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[交流]
新型電子紙-電沉積顯示器的設(shè)想 已有6人參與
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電化學(xué)的應(yīng)用是非常廣泛的，目前已經(jīng)成功商業(yè)化并得到廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品之一是鋰電池，除此之外，在新型顯示器領(lǐng)域電化學(xué)也大有作為，設(shè)想利用可逆的電沉積溶解金屬實(shí)現(xiàn)像素的黑白轉(zhuǎn)換，有望開(kāi)發(fā)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉的反射型顯示器，性能可以超過(guò)目前的電泳顯示器，具體思路如下： 1.在非水溶劑里加入金屬鹽溶解（以廉價(jià)的銅鹽為例），并加入鈦白粉染成白色，配置成電沉積顯示液 2.將顯示液注入ITO玻璃和銅箔組成的盒內(nèi)，形成類(lèi)似LCD顯示器的結(jié)構(gòu) 3.ITO玻璃接負(fù)極，銅箔接正極，銅沉積在ITO玻璃上形成黑色物質(zhì)，銅箔溶解補(bǔ)充銅離子，表觀現(xiàn)象為白色背景上出現(xiàn)黑色圖像 4.要消除黑色圖像，將ITO接正極，銅箔接負(fù)極，ITO上沉積的銅溶解，沉積在背面的銅箔上，表觀現(xiàn)象為白色背景的黑色圖像消失 以上原理很簡(jiǎn)單，進(jìn)一步利用此原理可以開(kāi)發(fā)點(diǎn)陣顯示器，替代目前的TN-LCD顯示器，更進(jìn)一步，由于不需要背光源和偏光片，可以把顯示液制成聚合物凝膠電解質(zhì)膜，開(kāi)發(fā)出大面積薄膜顯示器，成本低廉，耗電低，可以成為一種較理想的戶外廣告電子屏。 目前似乎還沒(méi)有相關(guān)論文發(fā)表，本人現(xiàn)在正在嘗試，個(gè)人感覺(jué)比較有發(fā)展前景，希望借此平臺(tái)能和對(duì)此項(xiàng)目感興趣的朋友一起探討交流。 |
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jameking
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不必全價(jià)還原金屬，這樣就可以顯色。濾光片方案在戶外使用，是否恰當(dāng)？樹(shù)脂的抗紫外能力呢？玻璃材料組成的濾光片矩陣工藝、成本如何？ 關(guān)于電解質(zhì)分解問(wèn)題，我保留意見(jiàn)，凡高分解壓鋰電解液穩(wěn)定性都不如意，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，并且高頻次翻轉(zhuǎn)的“尖端”放電穩(wěn)定性遠(yuǎn)不如鋰電內(nèi)環(huán)境友好，目前鋰電的半容量循環(huán)壽命實(shí)際也只有200次左右，其中電解液失效占三分之一，若作為顯示屏應(yīng)用200次的翻轉(zhuǎn)簡(jiǎn)直就是廢物。 |
8樓2013-11-27 22:51:09
9樓2013-11-27 23:20:25
jameking
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你的想法很好，作為電子白板是可行的，目前技術(shù)完全可行。還需要明確的是： 1。翻轉(zhuǎn)速度，即黑白雙色的實(shí)際反轉(zhuǎn)速度。以便提高顯示（刷屏速度） 2�？刂品D(zhuǎn)比例，控制對(duì)比度，改交流不對(duì)稱(chēng)波形調(diào)制，可以顯示灰度梯度圖像 3。電解質(zhì)分解問(wèn)題 4。點(diǎn)陣間的電容問(wèn)題，可能電子臨近區(qū)域電場(chǎng)調(diào)制，使得圖像模糊 5。溫度對(duì)顯示圖像的影響程度 希望能夠進(jìn)一步探討 |
2樓2013-11-27 08:28:13
myh5158
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3樓2013-11-27 11:47:16
