CN115113449A - 电致变色显示面板的制作方法和电致变色显示面板 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电致变色显示面板的制作方法和电致变色显示面板，制作方法包括以下步骤：制作阵列基板，阵列基板包括依次叠加设置的衬底基板、驱动层和像素电极层，像素电极层包括与驱动层电连接的多个子像素电极组；将多个子像素电极组依次作为工作电极，通过电化学聚合工艺形成与多个子像素电极组一一对应设置的多个电致变色层；其中，不同的电致变色层的显示颜色不同，当多个子像素电极组中的任意一个作为工作电极时，工作电极接入预设正电压，电致变色层形成在对应的工作电极上。本申请通过电化学聚合工艺在阵列基板上制得均匀且大面积的、像素级图案化的、不同显示颜色的多个电致变色层，可实现电致变色被动式显示。

Description

电致变色显示面板的制作方法和电致变色显示面板
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种电致变色显示面板的制作方法和电致变色显示面板。
背景技术
电致变色(Electrochromic，EC)是指材料或者器件在外界电场的控制下可改变其禁带宽度或能级，对连续光谱进行选择性吸收，从而产生在可见-红外-微波波段内可逆的光学性质(例如透过率、吸收率和反射率)变化。电致变色材料对可见光进行不同波形的吸收和透过即可显示出不同颜色的变化，有潜力被应用为显示技术的显色材料。由于大部分电致变色材料具有良好的记忆效应，在变化后不给电也能保持断电前的光学特性，所以使用其制备的器件具有低能耗，低驱动压的特点。
电致变色材料种类繁多，根据成分可以分为过渡金属氧化物、无机金属-有机骨架材料、导电聚合物、以及有机小分子。其中，导电聚合物的分子结构可设计性最强，通过改变共轭分子结构即可改变聚合物显色时的颜色，进而得到能显示全色系颜色的电致变色材料。选择其中褪色态为黑(白/透明)，着色态单一色的材料即可改变颜色的灰阶。由于导电聚合物具有低能耗、全色系、灰阶可调等优点，把电致变色导电聚合物如何制备成为显示器件已成为了该领域的研究热点。
关于电致变色显示领域的研究、材料的开发以及合成已经较为成熟，据报道，现已有超过400种导电聚合物被报道了电致变色性能，而且基于变色原理，理论上所有导电聚合物均具有电致变色性能；其中，导电聚合物的能级带宽处于3.2eV-1.6eV区间的，在可见区具有良好的显色性能。从2000年之后，有大量的文献报道了导电聚合物的颜色性能与分子构型的关系，验证了多种制备方法对聚合物性能的影响，并对材料的生长机理及成膜性能进行了详细系统的研究，得到了若干材料的成膜合成工艺及器件构型。而电致变色材料不能进一步实现显示应用的关键难点在于材料的像素化成膜工艺，即如何均匀且大面积的实现三基色电致变色材料的图案化生长成为了制约电致变色被动式显示技术的关键难题。
发明内容
本申请提供一种电致变色显示面板的制作方法和电致变色显示面板，可以通过电化学聚合工艺在阵列基板上制得厚度均匀的、大面积的、像素级图案化的、以及不同显示颜色的多个电致变色层，有利于实现电致变色被动式显示技术。
本申请提供了一种电致变色显示面板的制作方法，包括以下步骤：
制作阵列基板；其中，所述阵列基板包括衬底基板以及依次设置在所述衬底基板上的驱动层和像素电极层，所述像素电极层包括间隔设置的多个子像素电极组；以及
将所述多个子像素电极组依次作为工作电极，通过电化学聚合工艺形成与所述多个子像素电极组一一对应设置的多个电致变色层；其中，不同的所述子像素电极组对应的所述电致变色层的显示颜色不同，当所述多个子像素电极组中的任意一个作为所述工作电极时，所述工作电极接入预设正电压，所述电致变色层形成在对应的所述工作电极上。
可选地，当所述多个子像素电极组中的任意一个作为所述工作电极时，其他的所述子像素电极组接入预设负电压。
可选地，所述多个子像素电极组包括第一子像素电极组、第二子像素电极组和第三子像素电极组；所述多个电致变色层包括与所述第一子像素电极组、所述第二子像素电极组和所述第三子像素电极组一一对应设置的第一电致变色层、第二电致变色层和第三电致变色层；
所述第一电致变色层的显示颜色包括红色、绿色和蓝色中的任意一种；所述第二电致变色层的显示颜色包括红色、绿色和蓝色中不同于所述第一电致变色层的任意一种；所述第三电致变色层的显示颜色包括红色、绿色和蓝色中不同于所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的任意一种。
可选地，所述将所述多个子像素电极组依次作为工作电极，通过电化学聚合工艺形成与所述多个子像素电极组一一对应设置的多个电致变色层，包括以下步骤：
配制第一电解液、第二电解液和第三电解液；其中，所述第一电解液包含有第一电致变色单体，所述第二电解液包含有第二电致变色单体，所述第三电解液包含有第三电致变色单体；
以所述阵列基板中的所述第一子像素电极组作为所述工作电极，构建第一电极体系，并将所述第一电极体系放入所述第一电解液中，进行第一次电化学聚合反应，在所述第一子像素电极组上形成所述第一电致变色层；
以形成有所述第一电致变色层的所述阵列基板中的所述第二子像素电极组作为所述工作电极，构建第二电极体系，并将所述第二电极体系放入所述第二电解液中，进行第二次电化学聚合反应，在所述第二子像素电极组上形成所述第二电致变色层；以及
