CN113820898B - 一种电致显色面板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电致显色面板及其制备方法，其中电致显色面板包括：驱动背板；透明电极层，位于驱动背板的一侧；透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极；像素定义层，位于相邻的两个透明电极对之间；显色功能层，位于透明电极层远离驱动背板的一侧。在驱动背板设置多个间隔设置的透明电极对，作为像素的像素电极，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极，相比于传统的夹层的电致变色显示器件结构，在出光侧少了一层透明导电层，使得出光率增加，提升了显示效果；改善了现有技术中对大尺寸的显示器件中共用的整面电极给电时，中间区域像素的响应速度落后于边缘区域像素的响应速度的问题。
Description
技术领域
本发明实施例涉及显示技术领域，尤其涉及一种电致显色面板及其制备方法。
背景技术
电致变色(Eletrochromism，EC)是指材料的光学属性在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，是在低透射率的有色状态或高透射率的消色状态之间产生可逆变化的一种电化学反应引起的材料物理性变化的特殊现象，在外观上表现为颜色的可逆变化。
目前，用电致变色材料做成的电致变色显示器通常采用夹层结构，由于电致变色显示器为受光型显示器，多层的结构在一定程度上会降低电致变色显示器件的亮度，影响器件的显示效果；另外，传统电致变色显示器采用夹层结构时，通常设计其中一面电极为整面电极，因此在制备大尺寸的电致变色显示器件时，存在中间区域比边缘区域响应速度慢的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种电致显色面板及其制备方法，以提高面板的亮度，改善中间区域比边缘区域响应速度慢的问题，保证面板的显示效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种电致显色面板，包括：
驱动背板；
透明电极层，所述透明电极层位于所述驱动背板的一侧；所述透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极；
像素定义层，所述像素定义层位于相邻的两个透明电极对之间；
显色功能层，所述显色功能层位于所述透明电极层远离所述驱动背板的一侧。
可选的，所述像素定义层相对所述驱动背板的高度大于或等于所述显色功能层相对所述驱动背板的高度。
可选的，所述透明电极对包括第一透明电极和第二透明电极，所述第一透明电极与所述第二透明电极间隔设置；所述驱动背板用于向所述第一透明电极和所述第二透明电极提供极性相反的电信号。
可选的，所述显色功能层包括电致变色凝胶，所述显色功能层还填充于同一对的第一透明电极和第二透明电极之间。
可选的，所述像素定义层包括多个由像素墙围成的像素格，多个像素格呈网格状排布。
可选的，电致显色面板还包括：
反射层，所述反射层位于所述驱动背板远离所述透明电极层的一侧；所述驱动背板的透光度大于零。
可选的，电致显色面板还包括增反层，所述增反层位于所述反射层远离所述驱动背板的一侧。
可选的，电致显色面板还包括透明封装基板，所述透明封装基板位于所述显色功能层远离所述驱动背板的一侧。
第二方面，本发明实施例提供了一种电致显色面板的制备方法，包括：
提供驱动背板；
形成透明电极层，所述透明电极层位于所述驱动背板的一侧；所述透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极；
形成像素定义层，所述像素定义层位于相邻的两个透明电极对之间；
形成显色功能层，所述显色功能层位于所述透明电极层远离所述驱动背板的一侧。
可选的，方法还包括：
在所述驱动背板远离所述透明电极层的一侧依次形成反射层和增反层。
