电致变色显示装置及其驱动方法与流程

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驱动方法。

背景技术：

电致变色(eletrochromism,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。

现有的电致变色显示装置仅具有显示功能，且其显示画面时，仅能够对整个显示画面的颜色作出变化，这使得电致变色显示装置的应用受到限制。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，提供一种电致变色显示装置，其包括：

电致变色层，具有相对的第一侧和第二侧；

离子储存层，用于为所述电致变色层提供离子；

电解质层，用于作为所述离子在所述电致变色层和所述离子储存层之间传输的通道；

多个像素单元，位于所述第一侧，每一所述像素单元包括电性连接所述电致变色层的像素电极和用于给所述像素电极施加驱动信号的薄膜晶体管；

多个公共电极，位于所述第二侧，在所述像素电极和所述公共电极的配合下，每一所述像素单元对应的所述电致变色层能够产生不同灰阶的变色；以及

多个触控感应电极，位于所述公共电极远离所述电致变色层的一侧，所述触控感应电极与所述公共电极绝缘交叉设置；

其中，所述公共电极分时复用为触控驱动电极，所述公共电极与所述触控感应电极配合能够实现触控感测操作。

该电致变色显示装置显示画面时，不只是对整个显示画面的颜色作出变化，而是通过公共电极和像素电极的配合，使得每一所述像素单元对应的所述电致变色层能够产生不同灰阶的变色。另外，该电致变色显示装置中，公共电极分时复用为触控驱动电极，使得电致变色显示装置能够兼具触控和电致变色功能。

根据本发明的另一方面，还提供一种电致变色显示装置的驱动方法，应用于上述的电致变色显示装置，所述电致变色显示装置的驱动方法包括：

在第一时间段，为所述像素电极和所述公共电极加载使所述电致变色层变色的变色电压，以使每一所述像素单元对应的所述电致变色层能够产生不同灰阶的变色；以及

在第二时间段，为所述触控感应电极和所述公共电极加载触控信号；

其中，所述第一时间段和所述第二时间段在时间上无重叠。

该电致变色显示装置的驱动方法，通过对变色电压和触控信号进行分时加载，使得电致变色显示装置能够兼具触控和电致变色功能。另外，该电致变色显示装置显示画面时，不只是对整个显示画面的颜色作出变化，而是能够在像素电极和公共电极的配合下，每一像素单元对应的电致变色层均能够产生不同灰阶的变色。

附图说明

图1为本发明一实施例的电致变色显示装置的立体分解示意图。

图2为本发明一变更实施例的电致变色显示装置的立体分解示意图。

图3为图1所示的电致变色显示装置的驱动时序图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

如图1所示，电致变色显示装置100包括依次层叠设置的盖板10、粘胶层20、触控组件30以及电致变色组件40。

盖板10和触控组件30通过粘胶层20进行粘接。盖板10的材质可以为玻璃，如钠玻璃、铝硅酸玻璃、无碱玻璃等。盖板10的材质也可以是透明塑料，或者其它任何具有一定透光度的可以对与其贴合的结构起到保护作用的材料。粘胶层20为透明的，其可以为固态的光学透明胶(opticalclearadhesive，oca)或液态光学透明胶(liquidopticalclearadhesive，loca)等具有高透光率的胶粘剂，从而不会影响显示效果。

电致变色组件40包括公共电极41、电致变色层42、电解质层44、离子储存层46以及薄膜晶体管基板48。电致变色层42具有相对的第一侧421和第二侧422。电解质层44、离子储存层46以及薄膜晶体管基板48位于第一侧421。多个公共电极41位于第二侧422。电解质层44位于离子储存层46和电致变色层42之间。离子储存层46位于电解质层44和薄膜晶体管基板48的像素电极484之间。电致变色组件40的层叠顺序依次为薄膜晶体管基板48、离子储存层46、电解质层44、电致变色层42以及公共电极41。

于另一实施例中，电致变色层42和离子储存层46的位置可以互换。即，电解质层44位于离子储存层46和电致变色层42之间。电致变色层42位于电解质层44和薄膜晶体管基板48的像素电极484之间。电致变色组件40的层叠顺序依次为薄膜晶体管基板48、电致变色层42、电解质层44、离子储存层46以及公共电极41。