以形成有所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的所述阵列基板中的所述第三子像素电极组为所述工作电极，构建第三电极体系，并将所述第三电极体系放入所述第三电解液中，进行第三次电化学聚合反应，在所述第三子像素电极组上形成所述第三电致变色层。
可选地，所述第一电极体系、所述第二电极体系和所述第三电极体系中的任意一个包括三电极体系；所述三电极体系包括所述工作电极、对电极和参比电极；
所述对电极包括金电极、银电极、铂电极和氧化铟锡电极中的任意一种；所述参比电极包括银-氯化银电极和甘汞电极中的任意一种。
可选地，所述第一电致变色单体、所述第二电致变色单体和所述第三电致变色单体中的任意一种的材料包括苯胺、吡咯、吡啶、蒽醌、苯乙烯、吡喃、噁嗪、噻吩、噻喃、三苯胺、吡唑林、吩嗪和吩噁嗪中的任意一种的衍生物、派生物和类似物中的至少一种。
可选地，所述电致变色显示面板具有相邻设置的显示区和非显示区；所述像素电极层位于所述显示区；
所述驱动层包括位于所述显示区的第一连接走线组、第二连接走线组和第三连接走线组以及位于所述非显示区的第一加电端子、第二加电端子和第三加电端子；所述第一连接走线组与所述第一子像素电极组对应电连接且延伸至所述非显示区与所述第一加电端子电连接；所述第二连接走线组与所述第二子像素电极组对应电连接且延伸至所述非显示区与所述第二加电端子电连接；所述第三连接走线组与所述第三子像素电极组对应电连接且延伸至所述非显示区与所述第三加电端子电连接；
所述第一加电端子、第二加电端子和第三加电端子中的任意一个用于接入所述预设正电压。
可选地，所述第一子像素电极组包括呈多列设置的多个第一子像素电极；所述第二子像素电极组包括呈多列设置的多个第二子像素电极；所述第三子像素电极组包括呈多列设置的多个第三子像素电极；
所述第一连接走线组包括与多列所述第一子像素电极一一对应电连接的多条第一源极线；所述第二连接走线组包括与多列所述第二子像素电极一一对应电连接的多条第二源极线；所述第三连接走线组包括与多列所述第三子像素电极一一对应电连接的多条第二源极线。
可选地，所述驱动层还包括位于所述显示区且与所述多个第一子像素电极、所述多个第二子像素电极和所述多个第二子像素电极一一对应电连接的多个薄膜晶体管；
与所述第一子像素电极对应电连接的所述薄膜晶体管的源极与对应的所述第一源极线电连接，与所述第二子像素电极对应电连接的所述薄膜晶体管的源极与对应的所述第二源极线电连接，与所述第三子像素电极对应电连接的所述薄膜晶体管的源极与对应的所述第三源极线电连接；
所述第一加电端子、所述第二加电端子和所述第三加电端子与所述薄膜晶体管的栅极同层设置且材料相同。
本申请还提供一种根据以上所述的制作方法制作得到的电致变色显示面板，所述电致变色显示面板包括所述阵列基板、位于所述阵列基板上的所述多个电致变色层、以及位于所述多个电致变色层远离所述阵列基板一侧的对置基板。
本申请提供的电致变色显示面板的制作方法和电致变色显示面板，通过电化学聚合工艺在阵列基板中的多个子像素电极组上依次形成与多个子像素电极组一一对应设置且显示颜色互不相同的多个电致变色层；一方面，本申请通过电化学聚合工艺可以制得厚度均匀的、大面积的、以及像素级图案化的不同显示颜色的电致变色层；另一方面，电化学聚合工艺适配于现有的阵列基板结构，即可以直接使用阵列基板中的单色子像素电极组进行对应的单色电致变色层沉积，具有工艺匹配度高以及节省制程工序的优势，而且由于聚合物定域生长能力较强，有利于制备高PPI的电致变色显示面板；另一方面，不同显示颜色的电致变色层可以通过阵列基板的驱动层进行ON/OFF控制以及实现灰阶控制，可实现电致变色被动式显示技术。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的一种电致变色显示面板的制作方法的流程示意图。
图2为本申请实施例提供的一种阵列基板的部分截面结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种阵列基板的驱动层的部分结构示意图。
图4为图3中C区域对应的像素电极层和源极线的分布示意图。
图5为本申请实施例提供的一种电致变色显示面板的制作方法中形成第一电致变色层的流程结构图。
图6为本申请实施例提供的一种电致变色显示面板的制作方法中形成第二电致变色层的流程结构图。
图7为本申请实施例提供的一种电致变色显示面板的制作方法中形成第三电致变色层的流程结构图。
图8为本申请实施例提供的一种电致变色显示面板的制作方法制得的电致变色显示面板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
电化学聚合通常是指将离子/粒子在电场的作用下生长(沉积)到电极表面并形成薄膜的过程。在沉积过程中，离子的带电性、浓度、电解质的黏度、电极导电性、以及外加电场的强度和方法都会影响最终成膜的均匀性、厚度以及功能特性。而对于单体在电解液中聚合成为聚合物并生长到电极上的过程即为电化学聚合的过程，与电沉积工艺类似。由于TFT(薄膜晶体管)阵列基板可以为各子像素电极(ITO，氧化铟锡)单独提供电压/电流，而使用不同参数的电压/电流在工作电极上生长聚合物薄膜正是电化学聚合工艺的常见方法，故电化学聚合工艺与图案化的TFT阵列基板具有较高的工艺匹配度，即可以以各子像素电极为工作电极，通过TFT阵列基板中的TFT调控子像素电极的电压/电流来调节聚合反应参数，从而在子像素电极上形成对应的子像素。
