一种基于快速调节透光率面板的电表的制作方法_2

文档序号:9749970阅读:来源:国知局
显示面板的透光率调节,即可以实现显示数据的连续可视调节,该电致变色器件采用固态互补型结构,电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料,通过结构以及材料制备工艺的优化,提高了器件的灵敏度及着色效率,变色与褪色速率快,使得该电表在着色态光透过率大大减小,并且增大了光调节范围,实现显示数据连续快速可调功能,且使用简单、方便,利于工业化生产。
[0034]所述电表显示面板上安装有电致变色器件,此外还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块;该电源模块提供电致变色器件的工作电源;该控制模块通过调节电路中电流大小,以达到控制电致变色器件透光率的目的;所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构,电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料;所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成:ITO玻璃基底(I)、WO3多孔薄膜(2)、Μη02辣根过氧化物酶薄膜(7)、103纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)^11纳米粒子薄膜(5)、附0多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(I);所述Au纳米粒子薄膜厚度为17nm。
[0035]优选地,所述电致变色器件的制备方法如下:
[0036]步骤一,制备电致变色层WO3纳米薄膜:a)首先,取一定尺寸ITO玻璃基底(I),经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗,放入磁控溅射仪中,在本底真空低于1.5X 10—3Pa、溅射电流为1.8A条件下,磁控溅射时间20min,得到900nm的W膜;b)然后,以镀有W膜的ITO玻璃为阳极,铂片为阴极,在0.7wt.%的NaF溶液中进行阳极氧化处理,电压为50V,时间为30min,阳极氧化处理后用去离子水清洗,得到具有多孔结构的W膜;c)在经过阳极氧化处理的ITO玻璃表面磁控溅射一层5nm的Ni膜作催化剂,将该ITO玻璃放入CVD管式炉中,在氩气和氢气作用下,400°C保温5h,生长WO3纳米线薄膜(3),同时多孔W膜被氧化为WO3多孔薄膜(2);
[0037]步骤二,制备MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7):将层状MnO2分散在四甲基氢氧化铵的水溶液中,于室温下搅拌后离心,得到的上清液为MnO2纳米片溶胶;将等体积的MnO2纳米片溶胶与HRP溶液5g/L的辣根过氧化物酶基溶液充分混匀后,用微量加样器将1yLMnO2纳米片溶胶与HRP混合溶液滴加于WO3多孔薄膜表面,干燥后即在WO3多孔薄膜表面得到MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7);
[0038]步骤三,制备离子存储层N1多孔薄膜(6):a)在500ml烧杯中将0.16mol硫酸镍、0.1mol高氯酸锂、0.03moI过硫酸钾溶于400ml去离子水,形成深绿色溶液,取一定尺寸ITO玻璃为基底,ITO玻璃背面用胶带封住,竖直放立在烧杯中,在300rpm的搅拌下将40ml氨水(25?28 % )倒入,沉积时间为1min,取出后用去离子水冲洗干净,在80°C烘箱中干燥后,在200°C氢气保护下热处理2h,得到N1薄膜;b)采用步骤一 b中的阳极氧化法处理N1薄膜,电压为30V,时间为25min,得到N1多孔薄膜(6); c)将带有多孔结构N1薄膜的ITO玻璃放入喷金仪中,喷镀Au纳米粒子薄膜(5);
[0039]步骤四,制备溶胶型固态电解质(4):室温下,先将0.2moI柠檬酸溶解在10ml无水乙醇中,再加入0.1mol正娃酸乙酯,然后加入5g碳酸锂和8g尿素并充分溶解,最后加入20g乙二醇以促进聚合反应的进行,将所得无色透明溶液加热到600°C保温一定时间获得溶胶,溶胶的粘度随保温时间的延长而增大;
[0040]步骤五,组装电致变色器件:将镀有N1薄膜的ITO玻璃和镀有WO3薄膜的ITO玻璃相对放置,中间用绝缘体隔开,绝缘体厚度约1_,边缘用环氧树脂密封,留一小孔用来注射电解液;然后将粘度约35cps的溶胶用注射器注入到两片ITO玻璃之间,将器件在80°C保温24h使溶胶聚合并完全固化,得到固态互补型电致变色器件。
[0041 ]器件的电致变色性能测试:
[0042]将两片ITO玻璃外接导线,分别使镀有WO3薄膜、N1薄膜的ITO玻璃外接测试电路正极、负极,采用循环伏安测试,扫描速率为30mV/s ο当在器件所加电压从+3V到-3V时,器件的颜色从透明变为不透明,并且颜色随负压增大而变深;在褪色态,该器件在550nm处的透过率约80 %,在着色态该器件的透过率约11%,表现良好的透过率可控性,其变色效率为108cm2C^ ;器件的着色响应时间约7s,褪色响应时间约1s ;通过将器件进行长时间的计时电流测试并通过对比其峰值电流,测试其循环寿命,得到该器件循环3000次后,衰减率为12%,稳定性好。
[0043]通过测试,该电表显示面板的灵敏度及着色效率较高,变色与褪色速率快,在着色态光透过率大大减小,并且增大了其透光率的调节范围,方便使用者调节数据显示亮度等,可以起到保护隐私、节约能源、方便使用的目的。
