CN113296327A - 电致变色显示装置及其制备方法 - Google Patents
电致变色显示装置及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113296327A CN113296327A CN202110601803.2A CN202110601803A CN113296327A CN 113296327 A CN113296327 A CN 113296327A CN 202110601803 A CN202110601803 A CN 202110601803A CN 113296327 A CN113296327 A CN 113296327A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrochromic
- layer
- display device
- electrolyte
- layers
- 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.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 claims description 41
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 19
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 18
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 18
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 claims description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 15
- -1 ruthenium ions Chemical class 0.000 claims description 15
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims description 11
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 11
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- QIYMZTXOQUJMML-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1,3-dioxolan-2-one;2-methylprop-2-enoic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O.CC1COC(=O)O1 QIYMZTXOQUJMML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-3-methylimidazolium Chemical compound CCN1C=C[N+](C)=C1 NJMWOUFKYKNWDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229910001447 ferric ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/1514—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
- G02F1/1516—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising organic material
- G02F1/15165—Polymers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/153—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/153—Constructional details
- G02F1/155—Electrodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
本发明提供一种电致变色显示装置及其制备方法。所述电致变色显示装置包括柔性衬底、位于柔性衬底之上的电极层、位于电极层之上的电致变色层以及位于电致变色层之上的电解质层，其中，电致变色层包括阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，第一电致变色层和第二电致变色层通电后显示的颜色不同。本发明通过将电致变色层分为阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，且第一电致变色层和第二电致变色层通电后显示的颜色不同，通过对不同的电致变色层通电，可单独控制显色单元，达到不同显色的目的，实现了可控多色电致变色的显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种电致变色显示装置及其制备方法。
背景技术
共轭聚合物是一类具有共轭π键，经化学或电化学掺杂后能够由绝缘体变成半导体或导体的高分子材料。在电化学掺杂过程中一般伴随着氧化还原反应而发生颜色变化，这类在外加电场下颜色和透明度发生可逆变化的共轭聚合物称为电致变色聚合物。这类共轭聚合物最主要的特点是可以根据配位金属到配位单体的电荷转移的不同而产生不同的吸收峰，从而显示不同的颜色，利用这类共轭聚合物材料制备成的具有可控变色功能的器件被称为电致变色显示装置。