基于此，本申请提出了采用电化学聚合工艺分别在溶解有显R色EC(电致变色)单体的电解液、溶解有显G色EC单体的电解液和溶解有显B色EC单体的电解液中依次在TFT阵列基板中的RGB子像素区的ITO电极(子像素电极)上生长聚合物，最终得到在TFT阵列基板上图案化排列的显示RGB色的EC层。具体参考以下实施例中的描述。
如图1所示，本申请实施例提供了一种电致变色显示面板的制作方法，包括步骤S101至S103。
步骤S101：制作阵列基板；其中，阵列基板包括衬底基板以及依次设置在衬底基板上的驱动层和像素电极层，像素电极层包括间隔设置且与驱动层电连接的多个子像素电极组。
如图2所示，阵列基板1包括衬底基板2以及依次设置在衬底基板2上的驱动层3和像素电极层4。如图4所示，像素电极层4包括间隔设置的多个子像素电极组，例如包括第一子像素电极组5、第二子像素电极组6和第三子像素电极组7。其中，第一子像素电极组5包括多个第一子像素电极8；第二子像素电极组6包括多个第二子像素电极9；第三子像素电极组7包括多个第三子像素电极10。
需要说明的是，第一子像素电极组5中的多个第一子像素电极8上用于形成显示同一颜色的子像素，第二子像素电极组6中的多个第二子像素电极9上用于形成显示同一颜色的子像素，第三子像素电极组7中的多个第三子像素电极10上用于形成显示同一颜色的子像素，且三个子像素电极组上形成的子像素的显示颜色均不同。例如第一子像素电极8上用于形成显示红色(R)的子像素，第二子像素电极9上用于形成显示绿色(G)的子像素，第三子像素电极10上形成用于显示蓝色(B)的子像素。
具体的，第一子像素电极8、第二子像素电极9和第三子像素电极10的材料包括ITO，但不限于此。
在一具体实施方式中，如图4所示，多个第一子像素电极8、多个第二子像素电极9和多个第三子像素电极10呈阵列分布，例如成多行多列分布；其中，多个第一子像素电极8呈多列设置，多个第二子像素电极9呈多列设置，多个第三子像素电极10呈多列设置，且任意一列第一子像素电极8分别与一列第二子像素电极9和一列第三子像素电极10相邻设置。可以理解的，多列第一子像素电极8、多列第二子像素电极9和多列第三子像素电极10在行方向上并排设置。
具体的，如图3所示，阵列基板1被划分为相邻设置的显示区AA和非显示区NAA；其中，像素电极层位于显示区AA。需要说明的是，阵列基板1的显示区AA与制得的电致变色显示面板的显示区重叠设置，且阵列基板1的非显示区NAA与制得的电致变色显示面板的非显示区重叠设置。
具体的，如图3和图4所示，驱动层包括位于显示区AA的第一连接走线组11、第二连接走线组12和第三连接走线组13以及位于非显示区NAA的第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16；第一连接走线组11与第一子像素电极组5对应电连接且延伸至非显示区NAA与第一加电端子14电连接；第二连接走线组12与第二子像素电极组6对应电连接且延伸至非显示区NAA与第二加电端子15电连接；第三连接走线组13与第三子像素电极组7对应电连接且延伸至非显示区NAA与第三加电端子16电连接。
具体的，第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16中的任意一个用于接入预设正电压和/或预设负电压，使得对应的子像素电极组上接入预设正电压和/或预设负电压。
在一具体的实施方式中，如图3和图4所示，第一连接走线组11包括与多列第一子像素电极8一一对应电连接的多条第一源极线17；第二连接走线组12包括与多列第二子像素电极9一一对应电连接的多条第二源极线18；第三连接走线组13包括与多列第三子像素电极10一一对应电连接的多条第三源极线19。
在一具体实施方式中，每一条第一源极线17对应一列第一子像素电极8设置，每一条第二源极线18对应一列第二子像素电极9设置，且每一条第三源极线19对应一列第三子像素电极10设置。
可以理解的，本申请在设计阵列基板1时，将所有第一子像素电极8列对应的第一源极线17引出并连接到第一加电端子14上，将所有第二子像素电极9列对应的第二源极线18引出并连接到第二加电端子15上，且将所述第三子像素电极10列对应的第三源极线19引出并连接到第三加电端子16上。
具体的，驱动层还包括位于显示区且与多个第一子像素电极、多个第二子像素电极和多个第二子像素电极一一对应电连接的多个薄膜晶体管(TFT)，每个薄膜晶体管包括源极、漏极和栅极，且薄膜晶体管的漏极与对应的子像素电极电连接；其中，与第一子像素电极对应电连接的薄膜晶体管的源极与对应的第一源极线电连接，与第二子像素电极对应电连接的薄膜晶体管的源极与对应的第二源极线电连接，与第三子像素电极对应电连接的薄膜晶体管的源极与对应的第三源极线电连接。当薄膜晶体管的栅极打开时，源极和漏极导通，使得源极线与对应的子像素电极电连接，从而使得子像素电极与对应的加电端子电连接。
可以理解的，第一源极线、第二源极线和第三源极线既可以分别向第一子像素电极、第二子像素电极和第三子像素电极传递预设正电压和/或预设负电压，还可以分别向第一子像素电极、第二子像素电极和第三子像素电极传递用于显示的源极电信号。