[0044]实施例2:
[0045]本发明的实施例所提供的一种基于快速调节透光率面板的电表,该电表显示面板上安装有电致变色器件,通过调节电致变色器件的电流大小,利用电致变色的原理实现电表显示面板的透光率调节,即可以实现显示数据的连续可视调节,该电致变色器件采用固态互补型结构,电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料,通过结构以及材料制备工艺的优化,提高了器件的灵敏度及着色效率,变色与褪色速率快,使得该电表在着色态光透过率大大减小,并且增大了光调节范围,实现显示数据连续快速可调功能,且使用简单、方便,利于工业化生产。
[0046]所述电表显示面板上安装有电致变色器件,此外还设置有与电致变色器件串联的电源模块和控制模块;该电源模块提供电致变色器件的工作电源;该控制模块通过调节电路中电流大小,以达到控制电致变色器件透光率的目的;所述电致变色器件采用固态互补型电致变色器件结构,电致变色材料分别为氧化钨和氧化镍材料;所述电致变色器件沿厚度方向从上到下依次由以下薄膜构成:ITO玻璃基底(I)、WO3多孔薄膜(2)、Μη02辣根过氧化物酶薄膜(7)、103纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)^11纳米粒子薄膜(5)、附0多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(I);所述Au纳米粒子薄膜厚度为18nm。
[0047]优选地,所述电致变色器件的制备方法如下:
[0048]步骤一,制备电致变色层WO3纳米薄膜:a)首先,取一定尺寸ITO玻璃基底(I),经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗,放入磁控溅射仪中,在本底真空低于1.5X 10—3Pa、溅射电流为1.8A条件下,磁控溅射时间20min,得到560nm的W膜;b)然后,以镀有W膜的ITO玻璃为阳极,铂片为阴极,在0.3wt.%的NaF溶液中进行阳极氧化处理,电压为50V,时间为30min,阳极氧化处理后用去离子水清洗,得到具有多孔结构的W膜;c)在经过阳极氧化处理的ITO玻璃表面磁控溅射一层7nm的Ni膜作催化剂,将该ITO玻璃放入CVD管式炉中,在氩气和氢气作用下,400°C保温4h,生长WO3纳米线薄膜(3),同时多孔W膜被氧化为WO3多孔薄膜(2);
[0049]步骤二,制备MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7):将层状MnO2分散在四甲基氢氧化铵的水溶液中,于室温下搅拌后离心,得到的上清液为MnO2纳米片溶胶;将等体积的MnO2纳米片溶胶与HRP溶液5g/L的辣根过氧化物酶基溶液充分混匀后,用微量加样器将1yLMnO2纳米片溶胶与HRP混合溶液滴加于WO3多孔薄膜表面,干燥后即在WO3多孔薄膜表面得到MnO2辣根过氧化物酶薄膜(7);
[0050]步骤三,制备离子存储层N1多孔薄膜(6):a)在500ml烧杯中将0.16mol硫酸镍、
0.1mol高氯酸锂、0.03moI过硫酸钾溶于450ml去离子水,形成深绿色溶液,取一定尺寸ITO玻璃为基底,ITO玻璃背面用胶带封住,竖直放立在烧杯中,在300rpm的搅拌下将40ml氨水(25?28 % )倒入,沉积时间为1min,取出后用去离子水冲洗干净,在80°C烘箱中干燥后,在200°C氢气保护下热处理2h,得到N1薄膜;b)采用步骤一 b中的阳极氧化法处理N1薄膜,电压为30V,时间为25min,得到N1多孔薄膜(6); c)将带有多孔结构N1薄膜的ITO玻璃放入喷金仪中,喷镀Au纳米粒子薄膜(5);
[0051 ]步骤四,制备溶胶型固态电解质(4):室温下,先将0.2mol柠檬酸溶解在10ml无水乙醇中,再加入0.1mol正硅酸乙酯,然后加入3.5g碳酸锂和Sg尿素并充分溶解,最后加入20g乙二醇以促进聚合反应的进行,将所得无色透明溶液加热到600°C保温一定时间获得溶胶,溶胶的粘度随保温时间的延长而增大;
[0052]步骤五,组装电致变色器件:将镀有N1薄膜的ITO玻璃和镀有WO3薄膜的ITO玻璃相对放置,中间用绝缘体隔开,绝缘体厚度约1_,边缘用环氧树脂密封,留一小孔用来注射电解液;然后将粘度约35cps的溶胶用注射器注入到两片ITO玻璃之间,将器件在80°C保温24h使溶胶聚合并完全固化,得到固态互补型电致变色器件。
[0053]器件的电致变色性能测试:
[0054]将两片ITO玻璃外接导线,分别使镀有WO3薄膜、N1薄膜的ITO玻璃外接测试电路正极、负极,采用循环伏安测试,扫描速率为30mV/s ο当在器件所加电压从+3V到-3V时,器件的颜色从透明变为不透明,并且颜色随负压增大而变深;在褪色态,该器件在550nm处的透过率约80%,在着色态该器件的透过率约14%,表现良好的透过率可控性,其变色效率为86cm2C^ ;器件的着色响应时间约9s,褪色响应时间约11 s;通过将器件进行长时间的计时电流测试并通过对比其峰值电流,测试其循环寿命,得到该器件循环3000次后,衰减率为19%,稳定性好。
[0055]通过测试,该电表显示面板的灵敏度及着色效率较高,变色与褪色速率快,在着色态光透过率大大减小,并且增大了其透光率的调节范围,方便使用者调节显示亮度等,可以起到保护隐私、节约能源、方便使用的目的。
[0056]实施例3:<
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