CN111048565B - 显示盖板及其制备方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了显示盖板及其制备方法、显示装置。该显示盖板包括:基板,以及位于所述基板上的多个薄膜晶体管;电致变色组件,所述电致变色组件包括:第一电极,所述第一电极具有多个子电极,每个所述子电极均与一个所述薄膜晶体管的输出端相连;电致变色层,所述电致变色层位于所述第一电极远离所述基板一侧;以及第二电极,所述第二电极位于所述电致变色层远离所述第一电极的一侧,所述电致变色层可随着施加在所述电致变色层的电场条件的改变而具有多种电致变色颜色。由此,该显示盖板中的电致变色组件可实现多种颜色的显示,可令一个子像素通过电致变色而具有多种颜色,进而可提高利用该显示盖板的显示装置的PPI。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,具体地,涉及显示盖板及其制备方法、显示装置。
背景技术
显示装置的PPI是指显示屏在每英寸所拥有的像素数量。而目前的显示装置,无论是基于液晶显示的LCD显示装置,还是基于有机发光二极管的OLED显示装置,每个子像素通常只负责显示一种颜色。实现全彩显示是依靠多个子像素所发出的多种颜色的光进行混光之后的显示效果。例如在常用的三色配色方案中,每一个像素就需要3个子像素,分别显示RGB三原色。而为了实现更好的显示效果,还需要采用涉及更多颜色的配色方案,例如4色的RGBW或是RGBY等。随着显示技术的发展,用户对于显示装置的要求也日益提高。显然,当显示屏尺寸固定时每个像素中包含的子像素个数越多,则显示屏的PPI就越低。
因此,目前的显示盖板及其制备方法、显示装置仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少一定程度上缓解甚至解决上述技术问题的至少之一。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种显示盖板。该显示盖板包括:基板,以及位于所述基板上的多个薄膜晶体管;电致变色组件,所述电致变色组件位于所述薄膜晶体管远离所述基板的一侧,所述电致变色组件包括:第一电极,所述第一电极具有多个子电极,每个所述子电极均与一个所述薄膜晶体管的源漏极相连;电致变色层,所述电致变色层位于所述第一电极远离所述基板一侧;以及第二电极,所述第二电极位于所述电致变色层远离所述第一电极的一侧,所述电致变色层可随着施加在所述电致变色层的电场条件的改变而具有多种电致变色颜色。由此,该显示盖板中的电致变色组件可实现多种颜色的显示,即可令一个子像素通过电致变色而具有多种颜色,进而可以利用一个子像素即实现彩色显示,可提高利用该显示盖板的显示装置的PPI。
电场条件包括加电时间以及电场强度。电场条件包括加电时间以及电场强度。由此,可简便地控制电致变色层所呈现的颜色。
根据本发明的实施例,所述第一电极和所述第二电极是由透明导电材料形成的。由此可提高该显示盖板的透光率。
根据本发明的实施例,所述电致变色层包括可在电场作用下发生氧化/还原反应的无机物,以及可在电场作用下发生离子注入/抽离的有机物的至少之一,所述电致变色层包括过渡金属氧化物、有机聚合物、金属-超分子聚合物以及金属离子的至少之一。由此,可在第一电极和第二电极之间的电场控制下进行可控的显色、变色和褪色。
根据本发明的实施例,所述电致变色层包括:具有局域表面等离子基元共振特性的金属纳米粒子以及含有变色金属的着色层,所述变色金属可在电场作用下发生氧化/还原反应。由此,可实现电致变色层的快速变色,进而提高显示效果。
