。.應(yīng)用范圍：近年來(lái)，隨著能源的緊張，節(jié)能材料的研究和開(kāi)發(fā)成為人由于顏色改變的持久穩(wěn)固且僅在產(chǎn)生改變時(shí)需要能量，電致變色材料被用于控制允許穿透窗戶 （智能窗）的光和熱的總量，也在汽車工業(yè)中應(yīng)用于根據(jù)各種不同的照明條件下自動(dòng)調(diào)整后視鏡的深淺。紫羅堿和二氧化鈦（TiO2）一起被用

7、于小型數(shù)字顯示器的制造。它很有希望取代液晶顯示器，因?yàn)樽狭_堿（通常為深藍(lán)）與明亮的鈦白色有高對(duì)比度，因此提供了顯示器的高可視性.由于顏色改變的持久穩(wěn)固且僅在產(chǎn)生改變時(shí)需要能量，電致變色材料.7.1.2 電致變色顯示器件 電致變色器件是一種典型的光學(xué)薄膜和電子學(xué)薄膜相結(jié)合的光電子薄膜器件，能夠在外加低壓驅(qū)動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)可逆的色彩變化，可以應(yīng)用在被動(dòng)顯示、靈巧變色窗等領(lǐng)域。電致變色顯示器件結(jié)構(gòu)：電致變色器件一般由5層結(jié)構(gòu)組成，包括兩層透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲(chǔ)層的夾層結(jié)構(gòu)如圖7.1（a）所示，其顯示原理如圖7.2（b）所示。.7.1.2 電致變色顯示器件.圖7.1 ECD結(jié)構(gòu)及顯

8、示原理.圖7.1 ECD結(jié)構(gòu)及顯示原理.根據(jù)電致變色層材料的不同，ECD又可分為以下2種類型。1. 全固態(tài)塑料電致變色器件 全固態(tài)塑料電致變色器件采用低壓反應(yīng)離子鍍工藝在ITO塑料襯底上制備WO3和NiO 電致變色薄膜，采用MPEO-LiClO4高分子聚合物作電解質(zhì)，制備透射型全固態(tài)塑料電致變色器件，變色調(diào)制范圍達(dá)到30%左右。2. 混合氧化物電致變色器件 混合氧化物可以改善單一氧化物電致變色的性能, 引起人們的關(guān)注。TiO2具有適宜的離子輸運(yùn)的微觀結(jié)構(gòu)、高的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，它與WO3混合制作電致變色器件，加快了響應(yīng)時(shí)間及延長(zhǎng)了器件的壽命。 .根據(jù)電致變色層材料的不同，ECD又可分為以下2種類型。.目前，已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的電致變色器件有一下幾類：電致變色智能調(diào)光玻璃、電致后視鏡。 電致變色智能玻璃在電場(chǎng)作用下具有光吸收透過(guò)的可調(diào)節(jié)性，可選擇性地吸收或反射外界的熱