KR101773817B1 - 거울 전환이 가능한 디스플레이 소자 - Google Patents

거울 전환이 가능한 디스플레이 소자 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 디스플레이 소자는 기판 상의 디스플레이부, 및 상기 디스플레이부 상의 전기변색부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 유기발광소자 또는 전자종이와 같은 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이 모드에서 전기변색부가 흑색 백플레인의 역할을 하도록 전기변색층이 변색될 수 있다. 전기변색부는 더 완전한 흑색을 구현하도록, 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 제1 전기변색층 및 제2 전기변색층을 포함할 수 있다. 광필터층이 완전한 흑색을 구현하기 위하여 디스플레이부와 전기변색부 사이에 더 포함될 수 있다. 거울모드에서 전기변색층은 투명 상태로 전환되어 전기변색부의 금속전극이 거울의 역할을 할 수 있다. 본 발명에 따른 디스플레이 소자는 디스플레이 모드와 거울모드로 변환될 수 있다.

Description

거울 전환이 가능한 디스플레이 소자{A display device which can be transformed as a mirror}
본 발명은 디스플레이 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 거울 전환이 가능한 디스플레이 소자에 관한 것이다.
최근 휴대폰이나 휴대용 정보 단말기와 같은 휴대용 전자기기는 소비자의 욕구에 부합하도록 다양한 기능들을 포함하고 있다. 예를 들어, 휴대용 전자기기는 거울기능(mirror function)을 포함할 수 있다. 거울 기능은 일반적으로 휴대용 전자기기의 일면에 거울을 부착하여 구현될 수 있다. 이로써 사용자는 별도의 거울을 휴대할 필요 없이 휴대용 전자기기의 거울을 이용할 수 있다. 그러나 휴대용 전자기기에 거울을 부착하기 위해서 거울 부착을 위한 별도의 공간이 요구될 수 있다. 따라서, 전자 기기의 부피가 증가하고 설계의 제약 요소가 많아지는 문제점이 있었다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 거울전환이 가능한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 거울전환이 가능한 디스플레이 소자에 관한 것이다. 실시예에 따르면, 디스플레이 소자는 기판 상의 디스플레이부, 상기 디스플레이부 상의 하부전극, 상기 하부전극과 이격되며 마주하며, 금속물질을 포함하는 상부전극, 상기 하부전극과 상기 상부전극 사이의 전해질층, 상기 하부전극과 상기 전해질층 사이의 제1 전기변색층, 및 상기 전해질층과 상기 상부전극 사이의 제2 전기변색층을 포함하되, 상기 제 2 전기변색층은 상기 제1 전기변색층이 흡수하는 빛의 파장과 다른 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 디스플레이부와 상기 하부전극 사이에 광필터층을 더 포함하며, 상기 광필터층은 상기 제1 전기변색층 및 상기 제2 전기변색층과 다른 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 제1 전기변색층 및 상기 제2 전기변색층 중에서, 어느 하나는 WO3, TiO2, MoO3, 또는 Nb2O5를 포함하고, 다른 하나는 Ni(OH)2, Ir(OH)x, 또는 CoO2를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 상부전극은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 및 백금(Pt) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 하부전극은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO), 갈륨이 도핑된 산화아연(ZnO:Al), 붕소가 도핑된 산화아연(ZnO:B), 및 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO: Aluminum Zinc Oxide) 중에서 적어도 하나를 포함하는 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 디스플레이부는 액정표시장치, 유기발광소자 또는 전자종이를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 전해질층은 산화 탄탈럼(Tantalum pentoxide, Ta2O5), 산화 안티모니 (Antimonium oxide, Sb2O5), 산화 타이타늄(Titanium oxide, TiO2), 산화 지르코늄 (Zirconium oxide, ZrO2), 산화 알루미늄(Aluminium oxide, Al2O3), Poly(acrylic acid), Poly(Methyl methacrylate), Poly(ethylene oxide), Poly(vinyl chloride) 프로필렌(Proplene)계 물질, 및 카보네이트(Carbonate)계 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 디스플레이 소자는 투명기판 상의 디스플레이부, 상기 디스플레이부 상의 광필터층, 상기 광필터층 상의 투명전극, 상기 투명전극 상의 전기변색층, 상기 전기변색층 상의 전해질층, 상기 전해질층 상의 이온저장층, 및 상기 이온저장층 상의 금속전극을 포함하고, 상기 광필터층은 상기 전기변색층과 다른 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 디스플레이부는 액정표시장치, 유기발광소자 또는 전자종이를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 전기변색층은 WO3, TiO2, MoO3 , Nb2O5, Ni(OH)2, Ir(OH)x, 또는 CoO2 