CN114236811A - 一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法 - Google Patents
一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114236811A CN114236811A CN202111560890.8A CN202111560890A CN114236811A CN 114236811 A CN114236811 A CN 114236811A CN 202111560890 A CN202111560890 A CN 202111560890A CN 114236811 A CN114236811 A CN 114236811A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- electrode layer
- micropores
- electrochromic
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
本申请的实施例公开了一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法,该反射型电致变色材料包括:层叠设置的第一电极层、电致变色层和第二电极层,其中:电致变色层包括纳米阵列,纳米阵列包括电致形变薄膜,包括阵列排布的微孔,微孔的孔径为纳米级别,各微孔间的间距为纳米级别;以及与微孔一一对应设置的结构色单元,结构色单元的折射率大于电致形变薄膜的折射率;电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各结构色单元间的距离,电场为所述第一电极层和第二电极层响应于加载的电压形成的。本申请的实施例通过控制电致形变薄膜的伸缩形变改变各结构色单元间的距离以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域,特别是涉及一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法。
背景技术
自然界中的结构色的运用包括蝴蝶的翅膀、孔雀的羽毛、变色龙的皮肤等等,从微观层面观察这些色彩鲜艳的物体,我们会发现它们的色彩源于纳米级的微观结构,因此被定义为“结构色”。一旦其中的微观结构发生变化,宏观体现出来的色彩也就会发生相应的变化。如何模拟上述原理从而实现变色效果成为本领域技术人员研究的热点问题。
发明内容
为了解决上述问题至少之一,本申请第一个实施例提供一种反射型电致变色材料,该材料包括层叠设置的第一电极层、电致变色层和第二电极层,其中:
所述电致变色层包括纳米阵列,所述纳米阵列包括
电致形变薄膜,包括阵列排布的微孔,所述微孔的孔径为纳米级别,各微孔间的间距为纳米级别;以及
与所述微孔一一对应设置的结构色单元;
所述电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各结构色单元间的距离,所述电场为所述第一电极层和第二电极层响应于加载的电压形成的。
在一个具体实施例中,所述结构色单元为设置在所述微孔内的纳米晶体,所述电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各纳米晶体间的距离。
在一个具体实施例中,所述纳米晶体的直径大于等于50nm并且小于等于200nm,所述纳米晶体的折射率大于等于1.7。
在一个具体实施例中,所述微孔的孔径大于所述纳米晶体的直径,所述微孔的孔径大于等于75nm并且小于等于500nm,所述微孔相对于所述电致形变薄膜的厚度大于等于25nm并且小于等于100nm,所述电致形变薄膜的折射率小于等于1.4。
在一个具体实施例中,所述电致变色层包括设置在所述电致形变薄膜远离所述第一电极层一侧的纳米材料层,
所述微孔贯穿所述电致形变薄膜,所述纳米材料层从所述微孔中露出的部分形成所述结构色单元。
在一个具体实施例中,所述微孔的孔径大于等于50nm并且小于等于200nm,所述电致形变薄膜的厚度大于等于20nm并且小于等于100nm,所述电致形变薄膜的折射率小于等于1.4;和/或所述纳米材料层的厚度大于直径大于等于30nm并且小于等于200nm,所述纳米材料层的折射率大于等于1.7。
在一个具体实施例中,所述电致变色层还包括:
设置在所述纳米阵列靠近所述第一电极层一侧的透明液态材料层,用于减小所述电致形变薄膜在伸缩形变时与所述第一电极层的摩擦力;以及
设置在所述纳米阵列靠近所述第二电极层一侧的绝缘层,用于隔离所述纳米阵列和所述第二电极层。
在一个具体实施例中,所述结构色单元为二氧化硅、氮化硅和二氧化钛中的一种;和/或所述电致形变薄膜为铁电聚合物、液晶弹性体、硅橡胶弹性体、聚氨酯弹性体、丙烯酸类弹性体、全氟离子聚合物-金属复合材料、羧酸基离子聚合物-金属复合材料、磺酸基离子聚合物-金属复合材料中的一种。
本申请第二个实施例提供一种反射型显示装置,该显示装置包括液晶阵列基板、以及设置在所述液晶阵列基板的出光侧的相对一侧的反射型显色阵列基板,其中
所述液晶阵列基板包括设置在第一衬底上的第一驱动电路层、以及由所述第一驱动电路层驱动的液晶层所形成的阵列排布的第一子像素;
所述反射型显色阵列基板包括设置在第二衬底上的第二驱动电路层、以及由所述第二驱动电路层驱动的反射显色层所形成的与所述第一子像素对应设置的第二子像素,每个第二子像素的反射显色层包括如本申请第一个实施例任一项所述的电致变色材料。