本发明实施例提供了一种电致显色面板及其制备方法，其中电致显色面板包括：驱动背板；透明电极层，透明电极层位于驱动背板的一侧；透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极；像素定义层，像素定义层位于相邻的两个透明电极对之间；显色功能层，显色功能层位于透明电极层远离驱动背板的一侧。本发明实施例提供的技术方案通过在驱动背板设置多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极，一对并肩设置的透明电极即为一个像素的两个电极，构建成肩并肩型电致变色显示器件，相比于传统的夹层的电致变色显示器件结构，在出光侧少了一层透明导电层，使得显示器的出光率增加，提升了显示效果；由于减少了一层透明导电层的制备，还可以降低器件的成本；另外，一对并肩设置的透明电极即为一个像素的两个电极，每个电极分别给电，改善了现有技术中对大尺寸的显示器件中共用的整面电极给电时，由于整面电极的电阻原因，导致中间区域像素的响应速度落后于边缘区域像素的响应速度的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种电致显色面板的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电致显色面板的俯视图；
图3是本发明实施例提供的另一种电致显色面板的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种电致显色面板中的光路图；
图5是本发明实施例提供的另一种电致显色面板中的光路图；
图6是本发明实施例提供的一种电致显色面板的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如背景技术，电致变色是材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。作为一种智能材料，电致变色材料具有双稳态的性能，用电致变色材料做成的电致变色显示器件不仅不需要背光灯，而且显示静态图象后，只要显示内容不变化，就不会耗电，达到节能的目的。随着近几年人们节能环保意识的逐渐增强，新型节能环保材料的研究和开发成为热点。当前的电致变色显示器件结构设计中，电致显色面板通常采用夹层式的结构，即包括透明导电基板、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电基板组成的多层夹层式结构。其工作过程通常包括以下两步：(1)在上下透明导电层之间施加正向工作电压，电解质层中的阳离子注入变色层，变色层着色的过程；(2)在上下透明导电层之间施加反向工作电压，阳离子从变色层中抽离，变色层褪色过程。但是电致显色面板采用夹层结构，由于电致变色显示器为受光型显示器，这种多层的结构会在一定程度上降低电致变色显示器件的亮度，具有显示效果差的问题，影响了客户的使用体验。同时，当前的电致变色显示器件中，电致显色面板通常设计其中一面电极为整面电极，当需要大尺寸的电致显色面板时，由于整面电极中电阻原因，会导致中间区域的响应速度落后于边缘区域的响应速度，影响了显示效果。
鉴于此，本发明实施例提供了一种电致显色面板，图1是本发明实施例提供的一种电致显色面板的结构示意图，参考图1，电致显色面板包括：
驱动背板10；
透明电极层，透明电极层位于驱动背板10的一侧；透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对20，每个透明电极对20包括一对并肩设置的透明电极；
像素定义层30，像素定义层30位于相邻的两个透明电极对20之间；
显色功能层40，显色功能层40位于透明电极层远离驱动背板10的一侧。
具体的，驱动背板10是指能够为电致显色面板提供驱动信号、并起到缓冲、保护或支撑等作用的膜层结构。驱动背板10包括显示区和非显示区，显示区对应具有显色功能层40，实现画面的显色，非显示区对应具有像素定义层30，不呈现画面。驱动背板10可以为阵列基板，阵列基板包括衬底以及位于衬底上的薄膜晶体管(Thin-Film Transistor，TFT)。驱动背板10上设置有多个间隔设置的透明电极对20，每个透明电极对20包括一对肩并肩设置的透明电极，一对肩并肩设置的透明电极可以理解为两个透明电极同层设置在驱动背板10上。像素定义层30位于相邻的两个透明电极对20之间，围绕透明电极对20边缘的像素定义层30限定每个像素的显色区域，用于定义出每个像素的边界和形状。像素定义层30可以由诸如聚酰亚胺(PI)、聚酰胺、苯并环丁烯(BCB)、亚克力树脂、酚醛树脂或光刻胶等材料形成。
