[发明专利]电致变色器件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种电致变色器件、一种用于沉积有机电致变色材料的方法和一种生产电致变色器件的方法。器件优选地是电致变色显示器、优选地全色电致变色显示器。器件优选地包括电沉积有机电致变色材料和/或聚合有机电致变色材料。

技术领域

本发明涉及一种电致变色器件、特别是电致变色显示器，涉及一种用于沉积有机电致变色材料的方法以提供电致变色器件的像素或子像素，以及涉及一种用于制造电致变色器件的方法。

背景技术

电致变色器件利用电致变色材料的特殊特性。这种材料(也称为电发色团)在经历氧化还原反应时可以可逆地改变其光吸收特性。在电致变色器件中，通常使用相对电极和电解质的系统，以控制电致变色材料可逆的和重复的氧化和还原并调节希望由器件显示的颜色。通过在电极之间施加适当量和符号的电势，实现电致变色材料的还原或氧化。由电解质介导离子传输，以平衡电极处的电荷。

据报道，许多不同类型的材料表现出电致变色。无机材料的示例包括某些金属氧化物、例如氧化钨(WO₃)。有机电致变色化合物的示例是紫精。US2017/0192334公开了具有不同颜色的紫精的不同衍生物，尤其是公开了具有红色、绿色和蓝色的衍生物。

电致变色显示器具有将它们与其他显示器、例如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器区分开来的某些特性。电致变色显示器本身不发射光，而是根据电致变色材料的颜色特性反射或透射环境光。因此，电致变色显示器有时称为“无源显示器”。电致变色显示器的连续使用相比光发射、照明显示器、例如上述LCD和OLED显示器使得人眼没有那么疲劳。与注视亮度基显示器相比，注视电致变色显示器更多地与注视印刷介质(反射来自环境的光)相对应。

与LCD和OLED显示器相比，电致变色显示器显示更强的对比度，尤其是在高的环境光强度时。此外，电致变色显示器天然地具有宽的视角、更低的能耗和更好的光利用效率。因此，可以认为电致变色显示器对于户外显示器(环境光)和显示器基阅读(高对比度，人眼没那么疲劳)特别有利。

1983年公布的EP0084604已经公开了在电致变色显示器中使用有源矩阵。有源矩阵包括导线的栅格和薄膜晶体管(TFT)，其中所述导线的栅格设置成多行和多列(X-Y矩阵)，以选择性地向任何一个TFT提供电流，并且因此配置成在与晶体管电接触的特定电极与对电极之间建立电压。在这种配置中，电致变色材料沉积在与TFT元件的漏极盘电连接的特定电极上。自1980年代以来，例如该参考文献中公开的TFT板或有源矩阵已经商业化，它们被用于驱动电致发光显示器(EL)和LCD。US2007/0171148的图2A也示出了有源矩阵的方案。

全色电致变色显示器可以通过例如在相邻像素上提供红色、绿色和蓝色的电致变色材料来生产，其中每个像素(或子像素)具有自己的电极，并且可以通过有源矩阵来具体寻址。通过这种方式，可以提供红-绿-蓝(RGB)加色混合系统，其中三个子像素形成一个像素。这种器件可以包括栅格屏障以将像素与相邻像素分隔。

WO2019/071733公开了基于RGB混色原理的电致变色显示器的示例，在此提供了红色、绿色和蓝色电致变色材料，以形成由所使用的绝缘分隔部分分隔的子像素，从而在适当的电致变色(绿色、红色或蓝色)材料中实现特定的还原/氧化，并可能避免子像素之间的串扰。在该器件中没有公开电解质，并且很难理解如何制造这种器件以及它是否是起作用。

US2005/0270619公开了另一种根据青色-洋红色-黄色(CMY)减色混合原理的多色电致变色显示器，其公开了像素元件包括黄色、洋红色或青色电致变色层的叠加层。不同电致变色层中的材料需要不同电压来诱导着色状态，使得，通过调整穿过包括三个电致变色层的像素的适当电压，可以在一个、两个或所有三个电致变色层中诱导着色状态。