在一具体实施方式中，如图3所示，第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16沿行方向依次间隔设置；驱动层还包括位于非显示区NAA且位于第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16靠近显示区AA一侧的第一转接线20、第二转接线21和第三转接线22。第一转接线20、第二转接线21和第三转接线22在列方向上并排设置，且沿行方向延伸。多条第一源极线17与第一转接线20连接，多条第二源极线18与第二转接线21连接，且多条第三源极线19和第三转接线22连接；第一加电端子14与第一转接线20连接，第二加电端子15与第二转接线21连接，且第三加电端子16与第三转接线22连接。
具体的，第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16与薄膜晶体管的栅极同层设置且材料相同，即第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16与栅极采用同一光刻工艺形成。
由于栅极与源极和漏极不同层设置，例如栅极位于第一金属层，源极和漏极位于第二金属层，故第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16位于第一金属层；而源极线通常与源极和漏极同层设置，故第一源极线17、第二源极线18和第三源极线19位于第二金属层。第一转接线20、第二转接线21和第三转接线22可以设置在第一金属层也可以设置在第二金属层；当第一转接线20、第二转接线21和第三转接线22设置在第一金属层时，第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16中至少有两个加电端子需要跨线桥接实现与对应的转接线电连接，第一源极线17、第二源极线18和第三源极线19通过过孔与第一转接线20、第二转接线21和第三转接线22对应电连接；当第一转接线20、第二转接线21和第三转接线22设置在第二金属层时，第一源极线17、第二源极线18和第三源极线19中至少有两种需要跨线桥接实现与对应的转接线电连接，第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16通过过孔与第一转接线20、第二转接线21和第三转接线22对应电连接。
具体的，第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16中任意相邻的两个加电端子之间的间距最小值的范围为1mm至100mm，以确保相互电性绝缘。第一加电端子14、第二加电端子15和第三加电端子16与显示区AA的电性导通良好，其电阻范围包括1Ω至100Ω。
步骤S102：将多个子像素电极组依次作为工作电极，通过电化学聚合工艺形成与多个子像素电极组一一对应设置的多个电致变色层；其中，不同的子像素电极组对应的电致变色层的显示颜色不同，当多个子像素电极组中的任意一个作为工作电极时，工作电极接入预设正电压，电致变色层形成在对应的工作电极上。
具体的，多个电致变色层包括与第一子像素电极组、第二子像素电极组和第三子像素电极组一一对应设置的第一电致变色层、第二电致变色层和第三电致变色层；第一电致变色层的显示颜色包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)中的任意一种；第二电致变色层的显示颜色包括红色、绿色和蓝色中不同于第一电致变色层的任意一种；第三电致变色层的显示颜色包括红色、绿色和蓝色中不同于第一电致变色层和第二电致变色层的任意一种。
在一具体实施方式中，如图8所示，第一电致变色层23的显示颜色为红色，第二电致变色层24的显示颜色为绿色，且第三电致变色层25的显示颜色为蓝色。
具体的，预设正电压的施加方法可以根据成膜的质量来选择，包括循环伏安法、非线性循环伏安扫描法、恒电压法、恒电流法、计时电量法、脉冲电压法和脉冲电流法的一种或者多种。
具体的，由于电化学聚合反应除了会在工作电极的垂直方向生长，还会向边缘扩散生长，故在制作任意一种显示颜色的电致变色层时，需要对其他子像素电极组所在的区域进行负压保护，防止聚合物扩散生长到其他子像素电极组上。当然，为了避免电化学聚合反应向除工作电极之外的其他子像素电极组生长，还可以将相邻的两个子像素电极之间的间距控制为安全间距，或者在相邻的两个子像素电极之间设置隔墙。为了提高像素开口率，在任意一个子像素电极组上聚合形成对应的电致变色层时，优选的采用负压保护工艺对其他子像素电极组进行保护，避免聚合反应发生在除工作电极之外的其他子像素电极组上。
具体的，步骤S102包括步骤S1021至S1021。
S1021：配制第一电解液、第二电解液和第三电解液；其中，第一电解液包含有第一电致变色单体，第二电解液包含有第二电致变色单体，第三电解液包含有第三电致变色单体。
具体的，第一电解液、第二电解液和第三电解液均包含有初始电解液；初始电解液包括溶质-溶剂类电解液、熔融盐类电解液和离子液体类电解液中的任意一种，例如初始电解液为含有酸碱的水系电解液，或为溶解有无机盐(或有机盐)的水系电解液，或为有机溶剂电解液及离子液体。
