多色电致变色器件及其制作方法、显示面板、显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多色电致变色器件及其制作方法、显示面板、显示装置。本发明专利技术提供的谐振腔结构提升了电致变色器件的反射率和颜色显示范围，谐振腔结构与对电极的电致变色层形成互补型电致变色器件进一步拓展了颜色变化范围。基于本发明专利技术的多色电致变色器件的显示面板采用1个或2个子像素即可实现彩色显示，并大幅提升显示面板的反射显示亮度。提升显示面板的反射显示亮度。

【技术实现步骤摘要】
多色电致变色器件及其制作方法、显示面板、显示装置


[0001]本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种多色电致变色器件及其制作方法、显示面板、显示装置。

技术介绍

[0002]传统的显示屏(如液晶显示器、有机发光二极管显示)使用背光或自发光在屏幕上显示文本或图像，这种显示在室内弱环境光下使用效果很好，但在室外强环境光下使用时，由于环境光在屏幕表面的反射光强大幅增加，降低了显示屏对比度，严重影响观看效果。
[0003]反射显示由于其低功耗、优异的户外可读性、质量轻和护眼等优势，一直受到显示技术研究者的青睐。但反射显示由于在光学设计上存在诸多挑战，一直无法实现与用于室内显示的传统显示屏相同的显示效果。在透射显示或自发光显示中，光效低的问题可简单的通过增加功耗来解决。但对于反射显示技术，因其不需要内部光源，像素的低光效将直接导致图像质量的下降。
[0004]常见的反射显示技术有反射液晶显示技术和电子墨水(E
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ink) 显示。反射液晶显示具有高刷新率、可彩色显示等优点，已被用于教育平板、户外工控显示等领域，但由于其在偏光片和彩膜上的光效损失，以及增加定向散射膜或漫反射结构后，光效和视角的平衡问题，导致其显示效果较差。电子墨水显示具有黑白显示高对比度和大视角的优点，已被用于电子书显示屏、电子价签和智能会议显示屏等领域，但在开发彩色显示屏时也面临低光效的问题，以及其自身工作原理限制的低刷新率问题，极大地限制了电子墨水显示在其他领域的广泛应用。
[0005]电致变色器件是通过控制外加电场调节电致变色层材料的结构和光学常数(折射率和消光系数)，使电致变色器件的光学属性(反射率、透过率或吸收率)发生改变，在外观上表现为稳定、可逆的颜色变化。因此，电致变色器件在原理上可以用于透射显示或反射显示。然而，对于特定电致变色材料或用其制备的电致变色器件，其颜色变化有限，尤其是性能较稳定的无机电致变色材料一般只有两种颜色的变化，这大大限制了电致变色在显示、伪装和成像设备等领域的应用。
[0006]专利CN104423114A公开了一种全固态电致变色复合器件，通过 PVD装饰镀颜色层与电致变色层复合形成多种颜色，但调制颜色范围有限，如浅绿色到蓝色之间变换、黑色到墨蓝色之间变换等。专利 CN111624829A公开了一种多彩电致变色结构，由金属反射层和电致变色材料层组成光学腔，通过调控外加电压改变电致变色层材料的光学常数，从而实现多种结构色，但这种方案的颜色调制范围仍然有限，而且其反射率小于50％，因而无法形成实用的反射显示。
[0007]如何开发出具有多基色(如三基色、五基色或六基色等)调制特性的多色电致变色器件，已经成为本领域函待解决的难题。