现有技术的可控电致变色显示装置只能显示一种颜色，且整个显示装置的电位变化一致，无法单独控制显色单元。故，有必要改善这一缺陷。
发明内容
本发明实施例提供一种电致变色显示装置，用于解决现有技术的电致变色显示装置只能显示一种颜色，且整个显示装置的电位变化一致，无法单独控制显色单元的技术问题。
本发明实施例提供一种电致变色显示装置，包括：柔性衬底、位于所述柔性衬底之上的电极层、位于所述电极层之上的电致变色层以及位于所述电致变色层之上的电解质层，其中，所述电致变色层包括阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层通电后显示的颜色不同。
在本发明实施例提供的电致变色显示装置中，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层分别为含有二价钌离子的共轭聚合物和含有亚铁离子的共轭聚合物。
在本发明实施例提供的电致变色显示装置中，所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物的分子通式分别为
在本发明实施例提供的电致变色显示装置中，所述电解质层包括位于所述电致变色层远离所述电极层的一侧表面的导电膜和位于所述导电膜远离所述电致变色层的一侧表面的电解质膜。
在本发明实施例提供的电致变色显示装置中，所述导电膜的材料为聚偏二氟乙烯和纳米纤维素晶的混合物，所述电解质膜的材料为离子液电解质或锂凝胶电解质。
在本发明实施例提供的电致变色显示装置中，所述电解质层的电导率大于或等于4.0毫西门子每厘米且小于或等于4.5毫西门子每厘米。
在本发明实施例提供的电致变色显示装置中，所述电致变色显示装置还包括外部电源，所述外部电源的第一端与所述电极层电连接，所述外部电源的第二端与电子笔的笔尖电连接。
本发明实施例还提供一种电致变色显示装置的制备方法，包括步骤：S1、提供一柔性衬底；S2、在所述柔性衬底之上制备电极层；S3、在所述电极层之上制备电致变色层，所述电致变色层包括阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层通电后显示的颜色不同；S4、在所述电致变色层之上制备电解质层。
在本发明实施例提供的电致变色显示装置中，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层分别为含有二价钌离子的共轭聚合物和含有亚铁离子的共轭聚合物，所述步骤S3包括：将所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物分别溶解在去离子水中，制得第一电致变色层水溶液和第二电致变色层水溶液，其中，所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物分别与所述去离子水的质量分数比的范围为1:[80，150]。
在本发明实施例提供的电致变色显示装置中，所述步骤S4包括：制备聚偏二氟乙烯、二甲基甲酰胺以及纳米纤维素晶的混合液，其中，所述聚偏二氟乙烯、所述二甲基甲酰胺以及所述纳米纤维素晶的质量分数比的范围为100:[400，800]:[5，10]；将所述混合液施加在所述电致变色层之上，形成导电膜；将离子液电解质或锂凝胶电解质施加在所述导电膜之上，形成电解质膜。
有益效果：本发明实施例提供的一种电致变色显示装置，包括：柔性衬底、位于柔性衬底之上的电极层、位于电极层之上的电致变色层以及位于电致变色层之上的电解质层，其中，电致变色层包括阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，第一电致变色层和第二电致变色层通电后显示的颜色不同。本发明通过将电致变色层分为阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，且第一电致变色层和第二电致变色层通电后显示的颜色不同，通过对不同的电致变色层通电，可单独控制显色单元，达到不同显色的目的，实现了可控多色电致变色的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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。
图1是本发明实施例提供的电致变色显示装置的基本结构示意图。
图2a、图2b是本发明实施例提供的电致变色显示装置的显示原理示意图。
图3是本发明实施例提供的电致变色显示装置的制备方法流程图。
图4a～4e是本发明实施例提供的电致变色显示装置的制备工艺过程中各组件的基本结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在附图中，为了清晰及便于理解和描述，附图中绘示的组件的尺寸和厚度并未按照比例。
如图1所示，为本发明实施例提供的电致变色显示装置的基本结构示意图，所述电致变色显示装置包括：柔性衬底10、位于所述柔性衬底10之上的电极层20、位于所述电极层20之上的电致变色层30以及位于所述电致变色层30之上的电解质层40，其中，所述电致变色层30包括阵列分布的多个第一电致变色层301和多个第二电致变色层302，所述第一电致变色层301和所述第二电致变色层302通电后显示的颜色不同。
需要说明的是，电致变色层30指的是在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，使材料的颜色发生变化的膜层。现有技术的电致变色层一般只能显示一种颜色，而且整个显示装置的电位变化也一致，无法单独的控制显示单元，本发明实施例通过将电致变色层30分为阵列分布的多个第一电致变色层301和多个第二电致变色层302，通过单独给其中某个电致变色层通电，从而单独的控制上述通电的电致变色层变色，而且第一电致变色层301和第二电致变色层302通电后显示的颜色不同，即可以实现单独控制的多色显示。
