一種亮度快速可調(diào)的觸摸顯示屏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示屏領(lǐng)域，具體涉及一種亮度快速可調(diào)的觸摸顯示屏。
【背景技術(shù)】
[0002]觸摸顯示屏是顯示屏的一種，其可以讓使用者用手指輕輕地碰顯示屏以實現(xiàn)對主機的操作，擺脫了鍵盤和鼠標(biāo)的操作，使人機交互更為直截了當(dāng)。
[0003]作為顯示屏，其主要作用還具備將一定的電子文件信息通過顯示的方式反映到屏幕上，使得使用者直觀的看到。然而，作為顯示工具，涉及到顯示亮度的問題，一般屏幕不具備自身亮度的可調(diào)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足之處而提供一種亮度快速可調(diào)的觸摸顯示屏。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]本發(fā)明提供了一種亮度快速可調(diào)的觸摸顯示屏，該觸摸顯示屏利用電致變色的原理實現(xiàn)透光率調(diào)節(jié)，方便使用者調(diào)節(jié)屏幕亮度等，可以起到節(jié)約能源、方便使用的目的。
[0007]所述觸摸顯示屏的透光模組為電致變色器件，此外該觸摸顯示屏上還設(shè)置有與電致變色器件串聯(lián)的電源模塊和控制模塊;該電源模塊提供電致變色器件的工作電源;該控制模塊通過調(diào)節(jié)電路中電流大小，以達(dá)到控制電致變色器件透光率的目的；所述電致變色器件采用固態(tài)互補型電致變色器件結(jié)構(gòu)，電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳材料;所述電致變色器件沿厚度方向從上到下依次由以下薄膜構(gòu)成:ITO玻璃基底(I)、W03多孔薄膜(2)、Μηθ2辣根過氧化物酶薄膜(7)、W03納米線薄膜(3)、固態(tài)電解質(zhì)(4)、Au納米粒子薄膜(5)、N1多孔薄膜(6)以及ITO玻璃基底(I);所述Au納米粒子薄膜厚度為3nm。
[0008]優(yōu)選地，所述電致變色器件的制備方法如下:
[0009]步驟一，制備電致變色層WO3納米薄膜:a)首先，取一定尺寸ITO玻璃基底(I)，經(jīng)過丙酮、乙醇、去離子水超聲清洗，放入磁控濺射儀中，在本底真空低于1.5X 10—3Pa、濺射電流為1.8A條件下，磁控濺射時間20min，得到900nm的W膜;b)然后，以鍍有W膜的ITO玻璃為陽極，鉑片為陰極，在0.2wt.%的NaF溶液中進行陽極氧化處理，電壓為50V，時間為30min，陽極氧化處理后用去離子水清洗，得到具有多孔結(jié)構(gòu)的W膜;c)在經(jīng)過陽極氧化處理的ITO玻璃表面磁控濺射一層5nm的Ni膜作催化劑，將該ITO玻璃放入CVD管式爐中，在氬氣和氫氣作用下，400°C保溫4h，生長WO3納米線薄膜(3)，同時多孔W膜被氧化為WO3多孔薄膜(2);
[0010]步驟二，制備MnO2辣根過氧化物酶薄膜(7):將層狀MnO2分散在四甲基氫氧化銨的水溶液中，于室溫下攪拌后離心，得到的上清液為MnO2納米片溶膠;將等體積的MnO2納米片溶膠與HRP溶液5g/L的辣根過氧化物酶基溶液充分混勻后，用微量加樣器將1yLMnO2納米片溶膠與HRP混合溶液滴加于WO3多孔薄膜表面，干燥后即在WO3多孔薄膜表面得到MnO2辣根過氧化物酶薄膜(7);
[0011]步驟三，制備離子存儲層N1多孔薄膜(6):a)在500ml燒杯中將0.16mol硫酸鎳、0.1mol高氯酸鋰、0.03moI過硫酸鉀溶于400ml去離子水，形成深綠色溶液，取一定尺寸ITO玻璃為基底，ITO玻璃背面用膠帶封住，豎直放立在燒杯中，在300rpm的攪拌下將40ml氨水(25?28 % )倒入，沉積時間為1min，取出后用去離子水沖洗干凈，在80°C烘箱中干燥后，在200°C氫氣保護下熱處理2h，得到N1薄膜;b)采用步驟一 b中的陽極氧化法處理N1薄膜，電壓為30V，時間為25min，得到N1多孔薄膜(6); c)將帶有多孔結(jié)構(gòu)N1薄膜的ITO玻璃放入噴金儀中，噴鍍Au納米粒子薄膜(5)；