具体的，第一电致变色单体、第二电致变色单体和第三电致变色单体均可溶解于初始电解液中。
具体的，第一电致变色单体、第二电致变色单体和第三电致变色单体中的任意一种的材料包括苯胺、吡咯、吡啶、蒽醌、苯乙烯、吡喃、噁嗪、噻吩、噻喃、三苯胺、吡唑林、吩嗪和吩噁嗪中的任意一种的衍生物、派生物和类似物中的至少一种。例如，第一电致变色单体、第二电致变色单体和第三电致变色单体中的任意一种的材料包括上述列举的单体的衍生物、派生物和类似物中的任意一种或者多种组成的均聚物，或包括上述列举的单体的衍生物、派生物和类似物中的任意两种或者两种以上组成的共聚物。
在一具体实施方式中，步骤S1021包括以下步骤：
将四丁基六氟磷酸铵按照0.1mol/L的浓度溶解于乙腈中配置为初始电解液；以及
分别将单体R、单体G和单体B按照1mol/L的浓度溶解于初始电解液中，配置得到含有单体R的第一电解液、含有单体G的第二电解液和含有单体B的第三电解液。
其中，单体R为3,3-双已氧基-(3,4-丙烯二氧噻吩)-3,4-二(2-乙基己氧基)噻吩，单体G为2,3-双(4-叔丁基苯基)-5,8-(2,3-二氢噻吩并[3,4-b][1,4]二恶英-7基)喹喔啉；单体B为3,3-双甲氧基-(3,4-丙烯二氧噻吩)-(3,4-乙烯二氧噻吩)，单体R、单体G和单体B的分子结构式如下所示：
Figure BDA0003746996540000121
可以理解的，单体R为第一电致变色单体，电梯G为第二电致变色单体，且单体B为第三电致变色单体。
具体的，第一电解液、第二电解液和第三电解液中还包含有表面活性剂、增塑剂和整平剂中的至少一种，用于辅助提升薄膜的成膜性、致密性、以及与电极的结合力等。
S1022：以阵列基板中的第一子像素电极组作为工作电极，构建第一电极体系，并将第一电极体系放入第一电解液中，进行第一次电化学聚合反应，在第一子像素电极组上形成第一电致变色层。
如图5所示，以阵列基板1中的第一子像素电极组中的所有第一子像素电极8作为工作电极30，构建第一电极体系29，并将第一电极体系29放入第一电解液26中，进行第一次电化学聚合反应，在每个第一子像素电极8上形成第一电致变色层23。
具体的，如图5所示，第一电极体系29为三电极体系，包括工作电极30、对电极31和参比电极32；对电极31包括金电极、银电极、铂电极和氧化铟锡(ITO)电极中的任意一种，但不限于此；参比电极32包括银-氯化银电极和甘汞电极中的任意一种，但不限于此。
在一具体实施方式中，以与阵列基板1同等大小的ITO电极作为对电极31，以银-氯化银电极作为参比电极32。
具体的，进行第一次电化学聚合反应之前，将阵列基板1中的第一加电端子、对电极31和参比电极32分别与电化学工作站35的三个电极端口一一对应电连接，用于在第一加电端子(或第一子像素电极8)和对电极31之间施加预设正电压。
具体的，预设正电压为工作电极30的工作电压，且预设正电压大于0V小于或等于5V，但不限于此。
具体的，进行第一次电化学聚合反应之前，还需要将阵列基板中的第二加电端子和第三加电端子接入预设负电压，以避免进行第一次电化学聚合反应时，第二子像素电极和第三子像素电极上发生聚合反应。在一具体实施方式中，可以将阵列基板中的第二加电端子和第三加电端子连通到一稳压电源的负极，将对电极连通到稳压电源的正极，稳压电源施加的预设负电压大于或等于-1V且小于0V，但不限于此。
需要说明的是，本申请中所述的子像素可以理解为位于子像素电极上的电致变色层。
可以理解的，第二加电端子和第三加电端子接入预设负电压等同于第二子像素电极组和第三子像素电极组接入预设负电压。
可以理解的，由于第一子像素电极组中的所有第一子像素电极与同一个第一加电端子电连接，所有的第一子像素电极接收到的预设正电压相同，故所有的第一子像素电极上形成的第一电致变色层的大小和厚度相同，即可以制得均匀的第一电致变色层；且由于第一子像素电极的数量不受限制，有利于制作大面积的第一电致变色层。
具体的，如图5所示，第一次电化学聚合反应结束后，每个第一子像素电极8上形成有第一电致变色层23，例如用于显示红色(R)的电致变色层；此时，还需要使用适当的溶剂将附着在阵列基板1’的表面的低聚物和电解液洗涤干净，然后将薄膜状的第一电致变色层23烘干(例如200摄氏度热处理5min)，准备进行第二电致变色层的制作。其中，溶剂的选择应该遵循电解液溶剂的极性，并适当选择沸点相对较低的溶剂，如酮类、醇类、醛类、以及酚类等常见的有机溶剂及去离子水。
S1023：以形成有第一电致变色层的阵列基板中的第二子像素电极组作为工作电极，构建第二电极体系，并将第二电极体系放入第二电解液中，进行第二次电化学聚合反应，在第二子像素电极组上形成第二电致变色层。
如图6所示，以形成有第一电致变色层的阵列基板1’中的所有第二子像素电极9作为工作电极30’，构建第二电极体系33，并将第二电极体系33放入第二电解液27中，进行第二次电化学聚合反应，在每个第二子像素电极9上形成第二电致变色层24。
具体的，如图6所示，第二电极体系33也为三电极体系；第二电极体系33与第一电极体系的对电极和参比电极的材料可以相同，也可以不同。