电致变色层42为具有电致变色特性的电致变色材料，其可以为无机电致变色材料，如ceo2-tio2、niox、wo3、mno2等，也可以为有机电致变色材料，如联吡啶盐类、导电聚合物类、金属有机聚合物类或金属酞花菁类。电致变色层42在施加在其相对两侧之间的电压发生变化时，发生氧化还原反应，可以显示遮光(着色)或呈现透明状态。

电解质层44作为离子传导层，用于提供离子在电致变色层42和离子储存层46之间传输的通道，但是会阻止电子通过。电解质层44可采用高分子聚合物固态电解质材料制备。

离子储存层46用于储存离子，并在变色过程中供应所需的离子，起到平衡器件中电荷总量的作用。离子储存层46也可以使用与电致变色层42的电致变色材料性能相反的电致变色材料，以起到颜色叠加或互补的作用。例如，离子储存层46可采用阴极还原变色材料，电致变色层42可采用阳极氧化变色材料。

薄膜晶体管基板48包括基板482、设于基板482上的多条扫描线gl、多条数据线dl和多个像素单元px。每一条扫描线gl沿第一方向d1延伸，每一条数据线dl沿第二方向d2延伸，第一方向d1与第二方向d2交叉。

相邻的两条扫描线gl和相邻的两条数据线dl绝缘交叉限定一个像素单元px。多个像素单元px呈矩阵排列成多行多列。每一像素单元px包括电性连接电致变色层42的像素电极484和薄膜晶体管486，薄膜晶体管486用于在扫描线gl的控制下将数据线dl上的驱动信号加载像素电极484。

多个像素电极484呈矩阵排列成多行多列，每一个像素单元px的像素电极484与其他像素单元px对应的像素电极484相隔离。薄膜晶体管486包括栅极ge、源极se和漏极de。薄膜晶体管486的栅极ge对应电性连接一条扫描线gl，薄膜晶体管486的源极se对应电性连接一条数据线dl，薄膜晶体管486的漏极de电性连接对应像素单元px的像素电极484。

数据线dl用于传输驱动信号给薄膜晶体管486。扫描线gl用于控制薄膜晶体管486接收该驱动信号。驱动信号例如为电压。如此，可以通过扫描线gl控制每一像素单元px的薄膜晶体管486的开启和关闭，来对每一个像素单元px的像素电极484单独进行充电，达到向每一像素电极484对应的电致变色层42单独施加驱动信号的目的，进而使得在像素电极484和公共电极41的配合下，每一像素单元px对应的电致变色层42能够产生不同灰阶的变色。

于一实施例中，每一像素单元px还包括储存电容(图未示)，薄膜晶体管486的漏极de电性连接储存电容的一端，以改善电致变色组件40内部存在漏电流，无法长时间维持颜色稳态的问题。另，基板482用于承载薄膜晶体管基板486的各元件。基板482可以为透明基板482，例如由玻璃、透明塑料等形成的基板482。

于一实施例中，触控组件30包括第一基底32、多个触控感应电极34、透明绝缘胶层35、第二基底36和公共电极41。触控感应电极34位于公共电极41远离电致变色层42的一侧，触控感应电极34与公共电极41绝缘交叉设置。第一基底32位于触控感应电极34远离公共电极41的一侧。触控感应电极34形成于第一基底32的表面。第二基底36位于触控感应电极34和公共电极41之间。公共电极41形成于第二基底36的表面。透明绝缘胶层35位于触控感应电极34和第二基底36之间。每一公共电极41为沿第一方向d1延伸的矩形条状，多个公共电极41沿第二方向d2间隔设置，每一触控感应电极34为沿第二方向d2延伸的矩形条状，多个触控感应电极34沿第一方向d1间隔设置。在其他实施中，公共电极41与触控感应电极34也可为其它现有的形状与结构，例如，每一公共电极41为多个子公共电极连接成的串列，每一触控感应电极34为多个子触控感应电极连接成的串列。每一个子公共电极可以为菱形或矩形等，每一个子触控感应电极可以为菱形或矩形等。