根据本发明的实施例,所述电致变色层包括:绝缘隔离层,所述绝缘隔离层中具有多个用于容纳所述金属纳米粒子的通孔,所述绝缘隔离层位于所述第一电极远离所述基板的一侧;所述着色层位于所述绝缘隔离层远离所述第一电极的一侧,并填充至所述通孔中,所述金属纳米粒子包括金纳米粒子,形成所述着色层的材料包括银离子凝胶。由此,可进一步提高利用该盖板的显示装置的显示效果。
根据本发明的实施例,所述金纳米粒子的粒径为0.5~5 nm,所述银离子凝胶中Ag离子的含量为0.5~50mg/ml。由此,可进一步提高利用该盖板的显示装置的显示效果。
根据本发明的实施例,所述绝缘隔离层中的所述通孔的直径为10-100nm。
根据本发明的实施例,所述绝缘隔离层中的所述通孔的直径为40-60nm。由此,可进一步提高利用该盖板的显示装置的显示效果。
根据本发明的实施例,所述着色层的颜色可随着向所述着色层施加电压的时间的改变而改变。由此,可简便地控制每个子像素的发光颜色。
根据本发明的实施例,所述薄膜晶体管以及所述第一电极之间进一步包括平坦化层,所述第一电极通过过孔与所述薄膜晶体管的源漏极相连。由此,可令电致变色组件形成在一个较为平坦的表面上。
根据本发明的实施例,所述基板上具有多个像素区域,每个所述像素区域中具有一个所述子电极,所述第二电极为面电极,所述第二电极在所述基板上的正投影覆盖多个所述像素区域。由此,可简便地单独控制每个像素区域的电致变色组件的发光颜色。
在本发明的又一方面,本发明提出了一种制备前面所述的显示盖板的方法。该方法包括:在基板上形成多个薄膜晶体管;在所述薄膜晶体管远离所述基板的一侧形成电致变色组件,并令所述电致变色组件的第一电极中的每个子电极均与一个所述薄膜晶体管的源漏极相连。由此,可简便地获得前面描述的显示盖板。
根据本发明的实施例,形成所述电致变色组件包括:在所述薄膜晶体管远离所述基板的一侧形成所述第一电极;在所述第一电极远离所述薄膜晶体管的一侧设置绝缘隔离层,在所述绝缘隔离层中的通孔内蒸镀金纳米粒子,并在所述绝缘隔离层远离所述第一电极的一侧形成具有银离子凝胶的着色层,以形成电致变色层;在所述电致变色层远离所述第一电极的一侧形成第二电极。由此,可简便地形成电致变色组件。
在本发明的又一方面,本发明提出了一种显示装置。该显示装置包括前面所述的显示盖板;显示背板,所述显示背板上具有多个有机发光器件,所述显示盖板的基板一侧远离所述显示背板设置;以及封装结构,所述封装结构将所述有机发光器件密封于所述显示背板和所述显示盖板之间。由此,该显示装置具有前面描述的显示背板所具有的全部特征以及优点,总的来说,该显示装置可具有较高的PPI。
附图说明
图1显示了根据本发明一个实施例的显示盖板的结构示意图;
图2显示了根据本发明另一个实施例的显示盖板的结构示意图;
图3显示了根据本发明又一个实施例的显示盖板的结构示意图;
图4显示了根据本发明一个实施例的绝缘隔离层的俯视结构示意图;
图5显示了根据本发明一个实施例的显示装置的结构示意图;以及
图6显示了根据本发明一个实施例的制备显示盖板的方法流程示意图。
附图说明:
1000:显示盖板;100:基板;200:薄膜晶体管;210:漏极;220:源极;230:栅极;240:缓冲层;250:有源层;260:栅绝缘层;300:电致变色组件;310:第一电极;320:电致变色层;21:绝缘隔离层;22:金属纳米粒子;23:着色层;330:第二电极;400:层间绝缘层;500:平坦化层;600:发光层;610:阳极;620:阴极;700:驱动薄膜晶体管;2000:显示背板。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种显示盖板。参考图1以及图2,该显示盖板包括:基板100,以及位于基板100上的多个薄膜晶体管200(如图2中所示出的200A、200B和200C)。