KR102666767B1 - Array substrate and Reflective display device including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 반사판(또는 반사전극) 상에 위치하며 중공입자를 포함하는 중공입자층이 구성되는 어레이 기판과 반사형 표시장치를 제공한다.
본 발명에서는, 중공입자층의 두께가 감소하더라도 반사판(또는 반사전극)과 중공입자층에 의해 반사율과 반사되는 빛의 백감도가 향상된다.
따라서, 어레이 기판과 반사형 표시장치는 높은 휘도와 명암비를 갖고 그 두께가 감소한다.The present invention provides an array substrate and a reflective display device positioned on a reflector (or reflective electrode) and composed of a hollow particle layer containing hollow particles.
In the present invention, even if the thickness of the hollow particle layer is reduced, the reflectance and white sensitivity of reflected light are improved by the reflector (or reflective electrode) and the hollow particle layer.
Accordingly, the array substrate and the reflective display device have high luminance and contrast ratio and their thickness is reduced.
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 우수한 반사율과 백감도(whiteness)를 갖는 어레이 기판 및 이를 포함하는 반사형 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device, and to an array substrate having excellent reflectance and whiteness and a reflective display device including the same.
사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 유기발광다이오드표시장치(organic light emitting diode display device : OELD) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다. As society has entered a full-fledged information age, the display field, which processes and displays large amounts of information, has developed rapidly, and in response to this, liquid crystal display devices (LCDs) and plasma displays have developed rapidly. Various flat panel displays such as panel device (PDP), field emission display device (FED), organic light emitting diode display device (OELD), etc. have been developed and are in the spotlight.
이와 같은 표시장치는 그 내부에 광원을 필요로 한다. 예를 들어, 액정표시장치는 액정패널 하부에 백라이트 유닛을 배치하고 백라이트 유닛으로부터의 빛에 대한 액정패널의 투과율을 조절함으로써 영상을 구현하게 된다.Such a display device requires a light source inside it. For example, a liquid crystal display device implements an image by placing a backlight unit below the liquid crystal panel and adjusting the transmittance of the liquid crystal panel to light from the backlight unit.
그러나, 백라이트 유닛의 구동을 위해 소비 전력이 증가하는 문제가 있으며, 이를 해결하기 위해 반사형 표시장치가 제안되었다. 또한, 휘도의 증가를 위해 적색, 녹색, 청색 화소영역과 함께 백색 화소영역이 구비된 반사형 표시장치가 이용되고 있다.However, there is a problem that power consumption increases to drive the backlight unit, and a reflective display device has been proposed to solve this problem. Additionally, a reflective display device equipped with a white pixel area along with red, green, and blue pixel areas is used to increase luminance.
각 화소영역에는 반사전극이 형성되고, 적색, 녹색 및 청색 화소영역 각각에는 적색, 녹색, 청색 컬러필터층이 형성된다. 또한, 백색 화소영역에는 반사전극만이 형성되거나 투명한 유기 절연층이 형성된다.A reflective electrode is formed in each pixel area, and red, green, and blue color filter layers are formed in each of the red, green, and blue pixel areas. Additionally, only a reflective electrode or a transparent organic insulating layer is formed in the white pixel area.
그러나, 이와 같은 구조의 WRGB 반사형 표시장치에서는 백색 화소영역에서의 백감도가 좋지 않기 때문에, 반사형 표시장치의 표시 품질이 저하된다.However, since the WRGB reflective display device with this structure has poor white sensitivity in the white pixel area, the display quality of the reflective display device deteriorates.
본 발명은, 백색 화소영역에서의 낮은 백감도에 의한 반사형 표시장치의 표시품질 저하 문제를 해결하고자 한다.The present invention seeks to solve the problem of deterioration of display quality in reflective display devices due to low white sensitivity in the white pixel area.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 반사판 상에 위치하며 중공입자를 포함하는 중공입자층과, 중공입자층을 덮고 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되는 투명 전극이 구비된 어레이 기판과 이를 포함하는 반사형 표시장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides an array substrate including a hollow particle layer located on a reflector and containing hollow particles, a transparent electrode covering the hollow particle layer and electrically connected to a thin film transistor, and a reflective array substrate including the same. A display device is provided.
또한, 본 발명은 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되는 반사전극과 반사전극 상에 위치하며 중공입자를 포함하는 중공입자층이 구비된 어레이 기판과 이를 포함하는 반사형 표시장치를 제공한다.Additionally, the present invention provides an array substrate provided with a reflective electrode electrically connected to a thin film transistor and a hollow particle layer containing hollow particles located on the reflective electrode, and a reflective display device including the same.
이때, 중공입자는 코어와 코어를 감싸는 쉘을 포함하고, 쉘의 굴절률은 코어의 굴절률보다 크다.At this time, the hollow particle includes a core and a shell surrounding the core, and the refractive index of the shell is greater than the refractive index of the core.
본 발명의 어레이 기판과 반사형 표시장치에서는, 중공입자에 의해 산란된 빛이 반사판(또는 반사전극)에 의해 반사됨으로써 백색 화소영역에서의 반사율이 증가하고 반사되는 빛의 백감도가 향상된다.In the array substrate and reflective display device of the present invention, the light scattered by the hollow particles is reflected by the reflector (or reflective electrode), thereby increasing the reflectance in the white pixel area and improving the white sensitivity of the reflected light.
또한, 중공입자층의 두께가 감소하더라도 반사율 및 백감도가 향상되기 때문에, 박형의 어레이 기판 및 반사형 표시장치를 제공할 수 있다.In addition, since the reflectance and white sensitivity are improved even if the thickness of the hollow particle layer is reduced, a thin array substrate and a reflective display device can be provided.
또한, 중공입자층의 상부면이 투명전극에 의해 덮이기 때문에, 전기변색층 및/또는 전해질층 형성에 의한 중공입자의 손상을 방지할 수 있다.Additionally, because the upper surface of the hollow particle layer is covered with a transparent electrode, damage to the hollow particles due to the formation of the electrochromic layer and/or electrolyte layer can be prevented.
또한, 중공입자층은 빛을 반사시키는 것이 아니라 산란시키기 때문에, 중공입자층에 대한 마스크 공정이 가능하며, 이에 따라 중공입자층 상에 형성되는 투명전극과 박막트랜지스터가 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 반사형 표시장치의 구동 전압이 감소한다.Additionally, since the hollow particle layer scatters light rather than reflecting it, a mask process for the hollow particle layer is possible, and thus the transparent electrode formed on the hollow particle layer and the thin film transistor can be electrically connected. Accordingly, the driving voltage of the reflective display device decreases.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 중공입자의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a reflective display device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a reflective display device according to a second embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic cross-sectional view of a reflective display device according to a third embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a hollow particle.
본 발명은, 제 1 화소영역이 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판 상에, 상기 제 1 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮고 상기 박막트랜지스터의 제 1 전극을 노출하는 제 1 콘택홀을 갖는 보호층과, 상기 보호층 상에 위치하는 반사판과, 상기 반사판 상에 위치하며 상기 제 1 콘택홀에 대응하는 제 2 콘택홀을 갖고 중공입자를 포함하는 중공입자층과, 상기 중공입자층을 덮고 상기 제 1 및 제 2 콘택홀을 통해 상기 제 1 전극에 전기적으로 연결되는 제 1 투명 전극을 포함하는 어레이 기판을 제공한다.The present invention includes a first substrate on which a first pixel area is defined, a thin film transistor located on the first pixel area on the first substrate, and a first electrode covering the thin film transistor and exposing the first electrode of the thin film transistor. A protective layer having a first contact hole, a reflector located on the protective layer, a hollow particle layer including hollow particles located on the reflector and having a second contact hole corresponding to the first contact hole, and An array substrate is provided that covers a hollow particle layer and includes a first transparent electrode electrically connected to the first electrode through the first and second contact holes.
다른 관점에서, 본 발명은, 전술한 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하며 전기변색입자를 포함하는 전기변색층과, 상기 전기변색층과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 전해질층과, 상기 전해질층과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 카운터 전극과, 상기 카운터 전극과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 제 2 투명 전극을 포함하는 반사형 표시장치를 제공한다.From another perspective, the present invention includes the array substrate described above, a second substrate facing the array substrate, an electrochromic layer located between the array substrate and the second substrate and containing electrochromic particles, and the electric Comprising an electrolyte layer located between the discoloring layer and the second substrate, a counter electrode located between the electrolyte layer and the second substrate, and a second transparent electrode located between the counter electrode and the second substrate. A reflective display device is provided.
