太阳城集团

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电致变色显示元件.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201210324623.5

申请日:

2012.09.05

公开号:

太阳城集团CN103676393A

公开日:

2014.03.26

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G02F 1/153申请公布日:20140326|||实质审查的生效IPC(主分类):G02F 1/153申请日:20120905|||公开
IPC分类号: G02F1/153; G02F1/155 主分类号: G02F1/153
申请人: 群康科技(深圳)有限公司; 奇美电子股份有限公司
发明人: 蔡奇哲
地址: 518109 广东省深圳市宝安区龙华镇富士康科技工业园E区4栋1层
优先权:
专利代理机构: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 汤保平
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法律状态
申请(专利)号:

CN201210324623.5

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2016.09.07|||2014.04.23|||2014.03.26

法律状态类型:

太阳城集团发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明是有太阳城集团一种电致变色显示元件,包括:一第一基板,是设有一第一电极层;一第二基板,是设有一第二电极层及一反射层,第一电极层是与第二电极层相对设置,且反射层是设于该第二基板及该第二电极层间、或与该第二电极层交错设置;以及一电解质层,是设于第一电极层与第二电极层间,且电解质层包括至少一电致变色化合物。

权利要求书

权利要求书
1.  一种电致变色显示元件,包括:
一第一基板,设有一第一电极层;
一第二基板,设有一第二电极层及一反射层,该第一电极层与该第二电极层相对设置,且该反射层设于该第二基板及该第二电极层间、或与该第二电极层交错设置;以及
一电解质层,设于该第一电极层与该第二电极层间,且该电解质层包括至少一电致变色化合物。

2.  如权利要求1所述的电致变色显示元件,其中该第一电极层及该第二电极层的材料是各自独立为一透明导电材料。

3.  如权利要求1所述的电致变色显示元件,其中该第二电极层还包括多个电极突柱,且该反射层是设于相邻的所述电极突柱间。

4.  如权利要求3所述的电致变色显示元件,其中所述电极突柱的材料为一透明导电材料,且该反射层的材料为二氧化钛。

5.  如权利要求1所述的电致变色显示元件,其中该反射层设于该第二基板及该第二电极层间。

6.  如权利要求5所述的电致变色显示元件,其中该反射层的材料为二氧化钛。

7.  如权利要求5所述的电致变色显示元件,其中该反射层的材料为二氧化钛,且该第二电极层的材料为一经掺杂的二氧化钛。

8.  如权利要求1所述的电致变色显示元件,该反射层与该第二电极层的材料为一金属。

9.  一种电致变色显示元件,包括:
一第一基板,设有一第一电极层;
一离子储存层,设于该第一电极层上,且该离子储存层包括一可氧化及还原的化合物;
一第二基板,是设有一第二电极层,该第二电极层与该离子储存层相 对设置;
一电解质层,设于该第一电极层与该第二电极层间,该电解质层包括至少一电致变色化合物,且该至少一电致变色化合物为一还原着色的电致变色化合物、或一氧化着色的电致变色化合物。

10.  如权利要求9所述的电致变色显示元件,其中该可氧化及还原的化合物为一经氧化或还原后具有相同颜色的化合物。

11.  如权利要求9所述的电致变色显示元件,其中该至少一电致变色化合物包括:红色电致变色化合物、绿色电致变色化合物、及蓝色电致变色化合物。

12.  如权利要求9所述的电致变色显示元件,其中该至少一电致变色化合物包括:一于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物。

13.  如权利要求9所述的电致变色显示元件,其中该至少一电致变色化合物包括:至少二可发出不同颜色的单色电致变色化合物;以及一于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物。