具体的，进行第二次电化学聚合反应之前，将阵列基板1’中的第二加电端子、对电极31和参比电极32分别与电化学工作站35的三个电极端口一一对应电连接，用于在第二加电端子(或第二子像素电极9)和对电极31之间施加预设正电压。
具体的，预设正电压大于0V小于或等于5V，但不限于此。
具体的，进行第二次电化学聚合反应之前，还需要将阵列基板中的第一加电端子和第三加电端子接入预设负电压，以避免进行第二次电化学聚合反应时，第一子像素电极和第三子像素电极上发生聚合反应。在一具体实施方式中，可以将阵列基板中的第一加电端子和第三加电端子连通到一稳压电源的负极，将对电极连通到稳压电源的正极，稳压电源施加的预设负电压大于或等于-1V且小于0V，但不限于此。
可以理解的，第一加电端子和第三加电端子接入预设负电压等同于第一子像素电极组和第三子像素电极组接入预设负电压。
可以理解的，由于第二子像素电极组中的所有第二子像素电极与同一个第二加电端子电连接，所有的第二子像素电极接收到的预设正电压相同，故所有的第二子像素电极上形成的第二电致变色层的大小和厚度相同，即可以制得均匀的第二电致变色层；且由于第二子像素电极的数量不受限制，有利于制作大面积的第二电致变色层。
具体的，如图6所示，第二次电化学聚合反应结束后，每个第二子像素电极9上形成有第二电致变色层24，例如用于显示绿色(G)的电致变色层；此时，还需要使用适当的溶剂将附着在阵列基板1”的表面的低聚物和电解液洗涤干净，然后将薄膜状的第二电致变色层24烘干，准备进行第三电致变色层的制作。
S1024：以形成有第一电致变色层和第二电致变色层的阵列基板中的第三子像素电极组为工作电极，构建第三电极体系，并将第三电极体系放入第三电解液中，进行第三次电化学聚合反应，在第三子像素电极组上形成第三电致变色层。
如图7所示，以形成有第一电致变色层和第二电致变色层的阵列基板1”中的所有第三子像素电极10为工作电极30”，构建第三电极体系34，并将第三电极体系34放入第三电解液28中，进行第三次电化学聚合反应，在每个第三子像素电极10上形成第三电致变色层25。
具体的，第三电极体系34也为三电极体系；第三电极体系34与第一电极体系和第二电极体系的对电极和参比电极的材料可以相同，也可以不同。
具体的，进行第三次电化学聚合反应之前，将阵列基板1”中的第三加电端子、对电极31和参比电极32分别与电化学工作站35的三个电极端口一一对应电连接，用于在第三加电端子(或第三子像素电极10)和对电极31之间施加预设正电压。
具体的，预设正电压大于0V小于或等于5V，但不限于此。
具体的，进行第三次电化学聚合反应之前，还需要将阵列基板中的第一加电端子和第二加电端子接入预设负电压，以避免进行第三次电化学聚合反应时，第一子像素电极和第二子像素电极上发生聚合反应。在一具体实施方式中，可以将阵列基板中的第一加电端子和第二加电端子连通到一稳压电源的负极，将对电极连通到稳压电源的正极，稳压电源施加的预设负电压大于或等于-1V且小于0V，但不限于此。
可以理解的，第一加电端子和第二加电端子接入预设负电压等同于第一子像素电极组和第二子像素电极组接入预设负电压。
可以理解的，由于第三子像素电极组中的所有第三子像素电极与同一个第三加电端子电连接，所有的第三子像素电极接收到的预设正电压相同，故所有的第三子像素电极上形成的第三电致变色层的大小和厚度相同，即可以制得均匀的第三电致变色层；且由于第三子像素电极的数量不受限制，有利于制作大面积的第三电致变色层。
具体的，如图7所示，第三次电化学聚合反应结束后，每个第三子像素电极10上形成有第三电致变色层25，例如用于显示蓝色(B)的电致变色层；此时，还需要对生长的聚合物(第一电致变色层、第二电致变色层和第三电致变色层)进行后处理，包括但不限于常见的升温热处理、浸泡酸液后处理、浸泡表面活性剂等多种后处理方法。后处理的作用为平整膜面、提升膜面的亲疏水性能、以及提升聚合物膜与基板的结合力。需要注意的是，进行后处理的前提应为与阵列基板不发生物理或化学反应以及不导致阵列基板的光电性能损失。
具体的，第一电解液、第二电解液和第三电解液中的初始电解液聚合反应电压的电化学窗口大于第一次电化学聚合反应电压、第二次电化学聚合反应电压和第三次电化学聚合反应电压中的任意一个。
具体的，用于显示红色的电致变色层、用于显示绿色的电致变色层和用于显示蓝色的电致变色层的制作顺序不做限制，可以根据成膜质量及洗剂的选择调整三者的聚合顺序。
具体的，第一次电化学聚合反应、第二次电化学聚合反应和第三次电化学聚合反应采用循环伏安法施加预设正电压时；循环范围包括0V至5V，扫速速度范围包括1mV/s至100mV/s，循环圈数包括1圈至100圈。
具体的，进行第一次电化学聚合反应、第二次电化学聚合反应和第三次电化学聚合反应时，阵列基板中的薄膜晶体管的栅极打开，使得第一加电端子、第二加电端子和第三加电端子分别与第一子像素电极组、第二子像素电极组和第三子像素电极组一一对应电连通，使得施加在第一加电端子、第二加电端子和第三加电端子的预设正电压或预设负电压可以顺利传递到对应的子像素电极组上。
具体的，第一电致变色层、第二电致变色层和第三电致变色层全部沉积完后，还需要对所有子像素区进行加压点亮并测试性能。
步骤S103：在多个电致变色层远离阵列基板的一侧形成对置基板。
具体的，如图8所示，在多个电致变色层(包括第一电致变色层23、第二电致变色层24和第三电致变色层25)远离阵列基板1的一侧形成对置基板36，得到电致变色显示面板100。