电致变色组件300位于薄膜晶体管200远离基板100的一侧,电致变色层320可随着施加在电致变色层320上的电场条件的改变而具有不同的颜色,即具有多种电致变色颜色。具体地,电致变色组件300包括第一电极310,第一电极310具有多个子电极(如图2中所示出的310A、310B和310C),每个子电极均与一个薄膜晶体管200的源漏极210相连,电致变色层320位于第一电极310远离基板100一侧,且在电致变色层320远离第一电极310的一侧具有第二电极330。由此,第一电极310和第二电极330可形成用于控制电致变色层320的电场,且第一电极的多个中的每一个子电极均可以通过薄膜晶体管200进行单独控制。也即是说,每一个第一电极的子电极均可和第二电极形成一个可控的电场,从而控制处于该电场范围内的电致变色层进行变色。由此该显示盖板中的电致变色层可以被区分成多个区域,每个区域的电致变色颜色可通过电场进行调节。由此,该显示盖板中的电致变色组件可实现多种颜色的显示,即可令一个子像素通过电致变色而具有多种颜色,进而可以利用一个子像素即实现彩色显示,可提高利用该显示盖板的显示装置的PPI。
为了方便理解,下面首先对该显示盖板可实现上述有益效果的原理进行简单说明:
根据本发明的实施例,电致变色层中具有电致变色功能的组分可以在不同的电场条件下显示出不同的颜色,且该颜色的改变是可以随着电场条件的改变而可逆地发生变化的。具体地,例如该组分可以在电场条件下发生可逆地氧化/还原反应,且该组分的氧化态和还原态的颜色不同,且该组分可在电场条件维持不变时保持该状态下的颜色维持不变,当电场条件改变,该组分的颜色也发生改变。该电场条件可以是施加电压的时间,电场强度等。并且,该组分具有多种电致变色颜色。由此,可以通过调控第一电极中的子电极和第二电极之间的电场条件,控制该区域内电致变色层的颜色。由此,变色后的电致变色层可以充当类似于LCD显示屏中彩膜盖板中色阻块,或是OLED显示屏中盖板上的量子点色块等结构。所不同的是,上述LCD显示屏或是OLED显示屏中,每个色阻块的颜色是无法改变的,因此只能够通过将多个子像素的色阻块共同形成一个像素单元,实现全彩色显示。而根据本发明实施例的显示盖板中,电致变色层具有多种可改变的颜色,从而可以通过调控电致变色层的变色颜色利用一个子像素即可实现彩色显示。因此不必缩小单个子像素的尺寸即可大幅提升显示面板的PPI。
根据本发明的实施例,电致变色层包括可在电场作用下发生氧化/还原反应的无机物,以及可在电场作用下发生离子注入/抽离的有机物的至少之一。通过无机物的氧化/还原态的转换实现电致变色,或是通过有机物分子链发生离子的注入/抽离实现电致变色。根据本发明的一些实施例,电致变色层中可以含有包括过渡金属氧化物、有机聚合物、金属-超分子聚合物以及金属离子的至少之一。由此,可在第一电极和第二电极之间的电场控制下进行可控的显色、变色和褪色。
根据本发明的实施例,电致变色层可具有的电致变色颜色的具体数量不受特别限制,例如可以多于3种变色颜色。前述的具有电致变色功能的组分也不受特别限制,本领域技术人员可以选择适当的材料形成电致变色层。前述的电场条件可以是电压、电致变色组件的电流、或者是施加电压的时间。
例如,根据本发明一些具体的实施例,参考图3,该电致变色层可以是由具有局域表面等离子基元共振特性的金属纳米粒子22,以及含有变色金属的着色层23共同实现上述电致变色过程的。具体而言,可以利用包括但不限于Au、Ag等贵金属纳米粒子的局域表面等离子基元共振特性,并通过电场控制变色金属的氧化和还原过程,例如具体控制变色金属的氧化(褪色)/还原(着色)的进程和数量,从而在几秒内实现电致变色层整体的颜色从近红外移动至可见光。由此,可实现电致变色层的快速变色,进而提高显示效果。例如具体地,金属纳米粒子22可以包括金纳米粒子,形成着色层23的材料可包括银离子凝胶,通过银离子的氧化/还原实现褪色和着色之间的转换,并通过控制施加电场的时间,控制发生氧化和还原的银离子的数量和聚集情况,从而实现多种电致变色颜色。根据本发明的实施例,金纳米粒子的粒径为0.5~5nm,银离子凝胶中Ag离子的含量为0.5~50mg/ml。由此,可进一步提高利用该盖板的显示装置的显示效果。具体而言,在向该电致变色层施加固定数值的电压,该电致变色层可以在5秒的时间内实现红色-黄色-绿色-蓝色的颜色改变。由此,可快速地改变着色层的颜色,以实现彩色的显示。
根据本发明的实施例,为了进一步提高该电致变色组件的电致变色性能,该电致变色层还可以包括绝缘隔离层21。参考图4,绝缘隔离层21中具有多个用于容纳金属纳米粒子的通孔,绝缘隔离层21位于第一电极远离基板100的一侧。由此可将局域表面等离子基元共振特性的金属纳米粒子22填充在绝缘隔离层21的通孔中,防止多个金属纳米粒子22直接接触而影响其局域表面等离子基元共振特性。含有银离子凝胶的着色层23可以填充至通孔中,以和金属纳米粒子接触。并且,为了为第二电极330提供一个相对平坦的表面,着色层23的厚度可以大于绝缘隔离层21的厚度,即:着色层23在填平绝缘隔离层21的通孔的基础上,还可额外向第二电极330一侧延伸一定距离。绝缘隔离层21中的通孔的直径不受特别限制,例如可以为10-100nm,具体可以为20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、80 nm、90 nm等等。例如具体地,绝缘隔离层21的通孔的直径可为40-60nm。由此,可进一步提高利用该盖板的显示装置的显示效果。此处需要特别说明的是,绝缘隔离层21中通孔横截面的形状不受特别限制,图4中仅示出了圆形的情况,该通孔的横截面还可以为方形、六边形等,本领域技术人员可根据实际情况进行选择。更具体地,绝缘隔离层21中多个通孔横截面的形状可以一致地均为圆形等形状,多个通孔横截面也可以为不同的形状,即一个绝缘隔离层21可具有多个横截面形状不同的通孔。
根据本发明的实施例,为了提高盖板的透过率,第一电极310和第二电极330可以是由透明导电材料形成的。例如,第一电极可以是由包括但不限于ITO等导电金属氧化物形成的,第二电极可由ITO,或是Ag、Mg等透明导电薄膜而形成的。
根据本发明的实施例,该基板100上具有多个像素区域,每个像素区域可以对应于显示面板(例如LCD的阵列基板或是OLED的背板)中的一个子像素。每个像素区域中具有一个子电极,第二电极为面电极,第二电极在基板100上的正投影覆盖多个像素区域。由此,可简便地单独控制每个像素区域的电致变色组件的发光颜色。即,该显示盖板上每个像素区域可以具有一个薄膜晶体管200,并通过该薄膜晶体管200控制与其相连的第一电极的一个子电极,以令第一电极发挥类似于液晶显示面板中的像素电极的功能,而第二电极可被施加固定的公共电压,从而充当类似于公共电极的功能。此处需要特别说明的是,与第一电极相连的是薄膜晶体管的输出端电极,即源漏极,更具体地,为源极和漏极中的一个。本领域技术人员能够理解的是,薄膜晶体管的源漏极是根据有源层中载流子的性质(P型或N型)而定的,源漏极中的一个为输入端,另一个为输出端。下面仅以第一电极与漏极相连为例进行说明,而不能够理解为对本发明的限制。
根据本发明的实施例,参考图3,薄膜晶体管200以及第一电极之间还可以进一步包括平坦化层500,第一电极310通过过孔与薄膜晶体管200的源漏极相连。由此,可令电致变色组件形成在一个较为平坦的表面上。薄膜晶体管200的具体类型不受特别限制,只要能够控制第一子电极即可。例如,薄膜晶体管200可以具有栅极230、源极220等结构,在有源层250和基板100之间还可具有缓冲层240。并且,源极220、漏极210可以是同层设置的,两个电极和有源层250之间还可间隔有层间绝缘层400。