14.  如权利要求9所述的电致变色显示元件,还包括一反射层,设于该第二基板上,且该反射层设于该第二基板及该第二电极层间、或与该第二电极层交错设置。

15.  如权利要求14所述的电致变色显示元件,其中该第二电极层还包括多个电极突柱,且该反射层设于相邻的所述电极突柱间。

16.  如权利要求15所述的电致变色显示元件,其中所述电极突柱的材料为一透明导电材料,且该反射层的材料为二氧化钛。

17.  如权利要求14所述的电致变色显示元件,其中该反射层设于该第二基板及该第二电极层间。

18.  如权利要求17所述的电致变色显示元件,其中该反射层的材料为二氧化钛。

19.  如权利要求17所述的电致变色显示元件,其中该反射层的材料为二氧化钛,且该第二电极层的材料为一经掺杂的二氧化钛。

20.  如权利要求14所述的电致变色显示元件,其中反射层与该第二电极层的材料为一金属。

说明书

说明书电致变色显示元件
技术领域
本发明是太阳城集团一种电致变色显示元件,尤指一种多种电致变色化合物混色的电致变色显示元件。
背景技术
所谓的“电致变色”是指施加一电压使化合物经由氧化或还原,而从原本无色透明的状态转变为有色的状态。目前已知的电致变色材料相当多,包括有过度金属氧化物、有机小分子化合物、共轭高分子化合物等。
目前,已有发展出数种有机型态的电致变色显示元件,其可根据电致变色材料的型态与电解质的搭配,而分为全固态电致变色元件、全液态电致变色元件、及固态-液态电致变色元件。于全固态电致变色元件中,多使用薄膜型的电致变色层搭配胶态或固态的电解质;于全液态电致变色元件中,则是使用电致变色化合物溶液搭配液态或胶态的电解质;而于固态-液态电致变色元件中,则同时使用电致变色化合物溶液与薄膜型的电致变色层,并搭配配胶态或固态的电解质所制成。
由于电致变色显示元件具有低驱动电压、具记忆效应、穿透率可受电压控制、颜色对比度高、循环寿命长、工艺简单等特性,目前已有商业化的产品,如:汽车或建筑物等智能型玻璃上的应用;且更有发展研究试图将电致变色显示元件应用于显示设备上,如电子纸等。然而,如欲将电致变色显示元件应用于更高阶的电子产品上时,除了简单的显色功能外,甚至须达到混色的功效。因此,目前仍需发展一种电致变色显示元件,其可达到混色的效果,而应用于其他的显示设备上。
发明内容
本发明的主要目的是在提供一种电致变色显示元件,以便能达到混色的功效,且甚至通过适当的反射层设计,而可使混色效果更加提升。
为达成上述目的,本发明是提供一种电致变色显示元件,包括:一第一基板,是设有一第一电极层;一第二基板,是设有一第二电极层及一反射层,第一电极层是与第二电极层相对设置,且反射层是设于该第二基板及该第二电极层间、或与该第二电极层交错设置;以及一电解质层,是设于第一电极层与第二电极层间,且电解质层包括至少一电致变色化合物。在此,具有上述结构的电致变色显示元件是为一反射式电致变色显示元件。
本发明的电致变色显示元件,通过一反射层的设置,特别是通过反射层与第二电极层的设置相对位置,可降低反射层阻抗不足,而造成无法混色的功效。此外,由于反射层是设置于第二基板上,故本发明的电致变色显示元件的显示侧是为第一基板侧。
于本发明的电致变色显示元件中,第一电极层及第二电极层的材料是各自独立为一透明导电材料。其中,本发明所使用的透明导电材料并无特殊限制,可为本技术领域常用的透明电极材料,如ITO、IZO、ZnO、金属薄膜等。
于本发明的一实施态样的电致变色显示元件中,第二电极层可还包括多个电极突柱,且反射层是设于相邻的电极突柱间。由于本实施态样的电致变色显示元件具有电极突柱与反射层相互穿插设置的微结构,故可使电致变色化合物经氧化或还原后均匀着色于第二电极上。其中,电极突柱的材料可为上述的透明导电材料,且可与第二电极层相同或不同。此外,反射层的材料亦可为本技术领域常用的反射材料,如二氧化钛等。
于本发明的另一实施态样的电致变色显示元件中,反射层可设于第二基板及第二电极层间,且反射层的材料是为二氧化钛。此外,第二电极层较佳是覆盖反射层的表面,且反射层的表面较佳是为一图案化表面,如波浪型表面,以提升反射率。
此外,于本发明的再一实施态样的电致变色显示元件中,反射层可设于第二基板及第二电极层间,且反射层的材料是为二氧化钛,且该第二电极层的材料是为一经掺杂的二氧化钛。其中,可先于第二电极层上形成一 二氧化钛层后,再经过离子掺杂工艺,而形成一经掺杂的二氧化钛层以作为一电极层。通过使用经掺杂的二氧化钛,可提供导电度至原先不导电的二氧化钛。其中,经掺杂的二氧化钛可为本技术领域常用的使二氧化钛具有导电度的材料,如:经金属(如钼、银等)掺杂的二氧化钛。在此,反射层与第二电极层较佳亦具有一图案化表面,如波浪型表面,以提升反射率。
再者,于本发明的更一实施态样的电致变色显示元件中,反射层与第二电极层的材料可均为一金属,故反射层与第二电极层可共同视为一金属层。其中,金属的材料并无特殊限制,可为本技术领域常用的具有反射效果的电极材料,如银、铝等。此外,本实施态样的电致变色显示元件更可包括一高分子层,其较佳具有一图案化表面,且反射层与第二电极层是覆盖该高分子层的图案化表面;通过此具有图案化表面的高分子层的设置,可提升反射率。
本发明另提供一种电致变色显示元件,包括:一第一基板,是设有一第一电极层;一离子储存层,是设于第一电极层上,且离子储存层是包括一可氧化及还原的化合物;一第二基板,是设有一第二电极层,第二电极层是与离子储存层相对设置;一电解质层,是设于第一电极层与第二电极层间,电解质层包括至少一电致变色化合物,且该至少一电致变色化合物是为一还原着色的电致变色化合物、或一氧化着色的电致变色化合物。
其中,此电致变色显示元件更可包括一反射层,是设于第二基板上,而形成一反射式电致变色显示元件。在此,因反射层的材料与结构均与上述相同,故在此不再赘述。此外,当电致变色显示元件中,若未包括一反射层,则为一穿透式电致变色显示元件。然而,无论是反射式或穿透式电致变色显示元建,着色层均在第一基板一侧。
于本发明的电致变色显示元件中,电解质层中所包含的电致变色化合物,是为一还原着色的电致变色化合物、或一氧化着色的电致变色化合物。更具体而言,电解质层中所包含的电致变色化合物是同时为还原着色的电致变色化合物、或同时为氧化着色的电致变色化合物,并非将还原着色的电致变色化合物及氧化着色的电致变色化合物混合使用。
于本发明的电致变色显示元件中,离子储存层中的可氧化及还原的化合物,较佳为一经氧化或还原后具有相同颜色的化合物,故不会影响到电 解质层中电致变色化合物的混色效果。如前所述,由于本发明的电致变色显示元件不同时混合使用还原着色及氧化着色的电致变色化合物,故当电解质中电致变色化合物氧化或还原时,离子储存层中的化合物可接受或提供电子,而进行还原或氧化以使电荷平衡。在此,离子储存层中的可氧化及还原的化合物的具体粒子可是如添普(2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy,TEMPO),如下式(I)所示,但本发明不仅限于此:

