让手机厂商趋之若鹜的电致变色,到底是什么?

在今年初举行的CES上,一加方面展出了一款隐藏了后置摄像头的概念机型Concept One,这款机型的最大亮点就是在后摄模组上使用了一块电致变色玻璃,并通过改变这块玻璃的颜色来实现隐藏摄像头的作用。而在Concept One亮相近一年时间后,近日一加方面还公布了同样采用电致变色技术的一加8T概念机视频。
在官方公布的相关信息中,一加8T概念机继续在电致渐变色技术上进行探索,可以使得机身背部花纹中的颜色能够在银色与蓝色之间进行切换。
事实上不仅仅是一加,包括vivo与努比亚方面都已经展示了其采用电致变色技术的原型机,因此目前也有传言显示,明年或将会有数款不同品牌的机型使用这种辨识度超高的技术。
目前,手机行业主要使用的上色工艺,包括热转印色带、丝网印刷、阳极氧化,以及物理气相沉积等,但这些方式都是出厂就会被永久固定下来。而采用电致变色技术的机型,通过所搭载的电致变色玻璃则能够让消费者可以自定义机身颜色,从而不再拘泥于出厂配色,以实现“千人千面”的机身外观展示效果。
但这项技术其实并不算新,其实早在1969年,S.K.Deb就首次使用无定形WO3薄膜制备了电致变色器件,并提出了“氧空位色心”原理,为电致变色提供了最初的解决方案。随后在80年代前期,美国科学家C.M.Lampert与瑞典科学家C.G.Granqvist等人,就提出了以电致变色膜为基础的“灵巧节能调光窗”(Smart window)。在此之后,电致变色玻璃开始广泛应用在汽车玻璃、航空玻璃,以及建筑材料等领域,其中例如位于英国伦敦的瑞士再保险大厦玻璃幕墙、法拉利Superamerica的挡风玻璃、波音787的机舷窗等,均应用了这一技术。
电致变色技术的基本原理,是材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定且可逆颜色变化的现象,在外观上则表现为颜色与透明度的可逆变化。当给电致变色玻璃的透明导电层施加电压时,离子存储层中存储的离子就会在电场作用下穿过电解质层,与电致变色层中的变色材料结合,从而使得变色材料变色,而这其中的关键就是电致变色玻璃。
电致变色玻璃同时也是典型的“三明治”结构,而一个典型的电致变色器件通常会有7层,从上至下依次为玻璃、透明导电层(ITO膜)、离子存储层、电解质层、电致变色层、透明导电层,以及玻璃,因此这也意味着其结构上的复杂性。因此我们不难发现,在一加Concept One亮相前,电致变色玻璃通常是大型化产品,轻量化也是其在手机上应用的第一道难关。
据悉,目前无论vivo还是一加,亦或是努比亚方面使用的都是氧化铟锡材料作为导电层,实现了更低方阻以及更高透过率的透明导电薄膜。同时在一加Concept One上,一加联手供应商沃格光电对电致玻璃基材还做出了相当多的改进,最终将整个电致变色玻璃的元器件降到了仅有0.35毫米。
不过值得一提的是,许多乘坐过波音787的朋友或许还记得,这一机型舷窗中间部分的变色速度要比边缘更慢,在进行变色调节的时候,玻璃边缘会先变暗,然后再向内扩展,并且需要几分钟时间才能从透明变为不透明,再变为有色,这其实是因为电致变色技术所需要的离子迁移需要时间来进行。
所以可能有的朋友会担心,如果手机上使用的电致变色速度以分钟来计算,那么这一切可能就没有意义了,但是对于尺寸较小,且结构紧凑的手机来说,由于离子迁移的路径更短,所以也更容易通过电压的大小来进行调控。以一加Concept One为例,其所配备的电致变色玻璃,仅需0.7秒就能完成从黑色变为透明的整个过程。
至于功耗方面,大家也完全不必担心,因为电致变色技术的原理就决定了这是一项超低功耗的技术,仅需微弱的几毫安电流就可以实现变色,并且离子在与变色材料结合后就固化了下来,此后就不再需要通电。简单来说,着色与褪色这个循环的过程中,仅仅只需要通2次电即可。
然而电致变色技术也并非十全十美,或者应用在智能手机上依旧还存在一定的局限性。由于电致变色玻璃无论是使用无机、有机小分子,还是有机高分子材料,都需要面对一个致命的难题——工作温度,通常说电致变色玻璃的正常工作温度是-20°到60°,过高和过低的温度都会影响透明导电层使用的性能,如果温度过高材料就会失去活性,可温度太低的情况下,即使通电,材料也只会呈现出雾化状态。
因此目前在业内相关人士看来,电致变色技术虽然确实可能在明年成为一些智能手机的重要卖点,但想要依靠其来开启手机CMF(Color、Material、Finishing)的新篇章,现在或许还为时尚早。
【本文图片来自网络】
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