本申请第三个实施例提供一种如本申请第二个实施例所述的反射型显示装置的驱动方法,该驱动方法包括:
反射型显色阵列基板接收经所述液晶阵列基板入射的外部光,反射型显色阵列基板的各第二子像素的电致变色材料的电致形变薄膜响应于加载在第一电极层、以及第二驱动电路层加载在第二电极层上的电压形成的电场发生形变以改变各结构色单元间的距离,并反射形成不同颜色的光作为所述液晶阵列基板的背光;
液晶阵列基板的液晶层响应于所述反射型显色阵列基板出射的背光、以及响应于第一驱动电路形成具有灰阶的彩色光。
本申请第四个实施例提供一种制作本申请第一个实施例所述的电致变色材料的制作方法,该制作方法包括:
在电致形变薄膜上形成阵列排布的微孔,所述微孔的孔径为纳米级别,各微孔间的间距为纳米级别;
形成与所述微孔一一对应设置的结构色单元以形成纳米阵列,所述结构色单元的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率;
在所述纳米阵列的一侧形成第一电极层;
在所述纳米阵列的另一侧形成第二电极层。
在一个具体实施例中,所述形成与所述微孔一一对应设置的结构色单元以形成纳米阵列进一步包括:
在所述微孔内设置纳米晶体;或者所述微孔贯穿所述电致形变薄膜,在所述电致形变薄膜的一侧贴附纳米材料层,所述纳米材料从所述微孔中露出部分形成所述结构色单元。
本申请的有益效果如下:
本申请针对目前现有的问题,制定一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法,通过将电致形变薄膜和高折射率的纳米材料相结合形成纳米级的阵列,从而仿照变色龙皮肤原理,通过控制电致形变薄膜的伸缩形变改变各结构色单元间的距离以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能,具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本申请的一个实施例的反射型电致变色材料的结构示意图;
图2示出根据本申请的一个实施例的电致变色层的结构示意图;
图3示出根据本申请的又一个实施例的电致变色层的结构示意图;
图4示出根据本申请的又一个实施例的反射型电致变色材料的结构示意图;
图5示出根据本申请的又一个实施例的反射型电致变色材料的层结构示意图;
图6示出本申请的一个实施例所述的反射型显示装置的结构示意图;
图7示出本申请的一个实施例所述的制作方法流程图;
图8示出本申请的一个实施例所述的驱动方法流程图。
10—第一电级层20—电致变色层30—第三电极层40—纳米材料层50—透明液态材料层60—绝缘层70—液晶阵列基板80—反射型显色阵列基板
200—电致形变薄膜202—微孔204—纳米晶体
700—第一衬底702—第一驱动电路层704—液晶层706—第一子像素
800—第二衬底802—第二驱动电路层804—反射显色层806—第二子像素
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请,下面结合优选实施例和附图对本申请做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本申请的保护范围。
需要说明的是,本文中所述的“在……上”、“在……上形成”和“设置在……上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上,也可以表示一层间接形成或设置在另一层上,即两层之间还存在其它的层。在本文中,除非另有说明,所采用的术语“位于同一层”指的是两个层、部件、构件、元件或部分可以通过同一构图工艺形成,并且,这两个层、部件、构件、元件或部分一般由相同的材料形成。在本文中,除非另有说明,表述“构图工艺”一般包括光刻胶的涂布、曝光、显影、刻蚀、光刻胶的剥离等步骤。表述“一次构图工艺”意指使用一块掩模板形成图案化的层、部件、构件等的工艺。
自然界中的结构色的运用包括蝴蝶的翅膀、孔雀的羽毛、变色龙的皮肤等等,从微观层面观察这些色彩鲜艳的物体,我们会发现它们的色彩源于纳米级的微观结构,因此被定义为“结构色”。一旦其中的微观结构发生变化,宏观体现出来的色彩也就会发生相应的变化。目前显示领域中还没有模拟上述原理从而实现变色效果的技术。
针对上述情况,如图1所示,本申请的一个实施例提供了一种反射型电致变色材料,包括层叠设置的第一电极层10、电致变色层20和第二电极层30,其中:
所述电致变色层20包括纳米阵列,所述纳米阵列包括
电致形变薄膜200,包括阵列排布的微孔202,所述微孔202的孔径为纳米级别,各微孔间的间距为纳米级别;以及
与所述微孔一一对应设置的结构色单元,所述结构色单元的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率;
所述电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各结构色单元间的距离,所述电场为所述第一电极层和第二电极层响应于加载的电压形成的。
本实施例通过电致形变薄膜的伸缩形变改变各结构色单元间的距离以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能,即通过电致形变薄膜的伸缩模仿变色龙的皮肤,例如以电致形变薄膜的收缩模仿变色龙的放松状态,并通过结构色单元模仿变色龙色素细胞中的鸟嘌呤纳米晶体,换句话说,通过控制电致形变薄膜的收缩减小各结构色单元间的距离从而模仿所述鸟嘌呤纳米晶体间的距离减小呈现蓝色或绿色;同理,例如以电致形变薄膜的拉伸模仿变色龙的兴奋状态,并通过结构色单元模仿变色龙色素细胞中的鸟嘌呤纳米晶体,换句话说,通过控制电致形变薄膜的拉伸增加结构色单元间的距离从而模仿所述鸟嘌呤纳米晶体间的距离增大呈现黄色或红色。