此外,于本发明的电致变色显示元件中,电解质层中的电致变色化合物可包括:红色电致变色化合物、绿色电致变色化合物、及蓝色电致变色化合物。通过使用三种不同颜色的电致变色化合物,可达到混色的功效。
再者,于本发明的电致变色显示元件中,电解质层中的电致变色化合物更可使用一可于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的化合物。
另一方面,于本发明的电致变色显示元件中,更可将一氧化或还原时展现单一颜色的化合物、及一可于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的化合物合并使用,亦可达到混色效果。更具体而言,电解质层中的电致变色化合物包括:至少二可发出不同颜色的单色电致变色化合物;以及一于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物。举例而言,可将红色电致变色化合物、绿色电致变色化合物及一于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物合并使用。
前述的红色电致变色化合物、绿色电致变色化合物、蓝色电致变色化合物、其他单色电致变色化合物、及于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物可为本技术领域常用的电致变色化合物,如小分子及高分子电致变色化合物。
下述的电致变色化合物是用以举例用,但本发明并不仅限于此。
本发明适用的电致变色化合物的一可为紫精(viologen)衍生物,其具有如下式(II)所示的结构:

其中,R1、R2、R3及R4是各自独立为烷基或芳香基,而X-可为Cl-、Br-、I-、BF-。在此,紫精衍生物的具体例子,可是如下式(II-1)、(II-2)、(II-3)、(II-4)所示,但本发明并不仅限于此。

此外,本发明适用的绿色电致变色化合物的一可为吩嗪(phenazine)衍生物,其经由还原反应而可由无色着色为绿色。其中,吩嗪衍生物的结构是如下式(III)所示:

其中,R5及R6是各自独立为氢、烷基或芳基。在此,吩嗪衍生物的具体例子,可是如下式(III-1)所示,但本发明并不仅限于此。

再者,聚苯胺(polyaniline)衍生物亦可用于本发明中,其是为一可于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物,其中聚苯胺的结构是如下式(IV)所示。

