北京時(shí)間02月08日消息，中國觸摸屏網(wǎng)訊，電致及氣致變色技術(shù)受關(guān)注，可用于玻璃與鏡子的切換以及顯示器領(lǐng)域。在2013年1月30日～2月1日舉行的展會“nano tech 2013”上，有多件采用電致變色（electrochromic，EC）及氣致變色（gaschromic，GC）技術(shù)的調(diào)光玻璃和顯示器等展出。隨著波音在新型客機(jī)“B787”的窗戶上采用電致變色技術(shù)，相關(guān)技術(shù)的開發(fā)正在加速進(jìn)行。

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       EC技術(shù)利用向材料施加電壓時(shí)，材料的光學(xué)特性隨著可逆氧化還原反應(yīng)而變化，使顏色等改變的現(xiàn)象。雖然該技術(shù)的研發(fā)歷史較長，但實(shí)用化案例卻不多。隨著波音在B787客機(jī)的窗戶上采用了EC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以電氣方式使機(jī)窗在透明和深藍(lán)色之間切換的設(shè)計(jì)。這使得EC技術(shù)的知名度迅速提高。

       日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所納米系統(tǒng)研究部門綠色技術(shù)研究小組及東和制作所在nano tech 2013上展出了利用溶液噴涂法實(shí)現(xiàn)的EC玻璃。

       產(chǎn)綜研的EC玻璃采用兩塊玻璃夾著ITO/EC材料的構(gòu)造，EC材料使用的是普魯士藍(lán)（PB）及PB的類似材料，這樣便可通過施加電壓使玻璃的顏色在藍(lán)色與黃色之間切換。另外，還通過配備彩色薄膜實(shí)現(xiàn)了更多的顏色。施加電壓為1.2V。據(jù)稱在切換100多萬次以后，性能也不會變差。

       這種帶電子快門的玻璃利用液晶技術(shù)也可實(shí)現(xiàn)，而且已經(jīng)有實(shí)際的應(yīng)用案例。但產(chǎn)綜研表示，“采用液晶技術(shù)的話構(gòu)造較為復(fù)雜，很難以低成本制造。而此次的EC玻璃是用噴涂技術(shù)制造，因此生產(chǎn)成本很低”。產(chǎn)綜研設(shè)想將這種EC玻璃“用于室內(nèi)裝飾及調(diào)光玻璃等領(lǐng)域”。

產(chǎn)綜研等開發(fā)的EC玻璃。左上角的玻璃為本色，在上面配備彩色薄膜后就能表現(xiàn)出多種顏色
 

切換電壓改變顏色后的狀態(tài)
 

利用理光的EC技術(shù)制成的3.5英寸全彩顯示器
 

6英寸的黑白顯示器。精細(xì)度為200ppi，64灰階
 

力爭2015年度在顯示器領(lǐng)域?qū)嵱没?

       另外，還有企業(yè)打算將該EC技術(shù)應(yīng)用于電子紙的顯示屏。理光展出了EC方式的彩色電子紙用面板。

       該面板通過涂布工藝在PET薄膜上層疊色光三原色，即C（青）、M（品紅）、Y（黃）這三種顏色的發(fā)光材料，并且能夠向各層單獨(dú)施加電壓。不過，電極及TFT是通過濺射形成的。理光利用這樣制成的3.5英寸113ppi面板進(jìn)行了演示，切換顯示畫家維米爾（Vermeer）的數(shù)幅畫作，。

       另外，理光曾在2011年的顯示器技術(shù)國際學(xué)會“SID Display Week 2011”上做過相關(guān)展示，但此次在nano tech 2013展出的面板實(shí)現(xiàn)了更高的色彩表現(xiàn)范圍和對比度。具體而言，此次將色彩表現(xiàn)范圍由2011年時(shí)的27％的提高到了35％，將對比度從30：1提高到了60：1。

       此外，理光還展出了6英寸XGA單色面板。精細(xì)度為200ppi，可64灰階顯示。據(jù)介紹，該面板采用低溫多晶硅（LTPS）TFT驅(qū)動，“目標(biāo)是2015年之前使10英寸面板實(shí)現(xiàn)實(shí)用化”。

通過EC實(shí)現(xiàn)全彩的機(jī)制
 

產(chǎn)綜研開發(fā)的、能夠以電氣方式來控制的GC玻璃（鏡子狀態(tài)）



透明狀態(tài)
 

以前的較厚的雙層玻璃（左）和此次的較薄的雙層玻璃（右）  

使玻璃從透明狀態(tài)切換為鏡子狀態(tài)

       位于名古屋市的日本產(chǎn)綜研可再生材料研究部門環(huán)境響應(yīng)功能薄膜研究小組開發(fā)出了利用GC技術(shù)將透明玻璃切換成鏡子的技術(shù)，并在nano tech 2013上展示。

       GC技術(shù)利用氣體的注入與析出而不是施加電壓來控制材料的光特性。此次，該研究小組事先在兩塊玻璃之間加入了鎂鈣合金（Mg-Ca），以及作為催化劑的鈀（Pd），這樣就能使玻璃像鏡子一樣反射光；而再加入氫氣的話，鎂會與之反應(yīng)而變成氫化鎂（MgH2），使玻璃變回透明狀態(tài)。此時(shí)，如果再加入氧氣（O2），氧就會從MgH2中吸收H2而變成水（H2O），是玻璃再變回鏡子狀態(tài)。

       該小組很早以前就在研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，但此前一直使用間隙較厚的雙層玻璃，通過氫氣瓶來控制H2的注入與析出。不過，從實(shí)用化及安全性來看，使用氫氣瓶不太現(xiàn)實(shí)。

從空氣中的水分提取氫

       據(jù)該研究小組介紹，大約1年前他們注意到，在兩塊玻璃間即使不刻意放入隔板來貼合，也會形成0.1mm左右的間隙。如果有這一間隙，所需要的H2量只需很少即可。

       因此，該研究小組決定通過電解空氣中的水來獲得H2，并最終確認(rèn)，實(shí)際上也能夠通過這種方法來實(shí)現(xiàn)鏡子狀態(tài)與透明狀態(tài)之間的切換。雖然其結(jié)果是得到了一項(xiàng)GC技術(shù)，但實(shí)際上正像EC一樣，是通過電氣方式實(shí)現(xiàn)切換的。這樣一來，雙層玻璃的厚度也可變得更薄，一下子提高了該技術(shù)的現(xiàn)實(shí)性。

       但是，通過電解水來供給H2的話，狀態(tài)的切換時(shí)間就會變長。從鏡子狀態(tài)變成透明狀態(tài)需要約1分鐘，從透明狀態(tài)變成鏡子狀態(tài)需要約5分鐘。不過，“用氫氣瓶來注入H2的話，只需5～20秒即可完成切換”（產(chǎn)綜研）。