在一个具体示例中,如图7所示,以制作该反射型电致变色材料进行说明:
S10、在电致形变薄膜上形成阵列排布的微孔。
本示例中,电致形变薄膜响应于加载的电场实现收缩或拉伸的形变,具体的,电致形变薄膜为铁电聚合物、液晶弹性体、硅橡胶弹性体、聚氨酯弹性体、丙烯酸类弹性体、全氟离子聚合物-金属复合材料、羧酸基离子聚合物-金属复合材料、磺酸基离子聚合物-金属复合材料中的一种。值得说明的是,本申请电致形变薄膜的具体材料不做限定,本领域技术人员应当根据实际应用需求选择适当的材料,以实现响应于加载的电压实现形变为设计准则,在此不再赘述。
需要说明的是,电致形变薄膜上形成的阵列排布的微孔为纳米级别的,具体的,所述微孔的孔径为纳米级别,各微孔间的间距也为纳米级别。在一个具体的示例中,所述微孔的孔径为100nm,各微孔间的间距为200nm,该间距为相邻两个微孔的孔中心点的距离,相当于两倍的微孔孔径。
S20、形成与所述微孔一一对应设置的结构色单元以形成纳米阵列,所述结构色单元的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率。
本示例通过将电致形变薄膜和高折射率的结构色单元相结合,形成纳米级的阵列,仿照变色龙皮肤原理,通过控制电致形变薄膜的伸缩形变来改变各结构色单元间的距离,以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能。
在一个可选示例中,如图2所示,所述结构色单元为设置在所述微孔202内的纳米晶体204,所述电致形变薄膜200响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各纳米晶体间的距离,从而实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能。
在本实施例中,纳米晶体204镶嵌在微孔内,例如,所述纳米晶体的直径大于等于50nm并且小于等于200nm,所述微孔的孔径大于所述纳米晶体的直径;如图2所示,所述微孔202贯穿所述电致形变薄膜,此时电致形变薄膜的厚度与微孔厚度一致。
如图3所示,所述纳米晶体204镶嵌在微孔内,例如,所述纳米晶体的直径大于等于50nm并且小于等于200nm,所述微孔的孔径大于所述纳米晶体的直径,所述微孔的孔径大于等于75nm并且小于等于500nm;所述微孔202也可以不贯穿所述电致形变薄膜200,此时电致形变薄膜的厚度大于微孔厚度,例如,所述微孔相对于所述电致形变薄膜的厚度大于等于25nm并且小于等于100nm。
需要说明的是,上述厚度的数值示例性的,不构成对厚度的不当限定,本领域技术人员能够根据实际情况选择相应的厚度从而满足电致形变薄膜的厚度大于微孔厚度。
在本实施例中,所述纳米晶体为纳米微球或纳米微晶,例如二氧化硅晶体或二氧化钛晶体。本申请对纳米晶体的材料不做限定,本领域技术人员能够依据实际情况选择相应的纳米晶体材料。
需要说明的是,为模拟变色龙皮肤的变色原理,本实施例的所述结构色单元的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率。其中,结构色单元为镶嵌在微孔内的纳米晶体;换句话说,纳米晶体的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率,具体的,所述纳米晶体的折射率大于等于1.7,所述电致形变薄膜的折射率小于等于1.4,即将高折射率的纳米晶体规则地镶嵌到电致形变薄膜材料中形成纳米阵列。
本示例通过将电致形变薄膜和高折射率的纳米晶体相结合,形成纳米阵列,仿照变色龙皮肤原理,通过控制电致形变薄膜的伸缩来改变各纳米晶体间的距离,以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能,具有广泛的应用前景。
在又一个可选示例中,如图4所示,所述电致变色层包括设置在所述电致形变薄膜远离所述第一电极层10一侧的纳米材料层40,所述微孔202贯穿所述电致形变薄膜200,所述纳米材料层40从所述微孔中露出的部分形成所述结构色单元(如图4中的虚线部分),所述电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各结构色单元间的距离,以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能。
其中,所述纳米材料层为二氧化硅、氮化硅和二氧化钛中的一种,所述纳米材料层的厚度大于直径大于等于30nm并且小于等于200nm;微孔的孔径大于等于50nm并且小于等于200nm,所述电致形变薄膜的厚度大于等于20nm并且小于等于100nm。
本示例中,所述结构色单元的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率。其中,结构色单元为所述纳米材料层从所述微孔中露出的部分形成的,换句话说,纳米材料层的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率,具体的,所述纳米材料层的折射率大于等于1.7,所述电致形变薄膜的折射率小于等于1.4。