在一种实施例中，所述第一电致变色层301和所述第二电致变色层302分别为含有二价钌离子的共轭聚合物和含有亚铁离子的共轭聚合物，其中，二价钌离子和亚铁离子为配位金属，共轭聚合物为配位单体，当通电时，根据配位金属到配位单体的电荷转移的不同而产生不同的吸收峰，从而显示不同的颜色。含有二价钌离子的共轭聚合物通电后变为橙色，含有亚铁离子的共轭聚合物通电后变为蓝色。
在一种实施例中，所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物的分子通式分别为
在一种实施例中，所述电解质层40包括位于所述电致变色层30远离所述电极层20的一侧表面的导电膜(未图示)和位于所述导电膜远离所述电致变色层30的一侧表面的电解质膜(未图示)。具体的，所述导电膜不仅能够增加电致变色显示装置的强度，避免电致变色显示装置在使用过程中被划伤，还能够增加电致变色显示装置的电导率，提高电致变色层30的着色效率。在一种实施例中，包含所述导电膜的所述电解质层40的电导率大于或等于4.0毫西门子每厘米且小于或等于4.5毫西门子每厘米。
在一种实施例中，所述导电膜的材料为聚偏二氟乙烯和纳米纤维素晶的混合物，所述电解质膜的材料为离子液电解质或锂凝胶电解质。
需要说明的是，聚偏二氟乙烯材料具有优异的机械、电气和耐化学腐蚀性能，能提高电致变色显示装置的抗划伤性能。纳米纤维素晶材料是一种可再生的天然高分子材料，拥有巨大的比表面积、高强度、较强的吸附性、高亲水性和透明性等优越性能，非常适合作为一种高分子纳米填料，还可以提升所述电解质膜的离子电导率，提升电致变色层30的着色效率。
具体的，表一进一步说明了聚偏二氟乙烯和纳米纤维素晶的作用，包括聚偏二氟乙烯和纳米纤维素晶的电解质层与不包括聚偏二氟乙烯和纳米纤维素晶的电解质层相比，其抵抗划痕的性能更好，同时器件的电导率也会增加。
表一
其中，扫描电子显微镜是介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。
需要说明的是，离子液体是指一类在相对较低的温度下(一般低于100摄氏度)呈液态的由离子构成的物质，由于离子液体为阴阳离子组成的离子型化合物，与传统有机溶剂或者水相比，能够实现电荷的传输，具有出色的离子电导率。正因如此，自从离子液体诞生之初，就被寄希望于应用在电化学领域，例如电解质。本发明可采用离子液电解质作为所述电解质膜的材料，常用的离子液电解质例如：1-乙基-3-甲基咪唑二(氟甲基磺酰)酰亚胺(EMIBTI)。
需要说明的是，锂离子液电解质易燃易爆、稳定性差，鉴于安全和稳定性的考虑，人们一直在寻求一种具有高的导电性的锂离子固体电解质材料，通过将锂离子液体与聚合物或者无机纳米离子混合制备形成锂离子凝胶，能够得到固体的锂离子凝胶电解质，即锂凝胶电解质。本发明可采用锂凝胶电解质作为所述电解质膜的材料，常用的锂凝胶电解质例如：高氯酸锂-聚甲基丙烯酸甲酯-碳酸丙烯酯(LiClO4-PMMA-PC)、高氯酸锂-高氯酸-聚甲基丙烯酸甲酯-碳酸丙烯酯(LiClO4-HClO4-PMMA-PC)。
在一种实施例中，所述电致变色显示装置还包括外部电源50，所述外部电源50的第一端与所述电极层20电连接，所述外部电源50的第二端与电子笔60的笔尖电连接。可以理解的是，所述电致变色显示装置是通过外部电源50提供电场，当将所述电子笔60的笔尖与所述电解质层40接触时，相当于给所述电致变色层30通电，使所述电致变色层30发生电化学反应从而可以显示不同的颜色。当所述电子笔60的笔尖与所述电解质层40断开时，所述电致变色显示装置恢复至初始状态，即不显示任何颜色。
在一种实施例中，所述外部电源50的第一端为正极，所述外部电源50的第二端为负极，所述外部电源50的电压值为-1.5伏。在其他实施例中，所述外部电源50的第一端可以为负极，所述外部电源50的第二端可以为正极，所述外部电源50的电压值即为1.5伏。
在一种实施例中，所述外部电源50和所述电子笔60一体成型，即所述外部电源50可嵌入所述电子笔60内。
接下来，请参阅图2a、图2b，为本发明实施例提供的电致变色显示装置的显示原理示意图，其中，所述电致变色显示装置包括：柔性衬底10、位于所述柔性衬底10之上的电极层20、位于所述电极层20之上的电致变色层30以及位于所述电致变色层30之上的电解质层40，其中，所述电致变色层30包括阵列分布的多个第一电致变色层301和多个第二电致变色层302，所述第一电致变色层301和所述第二电致变色层302通电后显示的颜色不同。其中，所述电致变色显示装置还包括外部电源50，所述外部电源50的第一端与所述电极层20电连接，所述外部电源50的第二端与电子笔60的笔尖电连接。
如图2a所示，所述外部电源50的第一端为正极，所述外部电源50的第二端为负极，其中，所述外部电源50的电压值为-1.5伏。当所述电子笔60的笔尖与所述第二电致变色层302之上的电解质层40相接触时，所述电解质层40的电势高于所述电极层20的电势，电子会由低电势朝向高电势运动，导致所述第二电致变色层302的亚铁离子发生氧化还原反应，失去电子变成三价铁离子，从而引起吸收峰改变，从而显示蓝色。
如图2b所示，所述外部电源50的第一端为正极，所述外部电源50的第二端为负极，其中，所述外部电源50的电压值为-1.5伏。当所述电子笔60的笔尖与所述第一电致变色层301之上的电解质层40相接触时，所述电解质层40的电势高于所述电极层20的电势，电子会由低电势朝向高电势运动，导致所述第一电致变色层301的二价钌离子发生氧化还原反应，失去电子变成三价钌离子，从而引起吸收峰改变，从而显示橙色。
接下来，请参阅图3，为本发明实施例提供的电致变色显示装置的制备方法流程图，所述制备方法包括步骤：
S1、提供一柔性衬底；
S2、在所述柔性衬底之上制备电极层；
S3、在所述电极层之上制备电致变色层，所述电致变色层包括阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层通电后显示的颜色不同；