技术实现思路

[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种多色电致变色器件，包括：第一基板、第二基板、设置于第一基板和第二基板之间的电解质层，所述第一基板包括第一衬底、设置在所述第一衬底朝向所述电解质层侧的工作电极；所述第二基板包括第二衬底、设置在所述第二衬底朝向所述电解质层侧的对电极；其中，所述工作电极为谐振腔结构，所述谐振腔结构包括依次层叠设置的金属反射层、介质层和宽带吸收层，通过调节所述介质层的厚度，所述谐振腔结构可实现不同反射型结构色调节，通过外加电场调制可实现多种颜色变化。
[0009]作为优选，所述金属反射层的材料为非活泼金属；优选地，所述非活泼金属包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)、铝(Al) 或钛(Ti)，及多种金属形成的复合金属；所述金属反射层的厚度在 20nm以上，优选50～500nm；
[0010]所述介质层的材料为无机电致变色材料和/或有机电致变色材料；所述介质层的厚度为10～3000nm，优选50～800nm；
[0011]所述宽带吸收层的材料包括过渡金属，FeSi2，非晶硅，或贵金属；所述过渡金属优选Cr、Ni、Ti，所述贵金属优选Au、Pt；所述宽带吸收层的厚度为5～50nm，优选5～15nm；
[0012]所述电解质层的材料包括液态电解质、凝胶电解质、固态电解质；所述液态电解质层厚度为0.01～3mm；所述凝胶电解质层厚度为0.1～500μm；所述固态电解质层厚度为10～500nm；
[0013]所述对电极包括依次层叠设置的透明导电电极和电致变色层；所述对电极中的电致变色层兼有离子存储功能；所述电致变色层的材料包括无机电致变色材料和/或有机电致变色材料；所述电致变色层的厚度为10～1000nm，优选50～800nm。
[0014]作为优选，所述金属反射层为网状镂空结构；所述金属反射层的材料为非活泼金属；优选地，所述非活泼金属包括Au、Ag、Cu、Pt、 Al或Ti，及多种金属形成的复合金属；
[0015]和/或，所述金属反射层的厚度为20nm以上，优选50～500nm；所述网状镂空线宽为0.1～20μm，优选1～10μm。
[0016]作为第一种优选，所述宽带吸收层为金属纳米孔结构层；所述金属为贵金属，优选Au、Pt；
[0017]和/或，所述金属纳米孔结构层的厚度为5～50nm，优选10～20nm；所述纳米孔的孔径为10～500nm，优选100～300nm。
[0018]作为第二种优选，所述宽带吸收层为网状镂空结构；所述宽带吸收层材料为过渡金属，FeSi2，非晶硅，或贵金属；所述过渡金属优选Cr、Ni、Ti，所述贵金属优选Au、Pt；
[0019]和/或，所述宽带吸收层的厚度为5～50nm，优选5～15nm；所述网状镂空线宽为0.1～20μm，优选1～10μm。
[0020]作为优选，所述第一衬底和第二衬底的材料包括玻璃、高分子塑料材料、金属箔(如不锈钢箔)。
[0021]第二方面，本专利技术实施例提供了上述的多色电致变色器件的制备方法，包括如下步骤：
[0022]在第一衬底上依次形成金属反射层、介质层和宽带吸收层，得到第一基板；
[0023]在第二衬底上依次形成透明导电电极和电致变色层，得到第二基板；
[0024]将所述第一基板和第二基板沿其外周区域进行密封，并限定出一空腔；以及
[0025]将电解质设置在所述空腔中。
[0026]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种显示面板，包括：如上述的多色电致变色器件。
[0027]作为优选，所述显示面板包括：若干个子像素，每一所述子像素包括依次层叠的至少一个所述多色电致变色器件。
[0028]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种显示装置，包括：如上述的显示面板。
[0029]本专利技术的有益效果如下：
[0030]本专利技术提供的谐振腔结构提升了电致变色器件的反射率和颜色显示范围，谐振腔结构与对电极的电致变色层形成互补型电致变色器件进一步拓展了颜色变化范围。基于本专利技术的多色电致变色器件的显示面板采用1个或2个子像素即可实现彩色显示，并大幅提升显示面板的反射显示亮度。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多色电致变色器件，其特征在于，包括：第一基板、第二基板、设置于第一基板和第二基板之间的电解质层，所述第一基板包括第一衬底、设置在所述第一衬底朝向所述电解质层侧的工作电极；所述第二基板包括第二衬底、设置在所述第二衬底朝向所述电解质层侧的对电极；其中，所述工作电极为谐振腔结构，所述谐振腔结构包括依次层叠设置的金属反射层、介质层和宽带吸收层，通过调节所述介质层的厚度，所述谐振腔结构可实现不同反射型结构色调节，通过外加电场调制可实现多种颜色变化。2.根据权利要求1所述的多色电致变色器件，其特征在于，所述金属反射层的材料为非活泼金属；优选地，所述非活泼金属包括Au、Ag、Cu、Pt、Al或Ti，及多种金属形成的复合金属；所述金属反射层的厚度在20nm以上，优选50～500nm；所述介质层的材料为无机电致变色材料和/或有机电致变色材料；所述介质层的厚度为10～3000nm，优选50～800nm；所述宽带吸收层的材料包括过渡金属，FeSi2，非晶硅，或贵金属；所述过渡金属优选Cr、Ni、Ti，所述贵金属优选Au、Pt；所述宽带吸收层的厚度为5～50nm，优选5～15nm；所述电解质层的材料包括液态电解质、凝胶电解质、固态电解质；所述液态电解质层厚度为0.01～3mm；所述凝胶电解质层厚度为0.1～500μm；所述固态电解质层厚度为10～500nm；所述对电极包括依次层叠设置的透明导电电极和电致变色层；所述对电极中的电致变色层兼有离子存储功能；所述电致变色层的材料包括无机电致变色材料和/或有机电致变色材料；所述电致变色层的厚度为10～1000nm，优选50～800nm。3.根据权利要求2所述的多色电致变色器件，其特征在于，所述金属反射层为网状镂空结构；所述金属反射层的材料为非活泼金属；优选地，所述非活泼金属包括Au、Ag、Cu、Pt、Al或...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世玉，郑陆一，吝凯，吕勇，牛春晖，刘洋，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：