公共电极41分时复用为触控驱动电极38，公共电极41与触控感应电极34配合能够实现触控感测操作。其中，透明绝缘胶层35和第二基底36作为触控感应电极34和触控驱动电极38之间的介电层，使得多个触控驱动电极38与多个触控驱动电极38形成互容式的触控感应结构。当触控发生时，对应于触摸点附近的触控驱动电极38和触控感应电极34之间的电容耦合将会受到影响，导致与互容相关的感应信号(例如电压值)发生变化，进而可计算出每一个触摸点的坐标。于一实施例中，第一基底32和第二基底36可以为玻璃、蓝宝石等硬性基底。于其他实施例中，第一基底32和第二基底36也可以为透明的柔性基底，例如，聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)等。

于一实施例中，为不影响显示效果，公共电极41和触控感应电极34为可透光的，其材质可以为金属网络(metalmesh)、铟锡氧化物(indiumtinoxide，ito)、碳纳米管(carbonnanotube)或纳米银线(nanosilverwire)等导电材料。透明绝缘胶层35可以为，但不限于，固态的光学透明胶(opticalclearadhesive，oca)或液态光学透明胶(liquidopticalclearadhesive，loca)等具有高透光率的胶粘剂。

于另一实施例中，如图2所示，电致变色显示装置200中，第二基底36可以省略。触控组件30包括第一基底32、触控感应电极34、透明绝缘胶层35和公共电极41。触控感应电极34、透明绝缘胶层35和公共电极41位于第一基底32靠近电致变色层42的一侧。透明绝缘胶层35位于触控感应电极34和公共电极41之间，以使触控感应电极34和公共电极41电性绝缘。公共电极41分时复用为触控驱动电极38，公共电极41与触控感应电极34配合能够实现触控感测操作。

如图3所示，本发明还提供一种应用于上述电致变色显示装置100的驱动方法，其包括在第一时间段t1，为像素电极484和公共电极41加载使电致变色层42变色的变色电压；在第二时间段t2，为触控感应电极34和公共电极41加载触控信号。其中，第一时间段t1和第二时间段t2在时间上无重叠，且第一时间段t1和第二时间段t2交替的被切换。

具体地，在第一时间段t1，触控组件30不动作，电致变色组件40动作。其中，为公共电极41加载恒定的电压，通过调整为像素电极484加载的电压，使得电致变色层42产生不同灰阶的变色。具体地，通过扫描线gl控制每一像素单元px的薄膜晶体管486的开启和关闭，来对每一个像素单元px的像素电极484单独进行充电，达到向每一像素电极484对应的电致变色层42单独施加驱动信号的目的，进而使得在像素电极484和公共电极41的配合下，每一像素单元px对应的电致变色层42能够产生不同灰阶的变色。

在第二时间段t2，电致变色组件40不动作，触控组件30动作。其中，依据为公共电极41加载的电压，调整为像素电极484加载的电压，以使电致变色层42维持恒定的灰阶。若手指、触摸笔等物体触摸盖板10时，对应于触摸点附近的触控驱动电极38和触控感应电极34之间的电容耦合将会受到影响，导致与互容相关的感应信号(例如电压值)发生变化，进而可计算出每一个触摸点的坐标。

综上，通过对变色电压和触控信号进行分时加载，电致变色显示装置100能够兼具触控和电致变色功能，且电致变色显示装置100显示画面时，不只是对整个显示画面的颜色作出变化，而是可以对每一像素电极484对应的电致变色层42单独施加驱动信号，使得在像素电极484和公共电极41的配合下，每一像素单元px对应的电致变色层42均能够产生不同灰阶的变色。如此，电致变色显示装置100具有更广泛的应用。例如，该电致变色显示装置100可以作为会议室隔间时，同时可以作为书写用的白板；或者，该电致变色显示装置100作为智能窗使用时，可以保留部分的可透视区域等。

另外，电致变色显示装置100将电致变色组件40的公共电极41复用为触控组件30的触控驱动电极38，可以在兼具电致变色功能和触控功能的情况下，达到减薄装置厚度，减少材料，简化制程，降低成本的优点。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。