本示例通过将电致形变薄膜和高折射率的纳米材料层相结合,形成纳米阵列,仿照变色龙皮肤原理,通过控制电致形变薄膜的伸缩来改变各从微孔内露出的纳米材料间的距离,以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能,具有广泛的应用前景。
在又一个可选示例中,为了减小电致形变薄膜在伸缩形变时的摩擦力,如图5所示,所述电致变色层还包括透明液态材料层50和绝缘层60,其中,
所述透明液态材料层50设置在所述纳米阵列靠近所述第一电极层10一侧,用于减小所述电致形变薄膜在伸缩形变时与所述第一电极层10的摩擦力。
在本实施例中,透明液态材料层为透明的并且不易挥发的液态材料,在减小所述电致形变薄膜在伸缩形变时与所述第一电极层10的摩擦力的同时,不影响出光效果,例如液晶材料。
需要说明的是,本示例对透明液态材料层的材料不做限定,也可以其他具有上述特性的材料,本领域技术人员能够依据实际情况选择相应的透明液态材料层材料。
所述绝缘层60设置在所述纳米阵列靠近所述第二电极层30一侧,用于隔离所述纳米阵列和所述第二电极层。
S30、在所述纳米阵列的一侧形成第一电极层。
S40、在所述纳米阵列的另一侧形成第二电极层。
其中,当第一电极层为阴极时,第二电极层为阳极;或者当第一电极层为阳极时,第二电极层为阴极。本示例中,通过在第一电极层和第二电极层上施加电压,从而形成加载在电致形变薄膜上的电场,进一步,所述电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各结构色单元间的距离,以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能。
至此,形成图5所示的反射型电致变色材料,其中10为第一电极层,20为电致变色层,30为第二电极层,50为透明液态材料层,60为绝缘层。
相应地,本申请的又一个实施例还提供一种反射型显示装置,如图6所示,该显示装置包括液晶阵列基板70、以及设置在所述液晶阵列基板的出光侧的相对一侧的反射型显色阵列基板80,其中
所述液晶阵列基板70包括设置在第一衬底700上的第一驱动电路层702、以及由所述第一驱动电路层702驱动的液晶层704所形成的阵列排布的第一子像素706;
所述反射型显色阵列基板80包括设置在第二衬底800上的第二驱动电路层802、以及由所述第二驱动电路层802驱动的反射显色层804所形成的与所述第一子像素706对应设置的第二子像素806,每个第二子像素806的反射显色层包括如前述实施例图5所示的所述的反射型电致变色材料。
需要说明的是,由于反射型显色阵列基板80提供了彩色光作为背光,本实施例所述的液晶阵列基板70不需要彩膜和背光;此外,液晶阵列基板为常开状态以透光,同时,液晶阵列基板70仅用于控制灰阶变化。
具体的,液晶阵列基板用于控制透过的光的比例,包括入射光和出射光。例如,液晶和偏光片共同作用控制光透过率为50%,换句话说,当100个单位的入射光经过液晶阵列后变成50个单位的光,50个单位的光照射到反射型电致变色材料上,若电致变色材料的反射率为80%,也就是反射40个单位的非偏振的自然光,出射时受到液晶阵列50%出光率的限制,也就是说最终出射的是20个单位的出射光,仅为入射光的1/5,即出射光的强度可以在0-20的范围内实现调节。
需要说明的是,本申请不限于使用液晶阵列基板,还可以采用透过率更高的其他灰阶控制基板,以实现灰阶控制为设计准则,并且均在本申请的保护范围内。
在一个具体的应用场景中,以驱动该显示装置的方法进行说明:
首先,反射型显色阵列基板接收经所述液晶阵列基板入射的外部光,反射型显色阵列基板的各第二子像素的电致变色材料的电致形变薄膜响应于加载在第一电极层、以及第二驱动电路层加载在第二电极层上的电压形成的电场发生形变以改变各结构色单元间的距离,并反射形成不同颜色的光作为所述液晶阵列基板的背光。
即外部环境光穿透至反射型显色阵列基板,反射型显色阵列基板中的电致变色材料响应于加载的电场发生形变以改变结构色单元间的距离,从而反射形成不同颜色的光,并作为液晶阵列基板的背光。
需要说明的是,由于反射型电致变色材料设置在每个第二子像素806的反射显色层中,本实施例不需要整层设置电致变色材料,仅将反射型电致变色材料设置在显示区即可。
然后,液晶阵列基板的液晶层响应于所述反射型显色阵列基板出射的背光、以及响应于第一驱动电路形成具有灰阶的彩色光。
即液晶阵列基板保持常开状态以透过外部光线,经反射型显色阵列基板形成不同颜色的光,再通过液晶阵列基板控制液晶灰阶,从而使得本实施例的反射型显示装置具有不同灰阶的彩色显示功能。
在一个可选实施例中,所述液晶阵列基板包括阵列排布的第一子像素,由设置在第一衬底上的第一驱动电路层、以及由所述第一驱动电路层驱动的液晶层组成;
所述反射型显色阵列基板包括与所述第一子像素一一对应的第二子像素,有设置在第二衬底上的第二驱动电路层、以及由所述第二驱动电路层驱动的反射显色层组成,每个第二子像素的反射显色层包括如前述实施例所述的电致变色材料。
在本实施例中,由于反射型显色阵列基板提供了彩色光作为背光,本实施例所述的液晶阵列基板不需要彩膜和背光本实施例中的液晶阵列基板不需要背光和彩膜,有效简化了反射型显示装置的结构。
本实施例中的所述反射型显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框或导航仪等任何具有显示功能的产品或部件,本申请对此不作具体限定。
与上述实施例提供的电致变色材料相对应,如图7所示,本申请的一个实施例还提供一种制作上述电致变色材料的方法,该方法包括:
S10、在电致形变薄膜上形成阵列排布的微孔,所述微孔的孔径为纳米级别,各微孔间的间距为纳米级别。
S20、形成与所述微孔一一对应设置的结构色单元以形成纳米阵列,所述结构色单元的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率。
在一个具体实施例中,所述形成与所述微孔一一对应设置的结构色单元以形成纳米阵列进一步包括:
在所述微孔内设置纳米晶体;或者所述微孔贯穿所述电致形变薄膜,在所述电致形变薄膜的一侧贴附纳米材料层,所述纳米材料从所述微孔中露出部分形成所述结构色单元。
本实施例通过将电致形变薄膜和高折射率的结构色单元相结合,形成纳米级的阵列,仿照变色龙皮肤原理,通过控制电致形变薄膜的伸缩来改变各结构色单元间的距离,以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能。
S30、在所述纳米阵列的一侧形成第一电极层;
S40、在所述纳米阵列的另一侧形成第二电极层。
其中,当第一电极层为阴极时,第二电极层为阳极;或者当第一电极层为阳极时,第二电极层为阴极。本示例中,通过在第一电极层和第二电极层上施加电压,从而形成加载在电致形变薄膜上的电场,进一步,所述电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各结构色单元间的距离,以实现所述电致变色层反射外部光形成不同颜色的功能。
由于本申请实施例提供的电致变色材料的制作方法与上述实施例提供的电致变色材料相对应,因此在前实施方式也适用于本实施例提供的电致变色材料的制作方法,在本实施例中不再详细描述。
如图8所示,本申请又一个实施例提供一种如前述实施例所述的显示装置的驱动方法,该驱动方法包括:
S100、反射型显色阵列基板接收经所述液晶阵列基板入射的外部光,反射型显色阵列基板的各第二子像素的电致变色材料的电致形变薄膜响应于加载在第一电极层、以及第二驱动电路层加载在第二电极层上的电压形成的电场发生形变以改变各结构色单元间的距离,并反射形成不同颜色的光作为所述液晶阵列基板的背光;
S200、液晶阵列基板的液晶层响应于所述反射型显色阵列基板出射的背光、以及响应于第一驱动电路形成具有灰阶的彩色光。
前述实施例带来的效果同样适用于本实施例,相同部分不在赘述。
显然,本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例,而并非是对本申请的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本申请的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。
Claims (11)
1.一种反射型电致变色材料,其特征在于,包括层叠设置的第一电极层、电致变色层和第二电极层,其中:
所述电致变色层包括纳米阵列,所述纳米阵列包括
电致形变薄膜,包括阵列排布的微孔,所述微孔的孔径为纳米级别,各微孔间的间距为纳米级别;以及
与所述微孔一一对应设置的结构色单元所述结构色单元的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率;
所述电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各结构色单元间的距离,所述电场为所述第一电极层和第二电极层响应于加载的电压形成的。
2.根据权利要求1所述的电致变色材料,其特征在于,所述结构色单元为设置在所述微孔内的纳米晶体,所述电致形变薄膜响应于加载在其上的电场进行伸缩形变以改变各纳米晶体间的距离。
3.根据权利要求2所述的电致变色材料,其特征在于,
所述纳米晶体的直径大于等于50nm并且小于等于200nm,所述纳米晶体的折射率大于等于1.7;
和/或
所述微孔的孔径大于所述纳米晶体的直径,所述微孔相对于所述电致形变薄膜的厚度大于等于25nm并且小于等于100nm,所述电致形变薄膜的折射率小于等于1.4。
4.根据权利要求1所述的电致变色材料,其特征在于,所述电致变色层包括设置在所述电致形变薄膜远离所述第一电极层一侧的纳米材料层,
所述微孔贯穿所述电致形变薄膜,所述纳米材料层从所述微孔中露出的部分形成所述结构色单元。
5.根据权利要求4所述的电致变色材料,其特征在于,
所述微孔的孔径大于等于50nm并且小于等于200nm,所述电致形变薄膜的厚度大于等于20nm并且小于等于100nm,所述电致形变薄膜的折射率小于等于1.4;
和/或
所述纳米材料层的厚度大于直径大于等于30nm并且小于等于200nm,所述纳米材料层的折射率大于等于1.7。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电致变色材料,其特征在于,所述电致变色层还包括:
设置在所述纳米阵列靠近所述第一电极层一侧的透明液态材料层,用于减小所述电致形变薄膜在伸缩形变时与所述第一电极层的摩擦力;以及
设置在所述纳米阵列靠近所述第二电极层一侧的绝缘层,用于隔离所述纳米阵列和所述第二电极层。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的电致变色材料,其特征在于,
所述结构色单元为二氧化硅、氮化硅和二氧化钛中的一种;
和/或
所述电致形变薄膜为铁电聚合物、液晶弹性体、硅橡胶弹性体、聚氨酯弹性体、丙烯酸类弹性体、全氟离子聚合物-金属复合材料、羧酸基离子聚合物-金属复合材料、磺酸基离子聚合物-金属复合材料中的一种。
