CN111123603A - 电致变色显示面板及电子纸 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电致变色显示面板及电子纸，包括依次设置的第一基板、电致变色像素阵列和第二基板，所述电致变色像素阵列包括若干阵列排布，独立控制的电致变色单元，所述电致变色单元包括依次设置的第一电极、电致变色层和第二电极；所述第一电极具有与所述第二电极相对的第一相对面，所述第二电极具有与所述第一电极相对的第二相对面，所述第一相对面和/或第二相对面上设有若干微纳结构。该电致变色显示面板及电子纸在电致变色像素阵列中的第一电极和/或第二电极上设置微纳结构，可以增加其接触面积，使其具有更好的电化学性能，并使两电极之间的电场的分布更均匀，从而加强其导电效果和响应速度，且其结构简单，易于制备。
Description
技术领域
本发明涉及一种电致变色显示面板及电子纸，属于显示技术领域。
背景技术
电致变色(Electrochromism，EC)是指材料的光学属性(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。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。电致变色材料是近年来材料科学研究的热点之一。电致变色材料是电致变色器件中的重要组成部分，主导着器件的电致变色性能。按照材料的结构性质，电致变色材料可分为阳极电致变色材料(离子嵌入着色)和阴极电致变色材料(离子抽出着色)。阳极电致变色材料与阴极电致变色材料可组装成互补型电致变色器件，此类互补型器件可以提高整体的电致变色性能，如光学对比度，颜色变化，光谱吸收范围等。目前，现有的电致变色显示面板及电子纸具有以下问题：施加的电场的不均匀性较大，从而影响电介质的绝缘强度；在其他条件相同的情况下，电场愈不均匀，电介质的绝缘强度愈低，易使其他材质与电介质层接触从而发生腐蚀反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电致变色显示面板及电子纸，其电极之间电场分布均匀，具有较佳的显示效果，且结构简单、易于制备。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电致变色显示面板，包括依次设置的第一基板、电致变色像素阵列和第二基板，所述电致变色像素阵列包括若干阵列排布，独立控制的电致变色单元，所述电致变色单元包括依次设置的第一电极、电致变色像素层和第二电极；所述第一电极具有与所述第二电极相对的第一相对面，所述第二电极具有与所述第一电极相对的第二相对面，所述第一相对面和/或第二相对面上设有若干微纳结构。
进一步地，所述微纳结构为凹凸槽型结构。
进一步地，所述凹凸槽型结构的槽型的宽度相同，或不同；所述槽型的深度相同，或不同；所述槽型的形状为长方形，或为梯形，或为弧形。
进一步地，所述微纳结构呈周期性或非周期性分布。
进一步地，所述电致变色显示面板还包括白反射层，所述白反射层设置在所述第一基板和电致变色像素阵列之间。
进一步地，所述电致变色显示面板还包括粘接层，所述粘接层设置在所述白反射层和电致变色像素阵列之间，所述电致变色像素阵列通过所述粘接层粘附在所述白反射层上。
进一步地，所述白反射层由粘性聚合物树脂和白色颗粒形成，所述电致变色像素阵列粘附在所述白反射层上。
进一步地，所述第一电极和/或第二电极为透明电极。
进一步地，所述电致变色单元还包括依次层叠的设置于第一电极与电致变色像素层之间的离子储存层和导电层。
进一步地，所述离子存储层和导电层为固态结构。
进一步地，所述第一电极与所述离子储存层相嵌。
进一步地，所述电致变色像素层内设有电致变色材料，所述电致变色材料选自有机电致变色材料、无机电致变色材料或复合电致变色材料中的任一种或多种。
进一步地，所述无机电致变色材料包括金属氧化物，优选的为三氧化钨、氧化镍。
进一步地，所述有机电致变色材料优选的为紫萝精类、间苯二酸酯类、金属酞菁类、吡啶类金属配合物、聚苯胺类、聚吡咯类、聚噻吩类中的任一种或多种。
本发明还提供了一种电子纸，其包括上述的电致变色显示面板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的电致变色显示面板及电子纸在电致变色像素阵列中的第一电极和/或第二电极上设置微纳结构，可以增加其接触面积，使其具有更好的电化学性能，并使两电极之间的电场的分布更均匀，从而加强其导电效果和响应速度，且其结构简单，易于制备。