S4、在所述电致变色层之上制备电解质层。
可以理解的是，本发明实施例通过将电致变色层分为阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，通过单独给其中某个电致变色层通电，从而单独的控制上述通电的电致变色层变色，而且第一电致变色层和第二电致变色层通电后显示的颜色不同，即可以实现单独控制的多色显示。
在一种实施例中，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层分别为含有二价钌离子的共轭聚合物和含有亚铁离子的共轭聚合物，所述步骤S3包括：将所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物分别溶解在去离子水中，制得第一电致变色层301水溶液和第二电致变色层302水溶液，其中，所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物分别与所述去离子水的质量分数比的范围为1:[80，150]。
在一种实施例中，所述步骤S3还包括：将所述第一电致变色层水溶液和所述第二电致变色层水溶液分别采用喷墨打印工艺制备在所述电极层上，经烘烤形成阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层。
在一种实施例中，所述步骤S4包括：
制备聚偏二氟乙烯、二甲基甲酰胺以及纳米纤维素晶的混合液，其中，所述聚偏二氟乙烯、所述二甲基甲酰胺以及所述纳米纤维素晶的质量分数比的范围为100:[400，800]:[5，10]；
将所述混合液施加在所述电致变色层之上，形成导电膜；
将离子液电解质或锂凝胶电解质施加在所述导电膜之上，形成电解质膜。
需要说明的是，二甲基甲酰胺是一种透明液体，能和水及大部分有机溶剂互溶，是化学反应的常用溶剂。
具体的，请参阅图4a～4e，为本发明实施例提供的电致变色显示装置的制备工艺过程中各组件的基本结构示意图，首先，如图4a所示，准备一个柔性衬底10，所述柔性衬底10的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述柔性衬底10的大小可以为8*8厘米，厚度可以为1～2毫米；然后在所述柔性衬底10之上制备一层电极层20，所述电极层20的有效面积为6*6厘米，厚度为800～1500埃。
接下来如图4b所示，准备电致变色层30的水溶液，具体的，将含有二价钌离子的共轭聚合物和含有亚铁离子的共轭聚合物分别溶解在去离子水中，制得第一电致变色层301水溶液和第二电致变色层302水溶液，其中，所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物分别与所述去离子水的质量分数比的范围为1:[80，150]；然后分别将第一电致变色层301水溶液和第二电致变色层302水溶液在所述电极层20上喷墨打印成1*1厘米大小的图案，具体的，第一电致变色层301水溶液的图案对应奇数列排布，第二电致变色层302水溶液的图案对应偶数列排布，任两个相邻的图案之间的间隔为0.2～0.3毫米，在其他实施例中，第二电致变色层302水溶液的图案可以围绕第一电致变色层301水溶液的图案排布，即任一行或任一列的第一电致变色层301水溶液的图案和第二电致变色层302水溶液的图案均交替排布；然后采用50～80摄氏度的热源烘烤，烘烤时间为20～40分钟，烘干后得到阵列分布的多个第一电致变色层301和多个第二电致变色层302。
接下来如图4c所示，准备聚偏二氟乙烯和纳米纤维素晶的混合液，具体的，将所述聚偏二氟乙烯加入二甲基甲酰胺中，然后将所述纳米纤维素晶加入所述聚偏二氟乙烯和所述二甲基甲酰胺的混合液中，其中，所述聚偏二氟乙烯、所述二甲基甲酰胺以及所述纳米纤维素晶的质量分数比的范围为100:[400，800]:[5，10]；然后将所述聚偏二氟乙烯、所述二甲基甲酰胺以及所述纳米纤维素晶的混合液采用喷墨打印工艺制备在所述电致变色层30之上，打印成1*1厘米大小的图案，任两个相邻的图案之间的间隔为0.2～0.3毫米；然后采用50～80摄氏度的热源烘烤，烘烤时间为60～90分钟，烘干后得到导电膜401。
接下来如图4d所示，将离子液电解质(例如：1-乙基-3-甲基咪唑二(氟甲基磺酰)酰亚胺(EMIBTI))或锂凝胶电解质(例如：高氯酸锂-聚甲基丙烯酸甲酯-碳酸丙烯酯(LiClO4-PMMA-PC)、高氯酸锂-高氯酸-聚甲基丙烯酸甲酯-碳酸丙烯酯(LiClO4-HClO4-PMMA-PC))采用喷墨打印工艺制备在所述导电膜401上；采用50～80摄氏度的热源烘烤，烘烤时间为20～40分钟，烘干后得到电解质膜402，导电膜401和电解质膜402共同组成电解质层40。
最后如图4e所示，将外部电源50的第一端与所述电极层20电连接，将所述外部电源50的第二端与电子笔60的笔尖电连接，即可完成电致变色显示装置的制备。
在一种实施例中，所述外部电源50的第一端为正极，所述外部电源50的第二端为负极，所述外部电源50的电压值为-1.5伏。在其他实施例中，所述外部电源50的第一端可以为负极，所述外部电源50的第二端可以为正极，所述外部电源50的电压值即为1.5伏。
在一种实施例中，所述外部电源50和所述电子笔60一体成型，即所述外部电源50可嵌入所述电子笔60内。
综上所述，本发明实施例提供的一种电致变色显示装置，包括：柔性衬底、位于柔性衬底之上的电极层、位于电极层之上的电致变色层以及位于电致变色层之上的电解质层，其中，电致变色层包括阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，第一电致变色层和第二电致变色层通电后显示的颜色不同。本发明通过将电致变色层分为阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，且第一电致变色层和第二电致变色层通电后显示的颜色不同，通过对不同的电致变色层通电，可单独控制显色单元，达到不同显色的目的，实现了可控多色电致变色的显示效果，解决了现有技术的电致变色显示装置只能显示一种颜色，且整个显示装置的电位变化一致，无法单独控制显色单元的技术问题。