当聚苯胺氧化还原程度不同时,聚苯胺可展现不同的颜色。当聚苯胺完全还原时,可展现黄色;且随着聚苯胺氧化程度不同,可由黄色转变成绿色再转变成蓝色。
此外,PEDOT衍生物亦为本技术领域常用的一可于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物。以下式(V-1)至(V-6)是举例部分常见的PEDOT衍生物,但本发明不仅限于此。

本说明书中虽揭示多种电致变色化合物,但本发明并不仅限于此,其他本技术领域已知的电致变色化合物均可应用于本发明中。
附图说明
以下是通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟习此技术的人士可由本说明书及附图所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可针对不同观点与应用,在不悖离本创作的精神下进行各种修饰与变更,其中:
图1是本发明比较例的电致变色显示元件剖视图。
图2是本发明实施例1的电致变色显示元件剖视图。
图3A是本发明实施例2的电致变色显示元件的第二电极侧的剖视图。
图3B是本发明实施例3的电致变色显示元件的第二电极侧的剖视图。
图3C是本发明实施例4的电致变色显示元件的第二电极侧的剖视图。
图4是本发明实施例5的电致变色显示元件剖视图。
图5是本发明实施例9的电致变色显示元件剖视图。
具体实施方式
比较例
图1是本比较例的电致变色显示元件剖视图。如图1所示,本比较例的电致变色显示元件包括:一第一基板11,是设有一第一电极层12;一第二基板13,是设有一第二电极层14,第一电极层12是与第二电极层14相对设置;一反射层15,是设于第二电极层14上;以及一电解质层16,是设于第一电极层12与第二电极层13间,且电解质层16包括至少一电致变色化合物。在此,第一电极层12与第二电极层14的材料均为ITO,反射层15的材料是为二氧化钛,且电解质层16中包括有氧化着色的绿色电致变色化合物(紫精衍生物)及还原着色的蓝色电致变色化合物(吩嗪衍生物)。
由于电致变色化合物需扩散到第二电极层14表面始可进行氧化或还原反应;故当使用本比较例的电致变色显示元件时,电解质层16中的电致变色化合物会穿过反射层15,而于第二电极层14与反射层15的界面上着色(如箭号所示)。因此,若由氧化着色面观察时,仅能看到绿色着色,而由还原着色面观察时,仅能看到蓝色着色,但却未见到任何混色的效果。
实施例1
图2是本实施例的电致变色显示元件剖视图。如图2所示,本实施例的电致变色显示元件包括:一第一基板21,是设有一第一电极层22;一第二基板23,是设有一第二电极层24及一反射层25,第一电极层22是与第二电极层24相对设置,且反射层25是与第二电极层24交错设置;以及一电解质层26,是设于第一电极层22与第二电极层24间,且电解质层26包括至少一电致变色化合物。
更具体而言,于本实施例的电致变色显示元件中,第二电极层24可还包括多个电极突柱241,且反射层25是设于相邻的电极突柱241间;故本实施例的电致变色显示元件是具有电极突柱240与反射层25相互穿插设置的微结构。在此,第一电极层22与第二电极层24的材料均为ITO,电极突柱241的材料为ZnO,反射层15的材料是为二氧化钛。此外,电解质层26中包括有氧化着色的绿色电致变色化合物(紫精衍生物)及还原着色的蓝色电致变色化合物(吩嗪衍生物)。
通过本实施例的电极突柱240与反射层25相互穿插设置的微结构,电致变色化合物可直接于电极突柱241上氧化或还原着色,而不是于第二电极层24表面上着色。因此,可解决比较例中电致变色化合物穿过反射层而造成无法于显示侧(第一基板侧)观察到混色的效果。
实施例2
除了第二电极侧的结构外,本实施例的电致变色显示元件是与实施例1相同。如图3A所示,反射层25是设于第二基板23及第二电极层24间;反射层25的表面是为一图案化表面,即波浪型表面;第二电极层24的材料为ITO并覆盖反射层25的表面;且反射层25的材料是为二氧化钛。由于第二电极层24是设于反射层25表面上,故于第二电极层24着色的电致变色化合物,可直接于反射层25上进行反射,而达到混色的效果。
实施例3
除了第二电极侧的结构外,本实施例的电致变色显示元件是与实施例1相同。如图3B所示,反射层25与第二电极层24的材料是均为铝,故反射层25与第二电极层24可共同视为一金属层。此外,本实施例的电致变色显示元件更可包括一具有图案化表面(即波浪型表面)的高分子层231, 且反射层25与第二电极层24是覆盖高分子层231的表面。
实施例4