具体的，对置基板为透明基板，具体包括衬底基板和设置在衬底基板靠近电致变色层一侧的公共电极层(图中未示出)。
在一具体实施方式中，形成对置基板之后还可以将加电端子所在的非显示区切割掉，以缩窄电致变色显示面板的边框。
可以理解的，当制作第一电致变色层、第二电致变色层和第三电致变色层时，阵列基板中的薄膜晶体管用于向第一子像素电极、第二子像素电极和第三子像素电极传递用于聚合反应的预设正电压和/或负压保护工艺的预设负电压；当电致变色显示面板制作完成后，阵列基板中的薄膜晶体管用于向第一子像素电极、第二子像素电极和第三子像素电极传递用于显示的源极电信号。
可以理解的，本申请实施例制得的电致变色显示面板可以实现RGB三基色显示。
需要说明的是，由于电致变色材料自身不能主动发光，电致变色层显示的颜色是依靠电致变色材料对环境光的不同可见波段的吸收来实现的，故本申请实施例制作的电致变色显示面板的显示方式属于非主动发光显示，即被动式显示。
可以理解的，本申请实施例中的电致变色材料可以选择透明的颜料，但不限于此；形成的电致变色层在阵列基板和对置基板施加的电场作用下进行显色；例如，在不同电压下，第一电致变色层、第二电致变色层和第三电致变色层可以从透明态分别变化为红色、绿色和蓝色，而且颜色的色度及透过率与施加电压呈灰阶对应关系。因此，透明的电致变色显示器件也在本申请的保护范围内。
本申请实施例中，通过电化学聚合工艺在阵列基板1中的多个子像素电极组上依次形成与多个子像素电极组(例如第一子像素电极组5、第二子像素电极组6和第三子像素电极组7)一一对应设置且显示颜色互不相同的多个电致变色层(例如第一电致变色层23、第二电致变色层24和第三电致变色层25)；并且，在任意一个子像素电极组上聚合形成对应的电致变色层时，通过向其他的子像素电极组接入预设负电压对其他子像素电极组进行保护，避免聚合反应发生在除工作电极之外的其他子像素电极组上。一方面，本申请通过电化学聚合工艺和负压保护工艺相结合，可以制得厚度均匀的、大面积的、像素级图案化的、以及不同显示颜色(例如RGB)的多个电致变色层；另一方面，电化学聚合工艺适配于现有的阵列基板1结构，即可以直接使用阵列基板1中的单色子像素电极组进行单色电致变色层沉积，具有工艺匹配度高以及节省制程工序的优势，而且由于聚合物定域生长能力较强，有利于制备高PPI(像素密度)的电致变色显示面板；另一方面，不同显示颜色(例如RGB)的电致变色层可以通过阵列基板1中的TFT进行单个子像素ON/OFF控制，且通过改变驱动层3中的TFT的栅极电压也可实现灰阶的控制，可实现电致变色被动式显示技术。
如图8所示，本申请实施例提高了一种电致变色显示面板100，电致变色显示面板100根据前述实施例中的制作方法制作得到。
具体的，电致变色显示面板100包括相对设置的阵列基板1和对置基板36、以及夹设在阵列基板1和对置基板36之间的多个电致变色层(例如第一电致变色层23、第二电致变色层24和第三电致变色层25)。
具体的，阵列基板1、对置基板36和多个电致变色层的具体结构可以参考前述实施例中的描述，此处不再赘述。
具体的，电致变色显示面板依靠多个电致变色层中的电致变色材料在电场控制下对环境光的不同可见波段的吸收和透过可以实现RGB三基色显示，故本申请实施例提供的电致变色显示面板的显示方式属于非主动发光显示，即被动式显示。
具体的，本申请实施例中的电致变色材料可以选择透明的颜料，但不限于此；形成的电致变色层在阵列基板和对置基板施加的电场作用下进行显色；例如，在不同电压下，第一电致变色层、第二电致变色层和第三电致变色层可以从透明态分别变化为红色、绿色和蓝色，而且颜色的色度及透过率与施加电压呈灰阶对应关系。
本实施例中，由于每个电致变色层通过电化学聚合工艺和负压保护工艺在对应的子像素电极上制作得到，使得显示不同颜色(例如RGB)的多个电致变色层具有厚度均匀、大面积和像素级图案化的优势；而且，由于聚合物定域生长能力较强，有利于提高电致变色显示面板的PPI；另外，不同显示颜色的电致变色层可以通过阵列基板中的TFT进行单个子像素ON/OFF控制，且通过改变驱动层中的TFT的栅极电压也可实现灰阶的控制，可实现电致变色被动式显示技术。
以上对本申请实施例所提供的一种电致变色显示面板的制作方法和电致变色显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
制作阵列基板；其中，所述阵列基板包括衬底基板以及依次设置在所述衬底基板上的驱动层和像素电极层，所述像素电极层包括间隔设置且与所述驱动层电连接的多个子像素电极组；以及
将所述多个子像素电极组依次作为工作电极，通过电化学聚合工艺形成与所述多个子像素电极组一一对应设置的多个电致变色层；其中，不同的所述子像素电极组对应的所述电致变色层的显示颜色不同，当所述多个子像素电极组中的任意一个作为所述工作电极时，所述工作电极接入预设正电压，所述电致变色层形成在对应的所述工作电极上。
2.根据权利要求1所述的电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，当所述多个子像素电极组中的任意一个作为所述工作电极时，其他的所述子像素电极组接入预设负电压。