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 전해질층은 산화 탄탈럼(Tantalum pentoxide, Ta2O5), 산화 안티모니 (Antimonium oxide, Sb2O5), 산화 타이타늄(Titanium oxide, TiO2), 산화 지르코늄 (Zirconium oxide, ZrO2), 산화 알루미늄(Aluminium oxide, Al2O3), Poly(acrylic acid), Poly(Methyl methacrylate), Poly(ethylene oxide), Poly(vinyl chloride) 프로필렌(Proplene)계 물질, 및 카보네이트(Carbonate)계 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 이온저장층은 CeO2 또는 TiO2를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 소자는 기판 상의 디스플레이부 및 전기변색부를 포함할 수 있다. 디스플레이부는 유기발광소자 또는 전자종이와 같은 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이 모드에서 전기변색부가 흑색백플레인의 역할을 하도록, 전기변색층이 변색될 수 있다. 전기변색부는 더 완전한 흑색을 구현하도록, 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 제1 전기변색층 및 제2 전기변색층을 포함할 수 있다. 완전한 흑색을 구현하기 위하여, 디스플레이부와 전기변색부 사이에 광필터층이 더 포함될 수 있다. 거울모드에서 전기변색층이 투명 상태로 전환되어 금속전극이 거울의 역할을 할 수 있다. 따라서 디스플레이 소자는 디스플레이 모드와 거울모드로 변환될 수 있다.
본 발명의 보다 완전한 이해와 도움을 위해, 참조가 아래의 설명에 첨부도면과 함께 주어져 있고 참조번호가 이래에 나타나 있다.
도 1 내지 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도들이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 개념이 어떤 적합한 환경에서 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 ‘포함한다(comprises)’ 및/또는 ‘포함하는(comprising)’은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 어떤 막(또는 층)이 다른 막(또는 층) 또는 기판상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막(또는 층) 또는 기판상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막(또는 층)이 개재될 수도 있다.
본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 영역, 막들(또는 층들) 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 막들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 막(또는 층)을 다른 영역 또는 막(또는 층)과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에의 제1막질로 언급된 막질이 다른 실시 예에서는 제2막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 소자(1)는 기판(100) 상의 디스플레이부(200) 및 전기변색부(300)를 포함하며, 상기 전기변색부(300)는 디스플레이부(200) 상에 차례로 적층된 하부전극(310), 전기변색층(320), 전해질층(330), 이온저장층(340), 및 상부전극(360)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 투명기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판, 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO)기판, 또는 불소가 도핑된 산화주석(Fluorine containing tin oxide, FTO)기판일 수 있다.
디스플레이부(200)는 투명할 수 있다. 예를 들어 디스플레이부(200)는 액정표시장치(LCD), 유기발광소자(OLED) 또는 전자종이를 포함할 수 있다.
하부전극(310)은 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하부전극(310)은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO), 갈륨이 도핑된 산화아연(ZnO:Al), 붕소가 도핑된 산화아연(ZnO:B), 및/또는 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO: Aluminum Zinc Oxide)일 수 있다.
전기변색층(320)은 전원 인가에 의한 전류의 흐름에 따라 색이 변할 수 있다. 이에 따라, 광의 투과도나 반사도를 조절할 수 있다. 실시예에 따르면, 전기변색층(320)은 무기착색물질을 포함할 수 있다. 무기착색물질에는 환원변색물질(Cathodic coloration materials)과 산화변색물질(Anodic coloration materials)이 있다. 환원변색물질은 환원반응(cathodic reaction)이 일어날 때 착색되고, 산화반응(anodic reaction)이 일어날 때 탈색된다. 환원변색물질은 WO3, TiO2, MoO3 , 및/또는 Nb2O5일 수 있다. 산화변색물질은 산화반응일 때 착색되고 환원반응일 때 탈색될 수 있다. 산화변색물질은 Ni(OH)2, Ir(OH)x, 및/또는 CoO2일 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전기변색층(320)은 유기착색물질을 포함할 수 있다. 유기착색물질은 폴리아닐린일 수 있다.
