CN115167050B

CN115167050B - 基于新型变色材料的丛林野战伪装可穿戴显示系统

Info

Publication number: CN115167050B
Application number: CN202210802074.1A
Authority: CN
Inventors: 陈小青; 徐金蘅; 莫霄睿; 张倩倩; 庄碧莹; 耿宜琛; 宋雨; 朱家豪
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2024-05-28
Anticipated expiration: 2042-07-07
Also published as: CN115167050A

Abstract

基于新型变色材料的丛林野战伪装可穿戴显示系统属于电控及新材料领域，近年来发展的WO3无机电致变色材料，稳定性好，成本低，但是具有显色单一的缺点，无法做到多色彩显示，要实现多色彩显示需要多种材料共同作用，生产成本高。与传统变色器件不同，本发明仅需一种变色材料即可实现红、黄、蓝、绿等颜色的转变。并且具有柔性的特征，便于穿戴。

Description

基于新型变色材料的丛林野战伪装可穿戴显示系统

技术领域

本发明属于电控及新材料领域，本发明涉及使用Poly(Pr-EDOT-BT)这一单一共聚物电致变色材料来实现丛林野战伪装可穿戴显示系统。

背景技术

新型变色材料的丛林野战伪装可穿戴变色显示系统的研究有着重要意义。目前彩色显示设备可分为主动发光类和被动反光类。以液晶屏为代表的传统主动发光类显示器用于军事丛林野战伪装，具有两大难题：1)强光下需发出更强的光才能实现理想显示效果；2)工作过程中需要持续供电。3)主动发光容易暴露自身，在夜晚或光照不足的地方无法工作。这三大问题导致传统显示器功耗发热大，无法适用于丛林野战伪装，而且液晶屏有难以弯曲、柔韧性差的特点。以彩色电子纸为代表的被动反光类显示系统通过对有色材料反射特性的调节实现材料变色，除变色过程之外无需外加电压，因此理论上可以克服上述问题。但由于缺乏合适的变色材料，当前的主流彩色电子纸(ACeP)仅能显示有限的几种颜色。且其器件结构复杂，制备工艺流程多，并且需要将多种电致变色材料叠加，成本较高。

近年来发展的WO3无机电致变色材料，稳定性好，成本低，但是具有显色单一的缺点，无法做到多色彩显示。本项目主要使用Poly(Pr-EDOT-BT)这一有机变色材料，具有多色彩变色特性，显示颜色多样，弥补了无机变色材料的缺陷。并且将其结合至驱动电路阵列上，实现动态图形显示，研发电致变色动态多色彩丛林野战伪装可穿戴显示器。电致变色系统的应用使基于新型变色材料的变色显示器不仅不需要背光灯，省电性能好，制造成本低的优势。除此之外，被动反光的特性正好适用于丛林野战的自适应伪装，便于更好的隐藏自身，不被敌军发现。而且，本发明采用了新型变色材料，因此仅通过一种共聚物电致材料便可实现多色彩呈现，同时具有兼容柔性衬底的特点，具体表现在其可弯曲，便于穿戴。有效地解决了上述传统材料的一系列问题。

发明内容

本项目针对丛林野战这一特定背景环境的光谱特点(以红、黄、蓝、绿等色为主)，特别选用Poly(Pr-EDOT-BT)这一新型共聚物电致变色材料。近年来发展的WO3无机电致变色材料，稳定性好，成本低，但是具有显色单一的缺点，无法做到多色彩显示，要实现多色彩显示需要多种材料共同作用，生产成本高。与传统变色器件不同，本发明仅需一种变色材料即可实现红、黄、蓝、绿等颜色的转变。并且具有柔性的特征，便于穿戴。

本发明难点在于如何将Poly(Pr-EDOT-BT)这一材料制备成阵列显示器件，并能根据周围环境变化进行自主变色，呈现出迷彩伪装效果。

本发明围绕丛林野战场景下反射型伪装的如下关键需求进行发明创造：(1)适宜的宽光谱变色材料；(2)图案化变装(迷彩)；(3)未知环境光下反射光谱的调控；(4)快速图案、光谱切换；(5)在长时间变温条件下的变色准确性。

本发明采用如下设计方案：

我们通过反复测试比对，得出了Poly(Pr-EDOT-BT)这一材料色谱与电压的关系(如图1)、不同电压下器件颜色色度图(如图2)和材料的吸收光谱图(图3)。发现此材料在0-5V的电压区间内，主要呈现红、黄、蓝、绿色调，与丛林中的背景环境极为相像，非常契合作为变色材料应用于丛林野战伪装的显示系统。由此，本项目进而研究显示系统的制作，使此款显示器能根据周围环境颜色变动而自主变色，从而达到伪装的效果。

为实现更好的伪装效果，本发明采用变色阵列实现图案化变色显示，示意图如图4所示。我们首先制备多色彩共聚物poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料，接着配制出0.1mol/L三水合高氯酸锂/PC的支持电解质，最后利用激光刻蚀技术分别在每一个活性面积为1cm*1cm的ITO玻璃基底上电化学沉积此多色彩共聚物薄膜材料，并在每一块像素点上连出一根导线，作为正极，并连接至继电器。由此制备出多色彩电致变色显示器件的像素点，当想控制某一像素点变色时，即需选通像素点所对应的正极，控制继电器闭合即可产生回路使变色材料变色。

由上文所述，我们在实验室的环境光下测出了显示的颜色-电压对应关系表，但在不同环境光下，同一个物质所展现出的RGB值会发生变化。所以，由于在外界环境光不可预知的背景下，我们需要调整关系表中的RGB数值，使之能够根据外界环境光的变化而进行自我调整，从而使变色显示器显示的颜色与背景颜色误差减小。

由于传感器读数的RGB值与其反射率和环境光所决定，即：

读数(R,G,B)＝环境光(v)*反射率(r)

其中v为光源强度，r为漫反射率。因为物质材料不变的情况下，其反射率恒定。因此，我们只需考虑环境光的问题。

①我们要得到未知环境下的电压-颜色对应关系

为此，本发明设计一种环境光的测量方法：

1.即以实验室环境光下的标准反射样品的反射光谱为基准，测算实际伪装环境光下样品的R'、G'、B'测量数值与实验室环境光下白纸R₀、G₀、B₀测量数值的差异。

2.通过分别调用感光元件的R,G,B通道计算出比例因子k_r、k_g、k_b,使R'×k_r＝R₀、G'×k_g＝G₀、B'×k_b＝B₀。

3.继而构建出调整函数K(k_r、k_g、k_b)，从而依据下述公式对颜色-电压对应关系表中颜色RGB值做出调整，即：

对应关系_环境((R,G,B),V)＝对应关系_实验室(R,G,B)*K(k_r、k_g、k_b)

最终将表中的对应关系(实验室)，转换为当前环境下的RGB-电压对应关系，从而使表格更符合实际环境。

②针对颜色-电压对应关系表中未规定的颜色进行颜色的自动匹配

1.为了使未规定的颜色匹配上一个与之颜色接近的值，在通过上述方式调整表中RGB颜色数值后，再将通过传感器探测到的r、g、b值与数据表格中的R、G、B颜色数据进行方差比较，将测得的实际颜色与数据库中的颜色进行一一比对，从而找到与外界环境最相近的颜色。

2.继而通过AD转换模块输出可调节的0～5V电压，并利用继电器模块组实现显示阵列模块的精准定位，调节电压使之达到变色器件的变色电压范围，控制阵列电致变色器件的颜色变化，最终形成动态图案显示。

由于电致变色材料的特性受温度影响会发生变化，使色谱与电压的对应关系发生变动，进而出现误差。因此，为了提高稳定性，解决上述问题，本发明通过传感器识别显示模块本身的色谱数值，与探测到的背景光进行比对，从而达到自我矫正的效果。

由于针对丛林野战伪装领域，变色过程需要迅速，能根据周围环境实现即刻变色。本发明提供一种变色方案：通过传感器识别背景的主体颜色，将所有像素点的继电器选通，使显示器整体变色，接着随机选通显示阵列的像素点，将色谱相近的色块随机分布于显示阵列中，最终形成类迷彩服的效果。

本项基于新型电致变色材料和电路控制系统实现多色彩动态显示。设计电路系统控制变色材料，使之呈现动态的多色彩变化，并利用电致变色像素点的阵列显示动态图案。由此研发出具有柔性程度好的色彩丰富的电致变色动态可穿戴显示器。这些优势使得本项目研究成果可应用于电子纸、迷彩伪装等多个领域范畴，与传统显示器相比拥有丰富的应用前景和广阔的应用领域。

特别要指出的是本系统并不局限于本发明的材料，聚苯胺有机电致变色材料，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)有机电致变色材料，五氧化二钒无机电致变色材料，氧化钨无机电致变色材料，普鲁士蓝无机电致变色材料等等都可以作为替换材料完成色彩丰富的电致变色动态可穿戴显示器。

附图说明

图1.色谱与电压的关系图

图2.本发明所制得的大范围丰富且精细颜色调制能力的聚(芘+3,4-乙烯二氧噻吩+联二噻吩)有机电致变色材料，在不同电压下呈现颜色有序变化的CIE色品图

图3.本发明所用的大范围丰富且精细颜色调制能力的聚(芘+3,4-乙烯二氧噻吩+联二噻吩)有机电致变色材料在不同电压下的吸收光谱图

图4.显示阵列器件内部电路结构俯视图,其中①为ITO(深灰色)②为玻璃(灰白色部分)③所有ITO导线均为0.08cm

图5.本发明所制得的大范围丰富且精细颜色调制能力的聚(芘+3,4-乙烯二氧噻吩+联二噻吩)有机电致变色材料的LSV测试(图中的“PEB”为聚(芘+3,4-乙烯二氧噻吩+联二噻吩)有机电致变色材料的简称)。

图6.显示阵列器件结构图，自上而下依次为：铜导线、ITO玻璃、PVDF+PC/LiClO4电解液、多色彩共聚物、玻璃

图7.显示阵列与继电器的连接，图中，每一个像素点引出的导线都分别连接至继电器上

图8.颜色校正装置，将tcs230颜色传感装置贴合在变色器件表面，实时监控外表颜色。

图9.电控整体系统，其中STC89C52为核心控制，TCS230为颜色传感器，PCF8591作为AD转换器，继电器模块起到显示阵列的选通作用。

图10.电控整体系统连接图

图11.PCF8591管脚链接图

图12.TCS230的引脚封装和功能框图

图13.TCS230传感器S0,S1及S2，S3端口组合选项

图14.PCF8591芯片AD转换模块的电阻分频链结构图

图15.STC89C52内部核心图

具体实施方式

一、显示模块制备

1.多色彩共聚物poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料制备：

1)先制备芘(pyrene)+3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)+联二噻吩(BT)+高氯酸锂的乙腈溶液(摩尔比为1:2:1的A混合溶液)：

称取0.2023g pyrene和0.1714g BT溶解于试先盛有50mL乙腈的100mL烧杯中，再用移液枪吸取220微升(μL)的EDOT也同样溶解于其中。然后再称取3.21g高氯酸锂溶解于上述混和液中，最后补加乙腈到100mL，在室温中充分搅拌，20分钟后得出A混合溶液。

2)以Ag/AgCl作为参比电极，铂片作为对电极，将电化学工作站中的工作电极夹连在铂片上，参比电极和对电极夹连在Ag/AgCl上，通过电化学工作站对上述配制的A溶液进行LSV测试，并确定电化学共聚的电位(如图5所示)。电压范围：-0.9V～1.6V，扫速为10mV/s。

3)随后利用三电极体系，即ITO透明导电玻璃作为工作电极，Pt作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极。三电极放进A混合溶液中，电化学工作站施加恒压1.2V，经过60s后即可得到电化学聚合形成的多色彩共聚物poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料。

4)对干燥后的多色彩共聚物poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料在三电极体系中分别施加-1.2V，-0.2V，0.3V，0.35V，0.6V，0.8V和1V，即可得到显示出多种色彩的共聚物poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料(如图3所示)。

注：上述实验过程均在中性室温环境下进行。

2.电解液制备：

将8.1g三水合高氯酸锂溶于50mL的聚碳酸丙烯酯(PC)中，充分溶解后即可配制出0.1mol/L三水合高氯酸锂/PC的支持电解质。

注：该溶液为后续使上述制备的多色彩电致变色材料进行变色，以及一系列的有关电致变色和电化学的测试溶液。

3.多色彩像素点电致变色显示器的制备:

我们利用激光刻蚀技术在ITO/玻璃电极上专门设计了一个透明导电基底。其中，每一个像素点1cm*1cm，一共3*3个像素点均匀排列。遵循步骤1中利用三电极体系分别每一个在活性面积为1cm*1cm的ITO玻璃基底上电化学聚合多色彩poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料。最后以此共聚物为电致变色层，以ITO玻璃电极为离子存储层，以及浸泡在电解液中的聚偏二氟乙烯(PVDF)自支撑透明薄膜充当电子阻挡层。此外，要在ITO玻璃电极(离子存储层)的前后边缘分别贴上铜导线。以上三层上下堆叠，即可制备成多色彩像素点电致变色显示器。负极加在最上层ITO导电玻璃上，正极加在每一个像素点引出的ITO导电区域上。每一个像素点的颜色可单独调控。此器件可多次反复使用，直至共聚物材料完全脱落。如图6所示，器件自上而下依次为：铜导线、ITO玻璃、PVDF+PC/LiClO4电解液、多色彩共聚物、玻璃

注：上述实验过程均在中性室温环境下进行。

二、显示器件组装

我们将每一像素点的正极分别与继电器相连(如图7)。继电器闭合，产生回路，材料根据所接电压值开始变色；继电器断开，回路断开，材料停止变色；并由此构成大面积可操控显示阵列。

在显示器件像素点表面，我们又在适当区域安装了TCS230颜色传感器(后文称为颜色校正传感器)作为颜色校正装置(如图8)，将其贴合置变色器件表面，实时监控外表颜色。

当颜色较正传感器识别RGB值达到外部环境RGB值时，向系统发出信号断开所有继电器，停止供电。颜色校正传感器的存在，减少了由于材料使用时间过长导致的电压与颜色的对应关系出现偏差产生的影响，增强了显示系统的使用寿命。

在实际操作中，外界环境发生变化时，系统输出变色电压，在继电器接收到变色的输入信号后，所有继电器会在同一时间全部闭合，由此将材料变为背景环境的主色调。当颜色校正传感器测得变色达到规定值后，所有继电器同时断开停止供电，接着AD转换器将输出与背景色色调相近的辅色，控制继电器随机闭合，使显示系统随机出现色调一致颜色深度不同色块，进而达到迷彩服的效果。

三、RGB-电压表格校正算法

比例系数K的计算：从理论上讲，白色是由等量的红色、绿色和蓝色混合而成的；但实际上，白色中的三原色并不完全相等，并且对于TCS230的光传感器来说，它对这三种基本色的敏感性是不相同的，导致TCS230的RGB输出并不相等，因此在测试前必须进行白平衡调整，使得TCS230对所检测的"白色"中的三原色是相等的。我们设置定时器0为一固定时间10ms，然后选通三种颜色的滤波器，计算这段时间TCS230的输出脉冲数，计算出一个比例因子，通过这个比例因子可以把这些脉冲数变为255。在实际测试时，同样通过10ms的时间进行计数，把测得的脉冲数再乘以求得的比例因子，然后就可以得到所对应的R、G和B的值。

其中，TF0为定时器T0溢出中断标志。T0被允许计数以后，从初值开始计时，当最高位产生溢出时，由硬件置1，向CPU请求中断。

TR0为定时器T0的运行控制位，该位实现置位和清零。

TF1为计数器T1溢出中断标志。T0被允许计数以后，从初值开始计时，当最高位产生溢出时，由硬件置1，向CPU请求中断。

TR1为计数器T1的运行控制位，该位实现置位和清零。

TH0为定时器T0高字节。

TL0为定时器T0低字节

TH1为计数器T1高字节

TL1为计数器T1低字节

由上述程序，以红色通道为例，我们先将TH0、TL0计时器初始化，计时10ms。接着将计数器初值TH1、TL1清零。通过选通S2、S3使TCS230传感器选通红色通道，接着令TR0为1，计时器开始计时；TR1＝1计数器开始计数。当计时器溢出即TF＝＝0时，令TF0＝0清除定时器溢出标志，TR0＝0关闭定时器。接着通过TH1*256+TL1将计数器的值取出赋给ryz，由此计算出比例因子k_r＝255/TH1*256+TL1

