Flerfärgade elektrokroma skärmar är en av de mest mångsidiga applikationerna eftersom de kan behålla sina färgade tillstånd utan att behöva tillföra el. Dock, den samtidiga färgningen av motskiktet när man använder en konventionell elektrokrom display begränsar färgöverlagringseffekterna. Dessutom, driften av konventionella elektrokroma displayer kräver externa spänningar för att utlösa färgnings-/blekningsprocesserna, vilket gör att de konventionella elektrokroma bildskärmarna är långt ifrån en teknik för energiförbrukning som är helt noll.

I en ny tidning publicerad i Ljusvetenskap och tillämpningar , ett team av forskare, ledd av professor Abdulhakem Y. Elezzabi och Dr. Haizeng Li från Ultrafast Optics and Nanophotonics Laboratory, Institutionen för elektro- och datateknik, University of Alberta, Kanada, och medarbetare har utvecklat ett nytt koncept för transparenta flerfärgade elektrokroma displayer genom att använda natriumjonstabiliserade vanadinoxid (SVO) nanorods som elektrokroma material. SVO nanorods är kompatibla med en enkel stångbeläggningsmetod för tillverkning av elektrokroma filmer när de blandas med cellulosa. På grund av oxidationsnaturen hos SVO, den tillsatta cellulosan kan sönderdelas helt under låg temperatur (200 °C) för att förhindra dess påverkan på konduktiviteten.

SVO-filmen uppvisar reversibel flerfärgsväxling (orange ⇄ gul ⇄ grön) under Zn ₂ ⁺ insättning (självfärgning/urladdning) och extraktion (blekning/laddning). Genom att dra fördel av den trefärgade (orange ⇄ gul ⇄ grön) elektrokroma responsen från SVO-filmen, en elektrokrom display konstruerades genom att lägga zinkfolie mellan två SVO-elektroder. Den här displayen möjliggör oberoende drift av elektrokroma elektroder översta och nedre, ger således ytterligare konfigurationsflexibilitet för anordningarna genom användning av dubbla elektrokroma skikt under samma eller olika färgtillstånd. Som sådan, färgöverlagringseffekten kan avsevärt bredda färgpaletten. Med hjälp av färgöverlagringseffekten, den konstruerade Zn-SVO elektrokroma displayen visar växling mellan de flera färgerna (orange, bärnsten, gul, brun, chartreuse och grön) samtidigt som den bibehåller halvtransparens för> 30 %.

Mer intressant, den elektrokroma Zn-SVO-displayen har en öppen kretspotential (OCP) på 1,56 V, som möjliggör ett självfärgningsbeteende och energiåtervinningsfunktionalitet. Denna OCP härrör från redoxpotentialskillnaden mellan zinkfolien och SVO-elektroden, som ger den drivkraft som aktiverar oxidation av Zn (dvs. strippning av Zn in i elektrolyten) och reduktion av SVO-filmen (dvs. interkalering av Zn ₂ ⁺ till SVO). Således, den inbyggda spänningen gör att skärmen kan byta färg från orange till grönt (inklusive de fyra mellanfärgerna) på grund av minskningen av SVO-filmen samtidigt som en lysdiod drivs.

Dessa nyckelegenskaper markerar en betydande förbättring jämfört med rapporterade elektrokroma skärmar, vilket gör de elektrokroma Zn-SVO-skärmarna lovande för omkopplingsbara optiska filter, elektrokrom avstämbar mikrooptik, och transparenta displayer. Denna studie representerar ett nytt paradigm inom elektrokroma displayer som potentiellt kan underlätta nya möjligheter för utveckling av hög transparens, hög energieffektivitet, och flerfärgsskärmar med stora ytor.