전해질층(330)은 전기 변색 물질과 반응하는 산화/환원 물질을 공급할 수 있다. 전해질층(330)은 고체, 액체, 및/또는 젤 전해질층을 포함할 수 있다. 전해질층(330)은 이온전도도는 높으나, 전자전도도가 낮은 물질을 포함할 수 있다. 전해질층(330)은 산화 탄탈럼(Tantalum pentoxide, Ta2O5), 산화 안티모니 (Antimonium oxide, Sb2O5), 산화 타이타늄(Titanium oxide, TiO2), 산화 지르코늄 (Zirconium oxide, ZrO2), 및/또는 산화 알루미늄(Aluminium oxide, Al2O3) 등의 무기 산화물 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, Poly(acrylic acid), Poly(Methyl methacrylate), Poly(ethylene oxide), Poly(vinyl chloride) 등의 고분자 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수도 있으며, 프로필렌(Proplene)계 물질, 및/또는 카보네이트(Carbonate)계 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 전해질층(330)의 두께는 조절될 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 모드 동작 시 전기변색부(300)에서 흡수하지 못하는 빛이 최소화할 수 있다.
이온저장층(340)은 CeO2, 및/또는 TiO2를 포함할 수 있다. 이온저장층(340)은 전기변색의 착색 및 탈색시의 이온(예를 들어, 수소이온 또는 리튬이온)을 저장하는 역할을 할 수 있다. 이온저장층에 사용되는 물질들은 산화 상태 또는 환원 상태 모두 가시광 영역에서 흡수 파장을 가지지 않아 항상 투명한 특성을 가진다. 상부전극(360)은 금속전극일 수 있다. 상부전극(360)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 및/또는 백금(Pt) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상부전극(360)은 거울기능을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 디스플레이 소자(1)의 작동원리는 다음과 같다. 디스플레이 소자(1)는 디스플레이 모드와 거울모드로 변환될 수 있다.
디스플레이 모드는 하부전극(310)에 (-)전압을, 상부전극(360)에 (+)전압을 인가하여 작동시킬 수 있다. 전기변색층(320)은 산화텅스텐(WO3)과 같은 환원변색물질을 포함할 수 있다. 전압이 인가되면, 전기변색층(320)은 다음 화학식의 과정을 거쳐서 색을 나타내게 된다.
<화학식>
WO3 (투명색) + xe- + xM+ <==> MxWO3 (진한 청색)
상기 화학식에서 M은 수소(H)또는 리튬(Li)일 수 있다. WO3은 투명상태(transparent state), HxWO3는 착색상태(colored state) 일 수 있다.
전압을 인가하면, 이온저장층(340)에 있던 이온(M+)들이 전해질층(330)을 통해 전기변색층(320)으로 이동할 수 있다. 이동해온 이온들은 전기변색층(320)의 환원변색물질인 WO3와 반응하여 HxWO3를 생성할 수 있다. 전기변색층(320)은 진한 청색의 착색상태로 변할 수 있다. 따라서, 디스플레이 소자(1)의 전기변색부(300)가 디스플레이부(200)의 동작에 필요한 흑색 백플레인의 역할을 할 수 있다.
거울 모드는 하부전극(310)에 (+)전압을, 상부전극(360)에 (-)전압을 인가하여 작동시킬 수 있다. 디스플레이 모드와 반대 방향의 전압을 인가하게 되면, 이온(M+)들이 전기변색층(320)으로부터 빠져나와 전해질층(330)을 통해 이온저장층(340)으로 이동할 수 있다. MxWO3상태의 전기변색층(320)은 WO3와 M+로 변환될 수 있다. 전기변색층(320)은 투명상태로 변할 수 있다. 따라서 전기변색부(300)는 금속물질을 포함하는 상부전극(360)에 의해 거울의 특성을 나타낼 수 있다.
산화변색물질을 포함하는 디스플레이 소자는 환원변색물질을 포함하는 디스플레이 소자와 반대방향의 전압을 인가하여 디스플레이 모드와 거울모드를 구동할 수 있다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하며, 중복되는 내용은 설명의 간략함을 위해 생략한다.
도 2을 참조하면, 디스플레이 소자(2)는 기판(100) 상의 디스플레이부(200), 디스플레이부(200) 상의 광필터층(400), 및 광필터층(400) 상의 전기변색부(300)를 포함할 수 있다. 전기변색부(300)는 디스플레이부(200) 상에 차례로 적층된 하부전극(310), 전기변색층(320), 전해질층(330), 이온저장층(340), 및 상부전극(360)을 포함할 수 있다.
광필터층(400)은 디스플레이 모드 동작 시, 보다 완전한 흑색 백플레인을 구현시킬 수 있다. 광필터층(400)은 전기변색층(320)이 흡수하지 않는 파장의 빛을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 전기변색층(320)이 산화텅스텐(WO3)을 포함하는 경우, 광필터층(400)은 산화텅스텐이 흡수하지 않는 짙은 청색의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있다. 광필터층(400)의 두께는 조절될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하여, 중복되는 내용은 설명의 간략함을 위해 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 소자(3)는 기판(100) 상의 디스플레이부(200) 및 전기변색부(300)를 포함하며, 상기 전기변색부(300)는 디스플레이부(200) 상의 하부전극(310), 제1 전기변색층(320), 전해질층(330), 제2 전기변색층(350) 및 상부전극(360)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전기변색층(320)은 환원변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전기변색층(320)은 WO3, TiO2, MoO3 , 및/또는 Nb2O5를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 전기변색층(320)은 산화변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전기변색층(320)은 Ni(OH)2, Ir(OH)x, 및/또는 CoO2 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2 전기변색층(350)이 전해질층(330) 상에 제공될 수 있다. 제1 전기변색층(320)이 환원변색물질을 포함하면, 제2 전기변색층(350)은 산화변색물질(예를 들어, Ni(OH)2, Ir(OH)x, 및/또는 CoO2)을 포함할 수 있다. 제1 전기변색층(320)이 산화변색물질을 포함하면, 제2 전기변색층(350)은 환원변색물질(예를 들어, WO3, TiO2, MoO3 , 및/또는 Nb2O5)을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 디스플레이 소자(3)의 하부전극(310)에 (-)전압을, 상부전극(360)에 (+)전압을 인가하면, 디스플레이 모드가 작동될 수 있다. 이온들은 산화변색물질을 포함하는 제2 전기변색층(350)으로부터 환원변색물질을 포함하는 제1 전기변색층(320)으로 이동할 수 있다. 제1 전기변색층(320) 및 제2 전기변색층(350) 모두가 착색될 수 있다. 제2 전기변색층(350)은 제1 전기변색층(320)이 흡수하는 빛의 파장과 다른 파장의 빛을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 제2 전기변색층(350)은 제1 전기변색층(320)의 변색물질과 보색관계에 있는 변색물질을 포함할 수 있다. 하부전극(310), 제1 전기변색층(320), 전해질층(330), 제2 전기변색층(350) 및/또는 상부전극(360)은 전기변색부(300)에서 최대한의 빛을 흡수하도록 두께를 조절할 수 있다. 하부전극(310), 제1 전기변색층(320), 전해질층(330), 제2 전기변색층(350) 및/또는 상부전극(360)의 두께는 제1 전기변색층(320) 및 제2 전기변색층(350)에서 흡수되지 않는 파장의 빛을 간섭을 통해 흡수하도록 조절될 수 있다. 따라서 디스플레이부(200)는 완전한 흑색을 나타낼 수 있다.
거울 모드는 하부전극(310)에 (+)전압을, 상부전극(360)에 (-)전압을 인가하여 작동시킬 수 있다. 이온들은 환원변색물질을 포함하는 제1 전기변색층(320)에서 산화 변색물질을 포함하는 제2 전기변색층(350)으로 이동할 수 있다. 제1 전기변색층(320) 및 제2 전기변색층(350)은 탈색되어 투명 상태를 나타낼 수 있다. 디스플레이 소자(3)은 금속물질을 포함하는 상부전극(360)에 의하여 거울의 역할을 할 수 있다.
제1 전기변색층(320)이 산화변색물질을, 제2 전기변색층(350)이 환원변색물질을 포함하는 경우, 반대방향의 전압을 인가하여 디스플레이 소자(3)의 디스플레이 모드 및 거울모드를 작동시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다. 도 3을 참조하여, 중복되는 내용은 설명의 간략함을 위해 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 소자(4)는 기판(100) 상에 차례로 제공된 디스플레이부(200), 광필터층(400), 및 전기변색부(300)를 포함할 수 있다. 디스플레이 부(200) 및 전기변색부(300)는 도 3에서 설명한 바와 동일하거나 유사할 수 있다.
광필터층(400)이 디스플레이부(200)와 전기변색부 사이에 제공되어, 제1 전기변색층(320) 및/또는 제2 전기변색층(350)이 흡수하지 않는 파장의 빛을 흡수할 수 있다. 광필터층(400)은 디스플레이 모드 동작 시, 보다 완전한 흑색 백플레인을 구현시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여, 중복되는 내용은 설명의 간략함을 위해 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 소자(5)는 유기발광소자를 포함하는 디스플레이부(200), 전기변색부(300), 및 디스플레이부(200)와 전기변색부(300) 사이의 광필터층(400)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(200)는 기판(100) 상에 차례로 적층된 제1 전극(201), 유기발광층(203) 및/또는 제2 전극(205)을 포함할 수 있다. 전기변색부(300)는 하부전극(310), 전기변색층(320), 전해질층(330), 이온저장층(340), 및 상부전극(360)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 빛을 투과시킬 수 있다. 기판(100)은 유리기판, 플라스틱기판, ITO기판, 또는 FTO기판 일 수 있다.
제1 전극(201)은 애노드(anode) 전극일 수 있다. 제1 전극(201)은 외부에서 전압을 인가 받아 유기발광층(203)에 정공을 공급할 수 있다. 제1 전극(201)은 빛을 투과시킬 수 있다. 제1 전극(201)은 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(201)은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO), 갈륨이 도핑된 산화아연(ZnO:Al), 붕소가 도핑된 산화아연(ZnO:B), 및/또는 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO: Aluminum Zinc Oxide)일 수 있다
유기발광층(203)은 제1 전극(201)으로부터 공급되는 정공들과 제2 전극(205)으로부터 공급되는 전자들의 재결합을 통하여 광을 생성시킬 수 있다. 유기발광층(203)은 단일막 구조 또는 보조층을 포함하는 다층막 구조일 수 있다. 유기발광층(203)의 발광효율을 높이는 보조층을 더 포함할 수도 있다. 보조층은 정공주입층(hole injecting layer), 정공수송층(hole transfer layer), 전자수송층(electron transfer layer), 및/또는 전자주입층(electron injecting layer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유기발광층(203)은 유기발광 물질들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유기발광층(203)은 폴리플루오렌(polyfluorene) 유도체, (폴리)파라페닐렌비닐렌((poly)paraphenylenevinylene) 유도체, 폴리페닐렌(polyphenylene) 유도체, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole) 유도체, 폴리티오펜(polythiophene) 유도체, 안트라센(anthracene) 유도체, 부타디엔(butadiene) 유도체, 테트라센(tetracene) 유도체, 디스티릴아릴렌(distyrylarylene) 유도체, 벤자졸(benzazole) 유도체 및/또는 카바졸(carbazole) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 실시 예에 따르면, 유기발광층(203)은 유기발광물질 내에 도펀트를 더 포함할 수 있다. 도펀트는 크산텐(xanthene), 페릴렌(perylene), 쿠마린(cumarine), 로더민(rhodamine), 루브렌(rubrene), 디시아노메틸렌피란(dicyanomethylenepyran), 티오피란(thiopyran), (티아)피릴리움((thia)pyrilium), 페리플란텐(periflanthene) 유도체, 인데노페릴렌(indenoperylene) 유도체, 카보스티릴(carbostyryl), 나일레드(Nile red), 및/또는 퀴나크리돈(quinacridone) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다
제2 전극(205)은 캐소드(cathode)일 수 있다. 제2 전극(205)은 외부에서 전압을 인가받아 유기발광층(203)에 전자를 공급할 수 있다. 제2 전극(205)은 투명전극일 수 있다. 제2 전극(205)은 제1 전극(201)과 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다. 이하 도 4 및 도5를 참조하여, 중복되는 내용은 설명의 간략함을 위해 생략하기로 한다.
도 6를 참조하면, 디스플레이 소자(6)는 유기발광소자를 포함하는 디스플레이부(200), 전기변색부(300), 디스플레이부(200)와 전기변색부(300) 사이에 광필터층(400)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(200)는 기판(100)상에 차례로 적층된 제1 전극(201), 유기발광층(203), 및 제2 전극(205)을 포함할 수 있다. 전기변색부(300)는 하부전극(310), 제1 전기변색층(320), 전해질층(330), 제2 전기변색층(350), 및 상부전극(360)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전기변색층(320)은 환원변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기변색층(320)은 WO3, TiO2, MoO3 , 및/또는 Nb2O5를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 전기변색층(320)은 산화변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전기변색층(320)은 Ni(OH)2, Ir(OH)x, 및/또는 CoO2를 포함할 수 있다.
제1 전기변색층(320)이 환원변색물질을 포함하면 제2 전기변색층(350)은 산화변색물질(예를 들어, Ni(OH)2, Ir(OH)x, CoO2)을 포함할 수 있다. 제1 전기변색층(320)이 산화변색물질을 포함하면, 제2 전기변색층(350)은 환원변색물질을 포함할 수 있다. 제1 전기변색층(320)은 제2 전기변색층(350)이 흡수하는 빛의 파장과 다른 파장의 빛을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 제2 전기변색층(350)은 제1 전기변색층(320)의 변색물질과 보색관계에 있는 변색물질을 포함할 수 있다. 따라서, 제2 전기변색층(350)은 전기변색부(300)가 보다 완전한 흑색 백플레인의 역할을 제공하도록 할 수 있다.
광필터층(400)은 제1 전기변색층(320) 및 제2 전기변색층(350)이 흡수하지 못한 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다. 이하 도 1을 참조하여, 중복되는 내용은 설명의 간략함을 위해 생략하기로 한다.
도 7를 참조하면, 디스플레이 소자(7)는 전기영동형 전자종이를 포함하는 디스플레이부(200), 전기변색부(300), 및 디스플레이부(200)와 전기변색부(300) 사이의 광필터층(400)을 포함할 수 있다. 디스플레이부(200)은 기판(100) 상의 제1 전극(211), 상기 제1 전극(211)과 이격되어 마주하는 제2 전극(217), 그리고 제1 전극(211)과 제2 전극(217) 사이의 마이크로 캡슐(213)과 바인더(215)를 포함할 수 있다. 전기변색부(300)는 하부전극(310), 전기변색층(320), 전해질층(330), 이온저장층(340), 및 상부전극(360)을 포함할 수 있다.
제1 전극(211)은 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(211)은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO), 갈륨이 도핑된 산화아연(ZnO:Al), 붕소가 도핑된 산화아연(ZnO:B), 및/또는 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO: Aluminum Zinc Oxide)일 수 있다
제2 전극(217)이 제1 전극(211)과 이격되며 마주보도록 제공될 수 있다. 제2 전극(217)은 제1 전극(211)과 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다.
마이크로 캡슐(213)이 제1 전극(211)과 제2 전극(217) 사이에 제공될 수 있다. 마이크로 캡슐(213)은 유전유체(213a), 제1 미립자(213b), 및 제2 미립자(213c)를 포함할 수 있다. 유전유체(213a)는 캡슐 내의 제1 미립자(213b) 및 제2 미립자(213c) 사이의 공극에 채워질 수 있다. 제1 미립자(213b)는 제1 색을 나타내며 양의 전하로 대전될 수 있다. 제2 미립자(213c)는 제 1색과 다른 제2 색을 나타내며 음의 전하로 대전될 수 있다. 바인더(215)가 마이크로 캡슐(213)들 사이의 공극에 채워질 수 있다. 양의 전압을 제1 전극(211)에 인가하면 음으로 대전된 제2 미립자(213c)들은 제1 전극(211)으로 이동할 수 있다. 따라서 전자종이를 포함하는 디스플레이부(200)는 제2 색을 표시할 수 있다. 음의 전압을 제1 전극(211)에 인가하면 제1 미립자(213b)들이 제1 전극(211)으로 이동하여 제1 색이 표시될 수 있다. 따라서 디스플레이부(200)는 문자나 이미지를 표시할 수 있다
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다. 이하 도 7를 참조하여, 중복되는 내용은 설명의 간략함을 위해 생략하기로 한다.
도 8를 참조하면, 디스플레이 소자(8)는 디스플레이부(200) 및 전기변색부(300)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(200)는 도 7에서 설명한 바와 동일하거나 유사할 수 있다. 전기변색부(300)는 하부전극(310), 제1 전기변색층(320), 전해질층(330), 제2 전기변색층(350), 및 상부전극(360)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전기변색층(320)은 환원변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기변색층(320)은 WO3, TiO2, MoO3 , 및/또는 Nb2O5를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 전기변색층(320)은 산화변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전기변색층(320)은 Ni(OH)2, Ir(OH)x, 및/또는 CoO2 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 전기변색층(320)이 환원변색물질을 포함하면, 제2 전기변색층(350)은 산화변색물질을 포함할 수 있다. 제1 전기변색층(320)이 산화변색물질을 포함하면, 제2 전기변색층(350)은 환원변색물질을 포함할 수 있다. 제2 전기변색층(350)은 제1 전기변색층(320)이 흡수하는 빛의 파장과 다른 파장의 빛을 흡수할 수 있다. 따라서, 제2 전기변색층(350)은 전기변색부(300)가 보다 완전한 흑색 백플레인을 제공하도록 할 수 있다.
광필터층(400)이 디스플레이부(200)와 전기변색부(300) 사이에 더 포함될 수 있다. 광필터층(400)은 제1 전기변색층(320) 및/또는 제2 전기변색층(350)이 흡수하지 못한 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 디스플레이 소자(9)는 건식 전자종이를 포함하는 디스플레이부(200), 전기변색부(300), 및 광필터층(400)을 포함할 수 있다. 디스플레이부(200) 는 기판(100) 상의 제1 전극(220), 상기 제1 전극(220)과 이격되어 마주하는 제2 전극(229), 제1 전극(220)과 제2 전극(229) 사이의 서로 격리된 셀들(221)을 형성하는 격벽(223), 그리고 상기 제1 전극(220)과 제2 전극(229) 사이의 셀(221)에 채워진 정대전입자(225)와 부대전입자(227)를 포함할 수 있다. 전기변색부(300) 및 광필터층(400)은 도 2에서 설명한 바와 동일하거나 유사할 수 있다.
제1 전극(220)은 ITO와 같은 투명전극일 수 있다.
제2 전극(229)이 제1 전극(220)과 이격되며 마주보도록 제공될 수 있다. 제2 전극(229)은 ITO와 같은 투명전극일 수 있다.
격벽(223)이 제1 전극(220)과 제2 전극(229) 사이에 제공될 수 있다. 격벽(223)은 제1 전극(220)과 제2 전극(229) 사이의 공간을 분리시킬 수 있다. 격벽(223)에 의하여 서로 격리되는 1개 이상의 셀(221)이 제공될 수 있다.
정대전입자(225) 및 부대전입자(227)가 제1 전극(220) 및 제2 전극(229) 사이의 공간에 제공된다. 정대전입자(225)는 흑색을, 부대전입자(227)는 백색을 나타낼 수 있다. 정대전입자(225)는 (+)전하로, 부대전입자(227)는 (-)전하로 대전될 수 있다. 제1 전극(220) 및 제2 전극(229)에 전압이 인가될 수 있다. 정대전입자(225)와 부대전입자(227)는, 인가되는 전압의 특성에 따라 제1 전극(220) 및/또는 제2 전극(229)쪽으로 이동하여 디스플레이부(200)의 색을 구현할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다. 이하 도 9를 참조하여, 중복되는 내용은 설명의 간략함을 위해 생략하기로 한다.
도 10을 참조하면, 디스플레이 소자(10)는 디스플레이부(200), 전기변색부(300), 및 디스플레이부(200)와 전기변색부(300) 사이의 광필터층(400)을 포함할 수 있다. 디스플레이부(200)는 도 9에서 설명한 바와 동일하거나 유사할 수 있다. 전기변색부(300)는 하부전극(310), 제1 전기변색층(320), 전해질, 제2 전기변색층(350), 및 상부전극(360)을 포함할 수 있다.