以上对本发明实施例所提供的一种电致变色显示装置及其制备方法进行了详细介绍。应理解，本文所述的示例性实施方式应仅被认为是描述性的，用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，而并不用于限制本发明。
Claims (10)
1.一种电致变色显示装置，其特征在于，包括：
柔性衬底；
电极层，位于所述柔性衬底之上；
电致变色层，位于所述电极层之上；
电解质层，位于所述电致变色层之上；
其中，所述电致变色层包括阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层通电后显示的颜色不同。
2.如权利要求1所述的电致变色显示装置，其特征在于，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层分别为含有二价钌离子的共轭聚合物和含有亚铁离子的共轭聚合物。
3.如权利要求2所述的电致变色显示装置，其特征在于，所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物的分子通式分别为
4.如权利要求1所述的电致变色显示装置，其特征在于，所述电解质层包括位于所述电致变色层远离所述电极层的一侧表面的导电膜和位于所述导电膜远离所述电致变色层的一侧表面的电解质膜。
5.如权利要求4所述的电致变色显示装置，其特征在于，所述导电膜的材料为聚偏二氟乙烯和纳米纤维素晶的混合物，所述电解质膜的材料为离子液电解质或锂凝胶电解质。
6.如权利要求4所述的电致变色显示装置，其特征在于，所述电解质层的电导率大于或等于4.0毫西门子每厘米且小于或等于4.5毫西门子每厘米。
7.如权利要求1所述的电致变色显示装置，其特征在于，所述电致变色显示装置还包括外部电源，所述外部电源的第一端与所述电极层电连接，所述外部电源的第二端与电子笔的笔尖电连接。
8.一种电致变色显示装置的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、提供一柔性衬底；
S2、在所述柔性衬底之上制备电极层；
S3、在所述电极层之上制备电致变色层，所述电致变色层包括阵列分布的多个第一电致变色层和多个第二电致变色层，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层通电后显示的颜色不同；
S4、在所述电致变色层之上制备电解质层。
9.如权利要求8所述的电致变色显示装置的制备方法，其特征在于，所述第一电致变色层和所述第二电致变色层分别为含有二价钌离子的共轭聚合物和含有亚铁离子的共轭聚合物，所述步骤S3包括：
将所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物分别溶解在去离子水中，制得第一电致变色层水溶液和第二电致变色层水溶液，其中，所述含有二价钌离子的共轭聚合物和所述含有亚铁离子的共轭聚合物分别与所述去离子水的质量分数比的范围为1:[80，150]。
10.如权利要求8所述的电致变色显示装置的制备方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
制备聚偏二氟乙烯、二甲基甲酰胺以及纳米纤维素晶的混合液，其中，所述聚偏二氟乙烯、所述二甲基甲酰胺以及所述纳米纤维素晶的质量分数比的范围为100:[400，800]:[5，10]；
将所述混合液施加在所述电致变色层之上，形成导电膜；
将离子液电解质或锂凝胶电解质施加在所述导电膜之上，形成电解质膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110601803.2A CN113296327B (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 电致变色显示装置及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110601803.2A CN113296327B (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 电致变色显示装置及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113296327A true CN113296327A (zh) | 2021-08-24 |
| CN113296327B CN113296327B (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=77326392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110601803.2A Active CN113296327B (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 电致变色显示装置及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113296327B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201113768A (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-16 | Ind Tech Res Inst | Writing and displaying device |