다른 관점에서, 본 발명은, 제 1 화소영역이 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판 상에, 상기 제 1 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮고 상기 박막트랜지스터의 제 1 전극을 노출하는 콘택홀을 갖는 보호층과, 상기 보호층 상에 위치하며 상기 콘택홀을 통해 상기 제 1 전극에 연결되는 반사전극과, 상기 반사판 상에 위치하며 중공입자를 포함하는 중공입자층을 포함하는 어레이 기판을 제공한다.From another perspective, the present invention includes a first substrate on which a first pixel area is defined, a thin film transistor located on the first pixel area on the first substrate, and a first layer of the thin film transistor covering the thin film transistor. It includes a protective layer having a contact hole exposing the electrode, a reflective electrode located on the protective layer and connected to the first electrode through the contact hole, and a hollow particle layer located on the reflecting plate and containing hollow particles. An array substrate is provided.
다른 관점에서, 본 발명은, 전술한 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하며 전기변색입자를 포함하는 전기변색층과, 상기 전기변색층과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 전해질층과, 상기 전해질층과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 카운터 전극과, 상기 카운터 전극과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 투명 전극을 포함하는 반사형 표시장치를 제공한다.From another perspective, the present invention includes the array substrate described above, a second substrate facing the array substrate, an electrochromic layer located between the array substrate and the second substrate and containing electrochromic particles, and the electric Reflective type comprising an electrolyte layer positioned between the discoloring layer and the second substrate, a counter electrode positioned between the electrolyte layer and the second substrate, and a transparent electrode positioned between the counter electrode and the second substrate. A display device is provided.
본 발명의 어레이 기판과 반사형 표시장치에 있어서, 상기 중공입자는 코어와 상기 코어를 감싸는 쉘을 포함하고, 상기 쉘의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 크다.In the array substrate and reflective display device of the present invention, the hollow particle includes a core and a shell surrounding the core, and the refractive index of the shell is greater than the refractive index of the core.
본 발명의 어레이 기판과 반사형 표시장치에 있어서, 상기 반사판은 상기 제 1 콘택홀을 통해 상기 제 1 전극에 연결된다.In the array substrate and reflective display device of the present invention, the reflector is connected to the first electrode through the first contact hole.
본 발명의 어레이 기판과 반사형 표시장치에 있어서, 상기 제 2 콘택홀이 크기는 상기 제 1 콘택홀보다 크다.In the array substrate and reflective display device of the present invention, the size of the second contact hole is larger than the first contact hole.
본 발명의 어레이 기판과 반사형 표시장치에 있어서, 상기 제 1 기판에는 제 2 화소영역이 더 정의되고, 상기 제 2 화소영역에는 상기 박막트랜지스터, 상기 보호층, 상기 반사판, 상기 제 1 투명 전극이 위치하며, 상기 제 2 화소영역의 상기 반사판과 상기 제 1 투명 전극 사이에 위치하는 컬러필터층을 더 포함한다.In the array substrate and reflective display device of the present invention, a second pixel region is further defined on the first substrate, and the thin film transistor, the protective layer, the reflector, and the first transparent electrode are included in the second pixel region. and a color filter layer located between the reflector of the second pixel area and the first transparent electrode.
본 발명의 어레이 기판과 반사형 표시장치에 있어서, 상기 제 1 기판에는 제 2 화소영역이 더 정의되고, 상기 제 2 화소영역에는 상기 박막트랜지스터, 상기 보호층, 상기 반사전극이 위치하며, 상기 제 2 화소영역의 상기 반사전극 상에 위치하는 컬러필터층을 더 포함한다.In the array substrate and reflective display device of the present invention, a second pixel region is further defined on the first substrate, the thin film transistor, the protective layer, and the reflective electrode are located in the second pixel region, and the second pixel region is located in the second pixel region. 2. It further includes a color filter layer located on the reflective electrode in the pixel area.
본 발명의 어레이 기판과 반사형 표시장치에 있어서, 상기 중공입자층과 상기 컬러필터층은 동일한 두께를 갖는다.In the array substrate and reflective display device of the present invention, the hollow particle layer and the color filter layer have the same thickness.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a reflective display device according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 반사형 표시장치(100)는 적색 화소영역(Rp)과 백색 화소영역(Wp)을 포함한다. 또한, 풀 컬러 영상의 구현을 위해 녹색, 청색 화소영역(미도시)을 포함할 수 있다. 즉, 컬러 화소영역(적색 화소영역(Rp), 녹색 화소영역, 청색 화소영역)과 백색 화소영역(Wp)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the first reflective display device 100 of the present invention includes a red pixel area (Rp) and a white pixel area (Wp). Additionally, green and blue pixel areas (not shown) may be included to implement a full color image. That is, it includes a color pixel area (red pixel area (Rp), green pixel area, blue pixel area) and a white pixel area (Wp).
반사형 표시장치(100)는, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(110, 180)과, 제 1 및 제 2 기판(110, 180) 사이에 위치하는 반사전극(140), 적색 화소영역(Rp)에 위치하는 적색 컬러필터층(142), 백색 화소영역(Wp)에 위치하는 백색 안료층(150), 전기변색층(160), 전해질층(170), 카운터 전극(184) 및 투명 전극(182)을 포함한다. 제 1 및 제 2 기판(110, 180) 각각은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.The reflective display device 100 includes first and second substrates 110 and 180 facing each other, a reflective electrode 140 located between the first and second substrates 110 and 180, and a red pixel area ( Red color filter layer 142 located in Rp), white pigment layer 150 located in white pixel area (Wp), electrochromic layer 160, electrolyte layer 170, counter electrode 184 and transparent electrode ( 182). Each of the first and second substrates 110 and 180 may be a glass substrate or a plastic substrate.
또한, 각 화소영역(Rp, Wp)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 반사전극(140)에 연결되며 위치한다.In addition, a thin film transistor (Tr) for driving each pixel region (Rp, Wp) is connected to the reflective electrode 140 and positioned.
보다 구체적으로, 제 1 기판(110) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 적색 화소영역(게)과 백색 화소영역(Wp)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다.More specifically, a gate wire (not shown) and a data wire (not shown) intersect on the first substrate 110 to define a red pixel area (Crab) and a white pixel area (Wp), and a thin film transistor (Tr) is connected to the gate wiring and data wiring.
박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(112), 반도체층(120), 소스 전극(130), 드레인 전극(132)을 포함한다. 이때, 게이트 전극(112)과 반도체층(120) 사이에는 게이트 절연막(114)이 위치한다. 게이트 절연막(114)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.The thin film transistor (Tr) includes a gate electrode 112, a semiconductor layer 120, a source electrode 130, and a drain electrode 132. At this time, the gate insulating film 114 is located between the gate electrode 112 and the semiconductor layer 120. The gate insulating film 114 may be made of an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride.
게이트 전극(112)은 게이트 배선에 연결되고, 소스 전극(130)은 데이터 배선에 연결된다. 게이트 전극(112), 소스 전극(130), 드레인 전극(132) 각각은 알루미늄, 구리와 같은 저저항 금속물질로 이루어질 수 있다.The gate electrode 112 is connected to the gate wire, and the source electrode 130 is connected to the data wire. Each of the gate electrode 112, source electrode 130, and drain electrode 132 may be made of a low-resistance metal material such as aluminum or copper.
반도체층(120)은 게이트 전극(112)과 중첩하고 산화물 반도체 물질로 이루어진다. 이와 달리, 반도체층(120)은 순수 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)으로 이루어지는 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘(impurity-doped amorphous silicon)으로 이루어지는 오믹콘택층(미도시)의 적층 구조를 가질 수도 있다.The semiconductor layer 120 overlaps the gate electrode 112 and is made of an oxide semiconductor material. In contrast, the semiconductor layer 120 has a stacked structure of an active layer (not shown) made of pure amorphous silicon and an ohmic contact layer (not shown) made of impurity-doped amorphous silicon. It may be possible.
소스 전극(130)과 드레인 전극(132)은 서로 이격하며 반도체층(120) 상에 위치한다.The source electrode 130 and the drain electrode 132 are spaced apart from each other and are located on the semiconductor layer 120.
박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(132)을 노출하는 드레인 콘택홀(136)을 갖는 보호층(134)이 형성된다. A protective layer 134 is formed that covers the thin film transistor (Tr) and has a drain contact hole 136 exposing the drain electrode 132.
예를 들어, 보호층(134)은 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 또한, 보호층(134)과 소스 및 드레인 전극(130, 132) 사이에는 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어지는 절연층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.For example, the protective layer 134 may be made of an organic insulating material such as photoacrylic. Additionally, an insulating layer (not shown) made of an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride may be further formed between the protective layer 134 and the source and drain electrodes 130 and 132.
반사전극(140)은 드레인 콘택홀(136)을 통해 드레인 전극(132)에 연결되며 보호층(134) 상에 형성된다. 예를 들어, 반사전극(140)은 알루미늄과 같이 반사율이 높은 도전성 물질로 이루어질 수 있다.The reflective electrode 140 is connected to the drain electrode 132 through the drain contact hole 136 and is formed on the protective layer 134. For example, the reflective electrode 140 may be made of a conductive material with high reflectivity, such as aluminum.
이와 달리, 반사전극(140)은 투명 도전성 물질층과 반사층을 포함하는 다중층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 반사전극(140)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO)층, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금층, ITO층의 삼중층 구조를 가질 수 있다.Alternatively, the reflective electrode 140 may have a multi-layer structure including a transparent conductive material layer and a reflective layer. For example, the reflective electrode 140 has a triple-layer structure of an indium-tin-oxide (ITO) layer, an aluminum-palladium-copper (APC) alloy layer, and an ITO layer. You can have it.
적색 화소영역(Rp)에는, 반사전극(140) 상에 적색 컬러필터층(142)가 형성된다. 도시하지 않았으나, 녹색 및 청색 화소영역에는, 반사전극(140) 상에 녹색 및 청색 컬러필터층이 각각 형성된다.In the red pixel region Rp, a red color filter layer 142 is formed on the reflective electrode 140. Although not shown, green and blue color filter layers are formed on the reflective electrode 140 in the green and blue pixel areas, respectively.
백색 화소영역(Wp)에는, 반사전극(140) 상에 산화티타늄(TiO2) 입자(152)를 포함하는 백색 안료층(150)이 형성된다. 산화티타늄 입자(152)는 백색 안료(white pigment)로서 우수한 백감도(whiteness)를 갖는다.In the white pixel area Wp, a white pigment layer 150 containing titanium oxide (TiO 2 ) particles 152 is formed on the reflective electrode 140. The titanium oxide particles 152 are white pigments and have excellent whiteness.
백색 화소영역(Wp)에 박막트랜지스터(Tr), 보호층(134), 반사전극(140), 백색 안료층(150)이 형성된 기판(110)은 반사형 표시장치(100)의 어레이 기판을 구성한다. 또한, 어레이 기판은, 컬러 영상 구현을 위해 박막트랜지스터(Tr), 보호층(134), 반사전극(140), 컬러필터층(142)이 형성된 적색 화소영역(Rp)을 포함할 수 있고, 적색 화소영역(Rp)과 동일한 구조의 녹색 및 청색 화소영역(미도시)을 더 포함할 수 있다.The substrate 110 on which a thin film transistor (Tr), a protective layer 134, a reflective electrode 140, and a white pigment layer 150 are formed in the white pixel area (Wp) constitutes an array substrate of the reflective display device 100. do. In addition, the array substrate may include a red pixel region (Rp) in which a thin film transistor (Tr), a protective layer 134, a reflective electrode 140, and a color filter layer 142 are formed to implement a color image, and the red pixel It may further include green and blue pixel areas (not shown) with the same structure as the area Rp.
적색 컬러필터층(142)과 백색 안료층(150) 상에는 전기변색입자(162, electrochromic particle)를 포함하는 전기변색층(160)이 형성된다. 예를 들어, 전기변색입자(162)는 코어(미도시)와 코어를 덮고 전기변색물질로 이루어지는 쉘(미도시)의 구조를 갖는다.An electrochromic layer 160 containing electrochromic particles 162 is formed on the red color filter layer 142 and the white pigment layer 150. For example, the electrochromic particles 162 have a structure of a core (not shown) and a shell (not shown) covering the core and made of an electrochromic material.
예를 들어, 코어는 In2O3, SnO2, ZnO, ITO, ATO, IZO, TiO2 중에서 선택되는 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 쉘은 전압에 따라 광 흡수 정도를 달리하여, 전기변색입자(162)가 투명 또는 차광 특성을 갖게 한다. 예를 들어, 쉘은 비올로겐 유도체로 형성될 수 있다, 그러나, 코어와 쉘의 물질은 이에 한정되지 않는다.For example, the core may be made of a transparent conductive oxide selected from In 2 O 3 , SnO 2 , ZnO, ITO, ATO, IZO, and TiO 2 . Additionally, the shell varies the degree of light absorption depending on the voltage, allowing the electrochromic particles 162 to have transparent or light-blocking characteristics. For example, the shell may be formed from a viologen derivative, however, the materials of the core and shell are not limited thereto.
전기변색층(160) 상에는 전해질층(170)이 위치한다. 예를 들어, 전해질층(170)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 이온성 염은 리튬(Li) 염일 수 있다.The electrolyte layer 170 is located on the electrochromic layer 160. For example, the electrolyte layer 170 may be a solid electrolyte containing an ionic salt that is an ion conductor, a plasticizer, and a polymer binder. For example, the ionic salt may be a lithium (Li) salt.
전기변색층(160) 상에는 제 2 투명 전극(182)과 카운터 전극(184)이 형성된 제 2 기판(180)이 위치한다. A second substrate 180 on which a second transparent electrode 182 and a counter electrode 184 are formed is located on the electrochromic layer 160.
제 2 투명 전극(182)은 ITO 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 카운터 전극(184)은 투명 전극(182)과 전해질층(170) 사이에 위치한다. 카운터 전극(184)은 전기변색입자(162)에서의 산화-환원 반응이 원활하게 일어나도록 하기 위해 형성된다. 예를 들어, 카운터 전극(184)은 PEDOT, 페로센 화합물, 트리페닐 아민, 다이페닐 아민, 페녹사진계 고분자와 같은 도전성 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.The second transparent electrode 182 may be made of a transparent conductive material such as ITO or indium-zinc-oxide (IZO). The counter electrode 184 is located between the transparent electrode 182 and the electrolyte layer 170. The counter electrode 184 is formed to ensure that the oxidation-reduction reaction in the electrochromic particles 162 occurs smoothly. For example, the counter electrode 184 may be made of any one of conductive polymers such as PEDOT, ferrocene compound, triphenyl amine, diphenyl amine, and phenoxazine-based polymer.
이와 같은 구조의 반사형 표시장치(100)에서는, 전압 인가에 따른 전기변색입자(162)의 광흡수 정도(또는 투과도) 변화와 반사전극(140) 및/또는 백색 안료층(150)에서의 반사에 의해 영상을 구현하게 된다.In the reflective display device 100 having this structure, the degree of light absorption (or transmittance) of the electrochromic particles 162 changes according to voltage application and reflection from the reflective electrode 140 and/or the white pigment layer 150. The video is implemented by .
예를 들어, 반사전극(140)과 투명전극(182)에 전압이 인가되지 않은 상태에서 전기변색 입자(162)는 투명한 상태를 갖고, 외부의 빛이 반사전극(140)에 의해 반사되어 적색 컬러필터층(142)을 통과하면서 적색을 표시하게 된다. 또한, 백색 화소영역(Wp)에서는 외부의 빛이 백색 안료층(150) 및/또는 반사전극(140)에 의해 반사되어 백색을 표시하게 된다.For example, when no voltage is applied to the reflective electrode 140 and the transparent electrode 182, the electrochromic particles 162 are transparent, and external light is reflected by the reflective electrode 140, giving them a red color. As it passes through the filter layer 142, it displays red. Additionally, in the white pixel area Wp, external light is reflected by the white pigment layer 150 and/or the reflective electrode 140 to display white.
한편, 반사전극(140)과 투명전극(182)에 전압이 인가된 상태에서 전기변색 입자(162)는 불투명한 상태를 가져 외부 빛을 흡수함으로써, 반사형 표시장치(100)는 블랙 상태가 된다.Meanwhile, when voltage is applied to the reflective electrode 140 and the transparent electrode 182, the electrochromic particles 162 are in an opaque state and absorb external light, so that the reflective display device 100 is in a black state. .