제1 전기변색층(320)이 하부전극(310) 상에 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전기변색층(320)은 환원변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기변색층(320)은 WO3, TiO2, MoO3 , 및/또는 Nb2O5를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 전기변색층(320)은 산화변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전기변색층(320)은 Ni(OH)2, Ir(OH)x, 및/또는 CoO2를 포함할 수 있다.
제2 전기변색층(350)이 전해질층(330) 상에 제공될 수 있다. 제1 전기변색층(320)이 환원변색물질을 포함하면, 제2 전기변색층(350)은 산화변색물질을 포함할 수 있다. 제1 전기변색층(320)이 산화변색물질을 포함하면, 제2 전기변색층(350)은 환원변색물질을 포함할 수 있다. 제2 전기변색층(350)은 제1 전기변색층(320)이 흡수하는 빛의 파장과 다른 파장의 빛을 흡수할 수 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 소자는 디스플레이 모드와 거울모드로 변환될 수 있다.

Claims (12)

  1. 기판 상의 디스플레이부;
    상기 디스플레이부 상의 하부전극;
    상기 하부전극과 이격되며 마주하며, 금속물질을 포함하는 상부전극;
    상기 하부전극과 상기 상부전극 사이의 전해질층;
    상기 하부전극과 상기 전해질층 사이의 제1 전기변색층;
    상기 전해질층과 상기 상부전극 사이의 제2 전기변색층; 및
    상기 디스플레이부와 상기 하부전극 사이의 광필터층을 포함하되,
    상기 제 2 전기변색층은 상기 제1 전기변색층이 흡수하는 빛의 파장과 다른 파장의 빛을 흡수하고,
    상기 광필터층은 상기 제1 전기변색층 및 상기 제2 전기변색층과 다른 파장의 빛을 흡수하는 디스플레이 소자.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전기변색층 및 상기 제2 전기변색층 중에서, 어느 하나는 WO3, TiO2, MoO3 , 또는 Nb2O5를 포함하고, 다른 하나는 Ni(OH)2, Ir(OH)x, 또는 CoO2를 포함하는 디스플레이 소자.
  4. 제 1항에 있어서
    상기 상부전극은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 및 백금(Pt) 중에서 적어도 하나를 포함하는 디스플레이 소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하부전극은 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO), 갈륨이 도핑된 산화아연(ZnO:Al), 붕소가 도핑된 산화아연(ZnO:B), 및 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO: Aluminum Zinc Oxide) 중에서 적어도 하나를 포함하는 디스플레이 소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전해질층은 산화 탄탈럼(Tantalum pentoxide, Ta2O5), 산화 안티모니 (Antimonium oxide, Sb2O5), 산화 타이타늄(Titanium oxide, TiO2), 산화 지르코늄 (Zirconium oxide, ZrO2), 산화 알루미늄(Aluminium oxide, Al2O3), Poly(acrylic acid), Poly(Methyl methacrylate), Poly(ethylene oxide), Poly(vinyl chloride) 프로필렌(Proplene)계 물질, 및 카보네이트(Carbonate)계 물질 중에서 적어도 하나를 포함하는 디스플레이 소자.
  7. 제 1항에 있어서
    상기 디스플레이부는 액정표시장치, 유기발광소자 또는 전자종이를 포함하는 디스플레이 소자.
  8. 투명기판 상의 디스플레이부;
    상기 디스플레이부 상의 광필터층;
    상기 광필터층 상의 투명전극;
    상기 투명전극 상의 전기변색층;
    상기 전기변색층 상의 전해질층;
    상기 전해질층 상의 이온저장층; 및
    상기 이온저장층 상의 금속전극을 포함하고,
    상기 광필터층은 상기 전기변색층과 다른 파장의 빛을 흡수하는 디스플레이 소자.
  9. 제 8항에 있어서
    상기 디스플레이부는 액정표시장치, 유기발광소자 또는 전자종이를 포함하는 디스플레이 소자.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 이온저장층은 CeO2 또는 TiO2를 포함하는 디스플레이 소자.


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