| CN103323999A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-09-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板及其制作方法与显示装置 |
| CN103554505A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-05 | 苏州科技学院 | 三联吡啶-芴金属杂化聚合物及含该聚合物的电致变色器件 |
| CN104108265A (zh) * | 2013-04-17 | 2014-10-22 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电子书写板 |
| CN104108266A (zh) * | 2013-04-17 | 2014-10-22 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电子书写板 |
| CN108020976A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-05-11 | 姜卫东 | 一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件 |
| CN108614381A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-10-02 | Oppo广东移动通信有限公司 | 壳体及其制备方法、电子设备 |
| CN109031840A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-12-18 | Oppo广东移动通信有限公司 | 电致变色组件及电子设备 |
| CN109716556A (zh) * | 2016-07-13 | 2019-05-03 | 格勒诺布尔理工学院 | 用于电化学发生器的离子型导电材料和制备方法 |
| CN111123604A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 | 电致变色显示面板及电子纸 |
| CN111123609A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 | 电致变色显示面板及电子纸 |
| CN112250881A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-22 | 南京林业大学 | 一类烷基链桥连的三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料 |
| CN112534344A (zh) * | 2018-03-16 | 2021-03-19 | 国立研究开发法人物质·材料研究机构 | 金属配合物系电致变色器件 |
-
2021
- 2021-05-31 CN CN202110601803.2A patent/CN113296327B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201113768A (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-16 | Ind Tech Res Inst | Writing and displaying device |
| CN104108265A (zh) * | 2013-04-17 | 2014-10-22 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电子书写板 |
| CN104108266A (zh) * | 2013-04-17 | 2014-10-22 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电子书写板 |
| CN103323999A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-09-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板及其制作方法与显示装置 |
| CN103554505A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-05 | 苏州科技学院 | 三联吡啶-芴金属杂化聚合物及含该聚合物的电致变色器件 |
| CN109716556A (zh) * | 2016-07-13 | 2019-05-03 | 格勒诺布尔理工学院 | 用于电化学发生器的离子型导电材料和制备方法 |
| CN108020976A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-05-11 | 姜卫东 | 一种可独立控制电致变色层分区变色的电致变色器件 |
| CN112534344A (zh) * | 2018-03-16 | 2021-03-19 | 国立研究开发法人物质·材料研究机构 | 金属配合物系电致变色器件 |
| CN108614381A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-10-02 | Oppo广东移动通信有限公司 | 壳体及其制备方法、电子设备 |
| CN109031840A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-12-18 | Oppo广东移动通信有限公司 | 电致变色组件及电子设备 |