이때, 산화티타늄 입자(152)를 포함하는 백색 안료층(150)에 의해 외부 빛이 반사되며 산화티타늄 입자(152)에 의해 백감도와 반사율이 향상된다.At this time, external light is reflected by the white pigment layer 150 containing titanium oxide particles 152, and white sensitivity and reflectance are improved by the titanium oxide particles 152.
그런데, 백색 안료층(150)이 전기변색층(160)과 접하고 전해질층(170)과는 전기변색층(160)만이 개재된 상태로 인접하기 때문에, 전기변색층(160) 및/또는 전해질층(170)에 이용되는 용제(또는 용매)에 의해 백색 안료층(150)이 손상되는 문제가 발생한다. 이러한 문제는 적색 컬러필터층(142)에서도 발생될 수 있다.However, since the white pigment layer 150 is in contact with the electrochromic layer 160 and is adjacent to the electrolyte layer 170 with only the electrochromic layer 160 interposed, the electrochromic layer 160 and/or the electrolyte layer A problem occurs in which the white pigment layer 150 is damaged by the solvent (or solvents) used in (170). This problem may also occur in the red color filter layer 142.
또한, 반사형 표시장치(100)의 백색 화소영역(Wp)에서 높은 반사율을 얻기 위해서는 산화티타늄 입자(152)를 포함하는 백색 안료층(150)의 두께가 크게 증가하여야 한다. 즉, 백색 안료층(150)이 적색 컬러필터층(142)과 유사하게 약 2㎛의 두께를 갖는다면, 백색 안료층(150) 하부에 반사전극(140)이 위치하더라도 높은 반사율을 얻는데 한계가 있다.Additionally, in order to obtain a high reflectance in the white pixel area (Wp) of the reflective display device 100, the thickness of the white pigment layer 150 containing titanium oxide particles 152 must be greatly increased. That is, if the white pigment layer 150 has a thickness of about 2㎛, similar to the red color filter layer 142, there is a limit to obtaining a high reflectance even if the reflective electrode 140 is located below the white pigment layer 150. .
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a reflective display device according to a second embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 반사형 표시장치(200)는 적색 화소영역(Rp)과 백색 화소영역(Wp)을 포함한다. 또한, 풀 컬러 영상의 구현을 위해 녹색, 청색 화소영역(미도시)을 포함할 수 있다. 즉, 컬러 화소영역(적색 화소영역(Rp), 녹색 화소영역, 청색 화소영역)과 백색 화소영역(Wp)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the second
반사형 표시장치(200)는, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 280)과, 제 1 및 제 2 기판(210, 280) 사이에 위치하는 반사전극(240), 적색 화소영역(Rp)에 위치하는 적색 컬러필터층(242), 백색 화소영역(Wp)에 위치하는 백색 안료층(250), 제 1 투명 전극(254), 전기변색층(260), 전해질층(270), 카운터 전극(284) 및 제 2 투명 전극(282)을 포함한다. 제 1 및 제 2 기판(210, 280) 각각은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.The
또한, 각 화소영역(Rp, Wp)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 제 2 투명 전극(254)과 연결되며 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)는 반사전극(240)에도 연결된다. 이와 달리, 반사전극(240)은 박막트랜지스터(Tr)와 전기적으로 분리될 수도 있다.In addition, a thin film transistor (Tr) for driving each pixel region (Rp, Wp) is connected to the second
제 1 기판(210) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 적색 화소영역(게)과 백색 화소영역(Wp)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다.On the
박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(212), 반도체층(220), 소스 전극(230), 드레인 전극(232)을 포함한다. 게이트 전극(212)과 반도체층(220) 사이에는 게이트 절연막(214)이 위치한다.The thin film transistor (Tr) includes a
박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(232)을 노출하는 드레인 콘택홀(236)을 갖는 보호층(234)이 형성되고, 반사전극(240)은 드레인 콘택홀(236)을 통해 드레인 전극(232)에 연결되며 보호층(234) 상에 형성된다.A
반사전극(240)은 알루미늄과 같이 반사율이 높은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 반사전극(240)은 투명 도전성 물질층과 반사층을 포함하는 다중층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 반사전극(240)은 ITO층, APC 합금층, ITO층의 삼중층 구조를 가질 수 있다.The
적색 화소영역(Rp)에는, 반사전극(240) 상에 적색 컬러필터층(242)이 형성된다. 도시하지 않았으나, 녹색 및 청색 화소영역에는, 반사전극(240) 상에 녹색 및 청색 컬러필터층이 각각 형성된다.In the red pixel region Rp, a red
백색 화소영역(Wp)에는, 반사전극(240) 상에 산화티타늄(TiO2) 입자(252)를 포함하는 백색 안료층(250)이 형성된다. 산화티타늄 입자(252)는 백색 안료(white pigment)로서 우수한 백감도(whiteness)를 갖는다.In the white pixel area Wp, a
드레인 콘택홀(236)은 보호층(234)과 백색 안료층(250)에 형성되어 드레인 전극(232)이 노출된다. 즉, 보호층(234)에는 제 1 콘택홀이 형성되고, 백색 안료층(250)에는 제 2 콘택홀이 형성되며, 제 1 및 제 2 콘택홀이 드레인 콘택홀(236)을 이룬다. 이때, 반사전극(240)은 제 1 콘택홀을 통해 드레인 전극(232)에 연결된다.The
제 1 투명 전극(254)은 적색 컬러필터층(242)과 백색 안료층(250) 상에 형성된다. 제 1 투명 전극(254)은 드레인 콘택홀(236)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(232)에 연결되며 ITO, IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다. 즉, 제 1 투명 전극(254)은 제 2 콘택홀(236)을 통해 드레인 전극(232)에 전기적으로 연결된다.The first
컬러필터층(242)과 백색 안료층(250)은 반사전극(240)과 제 1 투명 전극(254) 사이에 위치하여 이들은 샌드위치 구조를 이루며, 이에 의해 백색 안료층(250)이 보호된다.The
백색 화소영역(Wp)에 박막트랜지스터(Tr), 보호층(234), 반사전극(240), 백색 안료층(250) 및 제 1 투명 전극(254)이 형성된 기판(210)은 반사형 표시장치(200)의 어레이 기판을 구성한다. 또한, 어레이 기판은, 컬러 영상 구현을 위해 박막트랜지스터(Tr), 보호층(234), 반사전극(240), 컬러필터층(242), 제 1 투명 전극(254)이 형성된 적색 화소영역(Rp)을 포함할 수 있고, 적색 화소영역(Rp)과 동일한 구조의 녹색 및 청색 화소영역(미도시)을 더 포함할 수 있다.The
제 1 투명 전극(254) 상에는 전기변색입자(262)를 포함하는 전기변색층(260)이 위치하고, 전기변색층(260) 상에는 전해질층(270)이 위치한다. An
또한, 전기변색층(260) 상에는 제 2 투명 전극(282)과 카운터 전극(284)이 형성된 제 2 기판(280)이 위치한다. Additionally, a
이와 같은 구조의 반사형 표시장치(200)에서는, 전압 인가에 따른 전기변색입자(262)의 광흡수 정도(또는 투과도) 변화와 반사전극(240) 및/또는 백색 안료층(250)에서의 반사에 의해 영상을 구현하게 된다.In the
예를 들어, 제 1 투명 전극(254)과 제 2 투명전극(282)에 전압이 인가되지 않은 상태에서 전기변색 입자(262)는 투명한 상태를 갖고, 외부의 빛이 반사전극(240)에 의해 반사되어 적색 컬러필터층(242)을 통과하면서 적색을 표시하게 된다. 또한, 백색 화소영역(Wp)에서는 외부의 빛이 백색 안료층(250) 및/또는 반사전극(240)에 의해 반사되어 백색을 표시하게 된다.For example, when no voltage is applied to the first
한편, 제 1 투명 전극(254)과 제 2 투명전극(282)에 전압이 인가된 상태에서 전기변색 입자(262)는 불투명한 상태를 가져 외부 빛을 흡수함으로써, 반사형 표시장치(200)는 블랙 상태가 된다.Meanwhile, when voltage is applied to the first
전술한 바와 같이, 산화티타늄 입자(252)를 포함하는 백색 안료층(250)은 반사전극(240)과 제 1 투명 전극(254)에 의해 하부 및 상부가 덮이기 때문에, 전기변색층(260) 및/또는 전해질층(270)에 이용되는 용제(또는 용매)에 의해 백색 안료층(250)이 손상되는 문제가 방지된다. 또한, 적색 컬러필터층(242) 역시 반사전극(240)과 제 1 투명 전극(254)에 의해 하부 및 상부가 덮인 상태를 갖기 때문에, 적색 컬러필터층(242)의 손상도 방지된다.As described above, the
또한, 백색 안료층(250)은 컬러필터층(242)의 제 1 두께(t1)보다 큰 제 2 두께(t2)를 갖기 때문에, 백색 화소영역(Wp)에서 충분한 반사율을 확보할 수 있다.Additionally, since the
그런데, 백색 안료층(250)의 두께가 증가함에 따라 반사형 표시장치(200)의 두께 증가 문제가 발생한다.However, as the thickness of the
또한, 백색 안료층(250)의 두께 증가에 따라, 제 1 투명 전극(254)을 드레인 전극(232)에 연결시키기 위한 드레인 콘택홀(236) 형성 공정에 문제가 발생한다.Additionally, as the thickness of the
즉, 드레인 콘택홀(236)을 형성하기 위해서는, 적색 컬러필터층(242)과 백색 안료층(250)에 대한 마스크 공정이 진행되어야 하는데, 반사 특성을 갖는 산화티타늄 입자(252)를 포함하는 백색 안료층(250)에는 노광 공정의 진행이 어렵다. 다시 말해, 백색 안료층(250)의 선택적 제거를 위해 진행되어야 하는 노광 공정에서의 광이 산화티타늄 입자(252)에 의해 반사되기 때문에, 백색 안료층(250)에 대한 마스크 공정에 문제가 발생하고 드레인 전극(232)이 노출되지 않게 된다.That is, in order to form the
따라서, 전기변색입자(262)의 광 흡수 정도(또는 투과도) 조절을 위한 제 1 투명 전극(254)에 전압이 인가되지 않고 반사형 표시장치(200)의 구동에 문제가 발생하게 된다.Accordingly, voltage is not applied to the first
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.Figure 3 is a schematic cross-sectional view of a reflective display device according to a third embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 반사형 표시장치(300)는 적색 화소영역(Rp)과 백색 화소영역(Wp)을 포함한다. 또한, 풀 컬러 영상의 구현을 위해 녹색, 청색 화소영역(미도시)을 포함할 수 있다. 즉, 컬러 화소영역(적색 화소영역(Rp), 녹색 화소영역, 청색 화소영역)과 백색 화소영역(Wp)을 포함한다.As shown in FIG. 3, the third
반사형 표시장치(300)는, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(310, 380)과, 제 1 및 제 2 기판(310, 380) 사이에 위치하는 반사전극(340), 적색 화소영역(Rp)에 위치하는 적색 컬러필터층(342), 백색 화소영역(Wp)에 위치하는 중공입자층(350), 제 1 투명 전극(354), 전기변색층(360), 전해질층(370), 카운터 전극(384) 및 제 2 투명 전극(382)을 포함한다. 제 1 및 제 2 기판(310, 380) 각각은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.The
또한, 각 화소영역(Rp, Wp)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 제 2 투명 전극(354)과 연결되며 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)는 반사전극(340)에도 연결된다. 이와 달리, 반사전극(340)은 박막트랜지스터(Tr)와 전기적으로 분리될 수도 있다.In addition, a thin film transistor (Tr) for driving each pixel region (Rp, Wp) is connected to the second
제 1 기판(310) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 적색 화소영역(Rp)과 백색 화소영역(Wp)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다.On the
박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(312), 반도체층(320), 소스 전극(330), 드레인 전극(332)을 포함한다. 게이트 전극(312)과 반도체층(320) 사이에는 게이트 절연막(314)이 위치한다.The thin film transistor (Tr) includes a
박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(332)을 노출하는 드레인 콘택홀(336)을 갖는 보호층(334)이 형성되고, 반사전극(340)은 드레인 콘택홀(336)을 통해 드레인 전극(332)에 연결되며 보호층(334) 상에 형성된다.A
반사전극(340)은 알루미늄과 같이 반사율이 높은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 반사전극(340)은 알루미늄, 구리, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 반사전극(340)은 투명 도전성 물질층과 반사층을 포함하는 다중층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 반사전극(340)은 ITO층, APC 합금층, ITO층의 삼중층 구조를 가질 수 있다.The
반사전극(340)은 드레인 전극(332)에 연결되지 않고 반사판 역할을 할 수도 있다.The
적색 화소영역(Rp)에는, 반사전극(340) 상에 적색 컬러필터층(342)이 형성된다. 도시하지 않았으나, 녹색 및 청색 화소영역에는, 반사전극(340) 상에 녹색 및 청색 컬러필터층이 각각 형성된다.In the red pixel region Rp, a red
백색 화소영역(Wp)에는, 반사전극(340) 상에 중공입자(hollow particle, 352)를 포함하는 중공입자층(350)이 형성된다. 중공입자층(350)은 포토리소그라피 공정이 가능하도록 감광성(photo-sensitive) 레진을 더 포함한다.In the white pixel area Wp, a
중공입자(352)는 빛을 산란시키며 반사전극(340)에 의해 산란된 빛이 반사된다. 이때, 본 발명의 중공입자(352)는 높은 산란 특성을 가져 반사전극(340)에 의해 반사되는 빛의 백감도가 향상된다.The
드레인 콘택홀(236)은 보호층(234)과 중공입자층(350)에 형성되어 드레인 전극(332)가 노출된다. 즉, 보호층(334)에는 제 1 콘택홀이 형성되고, 중공입자층(350)에는 제 2 콘택홀이 형성되며, 제 1 및 제 2 콘택홀이 드레인 콘택홀(336)을 이룬다. 이때, 반사전극(340)은 제 1 콘택홀을 통해 드레인 전극(332)에 연결된다.The
중공입자층(350)은 레진(또는 바인더, 미도시)과 레진에 분산된 중공입자(350)를 포함한다. The
중공입자의 개략적인 단면도인 도 4를 참조하면, 중공입자(352)는 제1 굴절률을 갖는 코어(392)와 제 1 굴절률보다 큰 제 2 굴절률을 갖고 코어(392)를 감싸는 쉘(394)을 포함한다.Referring to FIG. 4, which is a schematic cross-sectional view of the hollow particle, the
예를 들어, 코어(392)는 공기층일 수 있다. 또한, 쉘(394)은 약 1.4~1.6의 굴절률을 갖고 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어 쉘(394)은 styrene 계열의 고분자(굴절률 1.59), polymethylmethacrylate(PMMA, 굴절률 1.49)와 같은 유기 물질 또는 산화실리콘(SiO2, 굴절률 1.4)과 같은 무기물질로 이루어질 수 있다.For example, core 392 may be an air layer. Additionally, the shell 394 may have a refractive index of about 1.4 to 1.6 and may be made of a transparent material. For example, the shell 394 may be made of an organic material such as a styrene-based polymer (refractive index 1.59), polymethylmethacrylate (PMMA, refractive index 1.49), or an inorganic material such as silicon oxide (SiO 2 , refractive index 1.4).
이와 같이, 중공입자층(350)이 반사전극(340) 상에 배치되면, 중공입자층(350)이 낮은 두께를 갖더라도 백색 화소영역(Wp)에서 반사율과 백감도가 향상된다. 따라서, 중공입자층(350)과 컬러필터층(342)가 실질적으로 동일한 두께(t1)를 가질 수 있다.In this way, when the
제 1 투명 전극(354)은 적색 컬러필터층(342)과 중공입자층(350) 상에 형성된다. 제 1 투명 전극(354)은 드레인 콘택홀(336)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(332)에 연결되며 ITO, IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어진다. 즉, 제 1 투명 전극(354)은 제 2 콘택홀(336)을 통해 드레인 전극(332)에 전기적으로 연결된다.The first
전술한 바와 같이, 백색 안료층(도 2의 250)의 산화티타늄 입자(252)는 빛을 반사시키기 때문에, 마스크 공정을 진행하여 백색 안료층(250)에 드레인 콘택홀(도 2의 236)을 형성하는 것은 매우 어렵거나 불가능하다. 따라서, 백색 안료층(250) 상에 형성되는 제 1 투명 전극(254)은 박막트랜지스터(Tr)과 전기적으로 연결되지 못한다.As described above, since the
그러나, 중공입자층(350)은 빛을 산란시키며 투과시키기 때문에, 마스크 공정(노광 공정을 포함하는 포토리소그라피 공정)에 의해 중공입자층(350)에 드레인 콘택홀(336)을 형성할 수 있다. 따라서, 제 1 투명 전극(254)이 박막트랜지스터(Tr)에 전기적으로 연결된다.However, since the
예를 들어, 박막트랜지스터(Tr)가 형성된 제 1 기판(310) 상부로 보호층(334)을 형성한 후, 마스크 공정(포토리소그라피 공정)을 진행 제 1 콘택홀(드레인 콘택홀, 336)을 형성하고, 높은 반사율을 갖는 금속물질을 증착하고 마스크 공정을 진행하여 제 1 콘택홀을 통해 드레인 전극(332)에 연결되는 반사전극(340)을 형성한다.For example, after forming the
한편, 제 1 콘택홀 형성 공정 없이 높은 반사율을 갖는 물질층을 형성하고 마스크 공정에 의해 패터닝함으로써 보호층(334) 상에 적색 화소영역(Rp)와 백색 화소영역(Wp) 각각에 대응하는 반사판을 형성할 수도 있다.Meanwhile, by forming a material layer with high reflectance without a first contact hole forming process and patterning it through a mask process, a reflector corresponding to each of the red pixel area (Rp) and the white pixel area (Wp) is formed on the
다음, 적색 컬러필터층(342)과 중공입자층(350)이 적색 화소영역(Rp)과 백색 화소영역(Wp)에 각각 형성된다. 중공입자층(350)은 중공입자, 모노머 및/또는 올리고머, 개시제, 용매가 포함된 조성물을 코팅하고 마스크 공정에 의해 패터닝함으로써 형성될 수 있다. 적색 컬러필터층(342)과 중공입자층(350)에는 마스크 공정에 의해 제 2 콘택홀(드레인 콘택홀)이 형성된다.Next, a red
전술한 바와 같이, 중공입자층(350)은 빛을 반사시키는 것이 아니라 산란시키기 때문에, 마스크 공정에 의해 중공입자층(350)에 제 2 콘택홀을 형성할 수 있다.As described above, since the
마스크 공정의 노광 공정에서 중공입자층(350)에 의해 빛이 산란되기 때문에, 중공입자층(350)에 형성되는 제 2 콘택홀의 크기(평면적)는 보호층(334)에 형성되는 제 1 콘택홀보다 클 수 있다. 또한, 중공입자층(350)에 형성되는 제 2 콘택홀의 크기는 적색 컬러필터층(342)에 형성되는 제 2 콘택홀보다 클 수 있다.Since light is scattered by the
다음, 적색 컬러필터층(342)과 중공입자층(350) 상에 투명 도전성 물질을 증착하고 마스크 공정을 진행함으로써, 제 1 투명전극(354)이 형성된다.Next, the first
컬러필터층(342)과 중공입자층(350)은 반사전극(340)과 제 1 투명 전극(354) 사이에 위치하여 이들은 샌드위치 구조를 이루며, 이에 의해 중공입자층(350)이 보호된다.The
백색 화소영역(Wp)에 박막트랜지스터(Tr), 보호층(334), 반사전극(340), 백색 안료층(350) 및 제 1 투명 전극(354)이 형성된 기판(310)은 반사형 표시장치(300)의 어레이 기판을 구성한다. 또한, 어레이 기판은, 컬러 영상 구현을 위해 박막트랜지스터(Tr), 보호층(334), 반사전극(340), 컬러필터층(342), 제 1 투명 전극(354)이 형성된 적색 화소영역(Rp)을 포함할 수 있고, 적색 화소영역(Rp)과 동일한 구조의 녹색 및 청색 화소영역(미도시)을 더 포함할 수 있다.The
제 1 투명 전극(354) 상에는 전기변색입자(362)를 포함하는 전기변색층(360)이 위치하고, 전기변색층(360) 상에는 전해질층(370)이 위치한다. An
전기변색층(360)과 접하는 제 1 투명 전극(354)이 박막트랜지스터(Tr)에 전기적으로 연결되기 때문에, 전기변색층(360)을 구동시키기 위한 구동 전압이 감소한다. 따라서, 반사형 표시장치(300)의 구동 전압과 소비 전력이 감소한다.Since the first
또한, 전기변색층(360) 상에는 제 2 투명 전극(382)과 카운터 전극(384)이 형성된 제 2 기판(380)이 위치한다. Additionally, a second substrate 380 on which a second
한편, 다시 도 1을 참조하면, 중공입자층(350)은 백색 안료층(150) 대신에 형성될 수도 있다. 즉, 중공입자층(350)은 반사전극(140) 상에 위치하며 전기변색층(160)과 접할 수도 있다. 본 발명의 중공입자층(350)은 반사전극(140) 상에 위치하며 낮은 두께를 갖더라도 반사율과 백감도에서 우수한 특성을 갖는다. 따라서, 중공입자층(350)이 컬러필터층(142)과 실질적으로 동일한 두께를 갖더라도, 어레이 기판 및 반사형 표시장치는 높은 반사율과 우수한 백감도를 갖는다.Meanwhile, referring again to FIG. 1, the
이와 같은 구조의 반사형 표시장치(300)에서는, 전압 인가에 따른 전기변색입자(362)의 광 흡수 정도(또는 투과도) 변화와 중공입자층(350)에서의 빛 산란 및 반사전극(340)에서의 반사에 의해 영상을 구현하게 된다.In the
예를 들어, 제 1 투명 전극(354)과 제 2 투명전극(382)에 전압이 인가되지 않은 상태에서 전기변색 입자(362)는 투명한 상태를 갖고, 외부의 빛이 반사전극(340)에 의해 반사되어 적색 컬러필터층(342)을 통과하면서 적색을 표시하게 된다. 또한, 백색 화소영역(Wp)에서는 외부의 빛이 중공입자층(350)에 의해 산란되고 반사전극(340)에 의해 반사되어 백색을 표시하게 된다.For example, when no voltage is applied to the first
한편, 제 1 투명 전극(354)과 제 2 투명전극(382)에 전압이 인가된 상태에서 전기변색 입자(362)는 불투명한 상태를 가져 외부 빛을 흡수함으로써, 반사형 표시장치(300)는 블랙 상태가 된다.Meanwhile, when voltage is applied to the first
전술한 바와 같이, 중공입자(352)를 포함하는 중공입자층(350)은 반사전극(340)과 제 1 투명 전극(354)에 의해 하부 및 상부가 덮이기 때문에, 전기변색층(360) 및/또는 전해질층(370)에 이용되는 용제(또는 용매)에 의해 중공입자층(350)이 손상되는 문제가 방지된다. 또한, 적색 컬러필터층(342) 역시 반사전극(340)과 제 1 투명 전극(354)에 의해 하부 및 상부가 덮인 상태를 갖기 때문에, 적색 컬러필터층(342)의 손상도 방지된다.As described above, since the
또한, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치(300)에서는, 중공입자층(350)과 반사전극(340)에 의해 높은 반사율이 확보되기 때문에, 중공입자층(350)과 컬러필터층(342)이 동일한 두께(t1)를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사형 표시장치(도 2의 200)에서와 같은 두께 증가의 문제가 발생하지 않는다.In addition, in the
또한, 본 발명의 중공입자(352)는 빛을 반사시키지 않기 때문에, 드레인 콘택홀(336)의 형성 공정에 문제가 발생하지 않으며, 이에 따라 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반사형 표시장치(도 2의 200)에서와 같은 구동 불량 문제는 발생하지 않는다.In addition, since the
즉, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치(300)는, 표시장치의 두께 증가와 구동 불량 없이 백색 화소영역(Wp)에서의 높은 반사율과 우수한 백감도에 의해 높은 휘도와 우수한 표시품질을 제공할 수 있다.That is, the
중공입자의 합성Synthesis of hollow particles
증류수 150그램을 질소 가스로 30분 동안 퍼지(purge)한 후 스타이렌 15그램과 아크릴릭 엑시드 2.5그램을 넣었다. 이후, 포타슘 퍼설페이트가 0.7퍼센트의 중량비로 용해된 증류수 150그램을 넣고 스터링(stirring)을 지속하며 70℃로 승온시켜(분당 1℃씩 상승) 8시간 동안 유지시켰다. 이후 5회의 원심분리를 통하여 잔류물을 제거하고, 얻어진 고체 1그램을 60그램의 증류수에 분산시켰다. After purging 150 grams of distilled water with nitrogen gas for 30 minutes, 15 grams of styrene and 2.5 grams of acrylic acid were added. Afterwards, 150 grams of distilled water in which potassium persulfate was dissolved at a weight ratio of 0.7 percent was added, the temperature was raised to 70°C while stirring was continued (increasing the temperature by 1°C per minute), and maintained for 8 hours. Afterwards, the residue was removed through centrifugation five times, and 1 gram of the obtained solid was dispersed in 60 grams of distilled water.
이후, 질소 가스를 이용하여 30분간 퍼지시켰다. 혼합물에 다이비닐벤젠 1.5그램, 메틸메타아크릴레이트 1.6그램, 아크릴산(acrylic acid) 0.18그램, 포타슘 퍼설페이트 0.02그램을 넣고 스터링을 지속하며 80℃로 승온시켜(분당 1.5℃씩 상승) 5시간 동안 유지시켰다. 이후 5회의 원심분리를 통하여 잔류물을 제거하고 중공입자를 얻었다.Afterwards, it was purged for 30 minutes using nitrogen gas. Add 1.5 grams of divinylbenzene, 1.6 grams of methyl methacrylate, 0.18 grams of acrylic acid, and 0.02 grams of potassium persulfate to the mixture, continue stirring and raise the temperature to 80℃ (increasing by 1.5℃ per minute) for 5 hours. I ordered it. Afterwards, the residue was removed through centrifugation five times and hollow particles were obtained.
반사표시장치의 제작Production of reflective display device
MoTi(500Å)와 Cu(2000Å)를 기판에 증착한 후 photolithography 공정을 통해 패터닝하였다. 질화실리콘(4000Å)을 증착하였다. a-Si(2000Å)를 증착한 후, n+ 도핑 공정을 진행하고 photolithography 공정을 통해 패터닝하였다. MoTi(500Å)와 Cu(2000Å)를 증착하고 photolithography 공정을 통해 패터닝하였다.MoTi (500Å) and Cu (2000Å) were deposited on the substrate and then patterned through a photolithography process. Silicon nitride (4000Å) was deposited. After depositing a-Si (2000Å), an n+ doping process was performed and patterning was performed through a photolithography process. MoTi (500Å) and Cu (2000Å) were deposited and patterned through a photolithography process.
질화실리콘층(3000Å)과 투명 포토아크릴층(20000Å)을 형성한 후, 홀(hole)을 형성하였다. 포토아크릴층 상에 ITO(100Å), APC(1000Å), ITO(100Å)를 순차 증착하고 패터닝하였다. After forming a silicon nitride layer (3000Å) and a transparent photoacrylic layer (20000Å), a hole was formed. ITO (100Å), APC (1000Å), and ITO (100Å) were sequentially deposited and patterned on the photoacrylic layer.
이후, 위에서 합성한 중공입자를 포함하는 중공입자층(약 2.0㎛)을 도포하고 photolithography 공정을 통한 패터닝 공정과 홀 형성 공정을 진행하였다.Afterwards, a hollow particle layer (approximately 2.0㎛) containing the hollow particles synthesized above was applied, and a patterning process and a hole formation process were performed through a photolithography process.
중공입자층 상에 ITO(1000Å)를 증착하고 패터닝하여 반사형 표시장치용 어레이 기판을 제작하였다.ITO (1000Å) was deposited on the hollow particle layer and patterned to produce an array substrate for a reflective display device.
실험예1Experimental Example 1
합성예에서 얻은 중공입자 10wt%, propylene glycol methyl ether acetate(PGMEA) 70~80wt%, 하이드록시 알킬 비닐 에테르와 무수 말레산 모노머의 혼합물(6:4) 5~10wt%, 벤질 아크릴레이트 3~5wt%, 트리아릴술포늄염, 디아릴 요도늄염, 술포네이트, N-히드록시숙신이미드 트리플레이트의 혼합물 0.5~2wt%, 트리이소부틸아민 0.01~1wt%를 전체가 100wt%가 되도록 혼합하여 포토 패턴이 가능한 중공입자 조성물(중공입자 10wt%)을 코팅하여 중공입자층(2.0㎛)을 형성하였다.10 wt% of the hollow particles obtained in the synthesis example, 70 to 80 wt% of propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), 5 to 10 wt% of a mixture of hydroxy alkyl vinyl ether and maleic anhydride monomer (6:4), and 3 to 5 wt of benzyl acrylate. %, 0.5 to 2 wt % of a mixture of triaryl sulfonium salt, diaryl iodonium salt, sulfonate, and N-hydroxysuccinimide triflate, and 0.01 to 1 wt % of triisobutylamine, mixed to make a photo pattern so that the total is 100 wt %. This possible hollow particle composition (10 wt% of hollow particles) was coated to form a hollow particle layer (2.0 ㎛).
실험예2Experimental Example 2
실험예1에서, 중공입자의 중량비를 20wt%로 변경하였다.In Experimental Example 1, the weight ratio of hollow particles was changed to 20wt%.
실험예3Experimental Example 3
실험예1에서, 중공입자의 중량비를 30wt%로 변경하였다.In Experimental Example 1, the weight ratio of hollow particles was changed to 30wt%.
실험예4Experimental Example 4
실험예1에서, 중공입자 대신에 입자크기가 300nm인 산화티타늄(TiO2)를 이용하여 중공입자층 대신에 백색 안료층을 형성하였다.In Experimental Example 1, titanium oxide (TiO 2 ) with a particle size of 300 nm was used instead of hollow particles to form a white pigment layer instead of the hollow particle layer.
실험예5Experimental Example 5
실험예4에서, 백색 안료층의 두께를 10㎛로 변경하였다.In Experimental Example 4, the thickness of the white pigment layer was changed to 10㎛.
실험예6Experimental Example 6
실험예4에서, 백색 안료층의 두께를 70㎛로 변경하였다.In Experimental Example 4, the thickness of the white pigment layer was changed to 70㎛.
실험예7Experimental Example 7
실험예1에 의해 제작된 어레이 기판 상에 전기변색층, 전해질층 및 카운터 전극을 순차 형성하고, ITO가 증착된 기판을 카운터 전극 상에 부착하여 반사형 표시장치를 제작하였다.An electrochromic layer, an electrolyte layer, and a counter electrode were sequentially formed on the array substrate manufactured in Experimental Example 1, and a substrate on which ITO was deposited was attached to the counter electrode to produce a reflective display device.
위 실험예1 내지 6과 A4용지(비교예1) 및 금속판(비교예2, 은-팔라듐-구리합금)의 광학특성(반사율(RY), 색좌표(CIE(x), CIE(y)) 및 백감도(white index (WI) ASTM e313)을 측정하여 아래 표1에 기재하였다.Optical properties (reflectance (RY), color coordinates (CIE (x), CIE (y))) of Experimental Examples 1 to 6 above and A4 paper (Comparative Example 1) and metal plate (Comparative Example 2, silver-palladium-copper alloy) White index (WI) ASTM e313 was measured and listed in Table 1 below.
표1에서 보여지는 바와 같이, 실험예1 내지 3에서와 같이 중공입자를 포함하는 중공입자층이 형성된 어레이 기판은, 중공입자층의 두께가 작은 경우에도 높은 반사율과 우수한 백감도를 갖는다. As shown in Table 1, the array substrate on which a hollow particle layer containing hollow particles was formed as in Experimental Examples 1 to 3 has a high reflectance and excellent white sensitivity even when the thickness of the hollow particle layer is small.
실험예1의 반사모드와, 실험예7의 반사모드 및 차광모드에서의 평균투과율(평균반사율)을 측정하여 아래 표2에 기재하였다.The average transmittance (average reflectance) in the reflection mode of Experimental Example 1 and the reflection mode and shading mode of Experimental Example 7 were measured and are listed in Table 2 below.
