KR101948187B1 - 전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치 - Google Patents

전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101948187B1
KR101948187B1 KR1020140192625A KR20140192625A KR101948187B1 KR 101948187 B1 KR101948187 B1 KR 101948187B1 KR 1020140192625 A KR1020140192625 A KR 1020140192625A KR 20140192625 A KR20140192625 A KR 20140192625A KR 101948187 B1 KR101948187 B1 KR 101948187B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
core
electrochromic
panel
transparent
inner core
Prior art date
Application number
KR1020140192625A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160082873A (ko
Inventor
이화열
김진욱
김수연
김준환
엄성용
이석호
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020140192625A priority Critical patent/KR101948187B1/ko
Publication of KR20160082873A publication Critical patent/KR20160082873A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101948187B1 publication Critical patent/KR101948187B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02—Organic tenebrescent materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1514—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1523—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18—Metal complexes
    • C09K2211/183—Metal complexes of the refractory metals, i.e. Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta or W
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/18—Metal complexes
    • C09K2211/188—Metal complexes of other metals not provided for in one of the previous groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

본 발명은, 인듐-주석 산화물을 포함하는 내부코어와, 상기 내부코어 외측에 위치하고 티타늄 산화물을 포함하는 외부코어와, 상기 외부코어 외측에 위치하고 전기변색 물질을 포함하는 쉘을 포함하여 투명도와 차광도가 높은 전기변색 입자와 이를 포함하는 투과도 가변 패널 및 디스플레이장치를 제공한다.

Description

전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치{Electrochromic particle and Light-transmittance variable panel and display device including the same}
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로, 우수한 투과도와 차광도를 갖는 전기변색 입자와, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel display device), 유기발광다이오드 표시장치 (OLED : organic light emitting diode display device)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치와 유기발광다이오드 표시장치가 널리 사용되고 있다.
액정표시장치는, 액정 분자의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 영상을 표시한다. 예를 들어, 액정표시장치는 화소 전극과 공통 전극이 제 1 기판 상에 교대로 배열되고 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판 사이에 액정 분자를 포함하는 액정층이 개재되어 구성된다.
한편, 유기발광소자표시장치는 애노드 및 캐소드 사이에 유기발광층을 구성하여 발광하게 된다. 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 유기발광층에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이되면서 빛을 발하게 된다.
최근에는 전면이 투명하여 빛을 투과하는 투명 디스플레이장치에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 같은 투명 디스플레이장치는 소위 스마트 윈도우(smart window)에 적용되고 있다.
그런데, 투명 디스플레이장치는 블랙 상태를 갖지 못하기 때문에, 명암비가 저하되고 영상의 시인성이 좋지 않은 단점을 갖게 된다. 이를 개선하기 위해, 표시패널의 일면에 차광판을 사용하는 방법이 제안되었다.
예를 들어, 차광판으로는 투과도를 변경할 수 있는 액정패널, 전기영동패널 또는 전기습윤패널 등이 이용되고 있다.
도 1은 전기영동패널을 차광판으로 이용하는 종래 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(10)는 투명 표시패널(20)과, 투명 표시패널(20)의 일측에 위치하는 투과도 가변 패널(30)을 포함한다.
투명 표시패널(20)은 다수의 화소를 포함하고, 각각의 화소는 표시부(22)와, 회로부(24) 및 투명부(26)를 포함한다. 표시부(22)는 회로부(24)를 통해 공급되는 전압 또는 신호에 의해 구동되어 영상을 표시한다. 투명 표시패널(20)은 액정패널 또는 발광다이오드 패널일 수 있다.
예를 들어, 투명 표시패널(20)이 발광다이오드 패널인 경우, 서로 마주하는 제 1 기판(20a) 및 제 2 기판(20b)을 포함하고, 제 1 및 제 2 기판(20a, 20b) 사이에는 표시소자(미도시)가 형성된다.
즉, 표시부(22)에는 서로 마주하는 제 1 전극 및 제 2 전극과, 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층이 형성되고, 회로부(24)에는 스위칭 박막 트랜지스터, 구동 박막트랜지스터, 스토리지 캐패시터를 포함하는 구동 소자가 형성될 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터에 게이트신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터가 온(on) 되고, 데이터신호가 스위칭 박막트랜지스터를 통해 구동 박막트랜지스터의 게이트전극과 스토리지 캐패시터의 일전극으로 인가된다. 스토리지 캐패시터는 데이터 신호에 대응되는 전하를 일 프레임(frame) 동안 유지하여 발광다이오드를 흐르는 전류의 양을 일정하게 하고 발광다이오드가 표시하는 계조를 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
구동 박막트랜지스터를 통해 발광다이오드의 제 1 전극에 전압이 인가되면, 정공과 전자가 제 1 및 제 2 전극으로부터 유기발광층으로 각각 주입되고 발광다이오드가 발광하여 영상을 표시하게 된다.
투과도 가변 패널(30)은, 서로 마주하는 제 3 및 제 4 기판(32, 34)과, 표시패널(20)의 투명부(26)에 대응하여 형성되는 투명 전극(36)과, 제 3 및 제 4 기판(32, 34) 사이에 위치하고 흑색 전기영동 입자(37)를 포함하는 잉크층(38)을 포함한다. 도 1에서는, 제 3 기판(32)과 제 2 기판(20b)을 하나로 도시하였으나, 별도의 기판이 서로 부착될 수 있다.
투명 전극(36)에 전압이 인가되면 흑색 전기영동 입자(37)가 투명 전극(36)으로 모이게 되어 투명부(26)의 광투과가 차단된다. 즉, 투과도 가변 패널(30)의 전압의 인가에 따라 투과모드와 차단모드를 갖게 된다.
따라서, 투명부(26)에서의 빛 투과를 선택적으로 조절할 수 있다.