并且，该电致变色显示面板及电子纸将电致变色像素阵列以粘接的方式固定在白反射层上，省去了液态电致变色材料的封装步骤，并避免了位于间隙上方的电极因压力差而产生塌陷、易发生漏液的现象，节约了生产成本、提高了产品质量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明所示的电致变色显示面板的俯视图；
图2a和图2b为本发明所示的电致变色显示面板的结构示意图；
图3和图4为本发明所示的电致变色显示面板中的微纳结构的结构示意图；
图5为本发明所示的电致变色显示面板的另一结构示意图；
图6为本发明实施例一所示的电致变色显示面板的结构示意图；
图7为本发明实施例二所示的电致变色显示面板的结构示意图；
图8为本发明实施例三所示的电致变色显示面板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
需要说明的是：本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本发明进行说明，不作为限定用语。
请参见图1和图2a，在竖直方向10上，本发明的电致变色显示面板包括依次设置的第一基板1、电致变色像素阵列层3和第二基板4，电致变色像素阵列层3包括若干阵列排布，独立控制的电致变色单元30，电致变色单元30包括依次设置的第一电极31、电致变色像素层32以及第二电极33，其中，第一电极31具有与第二电极33相对的第一相对面311，第二电极33具有与第一电极31相对的第二相对面331，第一相对面311和/或第二相对面331上设有若干微纳结构5。
请结合图2b，本发明的电致变色显示面板还包括反射层2，反射层2设置在第一基板1和电致变色像素阵列层3之间。在竖直方向10上，该电致变色显示面板自下而上包括依次层叠设置的第一基板1、反射层2、电致变色像素阵列层3和第二基板4，电致变色像素阵列层3包括若干阵列排布，独立控制的电致变色单元30，电致变色单元30包括依次设置的第一电极31、电致变色像素层32以及第二电极33，其中，第一电极31具有与第二电极33相对的第一相对面311，第二电极33具有与第一电极31相对的第二相对面331，第一相对面311和/或第二相对面331上设有若干微纳结构5。
在此以在第二相对面331上设置微纳结构5为例进行说明，不作为其优选或限定结构。并且，该微纳结构5可通过光刻工艺、激光刻蚀工艺、纳米压印工艺等方法形成。现有的第一电极31和第二电极33一般为矩形或圆形形状，在此以第一电极31和第二电极33为矩形形状进行说明。考虑到技术难度和成本，微纳结构5优选为凹凸槽型结构，凹凸槽型结构5可以周期性或非周期性分布在第二电极33上。并且，凹凸槽型结构5的槽型的宽度相同，或不同；槽型的深度相同，或不同；槽型的形状为长方形，或为梯形，或为弧形
请结合图3，凹凸槽型结构5周期性分布在第二电极33的第二相对面331上时，使第一电极31和第二电极33之间的电场分布均匀。或者，请结合图4，由于第二电极33边缘的电场更容易分布不均匀，因此，将分凹凸槽型结构5非周期性分布在第二电极33的第二相对面331上，且凹凸槽型结构5在靠近第二电极33边缘的分布比靠近第二电极33中心的分布更紧密。当然，该凹凸槽型结构5还可以单独设置在第一电极31上，或者，在第一电极31和第二电极33上都设置。且第一电极31和第二电极33还可以为圆形结构，其设置方式与上述情况相同，在此不再进行说明。
在本发明中，电致变色单元30中还设有固态的离子储存层34和导电层35，离子储存层34和导电层35依次层叠于第一电极31和电致变色像素层32之间。离子储存层34设置在第一电极31上，导电层35设置在离子储存层34上，电致变色像素层32设置在导电层35上。
在本发明中，白反射层2由聚合物树脂和白色颗粒形成，聚合物树脂可选自包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂或丙烯酸树脂中的任一种，白色颗粒可以选自包括氧化铝、氧化锌、氧化钛或二氧化硅中的任一种或多种。请结合图5，当白反射层2不具有粘性时，可以通过在白反射层2和电致变色像素阵列2之间设置粘接层21，使电致变色像素阵列3粘附在白反射层2上，其中，白反射层2的厚度优选为1-40μm，粘接层21的厚度优选为1-40μm。当白反射层2具有粘性，即选用粘性聚合物树脂时，可直接将电致变色像素阵列3粘附在白反射层2上，其中，白反射层2的厚度优选为10-70μm。通过此种设置，省去了液态电致变色材料的封装步骤，并避免了位于间隙上方的电极因压力差而产生塌陷、易发生漏液的现象，既保证了该结构电致变色显示面板的稳定性和平整性，还能避免或减少牛顿环等不利于显示效果的现象产生。