표 2에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치(300)는 반사모드에서 높은 반사율(투과율)과 차광모드에서 낮은 반사율을 갖는다. 따라서, 반사형 표시장치(300)의 휘도와 명암비가 향상된다.As shown in Table 2, the
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.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the technical spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can do it.
100, 200, 300: 반사형 표시장치 110, 210, 310: 제 1 기판
140, 240, 340: 반사전극(반사판) 150, 250: 백색 안료층
152, 252: 산화티타늄 입자 160, 260, 360: 전기변색층
162, 262, 362: 전기변색층 170, 270, 370: 전해질층
180, 280, 380: 제 2 기판
182, 254, 282, 354, 382: 투명 전극
184, 284, 384: 카운터 전극 350: 중공입자층
352: 중공입자100, 200, 300:
140, 240, 340: Reflecting electrode (reflector) 150, 250: White pigment layer
152, 252:
162, 262, 362:
180, 280, 380: second substrate
182, 254, 282, 354, 382: transparent electrode
184, 284, 384: counter electrode 350: hollow particle layer
352: Hollow particles
Claims (12)
상기 제 1 기판 상에, 상기 제 1 화소영역과 상기 제 2 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터를 덮고 상기 박막트랜지스터의 제 1 전극을 노출하는 제 1 콘택홀을 갖는 보호층과;
상기 보호층 상에 위치하는 반사판과;
상기 반사판 상에 위치하며 상기 제 1 화소영역에 대응되고, 상기 제 1 콘택홀에 대응하는 제 2 콘택홀을 갖고 중공입자를 포함하는 중공입자층과;
상기 반사판 상에 위치하며 상기 제 1 화소영역에 대응되고, 상기 제 1 콘택홀에 대응하는 제 3 콘택홀을 갖는 컬러필터층과;
상기 중공입자층와 상기 컬러필터층을 덮는 제 1 투명 전극을 포함하고,
상기 제 1 화소영역에서 상기 제 1 투명 전극은 상기 제 1 및 제 2 콘택홀을 통해 상기 제 1 전극에 전기적으로 연결되며, 상기 제 2 화소영역에서 상기 제 1 투명 전극은 상기 제 1 및 제 3 콘택홀을 통해 상기 제 1 전극에 전기적으로 연결되고,
상기 제 2 콘택홀의 크기는 상기 제 3 콘택홀보다 크며,
상기 중공입자는 코어와 상기 코어를 감싸는 쉘을 포함하고, 상기 쉘의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 크며,
상기 쉘은 styrene 계열의 고분자, polymethylmethacrylate, 산화실리콘(SiO2) 중 하나로 이루어지고,
상기 중공입자층은 상기 제 1 화소영역에만 형성되는 어레이 기판.
a first substrate having a first pixel area and a second pixel area defined;
a thin film transistor located on the first substrate, in the first pixel area and the second pixel area;
a protective layer covering the thin film transistor and having a first contact hole exposing a first electrode of the thin film transistor;
a reflector located on the protective layer;
a hollow particle layer located on the reflector, corresponding to the first pixel area, having a second contact hole corresponding to the first contact hole, and containing hollow particles;
a color filter layer located on the reflector, corresponding to the first pixel area, and having a third contact hole corresponding to the first contact hole;
It includes a first transparent electrode covering the hollow particle layer and the color filter layer,
In the first pixel area, the first transparent electrode is electrically connected to the first electrode through the first and second contact holes, and in the second pixel area, the first transparent electrode is connected to the first and third contact holes. electrically connected to the first electrode through a contact hole,
The size of the second contact hole is larger than the third contact hole,
The hollow particle includes a core and a shell surrounding the core, and the refractive index of the shell is greater than the refractive index of the core,
The shell is made of one of styrene-based polymers, polymethylmethacrylate, and silicon oxide (SiO2),
The hollow particle layer is formed only in the first pixel area.
상기 제 1 기판 상에, 상기 제 1 화소영역에 위치하는 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터를 덮고 상기 박막트랜지스터의 제 1 전극을 노출하는 콘택홀을 갖는 보호층과;
상기 보호층 상에 위치하며 상기 콘택홀을 통해 상기 제 1 전극에 연결되는 반사전극과;
상기 반사전극 상에 위치하며 중공입자를 포함하는 중공입자층을 포함하며,
상기 중공입자는 코어와 상기 코어를 감싸는 쉘을 포함하고, 상기 쉘의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 크며,
상기 쉘은 styrene 계열의 고분자, polymethylmethacrylate, 산화실리콘(SiO2) 중 하나로 이루어지는 어레이 기판.
a first substrate on which a first pixel area is defined;
a thin film transistor located on the first substrate and in the first pixel area;
a protective layer covering the thin film transistor and having a contact hole exposing a first electrode of the thin film transistor;
a reflective electrode located on the protective layer and connected to the first electrode through the contact hole;
It is located on the reflective electrode and includes a hollow particle layer containing hollow particles,
The hollow particle includes a core and a shell surrounding the core, and the refractive index of the shell is greater than the refractive index of the core,
The shell is an array substrate made of one of styrene-based polymers, polymethylmethacrylate, and silicon oxide (SiO2).
상기 반사판은 상기 제 1 콘택홀을 통해 상기 제 1 전극에 연결되는 어레이 기판.
According to claim 1,
The reflector is an array substrate connected to the first electrode through the first contact hole.
상기 제 2 콘택홀의 크기는 상기 제 1 콘택홀보다 큰 어레이 기판.
According to claim 1,
An array substrate wherein the size of the second contact hole is larger than that of the first contact hole.
상기 제 1 기판에는 제 2 화소영역이 더 정의되고, 상기 제 2 화소영역에는 상기 박막트랜지스터, 상기 보호층, 상기 반사전극이 위치하며,
상기 제 2 화소영역의 상기 반사전극 상에 위치하는 컬러필터층을 더 포함하고,
상기 중공입자층은 상기 제 1 화소영역에만 형성되는 어레이 기판.
According to claim 2,
A second pixel area is further defined on the first substrate, and the thin film transistor, the protective layer, and the reflective electrode are located in the second pixel area,
Further comprising a color filter layer located on the reflective electrode in the second pixel area,
The hollow particle layer is formed only in the first pixel area.
상기 중공입자층과 상기 컬러필터층은 동일한 두께를 갖는 어레이 기판.
According to claim 1 or 7,
An array substrate wherein the hollow particle layer and the color filter layer have the same thickness.
상기 어레이 기판과 마주하는 제 2 기판과;
상기 어레이 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하며 전기변색입자를 포함하는 전기변색층과;
상기 전기변색층과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 전해질층과;
상기 전해질층과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 카운터 전극과;
상기 카운터 전극과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 제 2 투명 전극
을 포함하는 반사형 표시장치.
The array substrate of claim 1;
a second substrate facing the array substrate;
an electrochromic layer located between the array substrate and the second substrate and containing electrochromic particles;
an electrolyte layer positioned between the electrochromic layer and the second substrate;
a counter electrode positioned between the electrolyte layer and the second substrate;
A second transparent electrode located between the counter electrode and the second substrate.
A reflective display device including a.
상기 어레이 기판과 마주하는 제 2 기판과;
상기 어레이 기판과 상기 제 2 기판 사이에 위치하며 전기변색입자를 포함하는 전기변색층과;
상기 전기변색층과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 전해질층과;
상기 전해질층과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 카운터 전극과;
상기 카운터 전극과 상기 제 2 기판 사이에 위치하는 투명 전극
을 포함하는 반사형 표시장치.The array substrate of claim 2;
a second substrate facing the array substrate;
an electrochromic layer located between the array substrate and the second substrate and containing electrochromic particles;
an electrolyte layer positioned between the electrochromic layer and the second substrate;
a counter electrode positioned between the electrolyte layer and the second substrate;
A transparent electrode located between the counter electrode and the second substrate
A reflective display device including a.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160119056A KR102666767B1 (en) | 2016-09-19 | Array substrate and Reflective display device including the same |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020160119056A KR102666767B1 (en) | 2016-09-19 | Array substrate and Reflective display device including the same |
Publications (2)
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---|---|
KR20180031125A KR20180031125A (en) | 2018-03-28 |
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ID=
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016124312A1 (en) | 2015-02-04 | 2016-08-11 | Merck Patent Gmbh | Electro-optical switching element and display device |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016124312A1 (en) | 2015-02-04 | 2016-08-11 | Merck Patent Gmbh | Electro-optical switching element and display device |
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