그런데, 전기영동패널인 투과도 가변 패널(10)의 경우, 흑색 전기영동 입자(37)를 균일하게 분산시키기 어렵고 유체(fluid) 상태의 잉크층(38)이 누설(leakage)되는 문제가 발생한다.
또한, 액정패널을 투과도 가변 패널로 이용하는 경우, 투과모드에서의 투과율이 낮기 때문에, 디스플레이장치의 휘도가 저하되고 차광 효율이 좋지 않기 때문에 명암비가 낮은 문제가 있다.
또한, 전기습윤패널을 투과도 가변 패널로 이용하는 경우, 흑색 오일을 이용한 패널 제조가 쉽지 않고 흑색 염로 또는 안료의 석출, 유체의 누설 문제 등이 발생한다.
본 발명은, 높은 투과율과 우수한 차광 특성을 갖는 투과도 가변 패널을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 인듐-주석 산화물을 포함하는 내부코어와, 상기 내부코어 외측에 위치하고 티타늄 산화물을 포함하는 외부코어와, 상기 외부코어 외측에 위치하고 전기변색 물질을 포함하는 쉘을 포함하는 전기변색 입자를 제공한다.
본 발명의 전기변색 입자에 있어서, 상기 인듐-주석 산화물은 ITO이고, 상기 티타늄 산화물은 TiO2일 수 있다.
본 발명의 전기변색 입자에 있어서, 상기 외부코어는 상기 내부코어의 외측 전면을 덮을 수 있다.
본 발명의 전기변색 입자에 있어서, 상기 외부코어는 상기 내부코어의 외측면 제 1 부분과 접촉하고, 상기 쉘은 상기 내부코어의 외측면 제 2 부분과 접촉할 수 있다.
다른 관점에서, 본 발명은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 투명 전극과, 상기 제 2 기판 상에 위치하는 제 2 투명 전극과, 상기 제 1 투명과 상기 제 2 투명 전극 사이에 위치하며, 전술한 전기변색 입자를 포함하는 전기변색 입자층과, 상기 제 2 투명 전극과 상기 전기변색 입자층 사이에 위치하는 전해질층을 포함하는 투과도 가변 패널을 제공한다.
본 발명의 투과도 가변 패널에 있어서, 상기 전해질층은 리튬염을 포함하는 고체 전해질일 수 있다.
또 다른 관점에서, 본 발명은, 전술한 투과도 가변 패널과, 상기 투과도 가변 패널의 일측에 위치하며 표시부와 투명부를 포함하는 표시패널을 포함하는 디스플레이장치를 제공한다.
본 발명의 전기변색 입자는 코어-쉘 구조를 가지며, 코어가 인듐-주석 산화물로 이루어지는 내부코어와 티타늄 산화물로 이루어지는 외부코어의 이중 구조를 갖는다.
이와 같은 전기변색 입자는, 전계 무인가 시에 높은 투과도를 갖고 전계 인가시 높은 차광도를 갖는다.
따라서, 전기변색 입자를 이용한 투과도 가변 패널과 디스플레이장치의 시인성 및 명암비가 증가한다.
또한, 큰 비표면적을 가져 쉘과 결합할 수 있는 티타늄 산화물이 외부 코어를 이루기 때문에, 쌍안정성이 증가하여 저소비전력으로 차광상태를 유지할 수 있다.
따라서, 전기변색 입자를 이용한 투과도 가변 패널과 디스플레이장치의 소비전력이 감소한다.
또한, 본 발명의 전기변색 입자는 구 형태의 나노 입자이기 때문에 비표면적이 증가하여 투과도 가변 패널의 차광 효율이 향상된다.
또한, 고체 전해질을 이용하여 필름화할 수 있기 때문에, 종래 투과도 가변 패널에서의 유체 누설과 같은 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 전기영동패널을 차광판으로 이용하는 종래 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기변색 입자의 투과 상태와 차광 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기변색 입자의 투과 상태와 차광 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널의 개략적인 단면도이다.
도 5는 ITO-TiO2 이중 코어 구조 전기변색 입자의 사진이다.
도 6a 내지 도 6c는 전기변색 물질의 코어에 따른 투과도와 차광도를 보여주는 그래프이다.
도 7은 전기변색 물질의 코어에 따른 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널을 포함하는 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 8의 표시패널의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기변색 입자의 투과 상태와 차광 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색 입자(100A)는 코어(110A)와 코어(110A)를 감싸며 전기변색 물질(electrochromic material)을 포함하는 쉘(120A)을 포함한다.
코어(110A)는 내부코어(112A)와 외부코어(114A)를 포함한다. 즉, 외부코어(114A)는 내부코어(112A)와 쉘(120A) 사이에 위치한다. 내부코어(112A)는 인듐-주석 산화물(indium-tin oxide compound)을 포함하고, 외부코어(114A)는 티타늄 산화물(titanium oxide compound)을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 내부코어(112A)는 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO)를 포함하고, 외부코어(114A)는 산화티타늄(titanium oxide, TiO2)을 포함한다.
쉘(120A)은 전기변색 물질로 이루어지고 전압이 인가되면 산화-환원 반응에 의해 변색됨으로써, 전기변색 입자(100A)를 이용한 투과도 가변이 가능하도록 한다.
도 2에 도시된 전기변색 입자(100A)에서, 외부코어(114A)는 내부코어(112A)의 외측 전면(全面)을 덮기 때문에, 쉘(120A)은 내부코어(112A)와 비접촉 상태를 갖는다.
이와 같은 전기변색 입자(100A)는 ITO와 같은 인듐-주석 산화물로 이루어지는 내부코어(112A)와 TiO2와 같은 티타늄 산화물로 이루어지는 외부코어(114A)를 포함하는 이중 코어를 포함하기 때문에, 투과도와 차광도가 향상되고 저소비전력의 장점을 갖는다.
