韓國Jae-Min Myoung教授（韓國延世大學材料科學與工程學院）在《Advanced Functional Materials》雜志上發表了一種柔性透明的電致變色顯示器（ECDs），該文獻表明，ECDs可實現紅、綠、藍三色的電致變色，作者基于此同時設計了多色柔性ECDs的亞像素化工藝，使其制作簡單、操作快捷、成本低廉，可實現精細的像素化圖案。所制ECDs的像素，最小為200μm，器件經過1000次彎曲半徑為10mm的機械彎曲試驗后，亞像素化柔性ECDs仍具有較高的耐久性。

圖1. 柔性透明ECDs的橫截面圖

該柔性透明ECDs的結構是三層，上下層各為透明導電基底，即PET-ITO，中間層為電致變色凝膠，如圖1所示，通過電場變化可以實現不同圖案的顯示。

圖2. 柔性透明ECDs用到的材料的結構式與變色示意圖

柔性透明ECDs不同顏色是通過采用不同的離子液體基凝膠來實現的，具體如圖2所示。

圖3. 柔性透明ECDs的彎曲測試和循環穩定性測試

柔性透明ECDs在彎曲半徑為10mm的情況下，經過1000次的彎曲循環后，器件未出現機械損傷，電致變色性能穩定，具有較高的耐用性，具體如圖3所示。

材料

1、材料方面主要涉及到的是不同的離子液體凝膠的制備，采用的是陰離子交換反應。

2、通過MHV(Br)和NH4PF6反應合成了MHV(PF6)，具體過程為，MHV(Br) (20 mm)和過量NH4PF6 (40 mm)分別溶于去離子化(DI)水中。然后，將溶解的NH4PF6水溶液滴加到MHV(Br)溶液中。在80°C反應24 h后，劇烈攪拌得到MHV(PF6)的白色沉淀。

3、采用相同的工藝，分別用DHV(Br2)和DPV(Cl2)合成了(DHV(PF6)2)和 (DPV(PF6)2)，

4、將EC材料(MHV(PF6)、(DHV(PF6)2)和 (DPV(PF6)2)和DMFc 以 3:1的重量比溶于PEGDA、HOMPP和[EMIM] [TFSI](1:1:5重量比)的混合物中得到EC凝膠溶液。

工藝流程

圖4. 柔性透明ECDs的制備工藝流程

1、基材清洗：用丙酮、甲醇和蒸餾水水連續15分鐘超聲清洗涂層PET(或玻璃)基材。

2、亞像素化點的制備：利用多功能辦公室打印機在OHP膜上打印各種圖案，將EC凝膠溶液分散到PDMS上，并通過覆蓋玻璃/ OHP膜/PET-ITO襯底進行紫外線(352nm和15w)照射固化，制備出圖案膜掩膜。MHV(PF6)、(DHV(PF6)2)和 (DPV(PF6)2三種含EC凝膠的最佳UV固化時間分別為25 s、20 s和45 s，未暴露于紫外線下的未固化的凝膠用IPA清洗去除，這樣EC凝膠被像素化到襯底上。整個工藝流程如圖4所示。

3、最后，將另外一張PET-ITO放置在亞像素圖案化的EC凝膠上，兩個基底用60μm厚的雙面膠帶進行固定并作為隔離層。

4、圖5和圖6是通過掩膜板制備像素化圖案的流程和圖案。

圖5. 三種像素點的亞像素化EC凝膠模板圖

6. 三種像素點的圖案化EC凝膠模板

展示：

思考：

能否通過噴墨打印來快速實現亞像素點的制備？

參考文獻

Jong-WooKim and Jae-Min Myoung，Flexible and Transparent Electrochromic Displays with SimultaneouslyImplementable Subpixelated Ion Gel-Based Viologens by Multiple Patterning.Adv. Funct. Mater. 2019, 1808911

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