3.根据权利要求1所述的电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，所述多个子像素电极组包括第一子像素电极组、第二子像素电极组和第三子像素电极组；所述多个电致变色层包括与所述第一子像素电极组、所述第二子像素电极组和所述第三子像素电极组一一对应设置的第一电致变色层、第二电致变色层和第三电致变色层；
所述第一电致变色层的显示颜色包括红色、绿色和蓝色中的任意一种；所述第二电致变色层的显示颜色包括红色、绿色和蓝色中不同于所述第一电致变色层的任意一种；所述第三电致变色层的显示颜色包括红色、绿色和蓝色中不同于所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的任意一种。
4.根据权利要求3所述的电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，所述将所述多个子像素电极组依次作为工作电极，通过电化学聚合工艺形成与所述多个子像素电极组一一对应设置的多个电致变色层，包括以下步骤：
配制第一电解液、第二电解液和第三电解液；其中，所述第一电解液包含有第一电致变色单体，所述第二电解液包含有第二电致变色单体，所述第三电解液包含有第三电致变色单体；
以所述阵列基板中的所述第一子像素电极组作为所述工作电极，构建第一电极体系，并将所述第一电极体系放入所述第一电解液中，进行第一次电化学聚合反应，在所述第一子像素电极组上形成所述第一电致变色层；
以形成有所述第一电致变色层的所述阵列基板中的所述第二子像素电极组作为所述工作电极，构建第二电极体系，并将所述第二电极体系放入所述第二电解液中，进行第二次电化学聚合反应，在所述第二子像素电极组上形成所述第二电致变色层；以及
以形成有所述第一电致变色层和所述第二电致变色层的所述阵列基板中的所述第三子像素电极组为所述工作电极，构建第三电极体系，并将所述第三电极体系放入所述第三电解液中，进行第三次电化学聚合反应，在所述第三子像素电极组上形成所述第三电致变色层。
5.根据权利要求4所述的电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，所述第一电极体系、所述第二电极体系和所述第三电极体系中的任意一个包括三电极体系；所述三电极体系包括所述工作电极、对电极和参比电极；所述对电极包括金电极、银电极、铂电极和氧化铟锡电极中的任意一种；所述参比电极包括银-氯化银电极和甘汞电极中的任意一种。
6.根据权利要求4所述的电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，所述第一电致变色单体、所述第二电致变色单体和所述第三电致变色单体中的任意一种的材料包括苯胺、吡咯、吡啶、蒽醌、苯乙烯、吡喃、噁嗪、噻吩、噻喃、三苯胺、吡唑林、吩嗪和吩噁嗪中的任意一种的衍生物、派生物和类似物中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，所述电致变色显示面板具有相邻设置的显示区和非显示区；所述像素电极层位于所述显示区；
所述驱动层包括位于所述显示区的第一连接走线组、第二连接走线组和第三连接走线组以及位于所述非显示区的第一加电端子、第二加电端子和第三加电端子；所述第一连接走线组与所述第一子像素电极组对应电连接且延伸至所述非显示区与所述第一加电端子电连接；所述第二连接走线组与所述第二子像素电极组对应电连接且延伸至所述非显示区与所述第二加电端子电连接；所述第三连接走线组与所述第三子像素电极组对应电连接且延伸至所述非显示区与所述第三加电端子电连接；
所述第一加电端子、第二加电端子和第三加电端子中的任意一个用于接入所述预设正电压。
8.根据权利要求7所述的电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，所述第一子像素电极组包括呈多列设置的多个第一子像素电极；所述第二子像素电极组包括呈多列设置的多个第二子像素电极；所述第三子像素电极组包括呈多列设置的多个第三子像素电极；
所述第一连接走线组包括与多列所述第一子像素电极一一对应电连接的多条第一源极线；所述第二连接走线组包括与多列所述第二子像素电极一一对应电连接的多条第二源极线；所述第三连接走线组包括与多列所述第三子像素电极一一对应电连接的多条第二源极线。
9.根据权利要求8所述的电致变色显示面板的制作方法，其特征在于，所述驱动层还包括位于所述显示区且与所述多个第一子像素电极、所述多个第二子像素电极和所述多个第二子像素电极一一对应电连接的多个薄膜晶体管；
与所述第一子像素电极对应电连接的所述薄膜晶体管的源极与对应的所述第一源极线电连接，与所述第二子像素电极对应电连接的所述薄膜晶体管的源极与对应的所述第二源极线电连接，与所述第三子像素电极对应电连接的所述薄膜晶体管的源极与对应的所述第三源极线电连接；
所述第一加电端子、所述第二加电端子和所述第三加电端子与所述薄膜晶体管的栅极同层设置且材料相同。
10.一种电致变色显示面板，其特征在于，根据权利要求1至9任意一项所述的制作方法制作得到；所述电致变色显示面板包括所述阵列基板、位于所述阵列基板上的所述多个电致变色层、以及位于所述多个电致变色层远离所述阵列基板一侧的对置基板。
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