즉, 내부코어(112A)가 전자 이동 특성이 우수한 인듐-주석 산화물, 예를 들어 ITO로 이루어지기 때문에, 온(ON) 상태에서 쉘(120A)로의 전자 이동도가 증가하여 쉘(120A)의 변색이 용이해진다.
또한, 외부코어(114A)가 가시광선에 대한 높은 투과율을 갖는 티타늄 산화물, 예를 들어 TiO2로 이루어지기 때문에, 오프(OFF) 상태에서 높은 투과도를 갖는다.
또한, 외부코어(114A)를 이루는 티타늄 산화물은 비표면적이 크기 때문에, 외부코어(114A)는 쉘(120A)과 결합 상태를 이루어 쌍안정성을 향상시킨다. 따라서, 전기변색 입자(100A)의 구동을 위한 소비전력을 낮출 수 있다. 즉, 높은 쌍안정성으로 인해 전압 인가가 중단된 상태에서도 차광 상태를 일정 시간 유지할 수 있기 때문에, 소비전력에서 장점을 갖는다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기변색 입자의 투과 상태와 차광 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색 입자(100B)는 코어(110B)와 코어(110B)를 감싸며 전기변색 물질(electrochromic material)을 포함하는 쉘(120B)을 포함한다.
코어(110B)는 내부코어(112B)와 외부코어(114B)를 포함한다. 즉, 외부코어(114B)는 내부코어(112B)와 쉘(120B) 사이에 위치한다. 내부코어(112B)는 인듐-주석 산화물을 포함하고, 외부코어(114B)는 티타늄 산화물을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 내부코어(112B)는 ITO를 포함하고, 외부코어(114B)는 TiO2를 포함할 수 있다.
쉘(120B)은 전기변색 물질로 이루어지고 전압이 인가되면 산화-환원 반응에 의해 변색됨으로써, 전기변색 입자(100B)를 이용한 투과도 가변이 가능하도록 한다.
이와 같은 전기변색 입자(100B)는 ITO와 같은 인듐-주석 산화물로 이루어지는 내부코어(112B)와 TiO2와 같은 티타늄 산화물로 이루어지는 외부코어(114B)를 포함하는 이중 코어를 포함하며, 이에 따라 투과도와 차광도가 향상되고 저소비전력의 장점을 갖는다.
즉, 내부코어(112B)가 전자 이동 특성이 우수한 인듐-주석 산화물, 예를 들어 ITO로 이루어지기 때문에, 온(ON) 상태에서 쉘(120B)로의 전자 이동도가 증가하여 쉘(120B)의 변색이 용이해진다.
또한, 외부코어(114B)가 가시광선에 대한 높은 투과율을 갖는 티타늄 산화물, 예를 들어 TiO2로 이루어지기 때문에, 오프(OFF) 상태에서 높은 투과도를 갖는다.
또한, 외부코어(114B)를 이루는 티타늄 산화물은 비표면적이 크기 때문에, 외부코어(114B)는 쉘(120B)과 결합 상태를 이루어 쌍안정성을 향상시킨다. 따라서, 전기변색 입자(100B)의 구동을 위한 소비전력을 낮출 수 있다. 즉, 높은 쌍안정성으로 인해 전압 인가가 중단된 상태에서도 차광 상태를 일정 시간 유지할 수 있기 때문에, 소비전력에서 장점을 갖는다.
도 3에 도시된 전기변색 입자(100B)에서, 외부코어(114B)는 내부코어(112B)의 외측면을 부분적으로 덮기 때문에, 쉘(120B)은 내부코어(112B)와 부분적으로 접촉한다. 즉, 외부코어(114B)는 내부코어(112B)의 외측면 제 1 부분과 접촉하고, 쉘(120B)은 내부코어(112B)의 외측면 제 2 부분과 접촉한다. 다시 말해, 내부코어(112B) 외측에 위치하는 외부코어(114B)는 내부코어(112B)를 부분적으로 둘러싸고, 외부코어(114B) 외측에 위치하는 쉘(120B)은 외부코어(114B)를 완전히 둘러싼다.
따라서, 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(120B)의 산화-환원 반응이 촉진되어 응답속도가 향상되고 구동 전압을 낮출 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 전기변색 입자(100A, 100B)를 포함하는 투과도 가변 패널에 전압이 인가되지 않으면(OFF state) 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(120A, 120B)은 투명 상태를 갖기 때문에, 투과도 가변 패널은 투과 모드를 갖는다. 한편, 전기변색 입자(100A, 100B)를 포함하는 투과도 가변 패널에 전압이 인가되면(ON state) 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(120A, 120B)이 변색되어 투과도 가변 패널은 차광 모드를 갖게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널의 개략적인 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널(200)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 220)과, 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이에 위치하며 전기변색 입자(100)와 전해질(130)을 포함하는 전기변색층(240)과, 제 1 기판(210)과 전기변색층(240) 사이에 위치하는 제 1 투명 전극(240)과, 제 2 기판(220)과 전기변색층(240) 사이에 위치하는 제 2 투명 전극(250)을 포함한다.
제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 각각은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 각각은 polyethylene terephthalate (PET) 또는 polyethylene naphthalate (PEN)으로 이루어질 수 있다.
제 1 투명 전극(230)과 제 2 투명 전극(250) 각각은 투명 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 제 1 투명 전극(230)과 제 2 투명 전극(250) 각각은 인듐-틴-옥사이드 (indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)로 이루어질 수 있다. 본 발명의 투과도 가변 패널은 투과 모드시에 투과도가 높아야 하기 때문에 투명 도전성 물질로 형성하며, 이와 달리 알루미늄과 같은 저저항 금속 물질로 형성하는 경우 빛이 투과될 수 있도록 얇은 두께를 가질 수 있다.
전기변색층(240)은 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이, 즉 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250) 사이에 위치하며, 전기변색 입자(100)와 전해질층(130)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 다시 참조하면, 전기변색 입자(100A, 100B)는 코어(110A, 110B)와 쉘(120A, 120B) 구조를 갖고, 코어(110A, 110B) 각각은 내부코어(112A, 112B)와 외부코어(114A, 114B)의 이중 구조를 갖는다. 이때, 내부코어(112A, 112B) 각각은 인듐-주석 산화물을 포함하고, 외부코어(114A, 114B) 각각은 티타늄 산화물을 포함한다. 예를 들어, 내부코어(112A, 112B) 각각은 ITO를 포함하고, 외부코어(114A, 114B) 각각은 TiO2를 포함할 수 있다.
쉘(120B)은 전기변색 물질로 이루어지고 전압이 인가되면 산화-환원 반응에 의해 변색됨으로써, 전기변색 입자(100B)를 이용한 투과도 가변이 가능하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 외부코어(114A)가 내부코어(112A)의 외측 전면(全面)을 덮어 쉘(120A)은 내부코어(112A)와 비접촉 상태를 가질 수 있다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부코어(114B)는 내부코어(112B)의 외측면을 부분적으로 덮고 쉘(120B)은 내부코어(112B)와 부분적으로 접촉할 수 있다.
전해질층(130)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 이온성 염은 리튬(Li) 염일 수 있다.
이와 같은 구성의 투과도 가변 패널(200)은 전압의 인가에 의해 투과 상태 또는 차단 상태를 갖는다.
즉, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 전기변색 입자(100)가 투명하기 때문에 투과도 가변 패널(200)은 빛을 투과시킨다. 한편, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되면, 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(도 2의 120A, 도 3의 120B)이 변색되어 투과도 가변 패널(200)은 빛을 차단한다.
이와 같은 전기변색 입자(100)는 ITO와 같은 인듐-주석 산화물로 이루어지는 내부코어(도 2의 112A, 도 3의 112B)와 TiO2와 같은 티타늄 산화물로 이루어지는 외부코어(도 2의 114A, 도 3의 114B)를 포함하는 이중 코어를 포함하며, 이에 따라 투과도와 차광도가 향상되고 저소비전력의 장점을 갖는다.
즉, 내부코어(도 2의 112A, 도 3의 112B)가 전자 이동 특성이 우수한 인듐-주석 산화물, 예를 들어 ITO로 이루어지기 때문에, 온(ON) 상태에서 쉘(도 2의 120A, 도 3의 120B)로의 전자 이동도가 증가하여 쉘(도 2의 120A, 도 3의 120B)의 변색이 용이해진다.
또한, 외부코어(도 2의 114A, 도 3의 114B)가 가시광선에 대한 높은 투과율을 갖는 티타늄 산화물, 예를 들어 TiO2로 이루어지기 때문에, 오프(OFF) 상태에서 높은 투과도를 갖는다.
또한, 외부코어(도 2의 114A, 도 3의 114B)를 이루는 티타늄 산화물은 비표면적이 크기 때문에, 외부코어(도 2의 114A, 도 3의 114B)는 쉘(도 2의 120A, 도 3의 120B)과 결합 상태를 이루어 쌍안정성을 향상시킨다. 따라서, 전기변색 입자(100)의 구동을 위한 소비전력을 낮출 수 있다. 즉, 높은 쌍안정성으로 인해 전압 인가가 중단된 상태에서도 차광 상태를 일정 시간 유지할 수 있기 때문에, 소비전력에서 장점을 갖는다.
따라서, 도 2 및/또는 도 3의 이중코어 구조 전기변색 입자(100)를 포함하는 본 발명의 투과도 가변 패널(200)은, 높은 투과도와 높은 차광 효율을 갖는다. 또한, 투과도 가변 패널(200)의 소비전력이 감소한다.
본 발명의 투과도 가변 패널(200)은 전압 인가 여부에 따라 투과도를 달리하며, 후술하는 바와 같이 투명 디스플레이장치에 적용되어 투명 디스플레이장치의 시인성과 명암비를 향상시킬 수 있다.
[실험예]
[전기변색 입자의 합성]
1000ml 4-neck round flask에 37% HCl(Aldrich) 500ml를 넣고 50℃에서 환류 및 교반시켰다. 이후, 금속 상태의 인듐 10g과 금속 상태의 주석 0.7g을 순차적으로 넣어주었다. 인듐과 주석을 완전히 용해시킨 후, 25℃로 온도를 낮추고 28~30%의 NH4OH 750ml를 초당 0.5ml씩 넣어주었다. 생성된 흰색 침전물을 수거하여 DI water 세정 및 필터를 반복하고, 세정 후 DI water의 산도가 5.5 이상이 될때까지 반복하였다. 이 후 100℃ 이상에서 1차 건조 및 grinding을 실시하였다. 튜브형 Furnace에 질소와 수소(부피비=95:5)인 가스를 350sccm 흘려주며 300℃에서 2시간 하소(calcine, ?燒)를 실시하여 Blue tone의 인듐-주석 산화물 7g을 수득하였다.
70%의 HNO3(Aldrich) 40g과 DI water 360g을 위에서 수득한 인듐-주석 산화물 6g과 함께 1000ml 4-neck round flask에 넣고 강하게 교반하였다. Titanium(Ⅳ) Isopropoxide(Aldrich) 2g과 Isopropyl alcohol(99.7%, Aldrich) 98g의 혼합용액을 위의 인듐-주석 산화물 용액에 초당 0.2g씩 넣고 12시간 교반 후, 80℃에서 6시간 경과 후 필터 및 세정을 반복하였다. 120℃ 건조 4시간, 350℃ 하소 1시간을 수행 후 ITO/TiO2 이중 코어 입자를 수득하였다.
50ml 광구병에 ITO/TiO2 입자 5g, 에탄올 20g 및 2-(2-(2-메톡시)에톡시)아세틱 엑시드 0.25g, 그리고 0.5mm 크기의 지르코니아 비드 100그램을 넣고 페인트셔이커를 이용하여 5시간 동안 분산하였다. 이 후 지르코니아 비드를 제거하여 ITO/TiO2 나노 분산액을 제조하였다. 또한, 질소 분위기의 3-neck flask에 4,4-biprydine 15.6g(100mmol), 브로모에틸포스포네이트 21.9g(100mmol)과 아세토니트릴 100g을 첨가하여 85℃에서 48시간동안 환류시켰다. 이 후, 8.5g(50mmol)의 브로모벤젠, 4-클로로벤조니트릴 4.1g(30mmol), 클로로살리실릭산 3.4g(20mmol), 아세토니트릴 100g을 첨가하여, 85℃에서 24시간 동안 환류시킨 후 디에틸에테르로 세정하였다. 이소프로필알콜/에틸에테르가 2/1로 혼합된 용액에서 재결정하여 흰색의 물질을 얻었다. 상기 흰색의 물질 0.5g을 메탄올 50g에 넣고 고온 및 초음파를 사용하여 용해시킨 후 앞에서 먼저 제조한 고형분 20 중량%의 ITO/TiO2 나노 분산액 25g과 혼합 및 교반하였다. 초음파분산을 진행하면서 12시간 동안 65℃에서 환류 및 반응을 진행하였다. 이 후, 미반응물을 정제하여 전기변색 입자 분산액을 제조하였다.
합성된 ITO/TiO2 이중 코어 구조 전기변색 입자의 사진을 도 5에 도시하였다.
[고체전해질 제조]
교반기가 부착된 플라스크에 아세토니트릴 300그램, 폴리에틸렌옥사이드(분자량 600K)10.0그램, 에틸렌옥사이드가 0.8몰 부가된 우레탄아크릴레이트 10.0그램을 첨가하여 30분 동안 교반하였다. LiTFSi를 1.77그램과 첨가제로 S104(Air product社) 0.5그램을 첨가하고 50도의 온도에서 6시간 동안 교반하여 투명한 고분자 전해질 용액을 제조하였다.
[투과도 가변 패널 제조]
제조된 전기변색 입자 분산액을 면저항이 20Ω/sq인 ITO가 형성된 125마이크로 두께의 광학용 플라스틱 기판 위에 300rpm, 10초 동안 스핀코팅 한 후 80도 온도에서 15분간 건조하여 전기변색층을 형성하였다. 면저항이 20Ω/sq인 ITO가 형성된 125마이크로 두께의 광학용 플라스틱 기판 위에 제조된 투명한 고분자 전해질 용액을 300rpm, 10초 동안 스핀코팅 한 후 1.6J/cm2의 UV광량을 조사하여 전해질층을 경화시켰다. 두 플라스틱 기판을 합착하고 끝단을 에폭시 본드를 사용하여 접합하여 투과도 가변 패널을 제작하였다.
투과도 가변 패널에 +2.1, -2.1볼트의 전압을 인가하고, 투과 및 차광 상태에서의 가시광 영역의 전파장에 대한 투과율을 Autronic-MELCHERS社의 DMS-803을 사용하여 측정하였다.
[비교예1]
ITO/TiO2 이중 코어 입자 대신에 ITO 단일 코어 입자를 사용한 것을 제외하고 실험예와 동일한 방법으로 투과도 가변 패널을 제작하였다.
[비교예2]
ITO/TiO2 이중 코어 입자 대신에 TiO2 단일 코어 입자를 사용한 것을 제외하고 실험예와 동일한 방법으로 투과도 가변 패널을 제작하였다.
전술한 실험예와, 비교예1, 비교예2의 투과도 및 차광도를 측정하여 아래 표1에 기재하였고, 측정 결과의 그래프를 도 6a 내지 도 6c에 도시하였다. 또한, 실험예와 비교예2에서의 투과도 측정 결과 그래프를 도 7에 도시하였다.
Figure 112014127448678-pat00001
표1과 도 6a 내지 도 6c에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에서와 같이 ITO/TiO2의 이중 코어 구조 전기변색 입자를 이용하는 경우, 투과와 차광 모두에서 우수한 특성을 갖는다.
즉, 투명 물질인 ITO만으로 이루어지는 비교예1에 비해, 본 발명에서와 같이 ITO/TiO2의 이중 코어 구조 전기변색 입자를 이용하는 경우에서 보다 높은 투과 특성을 갖는다. 또한, TiO2만으로 이루어지는 비교예2와 비교할 때, 본 발명에서와 같이 ITO/TiO2의 이중 코어 구조 전기변색 입자를 이용하는 경우 차광 특성이 저하되지 않는다.
또한, 도 7을 참조하면, TiO2만으로 이루어지는 경우 구동 시간 경과에 따라 투과도가 저하되나, 본 발명에서와 같이 ITO/TiO2의 이중 코어 구조 전기변색 입자를 이용하는 경우 투과도가 유지된다.
다시 말해, 본 발명의 전기변색 입자는 차광 특성이 좋지 않은 ITO와 투과 특성이 좋지 않은 TiO2 코어를 모두 포함하지만, 차광 특성과 투과 특성 모두가 향상되는 효과를 갖는다.
또한, TiO2 단일 코어의 경우 구동 안정성이 저하(투과율 저하)되나, 본 발명에서와 같이 ITO/TiO2의 이중 코어 구조 전기변색 입자를 이용하는 경우 투과율이 유지되어 구동 안정성이 개선되었다.
한편, TiO2가 내부 코어를 이루고 ITO가 외부 코어를 이루는 구조일 경우, 코어와 쉘의 결합이 이루어지지 않기 때문에 구동 안정성이 크게 저하된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널을 포함하는 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(300)는 투명 표시패널(310)과, 투명 표시패널(310)의 일측에 위치하는 투과도 가변 패널(200)을 포함한다.
투명 표시패널(310)은 다수의 화소를 포함하고, 각각의 화소는 표시부(312)와, 회로부(314) 및 투명부(316)를 포함한다. 표시부(312)는 회로부(314)를 통해 공급되는 전압 또는 신호에 의해 구동되어 영상을 표시한다. 투명 표시패널(310)은 액정패널 또는 발광다이오드 패널일 수 있다.
투명 표시패널(310)이 발광다이오드 패널인 경우에 대하여 간략히 설명한다.
도 8의 표시패널의 개략적인 단면도인 도 9를 참조하면, 투명 표시패널(310)은, 서로 마주하는 제 3 기판(401) 및 제 4 기판(402)을 포함하고, 제 3 및 제 4 기판(401, 402) 사이에는 표시소자(미도시)가 형성되며, 표시소자는 발광다이오드(D)이다.
제 3 기판(401)과 제 2 기판(402) 각각은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 3 기판(401)과 제 2 기판(402) 각각은 polyethylene terephthalate (PET) 또는 polyethylene naphthalate (PEN)으로 이루어질 수 있다.
제 3 기판(401) 상에는 서로 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 형성되고, 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(미도시)과 평행하게 이격하는 전원배선(미도시)이 형성된다. 표시부(312), 구동부(314) 및 투명부(316)는 각 화소영역(P)에 정의된다.
게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)의 교차지점에는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 각 화소 영역(P)에 형성된다.
또한, 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 전원배선(미도시)에 연결되며, 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성된다.
구동 박막트랜지스터(DTr)는, 반도체층(410)과, 게이트 전극(420)과, 소스 전극 및 드레인 전극(431, 433)을 포함한다. 스위칭 박막트랜지스터는, 이와 같은 구동트랜지스터(DTr)와 유사한 구조를 갖게 될 수 있다.
반도체층(410)은, 채널영역(CR)과 채널영역(CR) 양측에 위치하는 소스영역 및 드레인영역(SR, DR)을 포함한다. 이와 같은 반도체층(410)은 다결정실리콘으로 이루어질 수 있다.
한편, 반도체층(410)과 제 3 기판(401) 사이에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다.
반도체층(410) 상에는, 게이트 절연막(415)이 형성된다. 게이트 절연막(415)는 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
그리고, 게이트 절연막(415) 상에는, 채널영역(CR)에 대응하여 게이트 전극(420)이 형성된다. 게이트 전극(420)은 구리, 알루미늄과 같은 저저항 금속물질로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(420) 상에는, 층간 절연막(425)이 형성된다. 층간 절연막(225)과 게이트 절연막(415)에는, 소스영역(SR)과 드레인영역(DR) 각각을 노출하는 반도체 콘택홀(435)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(425)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
층간 절연막(425) 상에는, 소스전극 및 드레인전극(431, 433)이 형성된다. 소스 전극 및 드레인 전극(231, 233)은, 대응되는 반도체 콘택홀(235)을 통해, 반도체층(410)의 소스 영역 및 드레인 영역(SR, DR)과 각각 접촉하게 된다.
소스 전극 및 드레인 전극(431, 433) 상에는, 보호층(440)이 형성될 수 있다. 보호층(440)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질 또는 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 보호층(440)에는 드레인 전극(433)을 노출하는 드레인 콘택홀(441)이 형성된다.
발광다이오드(D)는 보호층(440) 상에 위치하며 드레인 콘택홀(441)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)와 전기적으로 연결된다.
전술한 바에서는, 결정질실리콘으로 이루어진 반도체층(410)을 사용한 트랜지스터가 형성된 경우를 예로 들었다. 다른 예로서, 비정질실리콘(amorphous silicon)을 반도체층으로 사용한 역 스태거드(inverted staggered) 구조의 트랜지스터가 사용될 수도 있다. 또 다른 예로서, 산화물반도체를 사용한 산화물트랜지스터가 사용될 수도 있다.
또한, 도시하지 않았으나, 각 화소영역(P)에는 스토리지 캐패시터가 형성된다.
발광다이오드(D)는, 제 1 및 2 전극(451, 453)과, 제 1 및 2 전극(451, 453) 사이에 형성된 유기발광층(452)을 포함할 수 있다.
여기서, 제 1 및 2 전극(451, 453)은 투명한 특성을 갖도록 구성된다. 이와 관련하여, 제1 및 2전극(251, 253)은 투명 도전성물질로 형성될 수 있는데, 예를 들면, ITO, IZO, GZO, IGZO와 같이 산화물계열의 투명도전성 물질 중 하나가 사용될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 전극(451, 453) 중 하나는 양극이고 다른 하나는 음극이다. 양극은 일함수 값이 비교적 큰 물질로 이루어지고, 음극은 일함수 값이 비교적 작은 물질로 이루어진다.
제 1 전극(451)은 드레인 콘택홀(441)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의드레인 전극(433)과 연결되며 화소영역(P) 단위로 패터닝된다. 제 2 전극(453)은 표시패널(도 5의 310)의 전체 화소영역(P)에 대응하여 일체로 형성된다.
한편, 제 1 전극(451) 상에는, 화소영역(P) 마다 개구부를 갖는 뱅크(460)가 형성될 수 있다. 이와 같은 뱅크(460)는 서로 이웃하는 화소영역(P)을 구분하는 역할을 하게 된다.
뱅크(460)의 개구부에 대응하여 유기발광층(452)이 화소영역(P) 마다 형성된다. 유기발광층(452)은, 제 1 및 2 전극(451, 453)으로부터 공급되는 정공과 전자의 결합에 의해 빛을 발광하는 기능을 하게 된다.
이와 같은 유기발광층(452)은, 실질적으로 빛을 발광하는 기능을 하는 발광물질층을 포함할 수 있다. 한편, 발광 효율을 높이기 위해, 유기발광층(452)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 유기발광층은 발광물질층 외에 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 전자수송층을 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 발광다이오드(D)는, 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극(420)에 인가된 신호에 따라 대응되는 휘도의 빛을 발생시키게 된다.
또한, 제 4 기판(402)는 인캡슐레이션 기판으로, 구동 박막트랜지스터(DTr)를 덮는다. 도시하지 않았으나, 제 4 기판(402)과 구동 박막트랜지스터(DTr) 사이에는 수분 등의 침투를 방지하기 위한 베리어층이 형성될 수 있다.
도 9에서, 구동 박막트랜지스터(DTr) 등 구동 소자가 형성된 영역이 구동부(도 8의 314)에 대응되고, 발광다이오드(D)가 형성된 영역이 표시부(도 8의 312)에 대응된다. 한편, 투명부(도 8의 316)에는 구동소자와 표시소자가 형성되지 않고 빛이 투과된다. 또한, 표시부(312)와 구동부(314)는 서로 중첩된 영역일 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 투과도 가변 패널(200)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 220)과, 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이에 위치하며 전기변색 입자(100)와 전해질층(130)을 포함하는 전기변색층(240)과, 제 1 기판(210)과 전기변색층(240) 사이에 위치하는 제 1 투명 전극(240)과, 제 2 기판(220)과 전기변색층(240) 사이에 위치하는 제 2 투명 전극(250)을 포함한다.
제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 각각은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 각각은 polyethylene terephthalate (PET) 또는 polyethylene naphthalate (PEN)으로 이루어질 수 있다.
도 8과 도 9에서, 투과도 가변 패널(200)의 제 1 기판(210)과 표시패널(310)의 제 4 기판(402)이 동일한 구성인 것으로 도시되고 있으나, 서로 다른 기판이 이용되고 이들이 부착되어 투과도 가변 패널(200)과 표시패널(310)이 적층될 수 있다.
제 1 투명 전극(230)과 제 2 투명 전극(250) 각각은 투명 도전성 물질로 이루어진다.
전기변색층(240)은 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이, 즉 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250) 사이에 위치하며, 전기변색 입자(100)와 전해질층(130)을 포함한다.
전기변색 입자(100)는 코어(도 2의 110A, 도 3의 110B)와 쉘(도 2의 120A, 도 3의 120B) 구조를 가지며, 코어(도 2의 110A, 도 3의 110B) 각각은 내부코어(도 2의 112A, 도 3의 114A)와 외부코어(도 2의 112B, 도 3의 114B)를 포함하는 이중 구조를 갖는다.
이때, 내부코어(112A, 112B) 각각은 인듐-주석 산화물을 포함하고, 외부코어(114A, 114B) 각각은 티타늄 산화물을 포함한다. 예를 들어, 내부코어(112A, 112B) 각각은 ITO를 포함하고, 외부코어(114A, 114B) 각각은 TiO2를 포함할 수 있다.
쉘(120B)은 전기변색 물질로 이루어지고 전압이 인가되면 산화-환원 반응에 의해 변색됨으로써, 전기변색 입자(100B)를 이용한 투과도 가변이 가능하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 외부코어(114A)가 내부코어(112A)의 외측 전면(全面)을 덮어 쉘(120A)은 내부코어(112A)와 비접촉 상태를 가질 수 있다. 한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부코어(114B)는 내부코어(112B)의 외측면을 부분적으로 덮고 쉘(120B)은 내부코어(112B)와 부분적으로 접촉할 수 있다.
전해질층(130)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 이온성 염은 리튬(Li) 염일 수 있다.
이와 같은 구성의 투과도 가변 패널(200)은 전압의 인가에 의해 투과 상태 또는 차단 상태를 갖는다.
즉, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 전기변색 입자(100)가 투명하기 때문에 투과도 가변 패널(200)은 빛을 투과시킨다. 한편, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되면, 화학식1의 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(120)이 변색되어 투과도 가변 패널(200)은 빛을 차단한다.
다시 말해, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 전기변색 입자(100)의 쉘(도 2의 120)은 투명 상태를 갖기 때문에, 투과도 가변 패널(200)은 투과 모드가 되고 통해 투명부(316)의 빛이 투과된다.
그러나, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되면, 전기변색 입자(100)의 쉘(도 2의 120)이 변색되기 때문에, 투과도 가변 패널(200)은 차단 모드가 되어 빛을 차단한다.
따라서, 투과도 가변 패널(200)을 포함하는 본 발명의 디스플레이장치(300)는 소위 투명 디스플레이장치로 이용된다.
전술한 바와 같이, 전기변색 입자(100)는 ITO와 같은 인듐-주석 산화물로 이루어지는 내부코어(도 2의 112A, 도 3의 112B)와 TiO2와 같은 티타늄 산화물로 이루어지는 외부코어(도 2의 114A, 도 3의 114B)를 포함하는 이중 코어를 포함하며, 이에 따라 투과도와 차광도가 향상되고 저소비전력의 장점을 갖는다.
즉, 내부코어(도 2의 112A, 도 3의 112B)가 전자 이동 특성이 우수한 인듐-주석 산화물, 예를 들어 ITO로 이루어지기 때문에, 온(ON) 상태에서 쉘(도 2의 120A, 도 3의 120B)로의 전자 이동도가 증가하여 쉘(도 2의 120A, 도 3의 120B)의 변색이 용이해진다.
또한, 외부코어(도 2의 114A, 도 3의 114B)가 가시광선에 대한 높은 투과율을 갖는 티타늄 산화물, 예를 들어 TiO2로 이루어지기 때문에, 오프(OFF) 상태에서 높은 투과도를 갖는다.
