现如今显示器无处不在，它提供了令人惊叹的图像和实时信息。电致变色（EC）显示器是一种非发射显示器，由于其超低的功耗和在明亮的环境光条件下具有良好的能见度而受到人们的广泛关注。最近，在EC电极中引入超材料给EC显示领域带来了革命性的进步，因为这可以提供各种新的吸引人的特性，例如实现宽色域的动态调控或者超快的变色速度。然而，这种基于超材料的EC显示器从单电极发展到全器件时仍然面临着重大的限制，因为器件中的其他支持组件，如对电极和电解质，会显著影响超材料EC器件中的光传播和肉眼感知的色彩质量。基于此，苏州纳米所赵志刚课题组开发了一种新的、经济有效的器件设计，以规避基于超材料的EC显示器面临的关键问题。相关研究成果以题为“Colorful electrochromic displays with high visual quality based on porous metamaterials”发表于Advanced Materials上。
通常，基于超材料的EC显示器采用传统的器件结构，包括具有不同结构色的超材料工作电极、电解质层和透明对电极层。由于电解液和对电极覆盖在工作电极之上，会不可避免地导致入射、反射光损耗，最终造成器件反射率（亮度）的降低和色度的严重偏差。因此，开发出一种基于超材料的高色彩质量EC显示器仍然是一个紧迫的挑战。近期，苏州纳米所赵志刚课题组开发了一种新的、经济有效的器件设计，它围绕一种新型多孔超材料，以规避基于超材料的EC显示器的关键问题。具体来说，在多孔Nylon-66薄膜的上表面建立了一个法布里-珀罗（FP）纳米谐振腔，而电解质和对电极被放置在多孔Nylon-66薄膜的背面。由于其独特的设计，EC器件实现了良好的色彩质量，没有亮度下降或色度的变化。需要强调的是，这种设计避免了贵金属和复杂的纳米制造技术的使用，并且在成本和与现有EC制造设施的兼容性方面具有巨大的扩展潜力。同时，得益于这种新的器件设计，EC显示器件充分展示了它的另一个优点，即非虹彩结构色和宽范围的可视角度，这是由W/WO3产生的FP干涉与多孔膜中随机分布的孔隙对光的多重散射协同作用来实现的。除此以外，具有优秀色彩质量的EC器件还能够实现生动和快速的电致变色行为。在+3/-3V电压内器件可以实现多色彩调控（＞3种），且完成最大幅度的颜色调制时间为2.4/2.5 s。同时器件还拥有极低的功耗（4.0 mW/cm2）和优异的循环性能（至少2000次循环）。最后，作者利用高视觉质量EC器件的特点制作了一个25 cm2大小的EC显示器，与商业电子阅读器和以往文献报道比较，其在可视角度，色域，波长调制幅度、功耗和颜色切换速度等方面具有更好的性能参数，同时又有效和易于制造。小结：赵志刚课题组展示了一种基于多孔Nylon-66薄膜的法布里-珀罗腔EC显示器的新设计，以解决超材料EC器件从单电极制备成全器件时面临的光干扰问题。由于高孔隙率、高渗透率和多重散射特性，超材料EC器件实现良好的色彩质量，与单一电极相比没有亮度的降低和色度的变化，同时也提供大视角无虹彩，快速切换响应，超低功耗和优秀的循环性能。这些令人兴奋的结果为基于超材料的电致变色EC显示器的实际应用和商业化提供了一种成本效益高、易于扩展的设计方案。--纤维素推荐--
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