显色功能层40位于透明电极层远离驱动背板10的一侧，并设置于像素定义层30限定的显色区域中。肩并肩设置的一对透明电极即为一个像素的两个电极，每个电极分别给电，构建成为肩并肩型电致变色显示器件。相比于传统的夹层的电致变色显示器件结构，在出光侧少了一层透明导电层，使得器件的出光率增加，提升了显示效果；由于减少了一层透明导电层的制备，还可以降低器件的成本。另外，一对并肩设置的透明电极即为一个像素的两个电极，每个电极分别给电，改善了现有技术中对大尺寸的显示器件中共用的整面电极给电时，由于整面电极的电阻原因，导致中间区域像素的响应速度出现落后于边缘区域像素的响应速度的问题。
本发明实施例提供的电致显色面板，通过在驱动背板设置多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极，一对并肩设置的透明电极即为一个像素的两个电极，构建肩并肩型电致变色显示器件，相比于传统的夹层的电致变色显示器件结构，在出光侧少了一层透明导电层，使得显示器的出光率增加，提升显示效果；由于减少了一层透明导电层的制备，还可以降低器件的成本；另外，一对并肩设置的透明电极即为一个像素的两个电极，每个电极分别给电，使得每个像素可以同时获得电信号，改善了现有技术中在对大尺寸的显示器件中各个像素共用的整面电极给电时，由于整面电极的电阻原因，导致中间区域像素的响应速度出现落后于边缘区域像素的响应速度的问题。
可选的，参考图1，像素定义层30相对驱动背板10的高度大于或等于显色功能层40相对驱动背板10的高度。
具体的，驱动背板10上设有具有一定高度的像素定义层30。像素定义层30相对驱动背板10的高度大于或等于显色功能层40相对驱动背板10的高度像素定义层30，使得能够在一定程度上阻挡显色功能层40的电致变色材料的流动，图1中示例性的画出像素定义层30相对驱动背板10的高度等于显色功能层40相对驱动背板10的高度。在一个实施例中，显色功能层40的材料为可固化的电致变色凝胶。电致变色凝胶中混合了起到固化作用的凝胶，以及高氯酸锂和聚噻吩类电致变色材料。在像素定义层30所围成的像素内灌装电致变色凝胶，并对电致变色凝胶进行加热或紫外等方式进行固化处理，使得电致变色材料在电致变色显示面板处于任意空间位置时不易发生流动，从而增加电致显色面板的透光率和显示均一性，进一步的提高电致变色效果。另外，采用一层混合了可起到固化作用的凝胶，以及高氯酸锂和聚噻吩类电致变色材料的电致变色凝胶，代替了现有技术中电致变色层、电解质层和离子存储层多层膜层的作用，进一步的减少了电致显色面板中的膜层数，使得电致显色面板的出光率增加，提升了显示效果。
可选的，图2是本发明实施例提供的一种电致显色面板的俯视图，参考图1-图2，透明电极对20包括第一透明电极A和第二透明电极B，第一透明电极A与第二透明电极B间隔设置；驱动背板10用于向第一透明电极A和第二透明电极B提供极性相反的电信号。
具体的，第一透明电极A和第二透明电极B的材料包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3)等。第一透明电极A与第二透明电极B间隔设置，电致变色凝胶还填充于同一对的第一透明电极A和第二透明电极B之间。电致变色凝胶还可以起到阻隔第一透明电极A和第二透明电极B，防止发生短路的作用。驱动背板10用于向同一对的第一透明电极A和第二透明电极B提供极性相反的电信号。
可选的，参考图1-图2，像素定义层30包括多个由像素墙31围成的像素格32，多个像素格32呈网格状排布。
具体的，像素定义层30包括多个由像素墙31围成的像素格32，每个像素对应设置于一个像素格32中。多个像素格32呈网格状排布，使得多个像素实现成阵列排布。制备的电致变色凝胶限定在像素定义层30所围成的像素格32内。电致变色凝胶的量根据需要设定，最小量应为可以完全覆盖第一透明电极A和第二透明电极B，最大量应不超过像素定义层30所围的像素格32的容积。电致变色凝胶可以通过喷墨打印的方式灌装在像素墙31所围成的像素格32内。
可选的，参考图1，电致显色面板还包括透明封装基板50，透明封装基板50位于显色功能层40远离驱动背板10的一侧。透明封装基板50用于封装电致显色面板内部的膜层，并包括内部的膜层不被损坏。透明封装基板50的材料包括玻璃或者柔性聚合物，柔性聚合物例如为聚邻苯二甲酰胺(PPA)。电致显色面板的出光侧为透明封装基板50远离驱动背板10的一侧。例如，透明封装基板50为玻璃基板，在显色功能层40远离驱动背板10的一侧对位贴合玻璃基板。封装过程中可以在惰性气氛环境中进行，以保证对水氧的隔绝。
可选的，图3是本发明实施例提供的另一种电致显色面板的结构示意图，参考图3，电致显色面板还包括：