[0012]步驟四，制備溶膠型固態(tài)電解質(zhì)(4):室溫下，先將0.2mol檸檬酸溶解在10ml無水乙醇中，再加入0.1mol正娃酸乙酯，然后加入5g碳酸鋰和8g尿素并充分溶解，最后加入20g乙二醇以促進聚合反應(yīng)的進行，將所得無色透明溶液加熱到600°C保溫一定時間獲得溶膠，溶膠的粘度隨保溫時間的延長而增大；
[0013]步驟五，組裝電致變色器件:將鍍有N1薄膜的ITO玻璃和鍍有WO3薄膜的ITO玻璃相對放置，中間用絕緣體隔開，絕緣體厚度約1_，邊緣用環(huán)氧樹脂密封，留一小孔用來注射電解液;然后將粘度約35cps的溶膠用注射器注入到兩片ITO玻璃之間，將器件在80°C保溫24h使溶膠聚合并完全固化，得到固態(tài)互補型電致變色器件。
[0014]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0015]1.結(jié)構(gòu)方面:采用互補型電致變色器件結(jié)構(gòu)，電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳材料，在著色態(tài)，光透過率大大減小，增大了光調(diào)節(jié)范圍；氧化鎳薄膜同時作為離子存儲層和變色層，簡化了器件結(jié)構(gòu)；
[0016]2.WO3電致變色薄膜為多孔結(jié)構(gòu)與納米線結(jié)合，極大的增加了該材料的比表面積，有利于減小著色的響應(yīng)時間，此外，在WO3多孔薄膜表面制備有MnO2辣根過氧化物酶薄膜，增強了電致變色器件的靈敏度，進而可以大大降低該顯示屏的反應(yīng)時間；
[0017]3.N1薄膜為多孔結(jié)構(gòu)結(jié)合Au納米粒子，Au納米粒子對N1薄膜的著色起到催化作用，大大提高其著色效率，使得該顯示屏達(dá)到快速調(diào)節(jié)透光率的目的。
【附圖說明】
[0018]利用附圖對發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明電致變色器件的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1-1T0玻璃基底，2-W03多孔薄膜，3-W03納米線薄膜，4-固態(tài)電解質(zhì)，5-Au納米薄膜，6-N1多孔薄膜，7_Mn02辣根過氧化物酶薄膜。
【具體實施方式】
[0020]電致變色現(xiàn)象是指材料的光學(xué)屬性(吸收率、透過率、反射率等)在外加電場的作用下發(fā)生穩(wěn)定、可逆變化的現(xiàn)象，外觀上表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。其實質(zhì)是一種化學(xué)可逆的反應(yīng)過程。
[0021]電致變色材料是一種新型的節(jié)能材料，為節(jié)能環(huán)保提供了一種新的途徑。其在低能耗顯示、電子紙、智能窗戶等領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力，譬如在智能窗領(lǐng)域，根據(jù)環(huán)境溫度、日照等情況，其可以調(diào)節(jié)玻璃的光學(xué)性能，起到節(jié)約室內(nèi)能源消耗的作用。
