«Мы считаем, что метод, лежащий в основе этого прозрачного, не излучающего излучения, может ускорить разработку прозрачных, удобных для глаз дисплеев с улучшенной читаемостью для ярких условий работы», – говорит Ю-Мо Чжан, доцент химии в Университете Цзилинь. и автор исследования. «Как неизбежная технология отображения в ближайшем будущем, неэмиссионные прозрачные дисплеи будут повсеместными и незаменимыми как часть Интернета вещей, в котором физические объекты связаны между собой с помощью программного обеспечения."
Благодаря приложению напряжения электрохромные дисплеи предлагают платформу, на которой можно непрерывно и обратимо управлять свойствами света. Эти устройства были предложены для использования в окнах, энергосберегающих электронных ценниках, ярких рекламных щитах, зеркалах заднего вида, дополненной виртуальной реальности и даже в искусственных радужках.
Однако текущие модели имеют ограничения – они, как правило, имеют низкий коэффициент контрастности, особенно для белого света, плохую стабильность и ограниченные цветовые вариации, все из которых не позволяют электрохромным дисплеям раскрыть свой технологический потенциал.
Чтобы преодолеть эти недостатки, Юян Ван и его коллеги разработали простой химический подход, в котором ионы металлов побуждают широкий спектр переключаемых красителей принимать определенные структуры, а затем стабилизируют их, когда они достигают желаемых конфигураций. Чтобы вызвать изменение цвета, просто прикладывают электрическое поле для переключения валентностей ионов металлов, формируя новые связи между ионами металлов и молекулярными переключателями.
«В отличие от традиционных электрохромных материалов, чьи изменяющие цвет мотивы и окислительно-восстановительные мотивы расположены в одном и том же месте, этот новый материал представляет собой систему с непрямым окислительно-восстановительным изменением цвета, состоящую из переключаемых красителей и ионов многовалентных металлов», – говорит Чжан.
Чтобы проверить этот подход, исследователи изготовили электрохромное устройство, введя материал, содержащий соли металлов, красители, электролиты и растворитель, в устройство с двумя электродами и клеем в качестве прокладки. Затем они выполнили батарею светового спектра и электрохимические тесты, обнаружив, что устройства могут эффективно отображать голубой, пурпурный, желтый, красный, зеленый, черный, розовый, фиолетовый и серо-черный дисплеи, сохраняя при этом высокий коэффициент контрастности.
Прототип также плавно перешел от бесцветного прозрачного дисплея к черному – наиболее полезному цвету для коммерческих приложений – с высокой эффективностью окраски, низким напряжением изменения коэффициента пропускания и коэффициентом контрастности белого света, который подходит для настоящих прозрачных дисплеев.
«Низкая стоимость и простой процесс подготовки этого стеклянного устройства также принесут пользу его масштабируемому производству и коммерческому применению», – отмечает Чжан.
Затем исследователи планируют оптимизировать производительность дисплея, чтобы он мог быстро соответствовать требованиям высококачественных дисплеев для реальных приложений.
Кроме того, чтобы избежать утечки из жидких компонентов, они планируют разработать улучшенные технологии производства, которые могут производить твердые или полутвердые электрохромные устройства.
«Мы надеемся, что все больше и больше дальновидных исследователей и инженеров будут сотрудничать друг с другом, чтобы оптимизировать электрохромные дисплеи и способствовать их коммерциализации», – говорит Чжан.
Авторы получили финансовую поддержку от Национального фонда естественных наук Китая.