反射层60，反射层60位于驱动背板10远离透明电极层的一侧；驱动背板10的透光度大于零。
具体的，反射层60制备在驱动背板10背离透明导电层的一侧，反射层60的材料可以包括白色涂料，如二氧化钛颜料，反射层60可以通过喷涂并加热固化的方法形成。本发明实施例提供的电致显色面板为受光型显色面板，外界光通过透明封装基板50后，依次透过显色功能层40、透明电极层和驱动背板10，经过反射层60的反射后再次经过驱动背板10、透明电极层、显色功能层40和透明封装基板50射出，借助反射外界的光进行显示。在给同一对的第一透明电极A和第二透明电极B提供极性相反的电信号时，位于该第一透明电极A和第二透明电极B上的显色功能层40在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。驱动基板给阵列排布的像素提供不同的极性相反的电信号时，从而使照射在电致显色面板上的光受到调制，人眼看到带有规定信息的调制光，实现画面的显示。
可选的，参考图3，电致显色面板还包括增反层70，增反层70位于反射层60远离驱动背板10的一侧。
具体的，在固化的白色反射层60背离驱动背板10的一侧形成增反层70，示例性的，增反层70可以选择折射率大于玻璃折射率的材料，如Al2O3。通过磁控溅射的方法在反射层60上镀一层或多层四分之一波长膜，从而形成增反层70。图4是本发明实施例提供的一种电致显色面板中的光路图；图5是本发明实施例提供的另一种电致显色面板中的光路图，参考图4-图5，相对于无增反层70时(图4)，部分光会穿过反射层60被模组80吸收，从而造成光损；本发明实施例通过设置增反层70(图5)，使得穿过反射层60的光能被增反膜层重新反射，减小光损，进一步的增加电致显色面板的反射光的出光率，提升显示效果。
本发明实施例还提供了一种电致显色面板的制备方法，图6是本发明实施例提供的一种电致显色面板的制备方法的流程图，参考图6，方法包括：
S110、提供驱动背板。
具体的，驱动背板是指能够为电致显色面板提供驱动信号、并起到缓冲、保护或支撑等作用的膜层结构。可以通过TFT制程在衬底上制备薄膜晶体管形成驱动背板。
S120、形成透明电极层，透明电极层位于驱动背板的一侧；透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极。
具体的，在驱动背板上形成透明电极层。透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极。一对肩并肩设置的透明电极可以理解为两个透明电极同层设置在驱动背板上。透明电极对包括第一透明电极和第二透明电极，第一透明电极与第二透明电极间隔设置；驱动背板用于向第一透明电极和第二透明电极提供极性相反的电信号。第一透明电极和第二透明电极的材料包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟(In2O3)等。可以在驱动背板上形成一层透明电极的材料，再通过刻蚀的方式刻蚀出多个间隔设置的透明电极对。
S130、形成像素定义层，像素定义层位于相邻的两个透明电极对之间。
具体的，像素定义层可以通过光刻工艺制备，即涂布光刻胶，进一步进行曝光、显影形成所需的像素定义层的图案。形成的像素定义层位于相邻的两个透明电极对之间，可以多个由像素墙围成的像素格，多个像素格呈网格状排布，每个像素格对应一个像素区域。
S140、形成显色功能层，显色功能层位于透明电极层远离驱动背板的一侧。
具体的，在制备的像素墙所围成的像素内灌装电致变色凝胶材料形成显色功能层。可以选择喷墨打印的方式灌装，灌装的电致变色凝胶限定在像素定义层所围成的像素格内。电致变色凝胶的量根据需要设定，最小量应为可以完全覆盖第一透明电极和第二透明电极，最大量应不超过像素定义层所围的像素格的容积。电致变色凝胶可以选择可固化的材料，灌装电致变色凝胶后，对电致变色凝胶材料进行加热或紫外等方式进行固化处理。使得电致变色材料在电致变色显示面板处于任意空间位置时不易发生流动，从而增加电致显色面板的透光率和显示均一性，进一步的提高电致变色效果。