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jameking,你好，非常感謝你的指教，經(jīng)過(guò)初步試驗(yàn)，明確以下幾點(diǎn)： 1.翻轉(zhuǎn)速度:由于電沉積顯示是基于瞬時(shí)沉積原理，沉積厚度在納米級(jí)，電極間距很小，在高電流密度下，沉積時(shí)間可以小于1秒，對(duì)于非視頻顯示問(wèn)題不大 2.理論上通過(guò)控制通電時(shí)間，可以得到不同沉積量，實(shí)現(xiàn)灰度顯示 3.借鑒現(xiàn)有鋰電電解質(zhì)系統(tǒng)，電化窗口可以達(dá)到4V以上，在此電壓內(nèi)驅(qū)動(dòng)顯示，電解質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定 4.由于電極間距很小（微米級(jí)），電場(chǎng)線發(fā)散減小，實(shí)際顯示面積比像素電極面積略大10%左右，對(duì)于低分辨率顯示問(wèn)題也不大，更適合于大面積顯示 5.電沉積顯示是完全意義的雙穩(wěn)態(tài)顯示，一旦圖像顯示出來(lái)，即使斷電也不會(huì)消失，溫度可能會(huì)影響電導(dǎo)率，可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓的溫度補(bǔ)償機(jī)制解決，理論上只要能恒流驅(qū)動(dòng)，就能穩(wěn)定，類(lèi)似LED屏的驅(qū)動(dòng) 目前面臨的幾點(diǎn)問(wèn)題： 1.水和氧氣的阻隔 2.ITO鍍膜的腐蝕 3.循環(huán)壽命 4.斷電情況下顯示圖像的保存時(shí)間（采用昂貴的銀離子抗氧化要好） 5.大面積下顯示的均勻度，對(duì)電極間距精度要求很高 不過(guò)總體來(lái)講，這個(gè)技術(shù)方案的優(yōu)勢(shì)是很明顯的，相信能夠變成現(xiàn)實(shí) |
4樓2013-11-27 20:36:29
5樓2013-11-27 21:00:21
jameking
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你好， 對(duì)于第4點(diǎn)，目前大量文獻(xiàn)資料都表明鋰電池電解液會(huì)分解！且是鋰電池失效的主要原因之一，望關(guān)注有報(bào)道。 對(duì)于現(xiàn)存問(wèn)題第2點(diǎn)：ITO鍍膜的腐蝕我認(rèn)為可以和上述問(wèn)題一并解決，不要采用鋰電電解液，把電壓降低到水分解窗口以下。氣體等內(nèi)壓?jiǎn)栴}也可降低要求。 對(duì)于現(xiàn)存問(wèn)題第4點(diǎn)：我認(rèn)為并不是主要問(wèn)題，由于用量小，即便是銀或其他貴金屬合金對(duì)成本的提高并不顯著。 另外，對(duì)于電沉積速度，原理上可以非�？斓男纬桑�，要形成有效的光吸收感官反映，對(duì)材料的粒度對(duì)比與光線波長(zhǎng)和消光性要求會(huì)有難度。 整個(gè)屏體空腔如果在戶外工作，還需考慮熱變形和光分解光老化等光化學(xué)問(wèn)題。 如果能夠考慮換用鉻原子各加賢色不同的原理，實(shí)現(xiàn)彩色同位顯示（非目前廣泛采用的空間色彩合成原理）達(dá)到超高分辨率顯示的同時(shí)能夠降低ITO鍍膜線束數(shù)量和驅(qū)動(dòng)矩陣密度 以上是在得到您回復(fù)后的考慮，希望繼續(xù)和您探討 |
6樓2013-11-27 21:18:32
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鋰電電解液分解的機(jī)制是正極活性材料的催化作用，并且是在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)充放電條件下工作，加劇分解，電沉積顯示是脈沖電流，并且是惰性電極，穩(wěn)定性比鋰電好，不是一個(gè)概念。 關(guān)于顏色，只要保證沉積的金屬粒子在納米級(jí)，是純黑的，否則是金屬本體色，和普通電沉積不是一個(gè)概念 老化問(wèn)題確實(shí)會(huì)存在，先實(shí)現(xiàn)原理型產(chǎn)品，然后再去優(yōu)化性能 彩色的實(shí)現(xiàn)方式最簡(jiǎn)單的是采用濾光片，前提是白放射率必須足夠高，否則彩色化后顏色變黯淡。 |
7樓2013-11-27 22:01:06
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10樓2013-11-28 00:03:49
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