[0022]許多物質(zhì)在受熱、光照、外加電場等作用下，其顏色會發(fā)生變化，產(chǎn)生致色象。無機電致變色材料以過渡金屬氧化物為主，其中三氧化鎢是一種重要陰極電致變色材料，具有著色效率高、響應(yīng)時間短、循環(huán)次數(shù)高等優(yōu)點。三氧化鎢薄膜有非晶態(tài)和晶態(tài)兩種類型，非晶態(tài)三氧化鎢薄膜的著色效率高、顏色轉(zhuǎn)化快，但其結(jié)構(gòu)松散，化學(xué)穩(wěn)定性差，晶態(tài)三氧化鎢結(jié)構(gòu)緊密，化學(xué)穩(wěn)定性好，但其著色效率和響應(yīng)時間表現(xiàn)不如非晶態(tài)三氧化鎢，然而，研究發(fā)現(xiàn)三氧化鎢的電致變色性能很大程度上取決于其表面形貌與晶體結(jié)構(gòu)。
[0023]氧化鎳是一種典型的陽極電致變色材料。氧化鎳由于其褪色態(tài)比較透明，著色態(tài)具有柔和的中性顏色(灰色)，接近于人眼對光波的敏感波段，并且作為陽極著色材料，可與氧化鎢等組成互補型電致變色器件。
[0024]電致變色器件的結(jié)構(gòu)一般為三明治結(jié)構(gòu)，主要包括:透明導(dǎo)電層、電致變色層、離子導(dǎo)電層、離子存儲層和透明導(dǎo)電層。透明導(dǎo)電層的作用是在電化學(xué)反應(yīng)中為電致變色材料提供電子的導(dǎo)體，一般使用摻錫氧化銦(ITO)薄膜或摻氟氧化錫(FTO)薄膜；電致變色層是器件的核心層，主要以電致變色薄膜的形式出現(xiàn)，包括有機和無機電致變色材料;離子導(dǎo)體層即為電解質(zhì)層，提供電致變色器件正常工作時傳導(dǎo)離子、電子的通道;離子存儲層又稱對電極層，主要作用是存儲和提供電致變色所需的離子，起到平衡電荷的作用。
[0025]電致變色器件的工作原理為:在兩個透明導(dǎo)電層之間加上一定的電壓，在外加電壓作用下，電子和離子共同注入電致變色層，并使其發(fā)生氧化還原的電化學(xué)反應(yīng)而著色，離子存儲層在電致變色材料發(fā)生氧化還原反應(yīng)時起到儲存相應(yīng)的反離子，保持整個體系的電荷平衡的作用，當(dāng)施加反向電壓時，電子和離子從著色的電致變色層內(nèi)抽出而使其褪色。
[0026]針對現(xiàn)有電致變色器件光調(diào)節(jié)范圍小、著色速率低和循環(huán)壽命短等問題，本發(fā)明基于三氧化媽納米材料，同時結(jié)合氧化鎳納米材料設(shè)計互補型電致變色器件。以氧化媽納米線薄膜作為陽極電致變色材料，氧化鎳納米薄膜作為陰極電致變色材料，同時摻雜Au納米粒子，制備多孔結(jié)構(gòu)。
[0027]本發(fā)明提供了一種亮度快速可調(diào)的觸摸顯示屏，該觸摸顯示屏利用電致變色的原理實現(xiàn)透光率調(diào)節(jié)，方便使用者調(diào)節(jié)屏幕亮度等，可以起到節(jié)約能源、方便使用的目的。
[0028]所述觸摸顯示屏的透光模組為電致變色器件，此外該觸摸顯示屏上還設(shè)置有與電致變色器件串聯(lián)的電源模塊和控制模塊;該電源模塊提供電致變色器件的工作電源;該控制模塊通過調(diào)節(jié)電路中電流大小，以達(dá)到控制電致變色器件透光率的目的；所述電致變色器件采用固態(tài)互補型電致變色器件結(jié)構(gòu)，電致變色材料分別為氧化鎢和氧化鎳材料。
[0029]下面結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明作進一步說明。
[0030]圖1為本發(fā)明電致變色器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ] 其中，1-1T0玻璃基底，2-W03多孔薄膜，3-W03納米線薄膜，4_固態(tài)電解質(zhì)，5_Au納米薄膜，6-N1多孔薄膜，7-Mn02辣根過氧化物酶薄膜。
[0032]結(jié)合以下實施例對