또한, 외부코어(도 2의 114A, 도 3의 114B)를 이루는 티타늄 산화물은 비표면적이 크기 때문에, 외부코어(도 2의 114A, 도 3의 114B)는 쉘(도 2의 120A, 도 3의 120B)과 결합 상태를 이루어 쌍안정성을 향상시킨다. 따라서, 전기변색 입자(100)의 구동을 위한 소비전력을 낮출 수 있다. 즉, 높은 쌍안정성으로 인해 전압 인가가 중단된 상태에서도 차광 상태를 일정 시간 유지할 수 있기 때문에, 소비전력에서 장점을 갖는다.
따라서, 본 발명의 투과도 가변 패널(200)을 포함하는 디스플레이장치(300)는 높은 투과도와 높은 차광 효율을 갖는다. 따라서, 시인성과 명암비가 향상된 투명 디스플레이장치를 제공할 수 있다.
또한, 쉘과 코어가 화학적 결합 상태를 가져 쌍안정성이 향상되기 때문에, 구동 안정성이 향상된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 100A, 100B: 전기변색 입자 110A, 110B: 코어
112A, 112B: 내부코어 114A, 114B: 외부코어
120A, 120B: 쉘 130: 전해질층
200: 투과도 가변 패널 210, 220, 401, 402: 기판
230, 250: 투명 전극 300: 디스플레이장치
310: 표시패널

Claims (8)

  1. 인듐-주석 산화물을 포함하는 내부코어와;
    상기 내부코어 외측에 위치하고 티타늄 산화물을 포함하는 외부코어와;
    상기 외부코어 외측에 위치하고 전기변색 물질을 포함하는 쉘을 포함하며,
    상기 외부코어는 상기 내부코어의 외측면 제 1 부분과 접촉하고, 상기 쉘은 상기 내부코어의 외측면 제 2 부분과 접촉하는 전기변색 입자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인듐-주석 산화물은 ITO이고, 상기 티타늄 산화물은 TiO2인 전기변색 입자.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 투명 전극과;
    상기 제 2 기판 상에 위치하는 제 2 투명 전극과;
    상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 투명 전극 사이에 위치하며, 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 하나의 전기변색 입자를 포함하는 전기변색 입자층과;
    상기 제 2 투명 전극과 상기 전기변색 입자층 사이에 위치하는 전해질층을 포함하는 투과도 가변 패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전해질층은 리튬염을 포함하는 고체 전해질인 투과도 가변 패널.
  7. 제 5 항의 투과도 가변 패널과;
    상기 투과도 가변 패널의 일측에 위치하며 표시부와 투명부를 포함하는 표시패널
    을 포함하는 디스플레이장치.
  8. 내부코어와;
    상기 내부코어 외측에 위치하는 외부코어와;
    상기 외부코어 외측에 위치하고 전기변색 물질을 포함하는 쉘을 포함하며,
    상기 외부코어는 상기 내부코어를 부분적으로 둘러싸고, 상기 쉘은 상기 외부코어를 완전히 둘러싸는 전기변색 입자.
KR1020140192625A 2014-12-29 2014-12-29 전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치 KR101948187B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140192625A KR101948187B1 (ko) 2014-12-29 2014-12-29 전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140192625A KR101948187B1 (ko) 2014-12-29 2014-12-29 전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160082873A KR20160082873A (ko) 2016-07-11
KR101948187B1 true KR101948187B1 (ko) 2019-02-15

Family

ID=56499504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140192625A KR101948187B1 (ko) 2014-12-29 2014-12-29 전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101948187B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102470079B1 (ko) * 2017-07-17 2022-11-22 엘지디스플레이 주식회사 변색 나노 입자, 이를 포함하는 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20230140996A (ko) * 2022-03-30 2023-10-10 동우 화인켐 주식회사 광학 적층체

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160082873A (ko) 2016-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10196379B2 (en) Viologen compound, and electrolyte, light-transmittance-variable panel and display device including the viologen compound
US11003009B2 (en) Display device and electronic device
KR101940764B1 (ko) 전기변색 물질, 이를 포함하는 투과도 가변 패널 및 디스플레이장치
US9905620B2 (en) Method for fabricating display device and display device
US9442338B2 (en) Transparent display device and method of manufacturing the same
EP3163337A1 (en) Organic light emitting display device
US20130271445A1 (en) Dual mode display device
KR102229145B1 (ko) 투명 디스플레이 장치
CN106932994B (zh) 透明显示装置
KR101948187B1 (ko) 전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치
KR101871850B1 (ko) 전기변색 물질, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치
KR102507759B1 (ko) 광투과 가변 패널과 이를 포함하는 표시장치
CN106932972B (zh) 反射型显示装置
KR102533300B1 (ko) 전기변색 입자, 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치
US20140027763A1 (en) Thin film transistor substrate and display device having the thin film transistor substrate
KR102399876B1 (ko) 광밸브 패널, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 액정표시장치 및 그 구동 방법
KR102642966B1 (ko) 유기 전계발광 표시 장치
KR102666775B1 (ko) 멀티 영상 모드를 구현할 수 있는 투과도 가변 패널 및 이를 포함하는 표시장치
KR102674011B1 (ko) 광셔터 및 반사형 표시장치
KR102666767B1 (ko) 어레이 기판 및 이를 포함하는 반사형 표시장치
KR102483228B1 (ko) 광 제어장치 및 그를 포함한 투명표시장치
KR20180065361A (ko) 유무기 복합 물질, 이를 포함하는 카운터 전극, 광 투과도 가변패널 및 표시장치
KR20180077992A (ko) 멀티 영상 모드를 구현할 수 있는 투과도 가변 패널 및 이를 포함하는 표시장치
KR20170077699A (ko) 하드코팅 필름 및 이를 포함하는 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right