| CN111123604A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 | 电致变色显示面板及电子纸 |
| CN111123609A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 苏州苏大维格科技集团股份有限公司 | 电致变色显示面板及电子纸 |
| CN112250881A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-22 | 南京林业大学 | 一类烷基链桥连的三联吡啶铁配位聚合物电致变色材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113296327B (zh) | 2023-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7256925B2 (en) | Flexible electrochromic device and method of manufacturing the same | |
| US8503059B2 (en) | Electrochromic thin film transistors with lateral or vertical structure using functionalized or non-functionalized substrates and method of manufacturing same | |
| TWI290009B (en) | Electrochromic display device | |
| US6992808B2 (en) | Electrochromic display device and electrodeposition-type display device | |
| US7057789B2 (en) | Display element | |
| CN101802700B (zh) | 电致变色显示元件及其制造方法 | |
| CN109946897A (zh) | 自供电电致变色器件及其制备方法 | |
| Sun et al. | Deep eutectic solvent‐based gel electrolytes for flexible electrochromic devices with excellent high/low temperature durability | |
| KR20040011553A (ko) | 표시소자 및 그 제조방법 | |
| Xu et al. | Controllable and large-scale fabrication of flexible ITO-free electrochromic devices by crackle pattern technology | |
| WO2018052169A1 (ko) | 전기변색 구조체 및 그 제조 방법 | |
| Gong et al. | Ultrathin flexible electrochromic devices enabled by highly transparent ion-conducting films | |
| Jeong et al. | All-solid-state electrochromic device using polymer electrolytes with a wet-coated electrochromic layer | |
| Ozer et al. | An “all-gel” electrochromic device | |
| Ahmad et al. | Fabrication of nickel-doped tungsten trioxide thin film-based highly stable flexible electrochromic devices for smart window applications | |
| CN113296327B (zh) | 电致变色显示装置及其制备方法 | |
| JP2001188264A (ja) | エレクトロクロミック表示素子 | |
| CN113253533B (zh) | 柔性电致变色器件及其制备方法 | |
| KR102136286B1 (ko) | 전기변색소자용 산화변색잉크층 제조방법 및 이에 의한 전기변색소자 | |
| Ji et al. | Optimizing thermal annealing temperatures towards improved and stable electrochromic polymeric films and devices | |
| Huang et al. | An electrochromic film device to teach polymer electrochemical physics | |
| JPH06281970A (ja) | 調光体用対向電極および調光体 | |
| JP2005181578A (ja) | エレクトロクロミック装置 | |
| CN115113449B (zh) | 电致变色显示面板的制作方法和电致变色显示面板 | |
| Huang et al. | Hybrid Ag/Ni mesh/PH 1000 transparent electrodes for high performance flexible electrochromic devices with exceptional stability |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |