研究背景

随着现代显示技术的不断进步，电致变色(EC)显示器作为一种典型的非发光(被动)显示器受到广泛关注。EC显示器的工作原理是基于EC材料的电化学驱动的氧化还原过程，产生颜色/透射率/反射率的变化，呈现显示的内容和信息。与商业化的主动发光显示器不同，如阴极射线管(CRT) 显示器、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED) 显示器、有机发光二极管(OLED) 显示器和量子点发光二极管(QLED) 显示器。和已知的非辐射显示器，如电泳和介电泳显示器，电泳显示器，干涉调制器(IMOD)显示器和光子晶体显示器，目前EC显示器的研究和开发(R&D)进程仍在进行，但仍处于早期阶段。而相关高质量产品的商业化仍有很长的路要走。幸运的是，由于先驱性研究证明了许多独特的优势和潜在的价值，EC 显示器有望成为人们期待已久的下一代显示器之一。

研究成果

随着光电领域的快速发展，电致变色(EC)材料和器件受到了极大的关注，由于具有低功耗、易观看、灵活性、可拉伸等优点，在新兴的可穿戴和便携式电子产品、电子纸/广告牌、透视显示器和其他新一代显示器中显示出诱人的潜力。尽管相关领域不断取得进展，但确定如何使电致变色技术真正满足成熟显示器的要求(如理想的整体性能)一直是一个长期问题。因此，相关高质量产品的商业化仍处于起步阶段。在这篇综述中，吉林大学张晓安＆张宇模教授将重点介绍用于潜在显示器的新兴EC材料和器件的进展，包括两种主流EC显示器原型(分段显示器和像素显示器)及其商业应用。在这些主题中，相关的材料/器件、导电体性能、构造方法和加工技术被全面地讨论和回顾。我们还概述了目前的障碍和可能的解决方案，并讨论了该领域的未来。相关报道以“Emerging Electrochromic Materials and Devices for Future Displays”为题发表在Chemical Reviews期刊上。

图文导读

Figure 1. Advantages and values of electrochromic materials and corresponding developmental trajectory from electrochromic devices to mainstream display prototypes (segmented displays and pixel displays) and commercialized displays.

Figure 2. Structures of the classic (a) layered and (b) lateral ECD with five functional layers， including two electrodes， an ECL， an ITL， and an ISL.

Figure 3. Performance indexes for EC display including optical modulation and contrast ratio， response time， coloration efficiency， and durability and lifetime.

总结与展望

考虑到在可穿戴和便携式电子产品、纸质显示器、电子广告牌/标签等方面的潜在应用，杰出的研究人员对潜在的EC显示器进行了深入的研究和探索，以优化相关性能和制备技术。在这篇综述中，作者系统地介绍了新兴EC材料和器件的最新进展，以实现更好的综合性能，满足实际应用需求。此外，还深入讨论了两种典型的显示原型(分段显示和像素显示)。对于EC分段显示，主要有两种制造方法：电极图案化和活性材料图案化。相应的材料和加工技术，如喷墨打印、光刻等，都被全面介绍。系统地讨论了EC像素/子像素的排列和驱动模式，以制造EC像素显示器。此外，结合商业EC(显示器)产品，分析了现有障碍的可能解决方案，并讨论了该领域的未来。

尽管众多杰出的科学家和工程师进行了大量令人钦佩的研究并取得了巨大的进展，但EC显示屏仍处于初级阶段，目前还不能满足市场的要求。不尽人意的性能、尚未实现的理想CMYK基EC材料，以及其他通常在商业生产中出现的问题是主要原因。此外，一些重要的商业化参数还没有得到重视，例如，耐温性和日历寿命。未来，科学家和工程师需要共同努力，深入了解潜在的科学问题，克服现有的障碍，以加速EC显示器的市场化，使其在日常生活中的应用成为可能。

文献链接Emerging Electrochromic Materials and Devices for Future Displays,https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c01055