[發明專利]一種可逆自驅動電致變色柔性顯示器件及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110502331.5
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113219753B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王文壽;趙飛菲;張云
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G02F1/1516
• 分類號: G02F1/1516;G02F1/153;G02F1/155;C09K9/00;C09K9/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

本發明提供了一種可逆自驅動電致變色柔性顯示器件及其制備方法與應用。所述的柔性電致變色顯示器件為雙層薄膜結構，包括陰極電致變色膜和離子型凝膠膜；所述的陰極電致變色膜為表面沉積有普魯士藍膜的ITO/PET薄膜；所述的離子型凝膠膜為離子型PAM凝膠膜或離子型PVA凝膠膜；所述的離子型凝膠膜設置于陰極電致變色膜的沉積有普魯士藍薄膜的一面，所述顯示器件還包括陽極材料。本發明還提供了上述顯示器件的制備方法。本發明的顯示器件無需外部電源即可顯示出快速的顏色切換速度，長的循環壽命，在反復循環后失去顏色切換時可重新激活，表現出優異的“恢復”顏色切換特性，從而大大延長了它們的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種可逆自驅動電致變色柔性顯示器件及其制備方法與應用，屬于智能材料領域。

背景技術

電致變色是材料的光學屬性(透過率、反射率、吸收率等)在外加電場的作用下發生穩定、可逆的變化的現象，在外觀上表現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，隨著材料合成和結構設計的進步，目前廣泛使用的電致變色材料有氧化還原材料，例如過渡金屬氧化物，共軛聚合物，多金屬氧酸鹽，普魯士藍(PB)等，利用電致變色材料制備的器件稱為電致變色器件(ECD)。電致變色器件(ECD)可以通過外部電壓引起的氧化還原反應可逆地改變顏色，具有快速的顏色切換速度，高的可控制性和耐用性的優點，受到了廣泛的關注，在信息顯示器件、電致變色智能窗、無眩反光鏡、變色太陽鏡、高分辨率光電攝像器材、光電化學能轉換和儲存器等方面具有廣泛應用。

但是，傳統ECD存在的問題是需要外部電源，這不僅會導致額外的能耗，也阻礙了設備的獨立運行。最近，受“自驅動概念”的啟發，研究者的研究致力于開發無需外部電源即可運行的自驅動ECD。例如，Wang及其同事展示了基于PB/鋁(Al)裝置的水性電解質自驅動ECD的開創性工作，其中PB和Al分別用作陰極EC膜和陽極(Wang,J.；Zhang,L.；Yu,L.；Jiao,Z.；Xie,H.；Lou,X.W.；Sun,X.W.A bi-functional device for self-poweredelectrochromic window and self-rechargeable transparent batteryapplications.Nat.Commun.2014,5,4921.)。Zhang等人報道了通過將PB/鎂器件與摻有熒光[Ru(bpy)₃]²⁺的二氧化硅納米粒子在水溶液中集成在一起而產生的自驅動EC熒光顯示器(Zhang,H.；Yu,Y.；Zhang,L.；Zhai,Y.；Dong,S.Self-powered fluorescence displaydevices based on a fast self-charging/recharging battery(Mg/Prussian blue).Chem.Sci.2016,7,6721-6727.)。

目前關于自驅動的ECD的研究取得了巨大成就，但是，目前自驅動的ECD與常規ECD仍具有配置復雜，并且嚴重依賴于液態電解質來驅動顏色變化的缺點，這對設備包裝構成巨大挑戰，并且對其靈活性也存在巨大的局限性。為了滿足未來復雜的需求，需要具有簡單配置和高度靈活性的自驅動ECD，才能用于下一代電子顯示器，例如電子紙和電子書。自驅動的ECD面臨的另一個重大挑戰是顏色切換性能(尤其是循環次數)被限制為大約十次，這仍然是其實際應用的主要障礙。

因此，開發新的具有出色的色彩切換性能，靈活性以及制造和操作過程簡單的自驅動ECD來滿足下一代電子產品的發展是一個亟需解決的問題。為此，提出本發明。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種可逆自驅動電致變色柔性顯示器件及其制備方法與應用。本發明的顯示器件是一種新型的柔性自驅動準固態ECD，無需外部電源即可顯示出快速的顏色切換速度，長的循環壽命。并且，本發明的基于自驅動“電致變色”的柔性顯示器件在反復循環后失去顏色切換時，通過簡單地方法重新激活，表現出優異的“恢復”顏色切換特性，從而大大延長了器件的使用壽命。本發明的制備方法簡單，所用原料價格低廉易得，綠色環保。