除了第二电极侧的结构外,本实施例的电致变色显示元件是与实施例1相同。如图3C所示,反射层25是设于第二基板23及第二电极层24间;且反射层25的表面是为一图案化表面,即波浪型表面。此外,反射层25的材料是为二氧化钛,而第二电极层24的材料是为一经掺杂的二氧化钛。在此,是先于第二基板23上形成一图案化二氧化钛层后,经由掺杂金属于图案化二氧化钛层表面后,可提升二氧化钛层表面的导电度,而作为第二电极层24。
实施例5
图4是本实施例的反射式电致变色显示元件剖视图。如图4所示,本实施例的电致变色显示元件包括:一第一基板21,是设有一第一电极层22;一离子储存层27,是设于第一电极层21上,且离子储存层27是包括一可氧化及还原的化合物;一第二基板23,是设有一第二电极层24,第二电极层24是与离子储存层27相对设置;一电解质层26,是设于该第一电极层22与第二电极层24间,电解质层26包括至少一还原着色的电致变色化合物。其中,第二基板23的结构是与实施例2相同,故在此不再赘述。
于本实施例中,电解质层26中是选用红色电致变色化合物、绿色电致变色化合物、及蓝色电致变色化合物。通过混合使用此三种着色颜色的电致变色化合物,可达到混色的功效。
实施例6
本实施例的电致变色显示元件是与实施例5相同,除了本实施例的电致变色显示元件的电解质层26包括至少一氧化着色的电致变色化合物,且至少一氧化着色的电致变色化合物包括红色电致变色化合物、绿色电致变色化合物、及蓝色电致变色化合物。
于前述实施例5及实施例6中,电解质层26中所选用红色电致变色化合物、绿色电致变色化合物、及蓝色电致变色化合物,需同时为氧化着色的电致变色化合物(实施例6)或还原着色的电致变色化合物(实施例5)。同时,离子储存层27中的可氧化及还原的化合物是为一经氧化或还原后 具有相同颜色的化合物(如:添普),故可于着色过程中,可提供电子至电解质层26的还原着色的电致变色化合物,或接收氧化着色的电致变色化合物所释放出的电子。
再者,于前述实施例5及实施例6中,着色层与反射层是分别在相对两侧;更具体而言,着色层是为第一基板21侧,而反射层25是为第二基板23侧,故当进行氧化还原着色时,可解决反射层阻抗不足而导致无法混色的问题。此外,更因第二基板23上所设的反射层25,可使混色效果更加提升。
实施例7
本实施例的电致变色显示元件是与实施例5相同,除了本实施例的电致变色显示元件的电解质层26包括一于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物。
实施例8
本实施例的电致变色显示元件是与实施例5相同,除了本实施例的电致变色显示元件的电解质层26包括:至少二可发出不同颜色的单色电致变色化合物;以及一于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物。其中,此于不同氧化或还原电位时展现不同颜色的电致变色化合物可为一双色相同的电致变色化合物或一三色相同的电致变色化合物。
于本实施例中,通过将至少两种颜色的单色电致变色化合物及一双色或三色相同的电致变色化合物合并使用,可达到混色的目的。
实施例9
图5是本实施例的穿透式电致变色显示元件剖视图。如图5所示,本实施例的电致变色显示元件包括:一第一基板21,是设有一第一电极层22;一离子储存层27,是设于第一电极层21上,且离子储存层27是包括一可氧化及还原的化合物;一第二基板23,是设有一第二电极层24,第二电极层24是与离子储存层27相对设置;一电解质层26,是设于该第一电极层22与第二电极层24间,电解质层26包括至少一电致变色化合物。
与前述实施例5的电致变色显示元件结构最大的不同点在于,本实施例的电致变色显示元件未设置有一反射层,故为一穿透式电致变色显示元件。在此,电解质层26中所包括至少一电致变色化合物,需为氧化着色 或还原着色的电致变色化合物。更具体而言,当选用红色电致变色化合物、绿色电致变色化合物、及蓝色电致变色化合物,则此三种颜色的电致变色化合物需同时为氧化着色的电致变色化合物或还原着色的电致变色化合物。同时,离子储存层27中的可氧化及还原的化合物是为一经氧化或还原后具有相同颜色的化合物(如:添普),故可于着色过程中,可达到平衡电荷的目的。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已,本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准,而非仅限于上述实施例。

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变色 显示 元件
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