本发明中的电致变色像素层32中设有电致变色材料，其选自包括有机电致变色材料、无机电致变色材料或复合电致变色材料中的任一种，其中，无机电致变色材料包括金属氧化物，优选的为三氧化钨、氧化镍；有机电致变色材料优选为紫萝精类、间苯二酸酯类、金属酞菁类、吡啶类金属配合物、聚苯胺类、聚吡咯类、聚噻吩类中的任一种或多种，其可通过溅射、化学气相沉积、溶胶-凝胶或蒸镀等方法制备得到，或者，可通过干燥固化液态电致变色材料制备得到。本发明的第一电极31和第二电极33为透明电极，选自包括氧化铟锡(ITO)、掺杂有氟的氧化锡(FTO)或导电聚合物中的任一种。第一基板1和第二基板4可以为透明的无机基板，如石英或玻璃，也可以是透明塑料，还可以是其他常用透明材料。
本发明还提供了一种电子纸(未图示)，其包括上述的电致变色显示面板，且其他结构均为现有技术，在此不再进行说明。
下面将结合具体实施例来对本发明进行进一步详细地说明。
实施例一
请参见图6，本实施例所示电致变色显示面板包括自下而上依次设置的第一基板1-1、电致变色像素阵列1-2和第二基板1-3，电致变色像素阵列层1-2包括若干阵列排布，独立控制的电致变色单元1-20，该电致变色单元1-20包括自下而上依次设置的第一透明电极1-21、离子储存层1-22、导电层1-23、电致变色像素层1-24以及第二透明电极1-25。其中，第一透明电极1-21具有与第二透明电极1-25相对的第一相对面1-211，第二透明电极1-25具有与第一透明电极1-21相对的第二相对面1-251，为了使第一透明电极1-21和第二透明电极1-25之间的电场分布更均匀，本实施例在第一相对面1-211和第二相对面1-251上设置了若干凹凸槽型结构1-4，且该凹凸槽型结构1-4在靠近透明电极的边缘处分布得更紧密。通过此种设置，可以避免产生电场边界效应，使电场分布更均匀。并且，凹凸槽型结构1-4的槽型的宽度、深度相同；槽型的形状为长方形。
在本实施例中，第一透明电极1-21和第二透明电极1-25都为矩形结构，诚然，在其他实施例中，还可为圆形结构。本实施例的凹凸槽型结构1-4设置在第一透明电极1-21和第二透明电极1-25上，诚然，在其他实施例中，该凹凸槽型结构1-4还可以单独设置在第一透明电极1-21或第二透明电极1-25上。
实施例二
请参见图7，本实施例所示电致变色显示面板包括自下而上依次设置的第一基板2-1、电致变色像素阵列2-2和第二基板2-3，电致变色像素阵列层2-2包括若干阵列排布，独立控制的电致变色单元2-20，该电致变色单元2-20包括自下而上依次设置的第一透明电极2-21、离子储存层2-22、导电层2-23、电致变色像素层2-24以及第二透明电极2-25。其中，第一透明电极2-21具有与第二透明电极2-25相对的第一相对面2-211，第二透明电极2-25具有与第一透明电极2-21相对的第二相对面2-251，为了使第一透明电极2-21和第二透明电极2-25之间的电场分布更均匀，本实施例在第一相对面2-211和第二相对面2-251上设置了若干周期性分布的凹凸槽型结构2-4，该凹凸槽型结构2-4均匀分布在第二透明电极2-25上。并且，凹凸槽型结构2-4的槽型的宽度、深度相同；槽型的形状为长方形。
在本实施例中，第一透明电极2-21和第二透明电极2-25都为矩形结构，诚然，在其他实施例中，还可为圆形结构。本实施例的凹凸槽型结构2-4设置在第一透明电极2-21和第二透明电极2-25上，诚然，在其他实施例中，该凹凸槽型结构2-4还可以单独设置在第一透明电极2-21或第二透明电极2-25上。
实施例三
请参见图8，本实施例的电致变色显示面板的结构基本与实施例一相同，其区别之处在于：本实施例在第一基板3-1和电致变色像素阵列3-2之间设置有白反射层3-5和粘接层3-51，在本实施例中，白反射层3-5由酚醛树脂和分散的氧化钛组成，并通过旋涂法设置在第一基板3-1上。并且，白反射层3-5的厚度为20μm，粘接层3-51的厚度为15μm。相比于用具有粘性的白反射层来粘附电致变色像素阵列3-2，通过设置粘接层3-51可以起到更好的粘附效果，使电致变色像素阵列3-2更稳定地固定在白反射层3-5上。