在测出RGB值后，我们将测得的r、g、b值与变色材料颜色数据库中的r1、r2、r3等颜色数据进行方差比较，将测得的实际颜色与数据库中的颜色进行一一比对，找到与外界环境最相近的颜色。

测得rgb值与数据库中r1g1b1的方差记为x1＝pow(r-r1,2)+pow(g-g1,2)+pow(b-b1,2)；

测得rgb值与数据库中r2g2b2的方差记为x2＝pow(r-r2,2)+pow(g-g2,2)+pow(b-b2,2)；

测得rgb值与数据库中r2g2b2的方差记为x3＝pow(r-r3,2)+pow(g-g3,2)+pow(b-b3,2)；

其中pow(x，y)为对x做y次方运算

int small,output；

如果x1最小，即测得数值与数据库中r1g1b1最为接近if(x1<x2&&x1<x3)

则令输出电压output为r1g1b1所对应电压{small＝x1；output＝51；}

如果x2最小，即测得数值与数据库中r2g2b2最为接近if(x2<x1&&x2<x3)

则令输出电压output为r2g2b2所对应电压{small＝x2；output＝102；}

如果x3最小，即测得数值与数据库中r3g3b3最为接近if(x3<x2&&x3<x1)

则令输出电压output为r3g3b3所对应电压{small＝x3；output＝153；}

WriteDAC(output)；

三、电控整体系统

如图9，我们以STC89C52单片机最小控制系统为设计核心，内部核心如图15，采用输出为5V1A的直流稳压电源。如图9、10，我们通过单片机控制颜色传感器感应rgb值，设计程序与变色电压一一对应，并通过AD转换器PCF8591实现电压的精准输出，继而用继电器模块组选通显示模块，从而达到能准确输出变色电压的效果。整个系统设计结构简单、功耗小、精度高。模块具体说明如下:

如图12，TCS230颜色传感器是第一个具有数字兼容接口的RGB彩色传感器，把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一起，可以驱动标准的TTL或CMOS，直接将传感器输出数字信号给单片机等微处理器，输出数字信号与输出模拟信号相比较，前者提高了系统的抗干扰和降噪能力，同时减小了颜色传感器的远程测量误差。在测量中，我们如图13依次设置选通红色、绿色和蓝色滤波器,其中S3接P2_0、S2接P2_1、OUT接P3_5,设置定时器为一固定时间10ms,然后选通三种颜色的滤波器,计算这段时间内TCS230的输出脉冲数,计算出一个比例因子,通过这个比例因子把脉冲数变为255。在实际测试时,使用同样的时间进行计数,把测得的脉冲数再乘以求得的比例因子,然后就可以得到所对应的R、G和B的值。

PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I2C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0,A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。其中，SCL接P2_6、SDA接P2_5。

我们主要使用PCF8591上的AD转换功能，这个D/A转换器由一个电阻分频链组成(如图14)，该分频链连接到具有256个分频点和选择开关的外部参考电压。模拟输出电压由一个自动归零的放大器缓冲。这个缓冲放大器可以通过设置模拟输出使能标志来打开或关闭控制寄存器。在使能状态下，输出电压被保持直到进一步的数据字节被发送。片上D/A转换器也用于逐次逼近A/D转换。为了释放DAC进行A/D转换循环，单位增益放大器配备了跟踪和保持电路,这个电路在执行A/D转换时保持输出电压。进而运用在本项目中可以实现0～5V电压的精确稳定输出，将RGB值转换为所需电压，控制电致变色模块变色。

继电器模块主要应用于A/D转换器输出接口与变色显示阵列的连接，我们选用继电器JQC3F-5VDC-C模块，此模块具有一组常开，一组转换触电模式。每一继电器分别与单片机P0_0—P0_7连接。由于显示阵列负极都接地，我们只需让正极接入A/D转换器输出电压值即可实现颜色的转变，通过控制继电器的闭/合实现精准选通，进而实现显示模块的变色。在实际操作中，外界环境发生变化时，系统输出变色电压，在继电器接收到变色的输入信号后，所有继电器会在同一时间全部闭合，由此将材料变为背景环境的主色调。当颜色校正传感器测得变色达到规定值后，所有继电器同时断开停止供电，接着AD转换器将输出与背景色色调相近的辅色，控制继电器随机闭合，使显示系统随机出现色调一致颜色深度不同色块，进而达到迷彩服的效果。

Claims

1.基于新型变色材料的丛林野战伪装可穿戴显示系统，

首先制备多色彩共聚物poly电致变色材料，接着配制出0.1mol/L三水合高氯酸锂/PC的支持电解质，最后利用激光刻蚀技术分别在每一个活性面积为1cm*1cm的ITO玻璃基底上电化学沉积此多色彩共聚物薄膜材料，并在每一块像素点上连出一根导线，作为正极，并连接至继电器；由此制备出多色彩电致变色显示器件的像素点，当想控制某一像素点变色时，即需选通像素点所对应的正极，控制继电器闭合即可产生回路使变色材料变色；

其特征在于：

由于传感器读数的RGB值由其反射率和环境光所决定，即：

读数(R,G,B)＝环境光(v)*反射率(r)

其中v为光源强度，r为漫反射率；因为物质材料不变的情况下，其反射率恒定；因此，只需考虑环境光的问题；

①得到未知环境下的电压-颜色对应关系

设计一种环境光的测量方法：

1)即以实验室环境光下的标准反射样品的反射光谱为基准，测算实际伪装环境光下样品的R′、G′、B′测量数值与实验室环境光下白纸R₀、G₀、B₀测量数值的差异；

2)通过分别调用感光元件的R,G,B通道计算出比例因子k_r、k_g、k_b,使R′×k_r＝R₀、G′×k_g＝G₀、B′×k_b＝B₀；

3)继而构建出调整函数K(k_r、k_g、k_b)，从而依据下述公式对颜色-电压对应关系表中颜色RGB值做出调整，即：

最终将表中的对应关系，转换为当前环境下的RGB-电压对应关系；

a)为了使未规定的颜色匹配上一个与之颜色接近的值，在通过上述方式调整表中RGB颜色数值后，再将通过传感器探测到的r、g、b值与数据表格中的R、G、B颜色数据进行方差比较，将测得的实际颜色与数据库中的颜色进行一一比对，从而找到与外界环境最相近的颜色；

b)继而通过AD转换模块输出可调节的0～5V电压，并利用继电器模块组实现显示阵列模块的精准定位，调节电压使之达到变色器件的变色电压范围，控制阵列电致变色器件的颜色变化，最终形成动态图案显示。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

一、显示模块制备

A.多色彩共聚物poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料制备：

1)先制备芘(pyrene)+3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)+联二噻吩(BT)+高氯酸锂的乙腈溶液，记为浓度为1:2:1的A混合溶液；

称取0.2023g pyrene和0.1714g BT溶解于盛有50mL乙腈的100mL烧杯中，再用移液枪吸取220微升的EDOT也同样溶解于其中；然后再称取3.21g高氯酸锂溶解于上述混和液中，最后补加乙腈到100mL，在室温中充分搅拌，20分钟后得出A混合溶液；

2)以Ag/AgCl作为参比电极，铂片作为对电极，将电化学工作站中的工作电极夹连在铂片上，参比电极和对电极夹连在Ag/AgCl上，通过电化学工作站对上述配制的A溶液进行LSV测试，并确定电化学共聚的电位；电压范围：-0.9V～1.6V，扫速为10mV/s；

3)随后利用三电极体系，即ITO透明导电玻璃作为工作电极，Pt作为对电极，

Ag/AgCl作为参比电极；三电极放进A混合溶液中，电化学工作站施加恒压1.2V，经过60s后即可得到电化学聚合形成的多色彩共聚物poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料；

B.电解液制备：

将8.1g三水合高氯酸锂溶于50mL的聚碳酸丙烯酯PC中，充分溶解后即可配制出0.1mol/L三水合高氯酸锂/PC的支持电解质；

C.多色彩像素点电致变色显示器的制备:

利用激光刻蚀技术在ITO/玻璃电极上专门设计了一个透明导电基底；其中，每一个像素点1cm*1cm，一共3*3个像素点均匀排列；遵循步骤A中利用三电极体系分别每一个在活性面积为1cm*1cm的ITO玻璃基底上电化学聚合多色彩poly(pyrene-co-EDOT-BT)电致变色材料；最后以此共聚物为电致变色层，以ITO玻璃电极为离子存储层，以及浸泡在电解液中的聚偏二氟乙烯自支撑透明薄膜充当电子阻挡层；此外，要在ITO玻璃电极的前后边缘分别贴上铜导线；以上三层上下堆叠，制备成多色彩像素点电致变色显示器；负极加在最上层ITO导电玻璃上，正极加在每一个像素点引出的ITO导电区域上；每一个像素点的颜色可单独调控；

二、显示器件组装

将每一像素点的正极分别与继电器相连；继电器闭合，产生回路，材料根据所接电压值开始变色；继电器断开，回路断开，材料停止变色；并由此构成大面积可操控显示阵列；

在显示器件像素点表面，安装了TCS230颜色传感器作为颜色校正装置，将其贴合至变色器件表面，实时监控外表颜色；

当颜色校正装置识别RGB值达到外部环境RGB值时，向系统发出信号断开所有继电器，停止供电；

在实际操作中，外界环境发生变化时，系统输出变色电压，在继电器接收到变色的输入信号后，所有继电器会在同一时间全部闭合，由此将材料变为背景环境的主色调；当颜色校正装置测得变色达到规定值后，所有继电器同时断开停止供电，接着AD转换器将输出与背景色色调相近的辅色，控制继电器随机闭合，使显示系统随机出现色调一致颜色深度不同色块，进而达到迷彩服的效果。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

测试前必须进行白平衡调整，使得TCS230对所检测的"白色"中的三原色是相等的；设置定时器T0为一固定时间10ms，然后选通三种颜色的滤波器，计算这段时间TCS230的输出脉冲数，计算出一个比例因子，通过这个比例因子把这些脉冲数变为255；

在实际测试时，同样通过10ms的时间进行计数，把测得的脉冲数再乘以求得的比例因子，然后就可以得到所对应的R、G和B的值；

其中，TF0为定时器T0溢出中断标志；T0被允许计数以后，从初值开始计时，当最高位产生溢出时，由硬件置1，向CPU请求中断；

TR0为定时器T0的运行控制位，该位实现置位和清零；

TF1为计数器T1溢出中断标志；T0被允许计数以后，从初值开始计时，当最高位产生溢出时，由硬件置1，向CPU请求中断；

TR1为计数器T1的运行控制位，该位实现置位和清零；

TH0为定时器T0高字节；

TL0为定时器T0低字节；

TH1为计数器T1高字节；

TL1为计数器T1低字节；

对于红色通道先将TH0、TL0定时器初始化，计时10ms；接着将计数器初值TH1、TL1清零；通过选通S2、S3使TCS230传感器选通红色通道，接着令TR0为1，定时器开始计时；TR1＝1计数器开始计数；当定时器溢出即TF0＝＝0时，令TF0＝0清除定时器溢出标志，TR0＝0关闭定时器；接着通过TH1*256+TL1将计数器的值取出赋给ryz，由此计算出比例因子k_r＝255/TH1*256+TL1；

在测出RGB值后，将测得的r、g、b值与变色材料颜色数据库中的r1、r2、r3颜色数据进行方差比较，将测得的实际颜色与数据库中的颜色进行一一比对，找到与外界环境最相近的颜色；

其中pow(x，y)为对x做y次方运算；

如果x1最小，即测得数值与数据库中r1g1b1最为接近；

则令输出电压output为r1g1b1所对应电压；

如果x2最小，即测得数值与数据库中r2g2b2最为接近；

则令输出电压output为r2g2b2所对应电压；

如果x3最小，即测得数值与数据库中r3g3b3最为接近；

则令输出电压output为r3g3b3所对应电压。