在本发明的又一方面,本发明提出了一种制备前面所述的显示盖板的方法。参考图6,该方法包括以下步骤:
S100:在基板上形成多个薄膜晶体管
根据本发明的实施例,在该步骤中,可在基板上首先形成多个薄膜晶体管。如前所述,该薄膜晶体管可对应于基板的像素区域,即该薄膜晶体管可以是阵列排布的,以控制每个像素区域所对应的第一电极的一个子电极。由于该显示盖板上的像素区域与子像素是对应的,因此为了降低生产成本,可以利用制备阵列基板或是背板的开关薄膜晶体管的工艺以及掩膜等设备,实现多个薄膜晶体管的制备。关于薄膜晶体管的具体结构不受特别限制,只要能够起到控制子电极的电压的功能即可。例如,该薄膜晶体管可具有有源层,以及控制端(栅极),输出端和输入端(源漏极)。控制端可控制该薄膜晶体管的开关,从而控制与这一薄膜晶体管相连的子电极是否被施加电压,输出端(源漏极中的一个)与子电极相连,可控制具体施加至该子电极上的具体的电压数值。形成的薄膜晶体管可以具有如图3中所示出的结构。
S200:在所述薄膜晶体管远离所述基板的一侧形成电致变色组件
根据本发明的实施例,在该步骤中形成电致变色组件。电致变色组件可具有前面描述的结构,在此不再赘述。具体地,在该步骤中令电致变色组件的第一电极中的每个子电极均与一个薄膜晶体管的源漏极相连。由此,可简便地获得前面描述的显示盖板。
根据本发明的实施例,形成电致变色组件具体可以包括以下步骤:
首先,可在薄膜晶体管远离基板的一侧形成第一电极。第一电极可以是通过制作整层ITO随后经过图形化而形成的,由此,可形成包括多个子电极,每个子电极均与一个薄膜晶体管相连的第一电极。随后,可在第一电极远离薄膜晶体管的一侧设置绝缘隔离层。绝缘隔离层的结构前面已经进行了详细的描述,在此不再赘述。例如,绝缘隔离层可以是通过纳米压印的方式形成的。在绝缘隔离层上通过蒸镀等方式可将金纳米粒子形成在绝缘隔离层的通孔内,随后可以在绝缘隔离层远离第一电极的一侧形成具有银离子凝胶的着色层。最后,在着色层远离第一电极的一侧形成第二电极。由此,可简便地形成电致变色组件。形成的电致变色组件300可以具有如图3中所示出的结构。
在本发明的又一个方面,本发明提出了一种显示装置。参考图5,根据本发明的实施例,该显示装置包括前面描述的显示盖板1000。由此,该显示装置可以具有前面描述的示背板所具有的全部特征以及优点,总的来说,该显示装置可具有较高的PPI。
该显示装置的具体类型不受特别限制,可以是LCD显示装置,也可以是OLED显示装置。例如,可为柔性OLED显示装置。例如具体地,该显示装置可以用于医疗、展示等特种显示。以该显示装置为有机发光显示装置为例,该显示装置可以包括显示背板2000,该显示背板2000上具有多个有机发光器件。封装结构(图中未示出)将该有机发光器件密封于显示背板2000上。
根据本发明的实施例,显示盖板1000的基板100一侧远离显示背板2000设置。由此,可进一步提升该显示装置的寿命以及显示效果。根据本发明的实施例,显示背板2000可具有多个驱动薄膜晶体管(如图中所示出的700A、700B和700C),每个驱动薄膜晶体管与一个有机发光二极管的阳极610相连,以控制多个有机发光二极管的发光层(如图中所示出的600A、600B和600C)进行发光。多个有机发光二极管还可以具有一个公共的阴极620。多个有机发光二极管可以均为白光OLED。如前所述,由于根据本发明实施例的显示盖板1000中每个像素区域中的电致变色层均可独立地进行控制,且一个像素区域中的电致变色层即可实现多种不同颜色的变色颜色,因此一个有机发光二极管即可实现彩色显示,即每个像素可仅含有一个发光层600,例如图中所示出的可以是三个像素。与现有技术中的显示装置需要3个OLED(即三个子像素,例如RGB)共同构成一个像素相比,根据本发明实施例的显示装置显然可具有更高的PPI,例如PPI可提升3-4倍。
