一种亮度快速可调的触摸显示屏的制作方法_3

文档序号:9749972阅读:来源:国知局
058]本发明的实施例所提供的一种亮度快速可调的触摸显示屏,该触摸显示屏利用电致变色的原理实现透光率调节,方便使用者调节屏幕亮度等,可以起到节约能源、方便使用的目的。
[0059]所述触摸显示屏的透光模组为电致变色器件,此外该触摸显示屏上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)、W03多孔薄膜(2)、Μηθ2辣根过氧化物酶薄膜(7)、W03纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、Au纳米粒子薄膜(5)、N1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7nm。
[0060]优选地,所述电致变色器件的制备方法如下:
[0061]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0.2wt.%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,470°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);
[0062]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);
[0063]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、0.07moI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20min,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);
[0064]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;
[0065]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。
[0066]器件的电致变色性能测试:
[0067]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93cm2C^ ;器件的着色响应时间约9s,褪色响应时间约21s;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。
[0068]通过测试,该触摸显示屏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,并且增大了光调节范围,使用简单、方便。
[0069]实施例4:
[0070]本发明的实施例所提供的一种亮度快速可调的触摸显示屏,该触摸显示屏利用电致变色的原理实现透光率调节,方便使用者调节屏幕亮度等,可以起到节约能源、方便使用的目的。
[0071]所述触摸显示屏的透光模组为电致变色器件,此外该触摸显示屏上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)、W03多孔薄膜(2)、Μηθ2辣根过氧化物酶薄膜(7)、W03纳米线薄膜(3)、固态电解质(4)、Au纳米粒子薄膜(5)、N1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3nm。
[0072]优选地,所述电致变色器件的制备方法如下:
[0073]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0.2wt.%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);
[0074]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);
[0075]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50V,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);
[0076]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;
[0077]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。
[0078]器件的电致变色性能测试:
[0079]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19%,表现良好的透过率可控性,其变色效率为93cm2C^ ;器件的着色响应时间约6s,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14%,稳定性好。
[0080]通过测试,该触摸显示屏的灵敏度及着色效率较高,并且增大了光调节范围,使用简单、方便,利于工业化生产。
[0081 ] 实施例5:
[0082]本发明的实施例所提供的一种亮度快速可调的触摸显示屏,该触摸显示屏利用电致变色的原理实现透光率调节
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