8.一种反射型显示装置,其特征在于,包括液晶阵列基板、以及设置在所述液晶阵列基板的出光侧的相对一侧的反射型显色阵列基板,其中
所述液晶阵列基板包括设置在第一衬底上的第一驱动电路层、以及由所述第一驱动电路层驱动的液晶层所形成的阵列排布的第一子像素;
所述反射型显色阵列基板包括设置在第二衬底上的第二驱动电路层、以及由所述第二驱动电路层驱动的反射显色层所形成的与所述第一子像素对应设置的第二子像素,每个第二子像素的反射显色层包括如权利要求1-7中任一项所述的电致变色材料。
9.一种如权利要求8所述的反射型显示装置的驱动方法,其特征在于,包括:
反射型显色阵列基板接收经所述液晶阵列基板入射的外部光,反射型显色阵列基板的各第二子像素的电致变色材料的电致形变薄膜响应于加载在第一电极层、以及第二驱动电路层加载在第二电极层上的电压形成的电场发生形变以改变各结构色单元间的距离,并反射形成不同颜色的光作为所述液晶阵列基板的背光;
液晶阵列基板的液晶层响应于所述反射型显色阵列基板出射的背光、以及响应于第一驱动电路形成具有灰阶的彩色光。
10.一种制作如权利要求1-7中任一项所述的电致变色材料的制作方法,其特征在于,包括:
在电致形变薄膜上形成阵列排布的微孔,所述微孔的孔径为纳米级别,各微孔间的间距为纳米级别;
形成与所述微孔一一对应设置的结构色单元以形成纳米阵列,所述结构色单元的折射率大于所述电致形变薄膜的折射率;
在所述纳米阵列的一侧形成第一电极层;
在所述纳米阵列的另一侧形成第二电极层。
11.根据权利要求10所述的制作方法,其特征在于,所述形成与所述微孔一一对应设置的结构色单元以形成纳米阵列进一步包括:
在所述微孔内设置纳米晶体;
或者
所述微孔贯穿所述电致形变薄膜,在所述电致形变薄膜的一侧贴附纳米材料层,所述纳米材料从所述微孔中露出部分形成所述结构色单元。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111560890.8A CN114236811A (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111560890.8A CN114236811A (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114236811A true CN114236811A (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=80759066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111560890.8A Pending CN114236811A (zh) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | 一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114236811A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115268159A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-11-01 | 义乌清越光电技术研究院有限公司 | 电致变色调控光栅和显示面板 |
Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1972463A2 (de) * | 2007-03-13 | 2008-09-24 | Giesecke & Devrient GmbH | Sicherheitselement |
JP2010079174A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Casio Computer Co Ltd | 電気機器 |
CN101819335A (zh) * | 2009-02-27 | 2010-09-01 | 清华大学 | 热致变色元件及热致变色显示装置 |
CN102083390A (zh) * | 2008-03-18 | 2011-06-01 | 像素光学公司 | 改进的电活性光学设备 |
CN102112915A (zh) * | 2008-07-28 | 2011-06-29 | 株式会社船井电机新应用技术研究所 | 电致变色显示装置 |
CN102645812A (zh) * | 2011-02-17 | 2012-08-22 | 索尼公司 | 电泳元件和显示装置 |
CN102929063A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-02-13 | 高宏军 | 一种基于纳米粒子的电致变色器件及其制备方法 |
CN105159006A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-16 | 广州三星通信技术研究有限公司 | 反射型的显示装置及其制造方法 |
EP3098086A1 (de) * | 2015-05-27 | 2016-11-30 | Giesecke & Devrient GmbH | Piezochromes sicherheitselement |
