“变色龙”附体

智能手机的变色之旅

智能手机的变色之旅为了提升辨识度，智能手机总喜欢搭配彩色后盖。但是，如果选择红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等一类的纯色又很容易“撞车”，所以厂商们更喜欢引入“渐变色”，以带来独一无二的个性色彩。

2017年，以OPPO和vivo为代表的品牌就实现了基于金属机身的阳极氧化渐变工艺。随着玻璃后盖一统江湖，渐变镀膜、渐变喷涂、渐变印刷、渐变浸染等工艺先后登场，在AG工艺、光学纹理技术及光变材料（油墨等）的优化与融合之后，手机后盖又开始朝着3D立体式光影变幻特效迈进，同时还衍生出了晶钻工艺和夜光（如realme萤火虫配色）等特殊设计（图1）。

不过，上述设计的变色效果都属于“被动技能”，需要借助光线和改变观察视角才能呈现个性的光影渐变。而电致变色工艺的变色效果则属于“主动技能”，无需光线，想变就变，可以打造出更为炫酷的视觉体验。

什么是电致变色工艺

什么是电致变色工艺简单来说，所谓的电致变色就是材料（EC薄膜）的光学属性（反射率、透过率、吸收率）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象。EC薄膜材料在电场作用下会发生氧化还原反应，产生对光的透过率和反射率的变化，进而实现产品外观颜色或透明度的变化。

有关于电致变色的记录最早可追溯到20世纪3 0年代，当时有德国科学家首次注意到氧化钨的电化学着色现象。电致变色的概念则于20世纪60年代正式提出，1969年就曾有人使用WO3薄膜（一种变色材料）做出了电致变色器件（图2）。

在智能手机之前，电致变色工艺主要应用在建筑和交通领域，比如一些高端酒店会使用基于电致变色的灵巧窗，这种窗户可通过改变自身颜色来控制射入房间的光照强度，不仅可以实时保护隐私还能带来冬暖夏凉的效果。再比如，很多飞机也早已淘汰了机械式遮阳板，改用基于电致变色材料做的舷窗，可手动或自动调节窗户颜色的深浅从而达到遮阳的效果。此外，电致变色工艺还出现在了很多汽车上，一些防眩光的后视镜就利用电致变色技术自动变色来减少反射率（图3），部分新款的电动汽车还使用电致变色材料作为内部的装饰以提升科技感。

电致变色与手机联姻

电致变色工艺虽然历史悠久，但无论建筑、飞机还是汽车上的玻璃或内饰，都对厚度这个参数无感，当它遇到以“骨感为美”的智能手机时，必然会出现“水土不服”的现象。

原因很简单，电致变色玻璃为了实现变色效果需要采用多层结构。而智能手机镜头玻璃（包括后盖）却是一种高度集成、对光线极为敏感的光学元器件，如果玻璃太厚会使相机模组更加凸起，还会影响透光率从而导致成像偏色。因此，电致变色要想与手机（的镜头或玻璃后盖）联姻，需要对工艺进行特别的定制优化，也就是要更轻更薄、更高的透光率、更快的反应（变色）速度。

目前，電致变色材料已经经历了三次迭代：

第一代的“无机固态电致变色材料”大多被应用于建筑领域，但其自身毒性较强，重量、厚度、变色速度等均无法满足手机等移动产品对体积的要求（图4）;第二代的“液态电致变色材料”相较于初代产品变色速度相对更快，但仍然存在诸如高功耗、颜色不讨喜、易漏液（也存在一定毒）等问题（图5）;第三代“柔性电致变色材料”基本解决了前两代材料的缺点，整体更为轻薄耐用，也是智能手机的首选（图6）。

下面，咱们就来简单了解下曾引入过电致变色工艺的手机们。

OnePlus Concept One

在2020年初的CES大展上，一加展示了一款名为OnePlus Concept One的概念手机，这款产品的背部采用了迈凯伦跑车同款皮革+变色玻璃，将后置摄像头完全隐藏了起来。奇妙的是，当用户运行相机APP或其他需要拍照或扫描的应用程序时，变色玻璃仅需0.7秒就能从黑色变至透明，露出里面的3颗摄像头和闪光灯等模块（图7），速度甚至比唤醒相机还快，而且1个小时只耗费电池2mAh～3mAh，能通电1000个小时，循环寿命也能做到接近20万次。

一加将OnePlus Concept One的这种电致变色玻璃称为“ECMF”方案。在工业设计中，通常将颜色、材质、工艺（Color、Material、Finishing）称为CMF，ECMF中的“E”就代表电子化。

具体来说，OnePlus Concept One的电致变色玻璃采用了5层结构（图8），上下两层为经过AR镀膜处理的0.15mm厚的玻璃（GL ASS）;中间两层为透明导电薄膜（ITO），内藏透明的纳米级别线路用来控制变色的电流电压;中心层则是负责变色的仅0.05mm厚的EC材料（图9）。电致变色玻璃的总厚度仅0.35mm，经由一系列光学优化将透光率提升到了另一个高度，通过控制后盖玻璃的颜色还带来了独特的ND滤镜功能，哪怕在白天也能拍摄出丝绢流水等特殊效果。

vivo智能变色玻璃技术

2020年9月初，vivo在微博官宣了旗下的智能变色玻璃技术，其灵感来自飞机上可自动变色的舷窗，也就是EC电致变色工艺（图10）。vivo技术相关负责人曾透露，vivo的智能变色玻璃技术的耗电量很小，只有在手机变色时机身玻璃才会耗电，相较于AMOLED屏幕的显示功耗，其耗电量基本可以忽略不计。

OnePlus 8TConcept

2020年12月底，一加发布了另一款名为OnePlus 8T Concept的概念手机，后盖采用了类似浪状和花型的图案，并在其内部添加了包含金属氧化物的可变色EC 材料（图11）。这款手机利用电致变色玻璃拓展了一个通知系统——当有电话拨打进来时，手机后盖会自动改变颜色，呈现出一种类似呼吸灯的展示效果。同时，OnePlus 8TConcept背部摄像头的凸起中还集成了雷达传感器，可帮助手机“感知、成像、定位和跟踪物体”。比如通过雷达感知用户的呼吸进而改变背部颜色;再比如当你看到手机背面变色就知道来电了，此时你可以用手势接听或挂断而无需触摸手机。

需要注意的是，截至2021年8月初，一加、vivo和红魔的电致变色玻璃技术都没有实现商业化量产，比如已上市的红魔6 Pro氘锋透明版最终还是直接采用了透明后盖。这种工艺的真实效果，还得根据已量产手机加以窥视。

OPPO Reno5 Pro+艺术家限定版

同样是2020年12月底发布的OPPOReno5Pro+艺术家限定版是全球首款搭载了电致变色技术的量产手机（图13），它采用了一种凝胶态的有机小分子材料作为柔性电致变色膜片（0.15mm厚，1.5g重），半固态的有机电解质材料安全无毒，且通过了SGS权威认证。OPPO还使用贴近LCD的封装工艺，让柔性电致变色膜片隔绝水氧，可做到3万次以上的循环寿命，正常使用情况下完全可以使用3年以上。

只需用指关节敲击Reno5Pro+艺术家限定版机身背面，其后盖的颜色就可以由灰色變为蓝色，从而带来奇妙的视觉冲击力。为了提升仪式感，该产品还准备了“咚咚传情”功能，两部手机完成绑定后，双击后壳就可以“传情”，让对方的手机收到怦然心动的手机机身特效，还可以双击后壳来互相回应，让使用OPPOReno5Pro+艺术家定制版的情侣感受到彼此的心跳，真正做到“心电感应”。

OPPO Reno6 Pro+柯南限定版

2021年7月，OPPO发布的Reno6 Pro+柯南限定版延续了电致变色技术，而且还首次量产了红色电致变色技术（图14），相较于前代技术难度更高。同时，这代电致变色技术响应速度更快。在25°常温环境中变色速度同比提升20%左右，低温环境下的变色表现也更加优秀。

华为P50 Pro涟漪云波版

华为在7月发布的P50 Pro涟漪云波配色版手机采用了毫秒级电致调光工艺，带来独特的动态变色，机身色彩和纹理在来电和闹钟响起时会产生波光粼粼的视觉效果（图15），完成了早前OnePlus 8T Concept概念手机提出的设计理念。

小结

在未来的很长一段时间里，屏下摄像头和电致变色都是智能手机实现差异化突围的技术卖点。有了OPPO和华为的“带头”，相信步入2022年后会有更多高端手机引入这种炫酷的视觉特效。由于电致变色技术原理类似（图16），手机厂商也是直接购买来自沃格、光羿、雅谱新等供应商的成熟方案，所以大家之间可以比拼的主要就是变色图案的样式和颜色，与系统软硬结合的联动（如电话或微信通知等）。作为普通消费者，我们只是希望电致变色工艺何时“下嫁”到主流价位的手机身上。