在本发明的描述中,术语 “上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外,需要说明的是,本说明书中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种有机发光显示装置,其特征在于,包括:
显示盖板,所述显示盖板包括:
基板,所述基板上具有多个像素区域,所述基板上的每个像素区域中均具有一个薄膜晶体管;
电致变色组件,所述电致变色组件位于所述薄膜晶体管远离所述基板的一侧,所述电致变色组件包括:
第一电极,所述第一电极具有多个子电极,每个所述子电极均与一个所述薄膜晶体管的源漏极相连;电致变色层,所述电致变色层位于所述第一电极远离所述基板一侧;以及第二电极,所述第二电极位于所述电致变色层远离所述第一电极的一侧,所述电致变色层可随着施加在所述电致变色层的电场条件的改变而具有多种电致变色颜色,所述电致变色层包括:具有局域表面等离子基元共振特性的金属纳米粒子以及含有变色金属的着色层,所述变色金属可在电场作用下发生氧化/还原反应;绝缘隔离层,所述绝缘隔离层中具有多个用于容纳所述金属纳米粒子的通孔,所述绝缘隔离层位于所述第一电极远离所述基板的一侧;所述着色层位于所述绝缘隔离层远离所述第一电极的一侧,并填充至所述通孔中,所述金属纳米粒子包括金纳米粒子,形成所述着色层的材料包括银离子凝胶,所述金纳米粒子的粒径为0.5~5 nm,所述银离子凝胶中Ag离子的含量为0.5~50mg/ml;所述绝缘隔离层中的所述通孔的直径为40-60nm;所述着色层的厚度大于所述绝缘隔离层的厚度,
显示背板,所述显示背板上具有多个有机发光器件,所述显示盖板的基板一侧远离所述显示背板设置,每个所述像素区域对应于所述显示背板中的一个像素,每个像素仅含有一个所述有机发光器件的发光层,所述发光层发出的光为白光;以及
封装结构,所述封装结构将所述有机发光器件密封于所述显示背板和所述显示盖板之间。
2.根据权利要求1所述的有机发光显示装置,其特征在于,电场条件包括加电时间以及电场强度。
3.根据权利要求1所述的有机发光显示装置,其特征在于,所述第一电极和所述第二电极是由透明导电材料形成的。
4.根据权利要求1所述的有机发光显示装置,其特征在于,所述薄膜晶体管以及所述第一电极之间进一步包括平坦化层,所述第一电极通过过孔与所述薄膜晶体管的源漏极相连。
5.根据权利要求1所述的有机发光显示装置,其特征在于,每个所述像素区域中具有一个所述子电极,
所述第二电极为面电极,所述第二电极在所述基板上的正投影覆盖多个所述像素区域。
6.一种制备有机发光显示装置的方法,其特征在于,所述方法用于制备权利要求1~5任一项所述的有机发光显示装置,包括:
在基板上形成多个薄膜晶体管;
在所述薄膜晶体管远离所述基板的一侧形成电致变色组件,并令所述电致变色组件的第一电极中的每个子电极均与一个所述薄膜晶体管的源漏极相连。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,形成所述电致变色组件包括:
在所述薄膜晶体管远离所述基板的一侧形成所述第一电极;
在所述第一电极远离所述薄膜晶体管的一侧设置绝缘隔离层,在所述绝缘隔离层中的通孔内蒸镀金纳米粒子,并在所述绝缘隔离层远离所述第一电极的一侧形成具有银离子凝胶的着色层,以形成电致变色层;
在所述电致变色层远离所述第一电极的一侧形成第二电极。
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