CN102866555A - 电致变色显示器件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型电致变色显示器件，包括ITO透明电极和电致变色材料，所述电致变色材料通过化学键固定在所述ITO透明电极上。电致变色材料通过化学键固定在ITO透明电极上。本发明还涉及制备所述新型电致变色显示器件的方法。本发明提供的新型电致变色显示器件，能够解决现有技术中存在的，由电致变色材料的流动而导致的显示色彩不均匀等问题。本发明提供的新型电致变色显示器件，以任意角度放置，其电致变色材料层都呈现均匀的厚度，显示色彩均匀。本发明所提供的制备电致变色显示器件的方法简单易行，使得本发明所提供的电致变色显示器件容易实现量产。

Description

电致变色显示器件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型电致变色显示器件及其制备方法。
背景技术
电致变色指电致变色材料的光吸收特性随施加电压或电力的不同而不同。在外界电场的作用下，材料发生氧化或还原导致其对光透射或反射产生可逆变化，在外观上表现颜色的可逆变色现象。目前电致变色材料被广泛地应用在众多领域:电致变色显示器件、灵巧窗及无炫汽车后视镜等。由于器件透过率>80%，制备工艺简单，成为透明显示关注的对象。
电致变色（EC）层的厚度直接影响电致变色显示器的色彩，对比度。已有的电致变色显示器件中，比较典型的结构如图1所示，包括ITO透明电极、电致变色材料和电解质材料。已有的电致变色显示器件，当电致变色层厚时，色彩更饱满，但是一个致命的问题：变色材料厚时，当把电致变色显示器竖起来时，由于受到重力影响，EC材料向下流。EC层厚度不均匀，导致显示色彩不均匀。
发明内容
为了解决已有的电致变色显示器件存在的，由电致变色材料流动而导致的显示色彩不均匀等问题，本发明提供一种新型电致变色显示器件及其制备方法。
本发明涉及一种新型电致变色显示器件，包括ITO透明电极和电致变色材料，所述电致变色材料通过化学键固定在所述ITO透明电极上。
所述化学键优选为氢键。所述电致变色材料优选为式I所示化合物，
式I，
其中，R为C1-C5烷基或者苄基，R1-R4分别独立地选自氢、C1-C5烷基或者C1-C5烷氧基。
本发明还涉及一种制备电致变色显示器件的方法，包括对至少一块ITO（Indium Tin Oxides）透明电极上进行氨基化处理的步骤。
所述对至少一块ITO透明电极上进行氨基化处理的步骤具体可以是：
将ITO透明电极用3-氨丙基-三甲氧基硅烷浓度为5%的二甲苯溶液处理10分钟。优选将处理后的ITO透明电极在甲苯、乙醇和水中依次超声清洗1分钟，氮气吹干。甲苯、乙醇浓度可选为1mg/mL。
上述制备电致变色显示器件的方法，还包括在氨基化处理的ITO透明电极基板上涂布电致变色材料的步骤。所述电致变色材料为式I所示化合物，
式I，
其中，R为C1-C5烷基或者苄基，R1-R4分别独立地选自氢、C1-C5烷基或者C1-C5烷氧基。
本发明还涉及包括上述电致变色显示器件的显示设备。
发明所实现的有益技术效果至少包括：
本发明提供的新型电致变色显示器件，能够解决现有技术中存在的，由电致变色材料流动而导致的显示色彩不均匀等问题。本发明提供的新型电致变色显示器件，由于电致变色材料通过化学键固定在了ITO透明电极上，使得以任意角度放置，其电致变色材料层都呈现均匀的厚度，显示色彩均匀。
本发明提供的，制备电致变色显示器件的方法简单易行，使得本发明提供的电致变色显示器件容易实现量产。
附图说明
图1：典型的传统电致变色显示器件结构示意图。
1：ITO透明电极，2：电致变色材料，3：电解质材料。
图2：本发明实施例1所制备电致变色显示器件的结构示意图。
1：ITO透明电极，4：氨基化层，5：电致变色材料和电解质材料混合层。
图3：本发明实施例2所制备电致变色显示器件的结构示意图。
1：ITO透明电极，2：电致变色材料，3：电解质材料，4：氨基化层。
图4：EC材料自组装过程示意图。
（1）：ITO电极氨基化；（2）：氨基化的基板与EC材料相互作用。
具体实施方式
本发明公开了一种透明电致变色显示器件及其制备方法。作为一种具体实施方式，该透明电致变色显示器件包括上下两块透明基板，透明电极（其中一块透明电极经氨基化处理），以及加在透明电极之间的电致变色材料。通过透明电极基板氨基化的处理，可以有效的控制电致变色材料的流动性，解决电致变色显示竖直放置显示不均一或者像素串扰等问题。本发明所提供的制备电致变色显示器件的方法简单易行，容易实现量产。本发明解决EC材料的流动性问题，有益效果包括ECD在竖直放置时不再向下流动，使其显示更均一，改善ECD显示中EC材料的流动性。
以下列举实施例具体说明本发明所涉及的电致变色显示器件及其制备方法。但本发明并不限于下述实施例。
实施例1：
参见图2，本实施例提供一种电致变色显示器件，包括ITO透明电极1，氨基化层4，电致变色材料和电解质混合层5。电致变色材料和电解质材料混合层5存在于两块ITO透明电极1之间，电致变色材料通过氨基化层固定在ITO透明电极上。该电致变色显示器件通过在电致变色材料与氨基化的ITO透明电极之间形成氢键的方式实现了对电致变色材料的固定，从而解决了EC材料的流动性问题，使得ECD在竖直放置时不再向下流动，显示更均一，改善了ECD显示中电致变色材料的流动性。
实施例2:
参见图3，本实施例提供一种电致变色显示器件，包括ITO透明电极1，电致变色材料2，电解质材料3和氨基化层4。电致变色材料和电解质材料依次存在于两块ITO透明电极1之间，电致变色材料通过氨基化层固定在ITO透明电极上。该电致变色显示器件通过在电致变色材料与氨基化的ITO透明电极之间形成氢键的方式实现了对电致变色材料的固定，从而解决了电致变色材料的流动性问题，使得ECD在竖直放置时不再向下流动，显示更均一，改善了ECD显示中电致变色材料的流动性。