CN106444206A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 反射式显示器及其制备方法 |
KR20170091505A (ko) * | 2016-12-08 | 2017-08-09 | 고려대학교 산학협력단 | 가변 칼라 필터 필름 및 변형률 측정 장치 |
US20180117404A1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-05-03 | Ronald J. Meetin | Information-Presentation Structure with Impact-Sensitive Color Change of Pre-Established Deformation-Controlled Extended Color-Change Duration |
CN110208980A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-06 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶显示器 |
CN111624761A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-04 | 金华伏安光电科技有限公司 | 一种加载型波导光调制器 |
CN111897170A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-06 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种全固态电致变色器件及其制备方法 |
CN113391494A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-14 | 北京京东方技术开发有限公司 | 变色器件及其制备方法 |
CN113777773A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-10 | 中禾科技(常州)股份有限公司 | 一种通过电场控制实现明暗变色的智能节能薄膜及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-20 CN CN202111560890.8A patent/CN114236811A/zh active Pending
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1972463A2 (de) * | 2007-03-13 | 2008-09-24 | Giesecke & Devrient GmbH | Sicherheitselement |
CN102083390A (zh) * | 2008-03-18 | 2011-06-01 | 像素光学公司 | 改进的电活性光学设备 |
CN102112915A (zh) * | 2008-07-28 | 2011-06-29 | 株式会社船井电机新应用技术研究所 | 电致变色显示装置 |
JP2010079174A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Casio Computer Co Ltd | 電気機器 |
CN101819335A (zh) * | 2009-02-27 | 2010-09-01 | 清华大学 | 热致变色元件及热致变色显示装置 |
CN102645812A (zh) * | 2011-02-17 | 2012-08-22 | 索尼公司 | 电泳元件和显示装置 |
CN102929063A (zh) * | 2012-11-27 | 2013-02-13 | 高宏军 | 一种基于纳米粒子的电致变色器件及其制备方法 |
EP3098086A1 (de) * | 2015-05-27 | 2016-11-30 | Giesecke & Devrient GmbH | Piezochromes sicherheitselement |
CN105159006A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-16 | 广州三星通信技术研究有限公司 | 反射型的显示装置及其制造方法 |
CN106444206A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 反射式显示器及其制备方法 |
US20180117404A1 (en) * | 2016-11-03 | 2018-05-03 | Ronald J. Meetin | Information-Presentation Structure with Impact-Sensitive Color Change of Pre-Established Deformation-Controlled Extended Color-Change Duration |
KR20170091505A (ko) * | 2016-12-08 | 2017-08-09 | 고려대학교 산학협력단 | 가변 칼라 필터 필름 및 변형률 측정 장치 |
CN110208980A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-06 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶显示器 |
