Meerkleurige elektrochrome displays zijn een van de meest veelzijdige toepassingen omdat ze hun gekleurde toestand kunnen behouden zonder dat er elektrische stroom nodig is. Echter, de gelijktijdige kleuring van de tegenlaag bij gebruik van een conventioneel elektrochroom display beperkt de kleuroverlay-effecten. Aanvullend, de werking van conventionele elektrochrome displays vereist externe spanningen om de kleur-/bleekprocessen te activeren, wat de conventionele elektrochrome displays verre van een technologie met een netto-nul energieverbruik maakt.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Lichtwetenschap en toepassingen , een team van wetenschappers, onder leiding van professor Abdulhakem Y. Elezzabi en Dr. Haizeng Li van het Ultrafast Optics and Nanophotonics Laboratory, Afdeling Elektrotechniek en Computertechniek, Universiteit van Alberta, Canada, en medewerkers hebben een nieuw concept ontwikkeld voor transparante meerkleurige elektrochrome displays door natriumion-gestabiliseerde vanadiumoxide (SVO) nanostaafjes als elektrochroom materiaal te gebruiken. De SVO-nanostaafjes zijn compatibel met een eenvoudige staafcoatingmethode voor het vervaardigen van elektrochrome films wanneer ze worden gemengd met cellulose. Vanwege het oxidatiekarakter van SVO, de toegevoegde cellulose kan onder een lage temperatuur (200 °C) volledig worden afgebroken om invloed op de geleidbaarheid te voorkomen.

De SVO-film vertoont omkeerbare meerkleurenwisseling (oranje ⇄ geel ⇄ groen) tijdens de Zn ₂ ⁺ inbrengen (zelfkleurend/ontlading) en extractie (bleken/opladen). Door gebruik te maken van de driekleuren (oranje ⇄ geel ⇄ groen) elektrochrome respons van de SVO-film, een elektrochroom display werd geconstrueerd door zinkfolie tussen twee SVO-elektroden te plaatsen. Dit display maakt onafhankelijke bediening van elektrochrome elektroden aan de boven- en onderkant mogelijk, waardoor extra configuratieflexibiliteit van de apparaten wordt geboden door het gebruik van dubbele elektrochrome lagen onder dezelfde of verschillende kleurtoestanden. Als zodanig, het kleuroverlay-effect kan het kleurenpalet aanzienlijk verbreden. Met behulp van het kleuroverlay-effect, het geconstrueerde Zn-SVO elektrochrome display toont het schakelen tussen de meerdere kleuren (oranje, amber, geel, bruin, chartreuse en groen) met behoud van semitransparantie van> 30%.

interessanter, het Zn-SVO elektrochrome display heeft een nullastpotentiaal (OCP) van 1,56 V, wat een zelfkleuringsgedrag en een energieterugwinningsfunctionaliteit mogelijk maakt. Deze OCP komt voort uit het redoxpotentiaalverschil tussen de zinkfolie en de SVO-elektrode, die de drijvende kracht levert die de oxidatie van Zn activeert (d.w.z. strippen van Zn in de elektrolyt) en reductie van de SVO-film (d.w.z. intercalatie van Zn ₂ ⁺ naar SVO). Dus, door de ingebouwde spanning kan het display van kleur veranderen van oranje naar groen (inclusief de vier tussenkleuren) vanwege de vermindering van de SVO-film terwijl een LED wordt gevoed.

Deze belangrijke eigenschappen markeren een aanzienlijke verbetering ten opzichte van gerapporteerde elektrochrome displays, waardoor de Zn-SVO elektrochrome displays veelbelovend zijn voor schakelbare optische filters, elektrochrome afstembare micro-optica, en transparante displays. Deze studie vertegenwoordigt een nieuw paradigma in elektrochrome beeldschermen die mogelijk nieuwe kansen kunnen bieden voor de ontwikkeling van hoge transparantie, hoge energie-efficiëntie, en veelkleurige displays met een groot oppervlak.