韓國(guó)Jae-Min Myoung教授（韓國(guó)延世大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）在《Advanced Functional Materials》雜志上發(fā)表了一種柔性透明的電致變色顯示器（ECDs），該文獻(xiàn)表明，ECDs可實(shí)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三色的電致變色，作者基于此同時(shí)設(shè)計(jì)了多色柔性ECDs的亞像素化工藝，使其制作簡(jiǎn)單、操作快捷、成本低廉，可實(shí)現(xiàn)精細(xì)的像素化圖案。所制ECDs的像素，最小為200μm，器件經(jīng)過(guò)1000次彎曲半徑為10mm的機(jī)械彎曲試驗(yàn)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(jié)構(gòu)是三層，上下層各為透明導(dǎo)電基底，即PET-ITO，中間層為電致變色凝膠，如圖1所示，通過(guò)電場(chǎng)變化可以實(shí)現(xiàn)不同圖案的顯示。

圖2. 柔性透明ECDs用到的材料的結(jié)構(gòu)式與變色示意圖

柔性透明ECDs不同顏色是通過(guò)采用不同的離子液體基凝膠來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體如圖2所示。

圖3. 柔性透明ECDs的彎曲測(cè)試和循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試

柔性透明ECDs在彎曲半徑為10mm的情況下，經(jīng)過(guò)1000次的彎曲循環(huán)后，器件未出現(xiàn)機(jī)械損傷，電致變色性能穩(wěn)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(yīng)。

2、通過(guò)MHV(Br)和NH4PF6反應(yīng)合成了MHV(PF6)，具體過(guò)程為，MHV(Br) (20 mm)和過(guò)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(yīng)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(xù)15分鐘超聲清洗涂層PET(或玻璃)基材。

2、亞像素化點(diǎn)的制備：利用多功能辦公室打印機(jī)在OHP膜上打印各種圖案，將EC凝膠溶液分散到PDMS上，并通過(guò)覆蓋玻璃/ OHP膜/PET-ITO襯底進(jìn)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(shí)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(gè)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(gè)基底用60μm厚的雙面膠帶進(jìn)行固定并作為隔離層。

4、圖5和圖6是通過(guò)掩膜板制備像素化圖案的流程和圖案。

圖5. 三種像素點(diǎn)的亞像素化EC凝膠模板圖

6. 三種像素點(diǎn)的圖案化EC凝膠模板

展示：

思考：

能否通過(guò)噴墨打印來(lái)快速實(shí)現(xiàn)亞像素點(diǎn)的制備？

參考文獻(xiàn)

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

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