KR101931618B1

KR101931618B1 - Reflective display device

Info

Publication number: KR101931618B1
Application number: KR1020170064875A
Authority: KR
Inventors: 권장혁; 고익장; 김경우; 박진환
Original assignee: 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2017-05-25
Publication date: 2018-12-21
Also published as: KR20180129207A

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치는, 중간 기판의 일면 상에 위치하고, 제1 격벽에 의해 서로 분리되어 있는 둘 이상의 흑백 표시 소자, 중간 기판의 타면 상에 위치하고, 흑백 표시 소자와 두께 방향으로 중첩되며, 제2 격벽에 의해 구획되고 서로 이격되어 있는 둘 이상의 칼라 표시 소자, 그리고 중간 기판의 타면 상에서 위치하고, 서로 인접한 칼라 표시 소자의 제2 격벽들 사이에 배치되며, 광을 흡수하는 물질을 포함하는 차광부를 포함한다.A reflective display device according to an embodiment of the present invention includes at least two black display elements located on one surface of an intermediate substrate and separated from each other by a first bank, At least two color display elements which are overlapped in the direction of the first barrier ribs and are separated from each other by the second barrier ribs and which are located on the other surface of the intermediate substrate and are disposed between the second barrier ribs of the adjacent color display elements, Shielding portion.

Description

REFLECTIVE DISPLAY DEVICE

반사형 디스플레이 장치가 제공된다.A reflective display device is provided.

디스플레이 장치는 발광형 디스플레이 장치(LCD, PDP, OLED 등)와 반사형 디스플레이 장치로 구분될 수 있다. The display device may be classified into an emissive display device (LCD, PDP, OLED, etc.) and a reflective display device.

반사형 디스플레이 장치는 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU) 등의 구성을 포함하지 않고 외부광을 활용하므로 전력 손실이 매우 적고, 구성이 단순하며, 제조 비용이 저렴하여 대형화가 용이하므로, 수요가 증대되고 있고, 연구 개발 활동이 증가되고 있다.Since the reflective display device does not include a backlight unit (BLU) and uses external light, the power loss is very small, the configuration is simple, and the manufacturing cost is low, And research and development activities are increasing.

반사형 디스플레이 장치에 칼라(Color)를 표현하는 방법으로는, 별도로 특정 파장 대역의 광만을 통과시키는 칼라 필터를 구비하는 방법과, 칼라를 구현하는 전기 변색 물질 등을 셀 내부에 포함시키는 방법 등이 있다.As a method of expressing a color in a reflection type display device, there are a method of providing a color filter which allows only light of a specific wavelength band to pass through, and a method of incorporating an electrochromic material or the like for implementing a color into a cell have.

여기서, 칼라 필터를 포함하는 반사형 디스플레이 장치의 경우에는, 칼라 필터를 사용하여 백색을 구현하는 경우, 칼라 필터에서 광 손실이 발생하기 때문에, 칼라 필터가 없는 경우보다 백색 광의 휘도가 낮아질 수 있다. 또한, 백색 광의 휘도가 낮아짐으로써 명암비(contrast ratio) 및 시인성이 저하될 수 있다.Here, in the case of a reflective display device including a color filter, when white color is implemented by using a color filter, since the light loss occurs in the color filter, the brightness of white light may be lower than in the absence of the color filter. Further, as the brightness of white light is lowered, the contrast ratio and visibility may be lowered.

흑색을 발현하는 전기 변색 물질, 그리고 칼라를 구현하는 전기 변색 물질을 포함하는 전기 변색 소자가 한국등록특허 제10-1467556 호에 개시되어 있다. An electrochromic material exhibiting black color, and an electrochromic material containing color electrochromic material are disclosed in Korean Patent No. 10-1467556.

다만, 한국등록특허 제10-1467556 호 문헌의 전기 변색 소자에서 제2 일렉트로크로믹 물질층은 백색의 반사체에 흑색을 발현하는 전기 변색 물질이 흡착되어 있는 구조를 갖고, 이러한 구조로 인해 반사체의 백색과 전기 변색 물질의 흑색의 물리적인 위치가 서로 겹칠 수 있고, 백색과 흑색 간의 혼색이 발생할 수 있으며, 이로 인해 명암비와 시인성이 저하될 수 있다. 또한, 하나의 셀 내부에 적색을 발현하는 물질, 녹색을 발현하는 물질 및 청색을 발현하는 물질을 모두 포함하므로, 각 색상을 개별적으로 구동하는 것이 어려울 수 있고, 개별 구동이 가능하다 하더라도 적색 광, 녹색 광 및 청색 광 사이에 간섭 현상이 발생하여, 의도하지 않았던 색상이 발현되거나, 시인성이 저하될 수 있다.However, in the electrochromic device of Korean Patent No. 10-1467556, the second electrochromic material layer has a structure in which an electrochromic material that exhibits black color is adsorbed on a white reflector. Due to such a structure, And the black physical positions of the electrochromic materials may overlap with each other, and a mixture of white and black may occur, which may degrade the contrast ratio and visibility. In addition, since it includes all of the red, green, and blue light-emitting materials in one cell, it is difficult to individually drive each color, and red light, An interference phenomenon may occur between the green light and the blue light, resulting in unintended hue or visibility degradation.

본 발명의 한 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치는 백색 광의 휘도를 향상시키기 위한 것이다.The reflective display device according to an embodiment of the present invention is for improving the brightness of white light.

본 발명의 한 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치는 백색 광을 표시할 때의 광 손실을 감소시키기 위한 것이다.A reflective display device according to an embodiment of the present invention is for reducing light loss when displaying white light.

본 발명의 한 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치는 별도의 색상을 개별적으로 표현하기 위한 것이다.A reflective display device according to an embodiment of the present invention is for separately displaying a separate color.

본 발명의 한 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치는 인접한 화소 간의 간섭 현상을 감소시키기 위한 것이다.A reflective display device according to an embodiment of the present invention is for reducing interference phenomenon between adjacent pixels.

본 발명의 한 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치는 명암비 및 시인성을 향상시키기 위한 것이다.The reflective display device according to an embodiment of the present invention is intended to improve contrast ratio and visibility.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.Embodiments according to the present invention can be used to accomplish other tasks not specifically mentioned other than the above-described tasks.

여기서, 흑백 표시 소자는 서로 이격되어 대향하고 있는 제1 전극과 제2 전극, 그리고 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는 반사 구조체를 포함하고, 칼라 표시 소자는 서로 이격되어 대향하고 있는 제3 전극과 제4 전극, 그리고 제3 전극과 제4 전극 사이에 충진되어 있는 칼라 전기 변색 물질을 포함한다.Here, the monochrome display element includes first and second electrodes facing each other and spaced apart from each other, and a reflective structure positioned between the first and second electrodes, and the color display elements are arranged to face each other, An electrode and a fourth electrode, and a color electrochromic material filled between the third electrode and the fourth electrode.

흑백 표시 소자는 전기 영동 소자, 전기 습윤 소자, 콜레스테릭 액정 소자, 또는 전기 변색 소자일 수 있다.The monochrome display element may be an electrophoretic element, an electrowetting element, a cholesteric liquid crystal element, or an electrochromic element.

흑백 표시 소자는 전기 변색 소자이고, 제1 전극과 제2 전극 사이에 충진되어 있는 흑백 전기 변색 물질을 포함할 수 있다.The monochrome display element is an electrochromic element and may include a black and white electrochromic material filled between the first and second electrodes.

흑백 전기 변색 물질은 류코 다이 또는 비올로겐 계열의 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The black and white electrochromic material may comprise at least one of leucodi or a compound of the viologen series.

류코 다이 또는 비올로겐 계열의 화합물이 제1 전극 및 제2 전극 상에 흡착되어 있을 수 있다.A leucodai or a viologen compound may be adsorbed on the first electrode and the second electrode.

제1 전극 및 제2 전극에 전압이 인가되지 않은 경우 흑백 표시 소자가 투명하고, 제1 전극 및 제2 전극에 전압이 인가되면서 흑백 전기 변색 물질이 흑색으로 변할 수 있다.When the voltage is not applied to the first electrode and the second electrode, the black display device is transparent, and the black and white electrochromic material may turn black while a voltage is applied to the first and second electrodes.

반사 구조체는 나노 또는 마이크로 크기를 갖는 다수의 입자를 포함하고, 다공성 구조를 가지며, 내부로 입사된 외부 광을 중간 기판 방향으로 반사시킬 수 있다.The reflective structure includes a plurality of particles having a nano or micro size, has a porous structure, and can reflect external light incident thereon toward the intermediate substrate.

다수의 입자는 TiO₂, BaSO₄, Al₂O₃, ZnO, 또는 MgO 중 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.The plurality of particles may comprise one or more of TiO ₂ , BaSO ₄ , Al ₂ O ₃ , ZnO, or MgO.

제2 전극, 제3 전극, 그리고 제4 전극은 각각 투명한 물질을 포함할 수 있다.The second electrode, the third electrode, and the fourth electrode may each include a transparent material.

제3 전극 및 제4 전극에 전압이 인가되지 않은 경우 칼라 표시 소자가 투명하고, 제3 전극 및 제4 전극에 전압이 인가되면서 칼라 전기 변색 물질이 적색, 녹색, 또는 청색으로 변할 수 있다.When no voltage is applied to the third electrode and the fourth electrode, the color display device is transparent, and when the voltage is applied to the third electrode and the fourth electrode, the color electrochromic material may change to red, green, or blue.

흑백 표시 소자와 칼라 표시 소자는 서로 독립적으로 구동될 수 있다.The monochrome display element and the color display element can be driven independently of each other.

중간 기판의 최대 두께는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.The maximum thickness of the intermediate substrate may satisfy the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

수학식 1에서, t_S는 중간 기판의 최대 두께, θ는 최대 시야각, w_P는 화소의 폭, t_BW는 흑백 표시 소자의 두께, t_R은 반사 구조체의 두께, t_E는 제1 전극의 두께, t_C는 칼라 표시 소자의 두께일 수 있다.In Equation 1, t _S is the maximum thickness of the intermediate substrate, θ is the maximum viewing angle, w _P is the width of the pixel, t _BW is the thickness, t _R of a black and white display device had a thickness, t _E of the reflective structure of the first electrode Thickness, and t _C may be the thickness of the color display element.

차광부의 최소 폭은 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.The minimum width of the light-shielding portion can satisfy the following expression (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

수학식 2에서, w_B는 차광부의 최소 폭, θ는 최대 시야각, t_BW는 흑백 표시 소자의 두께, t_R은 반사 구조체의 두께, t_E는 제1 전극의 두께, t_S는 중간 기판의 두께, t_B는 차광부의 두께일 수 있다.In Equation 2, w _B is the minimum of the light-shielding width, θ is the maximum viewing angle, t _BW is the thickness, t _R of a black and white display element is the thickness of the reflective structure, t _E is the thickness of the first electrode, t _S is the intermediate substrate And t _B may be the thickness of the light shielding portion.

중간 기판은 흑백 표시 소자 상에 위치하는 제1 중간 기판, 제1 중간 기판 상에 위치하는 접합층, 그리고 접합층 상에 위치하는 제2 중간 기판을 포함할 수 있다.The intermediate substrate may include a first intermediate substrate positioned on the monochrome display element, a bonding layer positioned on the first intermediate substrate, and a second intermediate substrate positioned on the bonding layer.

제1 격벽과 차광부는 두께 방향으로 중첩될 수 있다.The first bank and the light blocking portion may overlap in the thickness direction.

본 발명의 한 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치는 백색 광의 휘도를 향상시킬 수 있고, 백색 광을 표시할 때의 광 손실을 감소시킬 수 있으며, 별도의 색상을 개별적으로 표현할 수 있고, 인접한 화소 간의 간섭 현상을 감소시킬 수 있으며, 명암비 및 시인성을 향상시킬 수 있다.The reflective display device according to an embodiment of the present invention can improve the brightness of white light, reduce light loss when displaying white light, display different colors separately, The interference phenomenon can be reduced, and the contrast ratio and visibility can be improved.

도 1은 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에서 I-I' 를 따라 절단한 단면의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 작동 방법 및 표현 색상을 나타내는 도면들이다.
도 5는 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 차광부의 기능을 나타내는 도면이다.
도 6a는 반사형 디스플레이 장치에서 중간 기판의 두께가 지나치게 두꺼운 경우의 간섭 현상을 나타내는 도면이다.
도 6b는 반사형 디스플레이 장치에서 차광부의 폭이 지나치게 작은 경우의 간섭 현상을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 중간 기판의 두께를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 차광부의 폭을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a는 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 적색, 녹색, 청색 화소에서의 흑백 표시 소자 및 칼라 표시 소자의 인가 전압에 따른 확산반사율을 나타내는 그래프들이다.
도 9b는 도 9a의 반사형 디스플레이 장치의 적색, 녹색, 청색 화소에서의 인가 전압에 따른 사진들이다.
도 10은 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 흑색, 적색, 녹색, 청색 화소에서의 흑백 표시 소자 및 칼라 표시 소자의 전압별 투과도 특성을 나타내는 그래프들이다.1 is a schematic configuration diagram of a reflective display device according to an embodiment.
2 is a plan view schematically showing a reflective display device according to an embodiment.
FIGS. 3A and 3B are views showing examples of cross sections taken along II 'in FIG. 2. FIG.
FIGS. 4A to 4D are views showing an operation method of the reflective display device according to the embodiment and a color representation color.
5 is a view showing the function of the light-shielding portion of the reflective display device according to the embodiment.
6A is a view showing an interference phenomenon when the thickness of the intermediate substrate is excessively large in the reflective display device.
6B is a view showing an interference phenomenon when the width of the light-shielding portion is excessively small in the reflective display device.
7 is a view for explaining the thickness of the intermediate substrate of the reflective display device according to the embodiment.
8 is a view for explaining the width of the light-shielding portion of the reflective display device according to the embodiment.
FIG. 9A is a graph showing the diffuse reflectance according to the applied voltage of the monochrome display element and the color display element in the red, green, and blue pixels of the reflective display device according to the embodiment.
9B are photographs according to the voltages applied to the red, green, and blue pixels of the reflective display device of FIG. 9A.
10 is a graph showing the transmittance characteristics of a black display element and a color display element in a black, red, green, and blue pixels of a reflective display device according to an embodiment.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In the case of publicly known technologies, a detailed description thereof will be omitted.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. It will be understood that when an element such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the element directly over another element, On the other hand, when a part is "directly on" another part, it means that there is no other part in the middle. On the contrary, when a portion such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "under" another portion, this includes not only the case where the other portion is "directly underneath" On the other hand, when a part is "directly beneath" another part, it means that there is no other part in the middle.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치를 전체적으로 나타내는 개략적인 구성도이다.FIG. 1 is a schematic diagram showing a reflective display device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 반사형 디스플레이 장치(100)는 게이트 구동부(102), 데이터 구동부(104), 그리고 다수의 화소(P)를 포함한다. 여기서 화소(P)는, 예를 들어, 게이트 구동부(102)와 전기적으로 연결되어 있는 게이트라인(G1~Gn)과 데이터 구동부(104)와 전기적으로 연결되어 있는 데이터라인(D1~Dm)이 서로 교차하는 영역에 위치할 수 있다. 다수의 게이트라인(G1~Gn)은 서로 평행하게 배치될 수 있고, 다수의 데이터 구동부(104) 또한 서로 평행하게 배치될 수 있으며, 게이트라인(G1~Gn)과 데이터 구동부(104)는 서로 수직으로 교차할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다양한 방식으로 배치될 수 있다.Referring to FIG. 1, a reflective display device 100 includes a gate driver 102, a data driver 104, and a plurality of pixels P. Referring to FIG. Here, the pixel P includes, for example, the gate lines G1 to Gn electrically connected to the gate driver 102 and the data lines D1 to Dm electrically connected to the data driver 104, And may be located in an intersecting region. The plurality of gate lines G1 to Gn may be arranged in parallel with each other and the plurality of data drivers 104 may be arranged in parallel with each other. The gate lines G1 to Gn and the data driver 104 may be arranged vertically But may be arranged in various ways without being limited thereto.

화소(P)는 흑백 표시 모드(mode) 또는 칼라 표시 모드로 구동될 수 있다. 반사형 디스플레이 장치(100)가 흑백 표시 모드로 작동되는 경우, 흑백 표시 소자(미도시)가 구동되어 흑색/백색 및 계조가 표현될 수 있다. 또한 반사형 디스플레이 장치(100)가 칼라 표시 모드로 작동되는 경우, 칼라 표시 소자(미도시)가 단독으로 구동되거나, 칼라 표시 소자(미도시) 및 흑백 표시 소자(미도시)가 동시에 구동되어 다양한 칼라 및 계조가 표현될 수 있다.The pixel P may be driven in a monochrome display mode or a color display mode. When the reflective display device 100 is operated in a monochrome display mode, a monochrome display element (not shown) is driven to display black / white and gradation. Also, when the reflective display device 100 is operated in the color display mode, a color display element (not shown) may be driven alone, or a color display element (not shown) and a monochrome display element Color and gradation can be expressed.

반사형 디스플레이 장치(100)의 칼라 표시 소자(미도시)에 전압이 인가되지 않는 경우, 칼라 표시 소자(미도시)는 투명하고, 이로 인해 백색 표현 시에 광 손실이 최소화될 수 있고, 반사형 디스플레이 장치(100)의 시인성 및 명암비가 향상될 수 있다. 반면, 칼라 표시 소자(미도시)에 전압이 인가되는 경우 다양한 칼라를 표현할 수 있다.When a voltage is not applied to the color display element (not shown) of the reflective display device 100, the color display element (not shown) is transparent, thereby minimizing the light loss in white display, The visibility and the contrast ratio of the display device 100 can be improved. On the other hand, when a voltage is applied to a color display device (not shown), various colors can be expressed.

다수의 화소(P) 사이에는 차광부(미도시)가 위치할 수 있다. 차광부는 광을 흡수하는 물질을 포함하여 인접한 화소 간에 발생할 수 있는 간섭 현상을 감소시킬 수 있고, 이로 인해 반사형 디스플레이 장치(100)의 시인성 및 명암비가 향상될 수 있다.A light shielding portion (not shown) may be positioned between the plurality of pixels P. The light shielding part may include a light absorbing material to reduce the interference phenomenon that may occur between adjacent pixels, thereby improving the visibility and the contrast ratio of the reflective display device 100.

이하 각 도면에서, 각 구성요소들의 개수, 두께, 길이, 너비, 모양 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것일 뿐이고, 실시예들에 따른 반사형 디스플레이 장치(100)의 구성요소들은 다양한 개수, 두께, 길이, 너비, 모양 등을 가질 수 있고, 다양하게 배치될 수 있다.In the following description, the number, thickness, length, width, shape, and the like of each component are merely illustrated for convenience of explanation. Components of the reflective display device 100 according to the embodiments may have various numbers, thicknesses , Length, width, shape, and the like, and can be arranged in various ways.

도 2는 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2에서 I-I' 를 따라 절단한 단면의 예시를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a plan view schematically showing a reflective display device according to an embodiment, and FIGS. 3A and 3B are views showing an example of a cross section taken along line I-I 'in FIG.

도 2 내지 도 3b를 참조하면, 반사형 디스플레이 장치(100)는, 중간 기판(140)의 일면 상에 위치하는 둘 이상의 흑백 표시 소자(120), 중간 기판(140)의 타면 상에 위치하고 서로 이격되어 있는 둘 이상의 칼라 표시 소자(150), 그리고 인접한 칼라 표시 소자(150) 사이에 위치하는 차광부(170)를 포함한다. 2 to 3B, the reflective display device 100 includes at least two monochrome display elements 120 positioned on one surface of an intermediate substrate 140, a plurality of monochrome display elements 120 positioned on the other surface of the intermediate substrate 140, Two or more color display elements 150 provided between adjacent color display elements 150, and a light shielding portion 170 positioned between adjacent color display elements 150.

또한 반사형 디스플레이 장치(100)는 도면에서 흑백 표시 소자(120)의 하부 면 상에 위치하는 제1 기판(110) 및 칼라 표시 소자(150)의 상부 면 상에 위치하는 제2 기판을 포함한다. 제1 기판(110)과 중간 기판(140) 사이에 흑백 표시 소자(120)가 위치하고, 제1 기판(110)의 일면에 흑백 표시 소자(120)의 제1 전극이 형성되어 있을 수 있다. 또한 중간 기판(140)과 제2 기판(180) 사이에 칼라 표시 소자(150)가 위치하고, 제2 기판(180)의 일면에 칼라 표시 소자(150)의 제4 전극이 형성되어 있을 수 있다.The reflective display device 100 also includes a first substrate 110 positioned on the lower surface of the monochrome display element 120 and a second substrate positioned on the upper surface of the color display element 150 . The black display element 120 may be positioned between the first substrate 110 and the intermediate substrate 140 and the first electrode of the black display element 120 may be formed on one surface of the first substrate 110. The color display device 150 may be positioned between the intermediate substrate 140 and the second substrate 180 and the fourth electrode may be formed on one side of the second substrate 180.

제1 기판(110), 제2 기판(180) 및 중간 기판(140)은 각각 투명 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 광 투과성이 우수한 투명 유리, 투명 플라스틱 등을 포함할 수 있다. 제1 기판(110), 제2 기판(180) 및 중간 기판(140)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 상이한 물질로 이루어질 수도 있다.The first substrate 110, the second substrate 180, and the intermediate substrate 140 may each include a transparent material. For example, the first substrate 110, the second substrate 180, and the intermediate substrate 140 may include transparent glass, transparent plastic, and the like. The first substrate 110, the second substrate 180, and the intermediate substrate 140 may be formed of the same material or different materials.

중간 기판(140)은 단일 기판 구조로 이루어질 수도 있고(도 3a), 흑백 표시 소자(120) 상에 위치하는 제1 중간 기판(140), 제1 중간 기판(140) 상에 위치하는 접합층(146), 그리고 접합층(146) 상에 위치하는 제2 중간 기판(140)을 포함하는 다층 구조로 이루어질 수도 있으나(도 3b), 이에 제한되지 않는다. 다만, 명세서 전반에 걸쳐, 도 3a에 도시된 구조를 갖는 반사형 디스플레이 장치(100)가 주로 설명되나, 실시예들은 이에 제한되지 않고 다양한 구조를 가질 수 있다.The intermediate substrate 140 may have a single substrate structure (FIG. 3A), and may include a first intermediate substrate 140 positioned on the monochrome display element 120, a bonding layer (not shown) disposed on the first intermediate substrate 140 146), and a second intermediate substrate 140 located on the bonding layer 146 (FIG. 3B), but the present invention is not limited thereto. However, the reflective display device 100 having the structure shown in Fig. 3A is mainly described throughout the specification, but the embodiments are not limited thereto and may have various structures.

중간 기판(140)이 다층 구조인 경우, 제1 중간 기판(140) 및 제2 중간 기판(140)은 투명 유리, 투명 플라스틱 등의 물질을 포함할 수 있다. 또한 제1 중간 기판(140) 및 제2 중간 기판(140)을 접합시키는 접합층(146)은 투과도가 좋은 고분자 필름, 투명 기판, 밀도가 높은 무기물/유기물 다층막, WO₃, Al₂O₃ 등일 수 있다.When the intermediate substrate 140 has a multi-layer structure, the first intermediate substrate 140 and the second intermediate substrate 140 may include materials such as transparent glass, transparent plastic, and the like. The bonding layer 146 for bonding the first intermediate substrate 140 and the second intermediate substrate 140 may be formed of a polymer film having good transparency, a transparent substrate, an inorganic / organic multilayer film having high density, WO ₃ , Al ₂ O ₃ , .

제1 기판(110) 및 중간 기판(140) 사이에는 복수의 제1 격벽(126)이 배치될 수 있고, 둘 이상의 흑백 표시 소자(120)는 제1 격벽(126)에 의해 서로 분리된다. 예를 들어, 둘 이상의 제1 격벽(126)은 서로 교차하는 형태로 배치될 수 있고, 제1 격벽(126)으로 분리된 영역마다 흑백 표시 소자(120)가 위치할 수 있다.A plurality of first barrier ribs 126 may be disposed between the first substrate 110 and the intermediate substrate 140 and two or more black display elements 120 may be separated from each other by the first barrier ribs 126. For example, the two or more first barrier ribs 126 may be arranged to intersect with each other, and the black display element 120 may be positioned in each of the regions separated by the first barrier ribs 126.

제1 격벽(126)은 절연 기능을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate) 등의 물질을 포함할 수 있다.The first barrier rib 126 may include a polymer material having an insulating function and may be formed of a material such as polycarbonate, polyimide (PI), polyethersulfone, polyethylene terephthalate ), And the like.

흑백 표시 소자(120)는 전기 영동 소자, 전기 습윤 소자, 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal) 소자, 또는 전기 변색 소자 중 하나일 수 있다. 도면들에는 설명의 편의를 위해 흑백 표시 소자(120)가 전기 변색 소자인 경우가 도시되었다.The monochrome display element 120 may be one of an electrophoretic element, an electrowetting element, a cholesteric liquid crystal element, or an electrochromic element. For convenience of explanation, the black-and-white display device 120 is an electrochromic device.

흑백 표시 소자(120)가 전기 영동 소자인 경우(미도시), 전극, 분산매, 흑색 또는 백색의 대전 입자들을 포함할 수 있고, 수직 전계형 구조 또는 수평 전계형 구조를 가질 수 있다. 이러한 전기 영동 소자가 흑백 표시 소자(120)로 적용되는 경우, 반사율(reflectivity)과 명암비(contrast)가 향상될 수 있고, 시야각(viewing angle)에 대한 의존성이 없어서 사용자에게 편안한 느낌의 화상을 전달 가능하며, 흑과 흰색의 쌍안정(bi-stable)한 특성을 가지고 있어서 지속적인 전압의 인가 없이 화상을 유지할 수 있어 소비 전력이 절감될 수 있다.When the monochrome display element 120 is an electrophoretic element (not shown), it may include an electrode, a dispersion medium, black or white charged particles, and may have a vertical electric field structure or a horizontal electric field structure. When such an electrophoretic element is applied to the monochrome display element 120, reflectivity and contrast can be improved, and there is no dependency on the viewing angle, so that an image with a comfortable feeling can be delivered to the user And has bi-stable characteristics of black and white, so that the image can be maintained without applying a constant voltage, so that power consumption can be reduced.

흑백 표시 소자(120)는 전기 습윤 소자일 수도 있다(미도시). 이때, 흑백 표시 소자(120)는 내부에 오일(oil)을 포함할 수 있다. 인가되는 전압에 따라 가역적으로 변화하는 기판 표면의 성질에 따라 기판 표면에 위치하는 오일의 접촉각 및 면적이 변하면서 반사율이 조절될 수 있고, 이를 통해 흑색 및 백색, 그리고 흑/백 계조가 표현될 수 있다. 예를 들어, 오일의 면적이 작으면 외부에서 입사된 광은 높은 반사율을 가지고 반사되어 백색이 구현될 수 있고, 오일의 면적이 넓으면 반사율이 감소하여 흑색을 나타낼 수 있으며, 전압의 크기에 따라 계조가 표현될 수 있다.The monochrome display element 120 may be an electrowetting element (not shown). At this time, the monochrome display element 120 may include oil therein. The reflectance can be controlled by varying the contact angle and area of the oil located on the surface of the substrate depending on the nature of the substrate surface which is reversibly changed according to the applied voltage and thereby the black and white and the black / have. For example, if the area of the oil is small, the light incident from the outside can be reflected with a high reflectance to realize a white color. If the area of the oil is large, the reflectance decreases and the black color can be exhibited. The gradation can be expressed.

흑백 표시 소자(120)는 콜레스테릭 액정 소자일 수도 있다(미도시). 콜레스테릭 액정은 1차원 광결정(photonic crystal) 구조를 가질 수 있고, 이로 인해 외부 광에 대해서 파장별 또는 편광별로 선택적 반사가 가능하다. 예를 들어, 콜레스테릭 액정은 플래너(planar) 배향, 포컬 코닉(focal conic) 배향, 수직(homeotropic) 배향 상태 등의 배향 상태를 가질 수 있고, 배향 상태에 따라서 반사율이 달라질 수 있으므로, 흑색과 백색의 표현이 가능할 수 있다.The monochrome display element 120 may be a cholesteric liquid crystal element (not shown). The cholesteric liquid crystals can have a one-dimensional photonic crystal structure, and thus, selective reflection can be performed by wavelength or polarization with respect to external light. For example, the cholesteric liquid crystal may have an orientation state such as a planar orientation, a focal conic orientation, a homeotropic orientation state, or the like, and reflectance may vary depending on the orientation state, White representation may be possible.

도면들에 도시된 바와 같이, 흑백 표시 소자(120)는 전기 변색 소자일 수 있다. 흑백 표시 소자(120)는 서로 이격되어 대향하고 있는 제1 전극(122)과 제2 전극(128), 그리고 제1 전극(122)과 제2 전극(128) 사이에 위치하는 반사 구조체(130)를 포함한다. As shown in the drawings, the monochrome display element 120 may be an electrochromic element. The monochrome display element 120 includes a first electrode 122 and a second electrode 128 spaced apart from each other and a reflective structure 130 disposed between the first electrode 122 and the second electrode 128, .

제1 전극(122) 및 제2 전극(128)은 각각 투명한 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 투과도와 전도성이 우수한 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), FTO(Fluorine doped Tin Oxide), ZnO, CNT(Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene), 은 나노 와이어(silver nano wire) 등의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The first electrode 122 and the second electrode 128 may each include a transparent material. For example, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), FTO (Fluorine doped Tin Oxide, ZnO, Carbon Nano Tube (CNT), graphene, silver nano wire, and the like.

또한 제1 전극(122) 및 제2 전극(128)은 양극(anode) 또는 음극(cathode)일 수 있고, 제1 전극(122) 및 제2 전극(128)은 다양한 형태로 패터닝(patterning)될 수 있다.The first electrode 122 and the second electrode 128 may be an anode or a cathode and the first electrode 122 and the second electrode 128 may be patterned in various forms .

반사 구조체(130)는 나노(nano) 또는 마이크로(micro) 크기를 갖는 다수의 입자(particle)를 포함하고, 다공성 구조를 가지며, 높은 반사도를 가짐으로써 내부로 입사된 외부 광을 중간 기판(140) 방향으로 반사시킬 수 있다. 이때 다수의 입자는 비드(bead) 형태를 가질 수 있고, 이로 인해 다수의 기공이 반사 구조체(130) 내부에 포함될 수 있다. 다수의 입자는 TiO₂, BaSO₄, Al₂O₃, ZnO, 또는 MgO 중 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.The reflective structure 130 includes a plurality of particles having a nano or micro size and has a porous structure and has a high reflectivity so that external light incident thereon is incident on the intermediate substrate 140, Direction. At this time, the plurality of particles may have a bead shape, and thereby, a plurality of pores may be included in the reflective structure 130. The plurality of particles may comprise one or more of TiO ₂ , BaSO ₄ , Al ₂ O ₃ , ZnO, or MgO.

반사 구조체(130)의 다수의 기공을 통해 이온이 통과할 수 있고, 이로 인해 흑백 전기 변색 물질(124)의 산화 환원 반응이 발생하여 흑백 표시 소자(120)의 색상이 변화할 수 있다.Ions can pass through the plurality of pores of the reflective structure 130, thereby causing the redox reaction of the black and white electrochromic material 124 to change the color of the black and white display device 120.

흑백 표시 소자(120)는 제1 전극(122)과 제2 전극(128) 사이에 충진되어 있는 흑백 전기 변색 물질(124)을 포함할 수 있다. 또한 흑백 전기 변색 물질(124)의 산화-환원 반응을 가속시켜 색상 변화를 촉진하는 물질을 더 포함할 수 있다.The black and white display element 120 may include a black and white electrochromic material 124 filled between the first electrode 122 and the second electrode 128. Further, it may further include a material that accelerates the oxidation-reduction reaction of the black and white electrochromic material 124 to promote color change.

여기서, 흑백 전기 변색 물질(124)은 아미노기(amino group)를 전자 도너 유니트(electron donor unit)로 포함하는 벤조퓨라논(benzofuranone)계 화합물인 류코 다이(leuco dye) 또는 비올로겐(viologen) 계열의 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 류코 다이 화합물 중 플루오란(fluoran) 계열의 유도체를 포함할 수 있고, 이러한 흑백 전기 변색 물질(124)은 투명할 수 있으며, 흑백 표시 소자(120)에 전압이 인가되는 경우 산화 환원 반응에 의해 흑색으로 변화될 수 있다.Here, the black and white electrochromic material 124 may include a leuco dye or a viologen series of benzofuranone-based compounds containing an amino group as an electron donor unit &Lt; / RTI > of at least one of the compounds of formula (I). For example, the black and white electrochromic material 124 may include a fluororan derivative among the leucodai compounds. The black and white electrochromic material 124 may be transparent. When a voltage is applied to the black and white display device 120, It can be changed to black by the reaction.

다만, 흑백 전기 변색 물질(124)이 비올로겐(viologen) 계열의 화합물인 경우에는, 제1 전극(122) 상에 흡착되어 있을 수 있다. However, if the black and white electrochromic material 124 is a viologen-based compound, it may be adsorbed on the first electrode 122.

전술한 류코 다이 또는 비올로겐 계열의 화합물은 제1 전극(122) 및 제2 전극(128) 상에 흡착되어 있을 수 있고, 반사 구조체(130) 상에 흡착되어 있을 수도 있다.The leucodai or viologenic compound described above may be adsorbed on the first electrode 122 and the second electrode 128 and adsorbed on the reflective structure 130.

또한 흑백 표시 소자(120)는 헤테로(hetero) 원자를 포함하는 지방족 고리 형태의 고분자 물질을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the monochrome display element 120 may further include a polymer material in the form of an aliphatic ring including a hetero atom.

전기 변색 물질의 산화-환원 반응을 가속시킬 수 있는 물질로는 전도성이 우수한 전해질염이 사용될 수 있으며, 전기 화학적인 가역성이 우수한 전기 화학적 촉매(Electrocatalst)로서 전자 수용성 분자 혹은 정공 수용성 분자가 사용될 수 있다.Electrolytic salts having excellent conductivity can be used as materials capable of accelerating the oxidation-reduction reaction of electrochromic materials, and electrocatalysts having excellent electrochemical reversibility can be used as electron-accepting molecules or hole-accepting molecules .

전해질염은, 예를 들면, LiClO₄, NaClO₄, KClO₄, RbClO₄와 같은 과염소산의 알칼리금속염, NH₄ClO₄, HClO₄, 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드, 테트라-n-부틸암모늄 클로라이드, 테트라-n-부틸암모늄 테트라플루오 로보레이트, 테트라-n-부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트, 테트라-n-부틸암모늄 디하이드로젠트리플루오라이드, 테트라-n-부틸암모늄 요오다이드 등일 수 있다.Electrolyte salts, for example, LiClO _4, NaClO _4, KClO _4, perchlorate of an alkali metal salt such as _{_{_{RbClO 4, NH 4 ClO 4,}}} HClO 4, -n- tetra-butylammonium bromide, tetra -n- butyl chloride, Tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylammonium hexafluorophosphate, tetra-n-butylammonium dihydrogentafluoride, tetra-n-butylammonium iodide, and the like.

전자 수용성 분자 또는 정공 수용성 분자는, 예를 들어, 하이드로퀴논(hydroquinone)계 화합물, 벤질(Benzil), 페로센(ferrocene)계 화합물 등일 수 있다.The electron-accepting molecule or the hole-soluble molecule may be, for example, a hydroquinone compound, a benzyl compound, a ferrocene compound, or the like.

용매는, 예를 들어, 아미드(amide)를 포함하는 유기 용매, 에스테르(Ester)를 포함하는 유기 용매, 카보네이트(Cabonate)를 포함하는 고리 화합물 유기 용매일 수 있다.The solvent can be, for example, an organic solvent containing an amide, an organic solvent containing an ester, and a cyclic organic solvent including a carbonate (Cabonate).

한편, 중간 기판(140) 및 제2 기판(180) 사이에는 복수의 제2 격벽(156)이 배치될 수 있고, 둘 이상의 칼라 표시 소자(150)는 제2 격벽(156)에 의해 서로 구획될 수 있다. 예를 들어, 둘 이상의 제2 격벽(156)은 서로 교차하는 형태로 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.A plurality of second barrier ribs 156 may be disposed between the intermediate substrate 140 and the second substrate 180 and at least two color display elements 150 may be partitioned by the second barrier ribs 156 . For example, the two or more second partitions 156 may be disposed in an intersecting manner, but the present invention is not limited thereto.

흑백 표시 소자(120)의 경우, 인접한 흑백 표시 소자(120)와 제1 격벽(126)을 공유하는 형태를 갖지만, 복수의 칼라 표시 소자(150)는 흑백 표시 소자(120)의 경우와 달리 각각 고유의 제2 격벽(156)을 포함하는 형태를 갖는다. 인접한 칼라 표시 소자(150)는 서로 이격되어 있고, 각 칼라 표시 소자(150)는 제2 격벽(156)에 의해 구획되어 있는 영역에 위치한다. 예를 들어, 하나의 칼라 표시 소자(150)는 그 칼라 표시 소자(150)를 둘러싸면서 외부로부터 분리시키는 제2 격벽(156)을 포함하고, 인접한 다른 칼라 표시 소자(150)는 별도의 제2 격벽(156)을 따로 구비한다.In the case of the monochrome display element 120, the adjacent monochrome display element 120 and the first bank 126 are shared, but the plurality of color display elements 150 are different from the monochrome display element 120 And has a shape including an intrinsic second bank 156. The adjacent color display elements 150 are spaced apart from each other, and each color display element 150 is located in a region partitioned by the second bank 156. For example, one color display element 150 includes a second partition 156 that surrounds the color display element 150 and separates the color display element 150 from the outside, and another adjacent color display element 150 includes a separate second A partition wall 156 is separately provided.

또한 칼라 표시 소자(150)는 두께 방향으로 흑백 표시 소자(120)와 중첩될 수 있다. 명세서 전체에서, 두께 방향은 흑백 표시 소자(120)나 칼라 표시 소자(150)의 구성요소들이 적층되어 있는 방향을 의미하고, 도면에서 세로 방향에 대응될 수 있다.Further, the color display element 150 may overlap the monochrome display element 120 in the thickness direction. In the entire specification, the thickness direction means a direction in which the components of the monochrome display element 120 and the color display element 150 are laminated, and may correspond to the longitudinal direction in the drawing.

칼라 표시 소자(150)는 서로 이격되어 대향하고 있는 제3 전극(152)과 제4 전극(158), 그리고 제3 전극(152)과 제4 전극(158) 사이에 충진되어 있는 칼라 전기 변색 물질(154)을 포함한다.The color display element 150 includes a third electrode 152 and a fourth electrode 158 spaced apart from each other and a color electrochromic material 157 filled between the third electrode 152 and the fourth electrode 158. [ (154).

제3 전극(152) 및 제4 전극(158)은 각각 투명한 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 투과도와 전도성이 우수한 ITO, IZO, FTO, ZnO, CNT, 그래핀, 은 나노 와이어 등의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The third electrode 152 and the fourth electrode 158 may each include a transparent material. For example, ITO, IZO, FTO, ZnO, CNT, graphene, and silver nanowire having excellent transmittance and conductivity But are not limited to, materials.

또한 제3 전극(152) 및 제4 전극(158)은 양극(anode) 또는 음극(cathode)일 수 있고, 제3 전극(152) 및 제4 전극(158)은 다양한 형태로 패터닝될 수 있다.The third electrode 152 and the fourth electrode 158 may be an anode or a cathode and the third electrode 152 and the fourth electrode 158 may be patterned in various forms.

칼라 표시 소자(150)는 적색(red), 녹색(green), 청색(blue) 등의 색상을 구현할 수 있는 칼라 전기 변색 물질(154)을 포함할 수 있다. 또한 칼라 전기 변색 물질(154)의 색상 변화를 촉진하는 전도성이 우수한 전해질염 등의 물질을 더 포함할 수 있다.The color display device 150 may include a color electrochromic material 154 capable of realizing hues such as red, green, and blue. Further, it may further include a material such as an electrolytic salt having excellent conductivity that promotes a color change of the color electrochromic material 154.

칼라 표시 소자(150)에 전압이 인가되지 않은 경우 칼라 전기 변색 물질(154)은 투명할 수 있으며, 칼라 표시 소자(150)에 전압이 인가되는 경우 적색, 녹색 또는 청색 등으로 변화되어 다양한 색상을 구현할 수 있다.When a voltage is not applied to the color display element 150, the color electrochromic material 154 may be transparent, and when a voltage is applied to the color display element 150, the color is changed to red, green, Can be implemented.

명세서에서, 화소(P)는 사용자가 반사형 디스플레이 장치(100)의 상부에서 바라봤을 때, 흑색, 백색 및 그 외 다양한 색상이 표현되는 영역으로 정의될 수 있고, 도 3a 및 도 3b에 표시된 바와 같이, 칼라 표시 소자(150)에서 제2 격벽(156)을 제외한 부분에 대응되는 영역일 수 있다. 칼라 표시 소자(150)와 흑백 표시 소자(120)가 중첩되지 않는 영역은, 차광부(170)가 위치하고 있고, 화소(P)에 포함되지 않는 영역일 수 있다.In the specification, the pixel P can be defined as an area in which black, white, and various other colors are represented when the user looks at the top of the reflective display device 100, and as shown in FIGS. 3A and 3B Similarly, it may be a region corresponding to a portion of the color display device 150 except for the second barrier rib 156. The area where the color display element 150 and the monochrome display element 120 are not overlapped may be an area where the light shield 170 is located and is not included in the pixel P. [

흑백 표시 소자(120)와 칼라 표시 소자(150)는 각각 별도로 구동되고, 각각에 인가되는 전압의 상태에 따라 표시되는 광의 스펙트럼 및 세기가 조절될 수 있다. 흑백 표시 소자(120)에만 전압이 인가되는 경우에는 백색, 흑색 및 계조 표현이 가능하고, 흑백 표시 소자(120) 및 칼라 표시 소자(150)에 모두 전압이 인가되는 경우에는 다양한 칼라의 표현이 가능할 수 있다. The monochrome display element 120 and the color display element 150 are separately driven and the spectrum and intensity of the displayed light can be adjusted according to the state of the voltage applied to each of the monochrome display element 120 and the color display element 150. [ When a voltage is applied to only the monochrome display element 120, white, black and gradation representations are possible. When voltage is applied to both the monochrome display element 120 and the color display element 150, various colors can be expressed .

도 4a 내지 도 4d는 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 작동 방법 및 표현 색상을 나타내는 도면들이다. 흑백 표시 소자(120)와 칼라 표시 소자(150)는 독립적으로 구동된다.FIGS. 4A to 4D are views showing an operation method of the reflective display device according to the embodiment and a color representation color. The monochrome display element 120 and the color display element 150 are independently driven.

도 4a를 참조하면, 흑백 표시 소자(120)와 칼라 표시 소자(150)에 인가되는 전압이 각각 0 V인 경우, 흑백 표시 소자(120) 및 칼라 표시 소자(150) 모두 투명한 상태이므로, 장치(100) 내부로 입사된 외부 광(L41)은 색 스펙트럼의 변화 없이 반사 구조체(130)에서 반사되어 백색을 구현할 수 있다. 이때, 흑백 표시 소자(120)나 칼라 표시 소자(150)에 의한 광 손실이 발생하지 않기 때문에, 종래의 반사형 디스플레이 장치에 비해 백색광의 휘도가 우수할 수 있고, 이로 인해 명암비 및 시인성이 향상될 수 있다.4A, when the voltages applied to the monochrome display element 120 and the color display element 150 are respectively 0 V, since both the monochrome display element 120 and the color display element 150 are in a transparent state, The external light L41 incident on the reflective structure 130 can be reflected by the reflective structure 130 without changing the color spectrum to realize white. At this time, since the loss of light by the monochrome display element 120 and the color display element 150 does not occur, the brightness of white light can be superior to that of the conventional reflective display device, thereby improving the contrast ratio and visibility .

도 4b를 참조하면, 흑백 표시 소자(120)에 전압이 인가되어 흑백 전기 변색 물질(124)이 흑색으로 변한 경우, 장치(100) 내부로 입사된 외부 광(L42)은 흑백 전기 변색 물질(124)에 흡수되고, 이 경우 흑색이 표현될 수 있다.4B, when a voltage is applied to the monochrome display element 120 to change the monochrome electrochromic material 124 to black, the external light L42 incident into the apparatus 100 passes through the monochrome electrochromic material 124 ), And in this case, black can be expressed.

전술한 도 4a 및 도 4b에 설명된 바와 같이, 칼라 표시 소자(150)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 흑백 표시 소자(120)에 전압을 인가함으로써 흑백 표시 모드(mode)를 실현할 수 있고, 전압 세기에 따라 흑백에 대한 계조 또한 표현될 수 있다.4A and 4B, a black-and-white display mode can be realized by applying a voltage to the monochrome display element 120 in a state where no voltage is applied to the color display element 150, The gradation for black and white can also be expressed according to the voltage intensity.

도 4c를 참조하면, 칼라 표시 소자(150)에 전압이 인가되어 칼라 전기 변색 물질(154)이 고유의 색상으로 변하고, 흑백 표시 소자(120)에는 전압이 인가되지 않은 경우, 장치(100) 내부로 입사된 외부 광(L43)은 칼라 표시 소자(150)를 거치면서 색상을 갖게 되고, 반사 구조체(130)에서 반사되어 외부로 출사될 수 있다. 이때, 칼라 표시 소자(150)는 칼라 필터의 기능을 수행한다.4C, when a voltage is applied to the color display element 150 to turn the color electrochromic material 154 into a specific color and the voltage is not applied to the monochrome display element 120, The external light L43 incident on the color display element 150 may have a color through the color display element 150 and may be reflected by the reflection structure 130 and externally emitted. At this time, the color display element 150 performs a function of a color filter.

도 4d는 반사형 디스플레이 장치(100)의 흑백 표시 소자(120) 및 칼라 표시 소자(150) 모두에 전압이 인가되고, 흑백 표시 소자(120)에 인가된 전압의 크기를 도 4b의 장치(100)에 인가된 전압의 크기보다 상대적으로 작게 형성함으로써 흑백 전기 변색 물질(124)이 어느 정도의 광을 투과시키는 경우를 나타낸다.4D shows the voltage applied to both the monochrome display element 120 and the color display element 150 of the reflective display device 100 and the magnitude of the voltage applied to the monochrome display element 120 to the device 100 The black and white electrochromic material 124 transmits a certain amount of light.

도 4d를 참조하면, 외부 광(L44)이 칼라 표시 소자(150)에 통과하면서 칼라 전기 변색 물질(154)에 의해 칼라를 갖게 되고, 흑백 표시 소자(120)를 지나면서 일부의 광 만이 다시 칼라 표시 소자(150)로 출사될 수 있다. 이러한 방식으로 각 색상의 계조 표현이 가능하다.4D, the external light L44 passes through the color display element 150 to have a color by the color electrochromic material 154, and only a part of the light passes through the black and white display element 120, And may be emitted to the display element 150. In this way, the gradation of each color is possible.

도 4c 및 도 4d에 설명된 바와 같이, 칼라 표시 소자(150)에 전압을 인가하여 칼라 표시 모드를 구현할 수 있고, 흑백 표시 소자(120)에 적절한 세기의 전압을 인가하여 각 칼라에 대한 계조 표현이 가능해질 수 있다.4C and 4D, a color display mode may be implemented by applying a voltage to the color display element 150, and a voltage of a proper intensity may be applied to the monochrome display element 120, .

전술한 흑백 표시 모드 및 칼라 표시 모드는 모두 가역적으로 제어될 수 있고, 이로 인해 높은 명암비를 갖고 모든 색상을 표현할 수 있는 반사형 디스플레이 장치(100)의 구현이 가능해질 수 있다.All of the above-described monochrome display mode and color display mode can be reversibly controlled, thereby making it possible to realize a reflective display device 100 capable of displaying all colors with a high contrast ratio.

실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치(100)는 중간 기판(140)의 타면 상에서 위치하고, 인접한 칼라 표시 소자(150)의 제2 격벽(156) 사이에 배치되는 차광부(170)를 포함한다. 이때, 차광부(170)는 제1 격벽(126)과 두께 방향으로 중첩될 수 있다.The reflective display device 100 according to the embodiment includes the light shield 170 positioned on the other surface of the intermediate substrate 140 and disposed between the second barrier ribs 156 of the adjacent color display device 150. At this time, the light shielding portion 170 may overlap the first barrier rib 126 in the thickness direction.

또한 차광부(170)는 광을 흡수하는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, 흑색을 갖는 고분자 물질 또는 크롬 등의 무기물을 포함할 수 있다. The light shielding part 170 may include a light absorbing material, for example, a black polymer material or an inorganic material such as chromium.

도 5는 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 차광부의 기능을 나타내는 도면이고, 도 6a는 중간 기판의 두께가 지나치게 두꺼운 경우의 간섭 현상을 나타내는 도면이며, 도 6b는 차광부의 폭이 지나치게 작은 경우의 간섭 현상을 나타내는 도면이다.6A is a view showing an interference phenomenon in the case where the thickness of the intermediate substrate is excessively large, and FIG. 6B is a view showing the interference phenomenon when the thickness of the light shielding portion is excessively small And Fig.

도 5를 참조하면, 차광부(170)는 인접한 화소(P51, P52) 사이에서 발생할 수 있는 간섭 현상을 최소화시킬 수 있다. 도 5는 제51 화소(P51)의 경우 흑백 표시 소자(120) 및 칼라 표시 소자(150)에 전압을 인가하지 않고, 제52 화소(P52)의 경우 칼라 표시 소자(150)에 전압을 인가하여 색상을 구현하는 경우를 나타낸다. 이때 제52 화소(P52)의 반사 구조체(130)에서 반사된 적색, 녹색, 청색 등의 칼라를 갖는 외부 광(L5)이 인접한 제51 화소(P51)로 향하는 것을 차광부(170)가 차단함으로써, 제51 화소(P51)가 백색이 아닌 색상을 띄는 현상을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 5, the light blocking portion 170 can minimize the interference phenomenon that may occur between adjacent pixels P51 and P52. 5 illustrates a case where no voltage is applied to the monochrome display element 120 and the color display element 150 in the case of the 51st pixel P51 and a voltage is applied to the color display element 150 in the case of the 52nd pixel P52 Color is implemented. At this time, the shielding unit 170 blocks the external light L5 having the color of red, green, and blue reflected by the reflective structure 130 of the 52nd pixel P52 to the adjacent 51st pixel P51 , The 51st pixel P51 may be prevented from having a color other than white.

다만, 반사형 디스플레이 장치(100)는 흑백 표시 소자(120)와 칼라 표시 소자(150)가 수직적으로 적층된 구조를 갖기 때문에, 도 6a에 도시된 바와 같이, 중간 기판(140)의 두께(t_S)가 지나치게 두껍게 형성된 경우, 차광부(170)가 존재한다고 하더라도 제61 화소(P61)로 입사된 외부 광(L61)이 반사되어 제62 화소(P62)로 출사되면서 간섭 현상이 발생할 수 있고, 이로 인해 시야각에 따라 이미지가 왜곡될 수 있으며, 명암비가 감소되고, 시인성이 저하될 수 있다.6A, since the reflective display device 100 has a structure in which the monochrome display device 120 and the color display device 150 are vertically stacked, the thickness t of the intermediate substrate 140 _S) if too thick is formed, as the light-shielding portion 170 even if there is the external light (L61) incident upon the 61 pixel (P61) reflecting light emitted by the 62 pixel (P62) and can result in interference, As a result, the image may be distorted depending on the viewing angle, the contrast ratio may be reduced, and the visibility may be deteriorated.

이러한 간섭 현상을 최소화하기 위해, 중간 기판(140)의 두께(thickness, t_S)가 소정의 범위로 제한될 수 있고, 도 7을 참조하여 이를 설명한다.In order to minimize such interference, the thickness t _S of the intermediate substrate 140 may be limited to a predetermined range and will be described with reference to FIG.

도 7을 참조하면, 중간 기판(140)의 최대 두께(t_S)는 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.Referring to FIG. 7, the maximum thickness t _S of the intermediate substrate 140 may satisfy Equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

수학식 1에서, t_S는 중간 기판(140)의 최대 두께, θ는 반사형 디스플레이 장치(100)의 최대 시야각, w_P는 화소(P)의 폭(width), t_BW는 흑백 표시 소자(120)의 두께, t_R은 반사 구조체(130)의 평균 두께, t_E는 제1 전극(122)의 두께, t_C는 칼라 표시 소자(150)의 두께를 나타낸다.In Equation 1, t _S is the maximum thickness of the intermediate substrate (140), θ is the width (width) of the maximum viewing angle, w _P of the pixel (P) of the reflection type display device (100), t _BW is a black and white display elements ( T _R is the average thickness of the reflective structure 130, t _E is the thickness of the first electrode 122, and t _C is the thickness of the color display element 150.

예를 들어, 최대 시야각이 30°이고, 화소(P)의 폭(w_P)이 약 200 ㎛이며, 흑백 표시 소자(120)의 두께(t_BW)가 약 70 ㎛이고, 반사 구조체(130)의 평균 두께(t_R)와 제1 전극(122)의 두께(t_E)의 합이 약 20 ㎛이며, 칼라 표시 소자(150)의 두께(t_C)가 약 70 ㎛인 경우, 중간 기판(140)의 최대 두께(t_S)는 약 53.2 ㎛일 수 있다.For example, when the maximum viewing angle is 30 °, the width w _P of the pixel P is about 200 μm, the thickness t _BW of the monochrome display element 120 is about 70 μm, When the sum of the average thickness t _R of the first electrode 122 and the thickness t _E of the first electrode 122 is about 20 μm and the thickness t _C of the color display device 150 is about 70 μm, 140 maximum thickness (t _S) of a) is from about 53.2 ㎛.

수학식 1을 만족하는 범위 내에서, 인접한 화소(P) 사이에 발생할 수 있는 간섭 현상이 효과적으로 감소될 수 있고, 이미지 왜곡 현상이 감소할 수 있으며, 명암비 및 시인성이 향상될 수 있다.Within the range satisfying the expression (1), the interference phenomenon that may occur between adjacent pixels P can be effectively reduced, the image distortion phenomenon can be reduced, and the contrast ratio and visibility can be improved.

수학식 1은 하기 수학식 1-1 및 도 7을 참조하여 도출할 수 있다.Equation (1) can be derived with reference to equations (1-1) and (7) below.

[수학식 1-1][Mathematical expression 1-1]

한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 차광부(170)의 폭(w_B)이 지나치게 얇게 형성된 경우, 차광부(170)가 존재한다고 하더라도 제63 화소(P63)로 입사된 외부 광(L63)이 제64 화소(P64)로 출사되어 간섭 현상이 발생할 수 있다.6B, when the width w _B of the light-shielding portion 170 is excessively thin, the external light L63 incident on the 63rd pixel P63, even if the light-shielding portion 170 exists, Is output to the 64th pixel P64 and an interference phenomenon may occur.

이러한 간섭 현상을 최소화하기 위해, 차광부(170)의 폭(width, w_B)이 소정의 범위로 제한될 수 있고, 도 8을 참조하여 이를 설명한다.In order to minimize such an interference phenomenon, the width (width, w _B ) of the light-shielding portion 170 may be limited to a predetermined range and will be described with reference to FIG.

도 8을 참조하면, 차광부(170)의 최소 폭(w_B)은 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.Referring to FIG. 8, the minimum width w _B of the light-shielding portion 170 may satisfy Equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

수학식 2에서, w_B는 차광부(170)의 최소 폭, θ는 최대 시야각, t_BW는 흑백 표시 소자(120)의 두께, t_R은 반사 구조체(130)의 두께, t_E는 제1 전극(122)의 두께, t_S는 중간 기판(140)의 두께, t_B는 차광부(170)의 두께이다.T _BW is the thickness of the monochrome display element 120, t _R is the thickness of the reflective structure 130, and t _E is the thickness of the first reflective element 130. In Equation 2, w _B is the minimum width of the shielding portion 170, T _s is the thickness of the intermediate substrate 140, and t _B is the thickness of the shielding portion 170.

예를 들어, 최대 시야각이 30°이고, 흑백 표시 소자(120)의 두께(t_BW)가 약 70 ㎛이며, 반사 구조체(130)의 평균 두께(t_R)와 제1 전극(122)의 두께(t_E)의 합이 약 20 ㎛이고, 중간 기판(140)의 두께(t_S)가 약 40 ㎛이며, 차광부(170)의 두께(t_B)가 약 1 ㎛인 경우, 차광부(170)의 최소 폭(w_B)은 약 52.5 ㎛일 수 있다.For example, when the maximum viewing angle is 30 °, the thickness t _BW of the monochrome display element 120 is about 70 μm, the average thickness t _R of the reflective structure 130 and the thickness of the first electrode 122 and about 20 ㎛ sum of (t _E), when the thickness (t _S) is about 40 ㎛ of the intermediate substrate 140, and the thickness (t _B) of the light-shielding portion 170 is approximately 1 ㎛ is, the light shield ( 170. the minimum width (w _B) in) may be about 52.5 ㎛.

수학식 2를 만족하는 범위 내에서, 인접한 화소(P) 사이에 발생할 수 있는 간섭 현상이 효과적으로 감소될 수 있다.The interference phenomenon that may occur between adjacent pixels P can be effectively reduced within the range satisfying the expression (2).

수학식 2는 하기 수학식 2-1 및 도 8을 참조하여 도출할 수 있다.Equation (2) can be derived with reference to Equation (2-1) and (8) below.

[수학식 2-1][Mathematical Expression 2-1]

실시예들에 따른 반사형 디스플레이 장치의 최대 시야각, 각 구성요소의 두께, 또는 폭에 따라 중간 기판(140)의 두께(t_S)나 차광부(170)의 폭(w_B)이 정해질 수 있다.The thickness t _s of the intermediate substrate 140 and the width w _b of the light shielding portion 170 can be determined according to the maximum viewing angle of the reflective display device according to embodiments and the thickness or width of each component have.

도 9a는 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 적색, 녹색, 청색 화소에서의 흑백 표시 소자 및 칼라 표시 소자의 인가 전압에 따른 확산반사율을 나타내는 그래프들이고, 도 9b는 도 9a의 반사형 디스플레이 장치의 적색, 녹색, 청색 화소에서의 인가 전압에 따른 사진들이다.9A is a graph showing the diffuse reflectance according to the applied voltage of the monochrome display element and the color display element in the red, green, and blue pixels of the reflective display device according to the embodiment, and FIG. 9B is a graph Red, green, and blue pixels.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 흑백 표시 소자(120) 및 칼라 표시 소자(150)에 각각 전압을 인가하지 않은 경우에는 확산반사율이 약 50% 수준으로 유지되는 것을 볼 수 있고, 흑백 표시 소자(120)에 약 1.8 V의 전압을 인가한 경우에는 칼라 표시 소자(150)의 전압 인가 여부에 무관하게 매우 낮은 수준의 확산반사율 값을 가지는 것을 볼 수 있다.9A and 9B, it can be seen that when the voltage is not applied to the monochrome display element 120 and the color display element 150, the diffuse reflectance is maintained at about 50% 120 is applied with a voltage of about 1.8 V, it can be seen that it has a very low level of diffuse reflectance regardless of whether a voltage is applied to the color display element 150 or not.

다만, 흑백 표시 소자(120)에 전압을 인가하지 않고, 칼라 표시 소자(150)에 약 1.4 V 또는 약 1.7 V의 전압을 인가한 경우에는 각 색상에 대응되는 파장 대역에 해당하는 광이 출사되었음을 알 수 있다.However, when a voltage of about 1.4 V or about 1.7 V is applied to the color display element 150 without applying a voltage to the monochrome display element 120, light corresponding to a wavelength band corresponding to each color is emitted Able to know.

도 10은 실시예에 따른 반사형 디스플레이 장치의 흑색, 적색, 녹색, 청색 화소에서의 흑백 표시 소자 및 칼라 표시 소자의 전압별 투과도 특성을 나타내는 그래프들이다. 10 is a graph showing the transmittance characteristics of a black display element and a color display element in a black, red, green, and blue pixels of a reflective display device according to an embodiment.

도 10을 참조하면, 흑백 표시 소자(120)에 약 1.8 V의 전압을 인가한 경우 광 투과율이 매우 낮은 것을 볼 수 있고, 칼라 표시 소자(150)에 약 1.8 V, 약 1.4 V, 약 1.7 V 의 전압을 인가한 경우에는 각각의 색상에 대응되는 파장 대역에 해당하는 광이 투과되었음을 알 수 있다.10, when the voltage of about 1.8 V is applied to the monochromatic display element 120, the light transmittance is very low. When the color display element 150 is about 1.8 V, about 1.4 V, about 1.7 V, It can be seen that light corresponding to a wavelength band corresponding to each color has been transmitted.

실시예들에 따른 반사형 디스플레이 장치(100)는 스마트폰, 태블릿 PC, HMD 등 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 스마트 워치, 전자종이 등 웨어러블 및 플렉시블 디스플레이에도 적용 될 수 있다.The reflective display device 100 according to the embodiments can be applied not only to portable electronic devices such as smart phones, tablet PCs, HMDs, but also to wearable and flexible displays such as smart watches and electronic paper.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

100: 반사형 디스플레이 장치 102: 게이트 구동부
104: 데이터 구동부 110: 제1 기판
120: 흑백 표시 소자 122: 제1 전극
124: 흑백 전기 변색 물질 126: 제1 격벽
128: 제2 전극 130: 반사 구조체
140: 중간 기판 142: 제1 중간 기판
144: 제2 중간 기판 146: 접합층
150: 칼라 표시 소자 152: 제3 전극
154: 칼라 전기 변색 물질 156: 제2 격벽
158: 제4 전극 170: 차광부
180: 제2 기판100: reflective display device 102: gate driver
104: Data driver 110: First substrate
120: monochrome display element 122: first electrode
124: black and white electrochromic material 126: first bank
128: second electrode 130: reflective structure
140: intermediate substrate 142: first intermediate substrate
144: second intermediate substrate 146: bonding layer
150: color display element 152: third electrode
154: color electrochromic material 156: second barrier rib
158: fourth electrode 170:
180: second substrate

Claims

At least two black display elements located on one surface of the intermediate substrate and separated from each other by the first bank,
At least two color display elements located on the other surface of the intermediate substrate and overlapped with the monochrome display element in the thickness direction and partitioned by the second bank and separated from each other,
And a light shielding portion disposed on the other surface of the intermediate substrate and disposed between the second partition walls of the adjacent color display elements,
Lt; / RTI >
Wherein the monochrome display element includes a first electrode and a second electrode which are spaced apart from each other and a reflective structure located between the first electrode and the second electrode,
Wherein the color display device comprises a third electrode and a fourth electrode facing each other and spaced apart from each other, and a color electrochromic material filled between the third electrode and the fourth electrode,
Wherein a thickness of the intermediate substrate satisfies the following formula (1): < EMI ID = 1.0 >
[Equation 1]

In Equation 1, t _S is the maximum thickness, θ is the maximum viewing angle, w _P has a width (width), t _BW of pixels, the thickness, t _R of said black-and-white display element is the thickness of the reflection structure of the intermediate substrate, t _E is a thickness of the first electrode, and t _C is a thickness of the color display device.

The method of claim 1,
Wherein the monochrome display element is an electrophoretic element, an electrowetting element, a cholesteric liquid crystal element, or an electrochromic element.

The method of claim 1,
Wherein the monochrome display element is an electrochromic element and comprises a black and white electrochromic material filled between the first electrode and the second electrode.

4. The method of claim 3,
Wherein the black and white electrochromic material comprises at least one of a leuco dye or a viologen series compound.

5. The method of claim 4,
Wherein the leucodai or the compound of the viologen series is adsorbed on the first electrode and the second electrode.

4. The method of claim 3,
Wherein the black and white display element is transparent when no voltage is applied to the first electrode and the second electrode and the reflection type display in which the black and white electrochromic material is changed to black while a voltage is applied to the first electrode and the second electrode Device.

The method of claim 1,
Wherein the reflective structure includes a plurality of particles having a nano or micro size and has a porous structure and reflects external light incident thereon toward the intermediate substrate.

8. The method of claim 7,
Wherein the plurality of particles comprise at least one of TiO ₂ , BaSO ₄ , Al ₂ O ₃ , ZnO, or MgO.

The method of claim 1,
Wherein the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode each include a transparent material.

The method of claim 1,
When the voltage is not applied to the third electrode and the fourth electrode, the color display element is transparent, and when a voltage is applied to the third electrode and the fourth electrode, the color electrochromic material is red, green, or blue . &Lt; / RTI >

The method of claim 1,
Wherein the monochrome display element and the color display element are independently driven.

delete

The method of claim 1,
And a minimum width of the light-shielding portion satisfies the following expression (2): " (2) "
&Quot; (2) "

In Equation 2, w _B is the minimum width of the light-shielding portion, θ is the maximum viewing angle, t _BW is the thickness, t _R is a thickness, t _E of the reflection structure of the black and white display device, the thickness of the first electrode, t _s is the thickness of the intermediate substrate, and t _B is the thickness of the shielding portion.

The method of claim 1,
Wherein the intermediate substrate includes a first intermediate substrate positioned on the monochrome display element, a bonding layer positioned on the first intermediate substrate, and a second intermediate substrate positioned on the bonding layer.

The method of claim 1,
Wherein the first barrier rib and the shielding portion overlap in the thickness direction.