综上所述：本发明的电致变色显示面板及电子纸在电致变色像素阵列中的第一透明电极和/或第二透明电极上设置微纳结构，可以增加其接触面积，使其具有更好的电化学性能，并使两电极之间的电场的分布更均匀，从而加强其导电效果和响应速度，且其结构简单，易于制备。并且，该电致变色显示面板及电子纸将电致变色像素阵列以粘接的方式固定在白反射层上，省去了液态电致变色材料的封装步骤，并避免了位于间隙上方的电极因压力差而产生塌陷、易发生漏液的现象，节约了生产成本、提高了产品质量。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种电致变色显示面板，其特征在于，包括依次设置的第一基板、电致变色像素阵列和第二基板，所述电致变色像素阵列包括若干阵列排布，独立控制的电致变色单元，所述电致变色单元包括依次设置的第一电极、电致变色像素层和第二电极；所述第一电极具有与所述第二电极相对的第一相对面，所述第二电极具有与所述第一电极相对的第二相对面，所述第一相对面和/或第二相对面上设有若干微纳结构。
2.如权利要求1所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述微纳结构为凹凸槽型结构。
3.如权利要求2所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述凹凸槽型结构的槽型的宽度相同，或不同；所述槽型的深度相同，或不同；所述槽型的形状为长方形，或为梯形，或为弧形。
4.如权利要求1所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述微纳结构呈周期性或非周期性分布。
5.如权利要求1所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述电致变色显示面板还包括白反射层，所述白反射层设置在所述第一基板和电致变色像素阵列之间。
6.如权利要求5所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述电致变色显示面板还包括粘接层，所述粘接层设置在所述白反射层和电致变色像素阵列之间，所述电致变色像素阵列通过所述粘接层粘附在所述白反射层上。
7.如权利要求5所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述白反射层由粘性聚合物树脂和白色颗粒形成，所述电致变色像素阵列粘附在所述白反射层上。
8.如权利要求1所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述第一电极和/或第二电极为透明电极。
9.如权利要求1所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述电致变色单元还包括依次层叠的设置于第一电极与电致变色像素层之间的离子储存层和导电层。
10.如权利要求9所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述离子存储层和导电层为固态结构。
11.如权利要求9所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述第一电极与所述离子储存层相嵌。
12.如权利要求1所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述电致变色像素层内设有电致变色材料，所述电致变色材料选自有机电致变色材料、无机电致变色材料或复合电致变色材料中的任一种或多种。
13.如权利要求12所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述无机电致变色材料包括金属氧化物，优选的为三氧化钨、氧化镍。
14.如权利要求12所述的电致变色显示面板，其特征在于，所述有机电致变色材料优选的为紫萝精类、间苯二酸酯类、金属酞菁类、吡啶类金属配合物、聚苯胺类、聚吡咯类、聚噻吩类中的任一种或多种。
15.一种电子纸，其特征在于，包括如权利要求1至14中任一项所述的电致变色显示面板。
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