实施例3：
本实施例制备电致变色显示器件的步骤如下：
1、ITO电极的处理
该步骤可采用现有技术中已知的任何方法来实现。比如，可以按照如下步骤来实现：将ITO电极置于溶液中（浓H2SO4，30%H2O2）中，加热煮沸致无气泡溢出，然后用去离子水清洗，110℃烘干。然后用3-氨丙基-三甲氧基硅烷的二甲苯溶液处理（3-氨丙基-三甲氧基硅烷浓度为5%）10min。再在甲苯、乙醇和水中依次超声清洗1min（甲苯，乙醇浓度分别为1mg/mL），氮气吹干，得到氨基修饰的表面。
2、电致变色显示器件（ECD）的制备
a：将EC材料和电解质材料混合。
b：在一块氨基修饰的ITO电极基板上涂混好的EC材料，另一块ITO电极基板上涂胶，然后对盒。
c：氨基修饰的ITO电极基板会与EC材料发生氢键作用，EC材料自组装成不流动的膜层。
本实施例制备的新型电致变色显示器件可参见图2，电致变色材料和电解质材料混合层存在于两块ITO透明电极1之间。电致变色材料通过氨基化层4固定在ITO透明电极1上，以任意角度放置，其电致变色材料层都呈现均匀的厚度，显示色彩均匀。
本实施例的方法简单易行，容易实现量产。
实施例4：
1、ITO电极处理
该步骤可采用现有技术中已知的任何方法来实现。比如，可以按照如下步骤来实现：
将ITO电极置于溶液中（浓H2SO4，30%H2O2）中，加热煮沸致无气泡溢出，然后用去离子水清洗，110℃烘干。然后用3-氨丙基-三甲氧基硅烷的二甲苯溶液处理（3-氨丙基-三甲氧基硅烷浓度为5%）10min。再在甲苯、乙醇和水中依次超声清洗1min（甲苯，乙醇浓度分别为1mg/mL），氮气吹干，得到氨基修饰的表面。
2、ECD器件的制备:
a：在氨基修饰的ITO电极基板上涂EC材料，氨基修饰的ITO电极会与EC材料发生氢键作用，EC材料自组装成不流动的膜层。
b：在另一块ITO电极基板上涂电解质层，然后40℃烘干30分钟，然后在此基板上涂UV固化胶。
c：两块电极基板对盒。
本实施例制备的新型电致变色显示器件可参见图3，电致变色材料和电解质材料依次存在于两块ITO透明电极1之间。电致变色材料通过氨基化层4固定在ITO透明电极1上，以任意角度放置，其电致变色材料层都呈现均匀的厚度，显示色彩均匀。
本实施例的方法简单易行，容易实现量产。
本发明具体实施方式中所采用的EC材料涉及式I所示化合物，
Figure BDA00002092586300061
式I，
其中，R为C1-C5烷基或者苄基，R1-R4分别独立地选自氢、C1-C5烷基或者C1-C5烷氧基。
图4示意性的显示了氨基化的ITO基板与EC材料的自组装过程。
各具体实施例所制备电致变色显示器件的显示均一性效果如表一所示：
（表一：不同EC材料与处理后ITO电极作用，器件均一性改善效果）
  R  R1   R2   R3   R4   器件均一性
  -CH3  -CH3   -CH3   -H   -H   有改善
  苄基  -C5H11   -C5H11   -CH3   -CH3   有明显改善
  苄基  -OCH3   -OCH3   -C2H5   -C2H5   有明显改善
  -C5H11  -OC5H11   -C5H11   -CH3   -CH3   有改善
注：表一中所述有改善和有明显改善是针对现有技术，电致变色材料未固定的情况而言的。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的构思和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种新型电致变色显示器件，包括ITO透明电极和电致变色材料，其特征在于，所述电致变色材料通过化学键固定在所述ITO透明电极上。
2.根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述化学键为氢键。
3.根据权利要求1所述的显示器件，其特征在于，所述电致变色材料为式I所示化合物，
Figure FDA00002092586200011
式I，
其中，R为C1-C5烷基或者苄基，R1-R4分别独立地选自氢、C1-C5烷基或者C1-C5烷氧基。
4.制备电致变色显示器件的方法，其特征在于，所述方法包括对至少一块ITO透明电极进行氨基化处理的步骤。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述对至少一块ITO透明电极进行氨基化处理的步骤具体如下：
将ITO透明电极用3-氨丙基-三甲氧基硅烷浓度为5%的二甲苯溶液处理10分钟。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：将用3-氨丙基-三甲氧基硅烷浓度为5%的二甲苯溶液处理后的ITO透明电极在甲苯、乙醇和水中依次超声清洗1分钟，氮气吹干。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述甲苯浓度为1mg/mL，所述乙醇浓度为1mg/mL。
8.根据权利要求4-7任意一项所述方法，其特征在于，所述方法还包括在氨基化处理的ITO透明电极上涂布电致变色材料的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电致变色材料为式I所示化合物，
Figure FDA00002092586200021
式I
其中，R为C1-C5烷基或者苄基，R1-R4分别独立地选自氢、C1-C5烷基或者C1-C5烷氧基。
10.含有权利要求1-3任意一项所述电致变色显示器件的显示设备。
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