本发明实施例提供的电致显色面板的制备方法，包括提供驱动背板；形成透明电极层，透明电极层位于驱动背板的一侧；透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极；形成像素定义层，像素定义层位于相邻的两个透明电极对之间；形成显色功能层，显色功能层位于透明电极层远离所述驱动背板的一侧。通过在驱动背板设置多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极，一对并肩设置的透明电极即为一个像素的两个电极，构建肩并肩型电致变色显示器件，相比于传统的夹层的电致变色显示器件结构，在出光侧少了一层透明导电层，使得显示器的出光率增加，提升显示效果；由于减少了一层透明导电层的制备，还可以降低器件的成本；另外，一对并肩设置的透明电极即为一个像素的两个电极，每个电极分别给电，改善了现有技术中对大尺寸的显示器件中各个像素单元共用的整面电极给电时，由于整面电极的电阻原因，导致中间区域像素单元的响应速度出现落后于边缘区域像素单元的响应速度的问题。
可选的，方法还包括：
在驱动背板远离透明电极层的一侧依次形成反射层和增反层。
具体的，反射层制备在驱动背板背离透明导电层的一侧，反射层的材料可以包括白色涂料，如二氧化钛颜料，反射层可以通过喷涂并加热固化的方法形成。本发明实施例提供的电致显色面板为受光型显色面板，外界光通过透明封装基板后，依次透过显色功能层、透明电极层和驱动背板，经过反射层的反射后再次经过驱动背板、透明电极层、显色功能层和透明封装基板射出，借助反射外界的光进行显示。在给同一对的第一透明电极和第二透明电极提供极性相反的电信号时，位于该第一透明电极和第二透明电极上的显色功能层在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。驱动基板给阵列排布的像素单元提供不同的极性相反的电信号时，从而使照射在电致显色面板上的光受到调制，人眼看到带有规定信息的调制光，实现画面的显示。
形成反射层后，在固化的白色反射层背离驱动背板的一侧形成增反层。选择折射率大于玻璃折射率的材料，如Al2O3，通过磁控溅射的方法镀一层或多层四分之一波长膜形成增反层。相对于无增反层时，部分光会穿过反射层被模组吸收，从而造成光损；本发明实施例通过设置增反层，使得穿过反射层的光能被增反膜层重新反射，减小光损，进一步的增加电致显色面板的反射光的出光率，提升显示效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (9)
1.一种电致显色面板，其特征在于，包括：
驱动背板；
透明电极层，所述透明电极层位于所述驱动背板的一侧；所述透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极；
像素定义层，所述像素定义层位于相邻的两个透明电极对之间；
显色功能层，所述显色功能层位于所述透明电极层远离所述驱动背板的一侧；
所述显色功能层的材料为可固化的电致变色凝胶；
所述透明电极对包括第一透明电极和第二透明电极；
所述显色功能层包括电致变色凝胶，所述显色功能层还填充于同一对的第一透明电极和第二透明电极之间。
2.根据权利要求1所述的电致显色面板，其特征在于，所述像素定义层相对所述驱动背板的高度大于或等于所述显色功能层相对所述驱动背板的高度。
3.根据权利要求1所述的电致显色面板，其特征在于，
所述第一透明电极与所述第二透明电极间隔设置；所述驱动背板用于向所述第一透明电极和所述第二透明电极提供极性相反的电信号。
4.根据权利要求1所述的电致显色面板，其特征在于，所述像素定义层包括多个由像素墙围成的像素格，多个像素格呈网格状排布。
5.根据权利要求1所述的电致显色面板，其特征在于，还包括：
反射层，所述反射层位于所述驱动背板远离所述透明电极层的一侧；所述驱动背板的透光度大于零。
6.根据权利要求5所述的电致显色面板，其特征在于，还包括增反层，所述增反层位于所述反射层远离所述驱动背板的一侧。
7.根据权利要求1所述的电致显色面板，其特征在于，还包括透明封装基板，所述透明封装基板位于所述显色功能层远离所述驱动背板的一侧。
8.一种如权利要求1-7任一所述电致显色面板的制备方法，其特征在于，包括：
提供驱动背板；
形成透明电极层，所述透明电极层位于所述驱动背板的一侧；所述透明电极层包括多个间隔设置的透明电极对，每个透明电极对包括一对并肩设置的透明电极；
形成像素定义层，所述像素定义层位于相邻的两个透明电极对之间；
形成显色功能层，所述显色功能层位于所述透明电极层远离所述驱动背板的一侧。
9.根据权利要求8所述的电致显色面板的制备方法，其特征在于，还包括：
在所述驱动背板远离所述透明电极层的一侧依次形成反射层和增反层。
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