CN111624761A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-04 | 金华伏安光电科技有限公司 | 一种加载型波导光调制器 |
CN111897170A (zh) * | 2020-08-07 | 2020-11-06 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种全固态电致变色器件及其制备方法 |
CN113391494A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-14 | 北京京东方技术开发有限公司 | 变色器件及其制备方法 |
CN113777773A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-12-10 | 中禾科技(常州)股份有限公司 | 一种通过电场控制实现明暗变色的智能节能薄膜及其制备方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115268159A (zh) * | 2022-09-13 | 2022-11-01 | 义乌清越光电技术研究院有限公司 | 电致变色调控光栅和显示面板 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7993819B2 (en) | Electrowetting display devices and fabrication methods thereof | |
KR101226586B1 (ko) | 간섭 광학 변조기 및 확산기를 이용하는 시스템 및 방법 | |
TWI345073B (en) | Electrowetting display devices | |
KR101164875B1 (ko) | 도전성의 광을 흡수하는 마스크를 구비한 기기 및 그 제조 방법 | |
US7839564B2 (en) | Components and methods for use in electro-optic displays | |
KR100641920B1 (ko) | 쌍안정 페이퍼 화이트(paper white) 디렉트-뷰디스플레이 | |
US8422108B2 (en) | Method and device for modulating light with optical compensation | |
KR20070057190A (ko) | 디스플레이 소자의 기판에 확산되는 필터 재료를 포함하는디스플레이 소자 | |
KR20100084518A (ko) | 반투명/반투과반사형 광 간섭계 변조기 장치 | |
KR20060085159A (ko) | 디스플레이에서의 컬러 시프트를 감소시키는 시스템 및방법 | |
KR20070101230A (ko) | 장식용 디스플레이 기기 | |
CN106647065B (zh) | 显示面板及其控制方法、显示装置 | |
TW200535487A (en) | Spatial light modulator with integrated optical compensation structure | |
KR20060092888A (ko) | 다중 상태 간섭 광 변조를 위한 방법 및 기기 | |
CN108831317B (zh) | 显示装置及其制备方法 | |
US20180088429A1 (en) | Color Electronic Paper and Manufacturing Method Thereof | |
CN111338150B (zh) | 一种显示面板及其制备方法 | |
CN114236811A (zh) | 一种反射型电致变色材料、显示装置、制作及驱动方法 | |
US10197787B2 (en) | Display panel, display apparatus having the same, and fabricating method thereof | |
US9164276B2 (en) | Micro optical switching device, image display apparatus including micro optical switching device, and method of manufacturing micro optical switching device | |
Taii et al. | A transparent sheet display by plastic MEMS | |
EP2711770A2 (en) | Components for electro-optic displays | |
US10386689B2 (en) | Display panel, manufacturing method thereof and display device | |
CN113764500A (zh) | 显示面板及其制备方法 | |
WO2023070328A1 (zh) | 显示基板及其制备方法、显示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |