KR102666775B1 - Ligth transmittance variable panel implementable multi image mode and display device having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기변색입자와, 전해질과, 반사성 금속 양이온을 포함하는 전기변색층을 가지는 투과도 가변 패널 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다. 본 발명의 투과도 가변 패널은 인가되는 전압의 크기에 따라, 빛을 차단하는 차광 모드, 빛을 투과하는 투과 모드, 배경 영상을 표현할 수 있는 반사 모드 등 다양한 영상 모드를 구현할 수 있다. 단순한 반사 모드를 구현한 경우에 표시장치에서 표현하는 영상과 배경 영상이 중첩적으로 표시되는 것과 달리, 본 발명에 따르면 필요에 따라 다양한 영상 모드를 구현할 수 있다. 표시 모드를 전환하여 배경 영상이 표시되는 것을 방지하고, 표시장치에서 표현하는 영상만을 선택적으로 표시하여 시인성을 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a variable transmittance panel having an electrochromic layer containing electrochromic particles, an electrolyte, and reflective metal cations, and a display device including the same. The variable transmittance panel of the present invention can implement various image modes, such as a shading mode that blocks light, a transmission mode that transmits light, and a reflection mode that can express a background image, depending on the magnitude of the applied voltage. Unlike when a simple reflection mode is implemented, the image expressed by the display device and the background image are displayed in an overlapping manner, according to the present invention, various image modes can be implemented as needed. By switching the display mode, you can prevent background images from being displayed and improve visibility by selectively displaying only images displayed on the display device.

Description

멀티 영상 모드를 구현할 수 있는 투과도 가변 패널 및 이를 포함하는 표시장치{LIGTH TRANSMITTANCE VARIABLE PANEL IMPLEMENTABLE MULTI IMAGE MODE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}Transmittance variable panel capable of implementing multi-image mode and display device including same {LIGTH TRANSMITTANCE VARIABLE PANEL IMPLEMENTABLE MULTI IMAGE MODE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 표시장치용 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멀티 영상 모드를 용이하게 구현할 수 있는 투과도 가변 패널 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a panel for a display device, and more specifically, to a variable transmittance panel that can easily implement multi-image modes and a display device including the same.

정보화 사회가 진전되면서 영상 품질이 우수한 다양한 평판표시장치(flat panel display)에 대한 관심이 높아지고 있다. 평판표시장치 중에서도 액정 표시장치(liquid crystal display, LCD)와 유기발광다이오드(organic light emitting diode, OLED) 표시장치가 널리 활용되고 있다. As the information society progresses, interest in various flat panel displays with excellent image quality is increasing. Among flat panel displays, liquid crystal displays (LCD) and organic light emitting diode (OLED) displays are widely used.

액정표시장치는, 액정 분자의 광학적 이방성과 분극 성질을 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 개재된다. 한편, 유기발광다이오드 표시장치는 애노드(anode) 및 캐소드(cathode) 사이에 유기발광층을 구성하여 발광한다. 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 유기발광층에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 전이되면서 빛을 발하게 된다. Liquid crystal displays display images using the optical anisotropy and polarization properties of liquid crystal molecules. For example, in a liquid crystal display device, pixel electrodes and common electrodes are alternately arranged on a first substrate, and a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules is interposed between the first substrate and the second substrate facing each other. Meanwhile, an organic light emitting diode display device emits light by forming an organic light emitting layer between an anode and a cathode. Holes injected from the anode and electrons injected from the cathode combine in the organic light-emitting layer to form an exciton, and the exciton emits light as it transitions from the excited state to the ground state.

최근에는 액정표시장치나 유기발광다이오드 표시장치를 대신하여 전원의 인가에 따른 입자의 변색이나 입자의 이동에 따라 영상을 표시하는 표시장치가 제안되고 있다. 이러한 표시장치로서 전기영동 방식, 전기변색(electrochromic) 입자를 이용한 방식 등을 채택하여 반사/거울 모드(reflective/mirror mode)를 구현할 수 있는 반사형 표시장치가 알려져 있다. Recently, instead of liquid crystal displays or organic light emitting diode displays, display devices that display images according to the discoloration or movement of particles according to the application of power have been proposed. As such a display device, a reflective display device that can implement a reflective/mirror mode by adopting an electrophoresis method, a method using electrochromic particles, etc. is known.

그런데, 종래의 반사형 표시장치에서 구현하고자 하는 영상에 배경 영상이 중첩적으로 비치게 되어 시인성이 저하된다. 따라서 종래의 반사형 표시장치는 텍스트 위주의 정보 전달을 위주로 하고 있으며, 고화질의 동영상을 제공하기 곤란하다. However, in a conventional reflective display device, the background image is overlapped with the image to be displayed, thereby reducing visibility. Therefore, conventional reflective display devices focus on conveying text-oriented information, and it is difficult to provide high-quality video.

이러한 종래의 반사형 표시장치의 문제점과 관련해서, 대한민국공개특허 제2016-003997호는 OLED 기반의 미러 디스플레이 패널 상부에 가변형 리타더를 부착한 미러 디스플레이를 제안하고 있다. 하지만, 상기 공개특허에서 제시한 미러 디스플레이는 외부 광원에 의한 시인성을 개선하기 위한 것으로 표시장치의 시인성이 개선된 것이라고 볼 수 없다. 또한, 차량 내부의 백미러나 사이드 미러에 적용될 수 있고, 일반적인 실내 환경에서의 표시장치로 활용되기에는 부적절하다. In relation to these problems with conventional reflective display devices, Korean Patent Publication No. 2016-003997 proposes a mirror display with a variable retarder attached to the top of an OLED-based mirror display panel. However, the mirror display proposed in the above-mentioned published patent is intended to improve visibility by an external light source and cannot be considered to have improved the visibility of the display device. Additionally, it can be applied to rearview mirrors or side mirrors inside a vehicle, and is inappropriate to be used as a display device in a general indoor environment.

본 발명의 목적은 다양한 멀티 영상 모드를 용이하게 구현할 수 있는 투과도 가변 패널 및 표시장치를 제공하고자 하는 것이다. The purpose of the present invention is to provide a variable transmittance panel and display device that can easily implement various multi-image modes.

본 발명의 다른 목적은 표시장치에서 제공하는 영상에 대한 시인성을 향상시킬 수 있는 투과도 가변 패널 및 표시장치를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a variable transmittance panel and display device that can improve visibility of images provided by the display device.

전술한 목적을 가지는 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 2개의 투명 전극 사이에 위치하는 전기변색층이 전기변색입자와, 상기 전기변색입자의 산화-환원 반응을 매개하는 전해질과, 반사성 금속 양이온을 포함하는 투과도 가변 패널을 제공한다. According to one aspect of the present invention having the above-described object, the electrochromic layer located between two transparent electrodes includes electrochromic particles, an electrolyte that mediates the oxidation-reduction reaction of the electrochromic particles, and a reflective metal. Provides a variable permeability panel containing positive ions.

일례로, 반사성 금속 양이온은 반사성 금속(예를 들어, 은, 알루미늄, 구리 또는 팔라듐)의 염화물, 황산화물, 질산화물 또는 탄산화물인 금속염으로부터 전해질에서 해리될 수 있다. In one example, a reflective metal cation may dissociate in the electrolyte from a metal salt that is a chloride, sulfur oxide, nitride, or carbonate of a reflective metal (e.g., silver, aluminum, copper, or palladium).

금속염은 상기 전해질 중에 0.1 내지 5 중량%의 비율로 포함될 수 있다. The metal salt may be included in the electrolyte in an amount of 0.1 to 5% by weight.

하나의 예시적인 실시형태에서, 상기 전기변색입자는 제 1 전압에서 환원되고, 상기 반사성 금속 양이온은 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압에서 상기 제 2 투명 전극으로 이동할 수 있다. In one exemplary embodiment, the electrochromic particles are reduced at a first voltage, and the reflective metal cations may migrate to the second transparent electrode at a second voltage that is lower than the first voltage.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상기 투과도 가변 패널과, 상기 투과도 가변 패널의 일측에 위치하며, 표시부와 투명부를 포함하는 표시패널로 이루어지는 표시장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, the present invention provides a display device consisting of the variable transmittance panel and a display panel located on one side of the variable transmittance panel and including a display portion and a transparent portion.

본 발명에 따른 투과도 가변 패널은, 투명한 전극 사이에 위치하는 전기변색층을 포함하고, 전기변색층은 전기변색입자와 전해질은 물론이고, 반사성 금속 양이온을 포함한다. The variable transmittance panel according to the present invention includes an electrochromic layer located between transparent electrodes, and the electrochromic layer includes electrochromic particles and an electrolyte as well as reflective metal cations.

인가되는 전압에 따라, 투과도 가변 패널은 외광을 차단하는 차광(블랙) 모드, 외광을 투과하는 투과(투명) 모드는 물론이고, 외광을 반사시키는 반사 모드(거울 모드) 등의 멀티 영상 모드를 용이하게 구현할 수 있다. Depending on the applied voltage, the panel with variable transmittance facilitates multi-image modes such as a light blocking (black) mode that blocks external light, a transmission (transparent) mode that transmits external light, as well as a reflective mode (mirror mode) that reflects external light. It can be implemented easily.

반사 모드에서, 투과도 가변 패널로 인가되는 전압의 세기를 변경하는 것만으로 투과 모드를 신속하게 구현하여 배경 영상이 표시장치에서 표시되는 것을 방지하여, 표시장치로부터 제공되는 영상만을 표시할 수 있으므로 시인성이 향상된다. In reflection mode, the transmission mode can be quickly implemented simply by changing the intensity of the voltage applied to the variable transmittance panel, preventing the background image from being displayed on the display device, allowing only the image provided by the display device to be displayed, thereby improving visibility. It improves.

한편, 전기변색 물질로서 신속한 컬러 변이가 가능한 유기물질을 사용하고 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색입자를 사용하여 차광 모드와 투과 모드의 변화를 신속하게 구현할 수 있다. Meanwhile, by using an organic material capable of rapid color change as an electrochromic material and using electrochromic particles with a core-shell structure, changes in light blocking mode and transmission mode can be quickly implemented.

아울러, 본 발명의 투과도 가변 패널은 고체상 전해질을 이용하여 필름화할 수 있으므로, 종래 액상 전해질을 사용하는 투과도 가변 패널에서의 유체 누설의 문제를 방지할 수 있으며, 박형의 투과도 가변 패널을 제조할 수 있다. In addition, since the variable permeability panel of the present invention can be formed into a film using a solid electrolyte, the problem of fluid leakage in the conventional variable permeability panel using a liquid electrolyte can be prevented, and a thin variable permeability panel can be manufactured. .

뿐만 아니라, 본 발명의 투과도 가변 패널을 포함하는 표시장치의 경우 우수한 투과도, 반사율 및 차광 특성에 기인하여 시인성과 명암 대조비를 개선할 수 있다. In addition, in the case of a display device including the variable transmittance panel of the present invention, visibility and brightness and contrast ratio can be improved due to excellent transmittance, reflectance, and light blocking characteristics.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 다양한 영상 모드를 구현할 수 있는 투과도 가변 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2와 도 3은 각각 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 사용될 수 있는 전기변색입자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 차광 모드(블랙 모드)가 구현된 투과도 가변 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 투과 모드(투명 모드)가 구현된 투과도 가변 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 반사 모드(미러 모드)가 구현된 투과도 가변 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 투과도 가변 패널을 포함하는 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 투명 표시패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 제작된 투과도 가변 패널인 단위 전기변색 소자의 시간 경과에 따른 구동 전압의 세기, 투과율 및 반사율을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 제작된 단위 전기변색 소자의 반사 모드를 촬영한 사진이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a variable transmittance panel capable of implementing various imaging modes according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 and 3 are respectively schematic cross-sectional views of electrochromic particles that can be used in accordance with exemplary embodiments of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing a variable transmittance panel in which a light blocking mode (black mode) is implemented according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view schematically showing a variable transmittance panel in which a transmission mode (transparent mode) is implemented according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view schematically showing a variable transmittance panel in which a reflection mode (mirror mode) is implemented according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view schematically showing a display device including a variable transmittance panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 8 is a cross-sectional view schematically showing a transparent display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 9 is a graph showing the results of measuring the intensity of driving voltage, transmittance, and reflectance over time of a unit electrochromic device, which is a variable transmittance panel manufactured according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 10 is a photograph of the reflection mode of a unit electrochromic device manufactured according to another exemplary embodiment of the present invention.

이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings where necessary.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 다양한 영상 모드를 구현할 수 있는 투과도 가변 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 투과도 가변 패널(100)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(110, 120)과, 제 1 기판(110) 상에 위치하는 제 1 투명 전극(130)과, 제 2 기판(120) 상에 위치하는 제 2 투명 전극(140)과, 제 1 및 제 2 투명전극(130, 140) 사이에 위치하며, 전기변색 입자(160), 전해질(170) 및 반사성 금속 양이온(180)을 포함하는 전기변색층(150)과, 카운터 전극(190)을 포함한다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a variable transmittance panel capable of implementing various imaging modes according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the transmittance variable panel 100 according to an exemplary embodiment of the present invention has first and second substrates 110 and 120 facing each other, and is located on the first substrate 110. It is located between the first transparent electrode 130 and the second transparent electrode 140 located on the second substrate 120, and the first and second transparent electrodes 130 and 140, and electrochromic particles ( 160), an electrochromic layer 150 including an electrolyte 170 and reflective metal cations 180, and a counter electrode 190.

제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 각각 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 각각은 폴리에테르술폰(Polyethersulfone; PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate; PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide; PPS), 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate; TAC) 및/또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate; CAP) 등으로 이루어지는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. The first substrate 110 and the second substrate 120 may be made of glass or plastic, respectively. For example, the first substrate 110 and the second substrate 120 each include polyethersulfone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), and polyphenylene sulfide. (polyphenylene sulfide (PPS), polyimide (PI), polycarbonate (PC), polyethyeleneterepthalate (PET), polyethylenenaphthalate (PEN), cellulose triacetate (TAC) and/or may be made of a plastic material such as cellulose acetate propinonate (CAP).

제 1 투명 전극(130)과 제 2 투명 전극(140) 각각은 투명 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 제 1 투명 전극(130)과 제 2 투명 전극(140) 각각은 인듐-주석-산화물(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-아연-산화물(indium-zinc-oxide, IZO), 아연산화물(ZnO), 주석산화물(SnO2), 알루미늄-도핑 아연산화물(Al:ZnO, AZO), 안티몬-도핑 주석산화물(SnO2:Sb, ATO)과 같은 투명 도전성 소재로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 투과도 가변 패널(100)은 투과 모드(투광 모드) 시에 광 투과도가 높아야 하기 때문에 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140)은 투명 도전성 물질로 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 달리, 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140)을 알루미늄, 구리, 팔라듐 및 이들의 혼합물과 같은 저-저항 금속 물질로 형성하는 경우 빛이 투과될 수 있도록 얇은 두께를 가질 수 있다. Each of the first transparent electrode 130 and the second transparent electrode 140 is made of a transparent conductive material. For example, the first transparent electrode 130 and the second transparent electrode 140 are each made of indium-tin-oxide (indium-tin-oxide, ITO) and indium-zinc-oxide (IZO). , zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), aluminum-doped zinc oxide (Al:ZnO, AZO), and antimony-doped tin oxide (SnO2:Sb, ATO). Since the variable transmittance panel 100 according to the present invention must have high light transmittance in transmission mode (transmission mode), it may be desirable to form the first and second transparent electrodes 130 and 140 of a transparent conductive material. In contrast, when the first and second transparent electrodes 130 and 140 are made of a low-resistance metal material such as aluminum, copper, palladium, or a mixture thereof, they may have a thin thickness to allow light to pass through.

필요한 경우에, 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140)은 알루미늄, 구리, 팔라듐 및 이들의 혼합물과 같은 저-저항 금속에 ITO, IZO, ZnO, SnO2, AZO, ATO와 같은 투명 도전성 물질을 증착한 것을 사용할 수도 있다. 이때, 저-저항 금속은 메쉬 형태를 가질 수 있다. 메쉬 형태의 저-저항 금속에 투명 도전성 물질이 증착된 투명 전극을 사용하는 경우에, 전기변색입자(160)의 응답 속도가 크게 향상되므로, 전원의 인가에 따라 신속한 컬러 변이를 구현할 수 있다. If necessary, the first and second transparent electrodes 130, 140 are made of a low-resistance metal such as aluminum, copper, palladium, and mixtures thereof, and a transparent conductive material such as ITO, IZO, ZnO, SnO 2 , AZO, and ATO. You can also use what was deposited. At this time, the low-resistance metal may have a mesh shape. In the case of using a transparent electrode in which a transparent conductive material is deposited on a mesh-shaped low-resistance metal, the response speed of the electrochromic particles 160 is greatly improved, making it possible to achieve rapid color change upon application of power.

전기변색층(150)은 제 1 및 제 2 기판(110, 120) 사이, 즉, 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140) 사이에 위치하며, 전기변색입자(160), 전해질(170) 및 반사성 금속 양이온(180)을 포함한다. 뒤에서 살펴보는 바와 같이, 전기변색입자(160)는 코어-쉘(core-shell) 구조를 가질 수 있다. 일례로, 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 입자(160)는 투명한 전해질 유체에 분산하여 사용하거나 투명한 고체 전해질 또는 고분자/겔 전해질과 혼합하여, 코팅 또는 필름 형태로 형성될 수 있다. The electrochromic layer 150 is located between the first and second substrates 110 and 120, that is, between the first and second transparent electrodes 130 and 140, and contains electrochromic particles 160 and electrolyte 170. and reflective metal cations (180). As will be seen later, the electrochromic particles 160 may have a core-shell structure. For example, the electrochromic particles 160 having a core-shell structure may be dispersed in a transparent electrolyte fluid or mixed with a transparent solid electrolyte or polymer/gel electrolyte to form a coating or film.

본 발명에 따라 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색입자(160)에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 단일 코어로 구성되는 코어-쉘 구조의 전기변색 입자(160A)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 전기변색입자(160A)는 코어(162)와, 코어(162)를 감싸는 쉘(164)을 포함한다. Electrochromic particles 160 having a core-shell structure according to the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram schematically showing electrochromic particles 160A having a core-shell structure consisting of a single core according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the electrochromic particles 160A according to an exemplary embodiment of the present invention include a core 162 and a shell 164 surrounding the core 162.

코어(162)는 가시광선에 대하여 우수한 투과도를 보이는 도전성 금속 산화물, 비표면적이 우수한 비-도전성 금속 산화물 및 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 도전성 금속 산화물은 예를 들어 30 내지 200 nm의 평균 직경을 갖는 금속 산화물의 나노 입자일 수 있다. 도전성 금속 산화물은 ITO, IZO, AZO, ATO, 불소- 도핑 주석-산화물(fluorine-doped tin-oxide; FTO), 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 한편, 비-도전성 금속 산화물은 예를 들어 비표면적이 100 ㎡/g 이상이며 평균 직경이 10 내지 100 nm인 금속 산화물의 나노 입자일 수 있다. 비-도전성 금속 산화물은 티타니아(TiO2), 실리카(SiO2), 산화아연(ZnO), 지르코니아(ZrO2) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. The core 162 may be made of a conductive metal oxide showing excellent transmittance to visible light, a non-conducting metal oxide having an excellent specific surface area, or a mixture thereof. The conductive metal oxide may be, for example, nanoparticles of metal oxide with an average diameter of 30 to 200 nm. The conductive metal oxide may be selected from the group consisting of ITO, IZO, AZO, ATO, fluorine-doped tin-oxide (FTO), and combinations thereof. Meanwhile, the non-conductive metal oxide may be, for example, metal oxide nanoparticles having a specific surface area of 100 m2/g or more and an average diameter of 10 to 100 nm. The non-conductive metal oxide may be selected from the group consisting of titania (TiO 2 ), silica (SiO 2 ), zinc oxide (ZnO), zirconia (ZrO 2 ), and combinations thereof.

코어(162)는 전술한 물질로 한정되는 것은 아니며, 그 외에도 가시광선에 대하여 높은 투과율을 가지며 전기 전도성이 우수한 다른 유기물질, 무기물질 또는 유-무기 혼합물질 및/또는 비표면적이 비교적 넓은 비전도성 유기물질, 무기물질 또는 유-무기 혼합물질도 적용될 수 있다. The core 162 is not limited to the above-mentioned materials, and in addition, other organic materials, inorganic materials, or organic-inorganic mixtures with high transmittance to visible light and excellent electrical conductivity, and/or non-conductive materials with a relatively large specific surface area. Organic materials, inorganic materials or organic-inorganic mixtures may also be applied.

한편, 쉘(164)은 전기 인가에 따라 변색될 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 쉘(164)은 산화-환원 반응에 의하여 변색이 가능한 환원 변색 물질이다. 일례로, 쉘(164)은 산화텅스텐(WO3), 산화몰리브데늄(MoO3), 산화니오비움(Nb205), 티타니아(TiO2), 산화탄탈륨(Ta2O5), 산화니켈(NiO2), 산화니켈텅스텐(NixW1 - xOy), 산화이리듐(IrO3), 산화크롬(CrO3), 산화망간(MnO2), 산화철(Fe02), 산화코발트(CoO2), 산화로듐(RhO2) 및/또는 산화바나듐(V2O5)과 같은 금속 산화물로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the shell 164 may be made of a material that can change color depending on the application of electricity. In one exemplary embodiment, shell 164 is a reductively colored material capable of changing color by an oxidation-reduction reaction. For example, the shell 164 is made of tungsten oxide (WO 3 ), molybdenum oxide (MoO 3 ), niobium oxide (Nb 2 0 5 ), titania (TiO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), oxide Nickel ( NiO 2 ) , nickel tungsten oxide ( Ni ), rhodium oxide (RhO 2 ), and/or vanadium oxide (V 2 O 5 ).

다른 선택적인 실시형태에서, 쉘(164)은 유기물인 전기변색 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 쉘(164)은 폴리아닐린 또는 폴리티오펜과 같은 전도성 고분자로 이루어질 수 있다. In another alternative embodiment, shell 164 may be made of an organic electrochromic material. For example, the shell 164 may be made of a conductive polymer such as polyaniline or polythiophene.

선택적으로, 쉘(164)은 바이피리디늄염이 연결된 비올로겐 구조를 가지는 유기물인 전기변색 물질로 이루어질 수 있다. 비올로겐 구조를 가지는 유기 전기변색 물질로서 1-에틸-1'-(2-포스포노에틸)-4,4'-바이피리디늄 디클로라이드 (1-ethyl-1'-(2-phosphonoethyl)-4,4'-bipyridinum dichloride)를 들 수 있다. 선택적으로, 비올로겐 구조를 가지는 유기 전기변색 물질은 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다. Optionally, the shell 164 may be made of an electrochromic material, which is an organic material having a viologen structure to which a bipyridinium salt is linked. 1-ethyl-1'-(2-phosphonoethyl)-4,4'-bipyridinium dichloride (1-ethyl-1'-(2-phosphonoethyl)-) is an organic electrochromic material with a viologen structure. 4,4'-bipyridinum dichloride). Alternatively, the organic electrochromic material having a viologen structure may be represented by Formula 1 or Formula 2 below.

화학식 1Formula 1

화학식 2Formula 2

(화학식 1과 2에서, X는 할로겐 음이온, PF6 -, BF4 -, BH4 -, ClO4 -, CF3SO3 - 또는 (CF3SO2)2N-임; 화학식 1에서 R1은 수소 원자, C1~C30 알킬기, C2~C30 알케닐기, C2~C30 알키닐기, C1~C30 알콕시기, C4~C30 사이클로알킬기, C4~C30 헤테로 사이클로알킬기, C5~C30 아릴기, C5~C30 헤테로아릴기, C5~C30 아랄킬기, C5~C30 헤테로아랄킬기, C5~C30 아릴옥시기 및 C5~C30 헤테로아릴옥시기로 구성되는 군에서 선택됨; R2 및 R3은 각각 독립적으로 직접 또는 C1~C20 알킬기를 통하여 연결된 카르복실산(-COOH), 술폰산(-SO3H2), 보론산(B(OH)2), 포스폰산(PO3H2) 및 포스핀산(PO2H2)으로 구성되는 군에서 선택됨; R4는 할로겐으로 치환된 C1~C10 알킬기 또는 할로겐으로 치환된 C1~C10 알콕시기임) ( In Formulas 1 and 2 , Silver hydrogen atom, C1~C30 alkyl group, C2~C30 alkenyl group, C2~C30 alkynyl group, C1~C30 alkoxy group, C4~C30 cycloalkyl group, C4~C30 heterocycloalkyl group, C5~C30 aryl group, C5~C30 hetero R 2 and R 3 are each independently selected from the group consisting of an aryl group, a C5 to C30 aralkyl group, a C5 to C30 heteroaralkyl group, a C5 to C30 aryloxy group, and a C5 to C30 heteroaryloxy group; Consists of carboxylic acid (-COOH), sulfonic acid (-SO 3 H 2 ), boronic acid (B(OH) 2 ), phosphonic acid (PO 3 H 2 ), and phosphinic acid (PO 2 H 2 ) linked through an alkyl group. R 4 is a halogen-substituted C1-C10 alkyl group or a halogen-substituted C1-C10 alkoxy group)

화학식 1과 2로 표시되는 화합물을 포함하여 비올로겐 구조를 가지는 전기변색 물질을 쉘(164)로 사용하는 경우, 전계가 인가되지 않은 경우에 광 투과도가 향상되며, 낮은 전압에서도 쉘(164)이 블랙으로 변색되어 차광 효율을 향상시킬 수 있다. When an electrochromic material having a viologen structure, including compounds represented by Formulas 1 and 2, is used as the shell 164, light transmittance is improved when no electric field is applied, and the shell 164 is maintained even at low voltages. This discoloration to black can improve light blocking efficiency.

전기변색입자(160A)가 구형의 코어-쉘 구조를 가지는 경우에, 판상 형태에 비하여 비표면적이 증가할 수 있다. 따라서 전계 인가에 대한 반응 속도가 향상될 수 있으며, 낮은 구동 전압에서도 변색 반응이 일어날 수 있다. When the electrochromic particles (160A) have a spherical core-shell structure, the specific surface area may increase compared to the plate-shaped particle. Therefore, the reaction speed to the application of an electric field can be improved, and a discoloration reaction can occur even at a low driving voltage.

도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 2개의 코어로 구성되는 코어-쉘 구조의 전기변색 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 다른 전기변색입자(160B)는 제 1 코어(162a) 및 제 2 코어(162b)로 구성되는 코어(162)와, 코어(162)를 감싸는 쉘(164)을 포함한다. Figure 3 is a diagram schematically showing electrochromic particles having a core-shell structure consisting of two cores according to another exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the electrochromic particles 160B according to another exemplary embodiment of the present invention include a core 162 consisting of a first core 162a and a second core 162b, and a core 162 ) includes a shell 164 surrounding the

예를 들어, 제 1 코어(162a)는 가시광선에 대하여 우수한 투과도를 보이며 전자 이동도가 양호한 도전성 금속 산화물이다. 제 1 코어(162a)는 예를 들어 평균 직경이 30 내지 200 nm인 도전성 금속 산화물의 나노 입자일 수 있다. 제 1 코어(112)로 사용될 수 있는 도전성 금속 산화물은 ITO, IZO, ATO, FTO, AZO 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 제 1 코어(162a)는 전술한 물질로 한정되는 것은 아니며, 그 외에도 가시광선에 대하여 높은 투과율을 가지며 전기 전도성이 우수한 다른 유기물질, 무기물질 또는 유-무기 혼합물질을 더욱 포함할 수도 있다. For example, the first core 162a is a conductive metal oxide that exhibits excellent transmittance to visible light and has good electron mobility. The first core 162a may be, for example, nanoparticles of conductive metal oxide having an average diameter of 30 to 200 nm. The conductive metal oxide that can be used as the first core 112 may be selected from the group consisting of ITO, IZO, ATO, FTO, AZO, and combinations thereof. The first core 162a is not limited to the above-described materials, and may further include other organic materials, inorganic materials, or organic-inorganic mixtures that have high transmittance to visible light and excellent electrical conductivity.

제 2 코어(162b)는 제 1 코어(162a)를 에워싸며 비표면적이 상대적으로 크며, 가시광선에 대한 투과율이 높은 비-도전성 금속 산화물이다. 제 2 코어(162b)는 예를 들어 비표면적이 100 ㎡/g 이상이며 평균 직경이 10 내지 100 nm인 비-도전성 금속 산화물의 나노 입자일 수 있다. 제 2 코어(162b)로 사용될 수 있는 비-도전성 금속 산화물은 TiO2, SiO2, ZnO, ZrO2 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 제 2 코어(162b)는 전술한 물질로 한정되는 것은 아니며 비표면적이 비교적 넓은 비전도성 유기물질, 무기물질 또는 유-무기 혼합물질을 포함할 수 있다. The second core 162b surrounds the first core 162a, has a relatively large specific surface area, and is a non-conductive metal oxide with high transmittance to visible light. The second core 162b may be, for example, nanoparticles of non-conductive metal oxide having a specific surface area of 100 m 2 /g or more and an average diameter of 10 to 100 nm. A non-conductive metal oxide that can be used as the second core 162b may be selected from the group consisting of TiO 2 , SiO 2 , ZnO, ZrO 2 , and combinations thereof. The second core 162b is not limited to the above-described materials and may include a non-conductive organic material with a relatively large specific surface area, an inorganic material, or an organic-inorganic mixture.

전기변색입자(160B)를 구성하는 코어(162)를 도전성의 제 1 코어(162a)와 비-도전성의 비표면적이 넓은 제 2 코어(162b)의 2중 코어로 구성하는 경우에 투광도 및 차광도가 향상되고 저-소비 전력의 이점을 갖는다. 일례로, 제 1 코어(162a)가 전자 이동 특성이 우수한 ITO로 이루어지는 경우, 온(ON) 상태에서 쉘(164)로의 전자 이동도가 증가하여, 쉘(164)에서의 변색이 용이해진다. When the core 162 constituting the electrochromic particles 160B is composed of a double core of a conductive first core 162a and a non-conductive second core 162b with a large specific surface area, the light transmittance and light blocking degree is improved and has the advantage of low-power consumption. For example, when the first core 162a is made of ITO with excellent electron transfer characteristics, electron mobility to the shell 164 increases in the ON state, making discoloration in the shell 164 easier.

또한, 제 2 코어(162b) 가시광선에 대하여 높은 투과율을 갖는 TiO2 등으로 이루어지기 때문에, 오프(OFF) 상태에서 높은 투과도를 갖는다. 뿐만 아니라, 제 2 코어(162b)를 구성하는 비-도전성 금속 산화물은 비표면적이 크기 때문에, 제 2 코어(162b)는 쉘(164)과 결합 상태를 이루어 쌍안정성을 향상시킨다. 이에 따라 전기변색입자(160B)의 구동을 위한 소비전력을 또한 낮출 수 있다. 즉, 높은 쌍안정성으로 인하여 전압의 인가가 중단된 상태에서도 차광 상태를 일정 시간 유지할 수 있기 때문에, 소비전력에서도 장점을 갖게 된다. 한편, 쉘(164)은 산화텅스텐 등의 금속 산화물이거나, 폴리아닐린 등의 전도성 고분자이거나, 화학식 1 또는 화학식 2로 표시하는 화합물을 포함하는 비올로겐 구조를 갖는 유기물일 수 있다. Additionally, since the second core 162b is made of TiO 2 or the like, which has high transmittance to visible light, it has high transmittance in the OFF state. In addition, since the non-conductive metal oxide constituting the second core 162b has a large specific surface area, the second core 162b is combined with the shell 164 to improve bistability. Accordingly, power consumption for driving the electrochromic particles 160B can also be reduced. In other words, due to high bistability, the light blocking state can be maintained for a certain period of time even when the application of voltage is stopped, which has an advantage in terms of power consumption. Meanwhile, the shell 164 may be a metal oxide such as tungsten oxide, a conductive polymer such as polyaniline, or an organic material having a viologen structure containing a compound represented by Formula 1 or Formula 2.

또한, 전기변색층(150)에는 전기변색입자(160) 이외에도 전해질(170)이 포함되어 있다. 예를 들어, 전해질(170)은 고체상 전해질로 구성될 수 있다. 액상의 전해질을 채택하는 경우에 유체 형태의 전해질 액이 누설될 우려가 있다. 예를 들어, 전해질(170)은 용해된 리튬 염을 포함하는 겔-타입 또는 고분자계 전해질이 사용된다. 바람직하게는 전해질(170)의 매질은 열 경화 또는 광 경화가 가능하며, 전기전도성은 비교적 낮고 이온전도성은 우수한 고체상 전해질(solid state electrolyte, SSE)로 이루어질 수 있다. Additionally, the electrochromic layer 150 includes an electrolyte 170 in addition to the electrochromic particles 160. For example, electrolyte 170 may be composed of a solid electrolyte. When a liquid electrolyte is used, there is a risk of leakage of the fluid electrolyte. For example, the electrolyte 170 is a gel-type or polymer-based electrolyte containing a dissolved lithium salt. Preferably, the medium of the electrolyte 170 may be made of a solid state electrolyte (SSE) that can be heat-cured or photo-cured and has relatively low electrical conductivity and excellent ionic conductivity.

예시적인 실시형태에서, 겔-타입 전해질을 구성할 수 있는 겔-형성 고분자 또는 고분자계 전해질을 구성할 수 있는 고분자는 폴리(비닐리덴 플루오라이드-co-헥사플루오로프로필렌)(poly(vinylidenefluoride-co-hexafluropro propylene); PVDF-HFP), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA), 폴리아크릴산, 개질되지 않거나 개질된 폴리아크릴레이트 또는 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산)(poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, Poly-AMPS), 개질되지 않거나 개질된 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG) 및/또는 폴리비닐클로라이드 등을 사용할 수 있다. In an exemplary embodiment, the gel-forming polymer capable of constituting a gel-type electrolyte or the polymer capable of constituting a polymer-based electrolyte is poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (poly(vinylidenefluoride-co -hexafluropro propylene); PVDF-HFP), polyacrylonitrile (PAN), poly(methyl methacrylate) (PMMA), polyacrylic acid, unmodified or modified polyacrylate or polyurethane acrylate, poly(2- poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, Poly-AMPS), unmodified or modified polyethylene oxide (PEO) or polyethylene glycol (PEG) and/or polyvinyl chloride, etc. may be used.

겔-타입 전해질 또는 고분자계 전해질은 0.1 내지 1 mol/ℓ의 농도의 리튬 염을 함유할 수 있다. 전해질에 포함될 수 있는 리튬 염은 예를 들어 리튬비스(트리플루오로메틸)술포닐)아마이드(lithium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide, LfTf2N), 리튬 트리플루오로메탄술포네이트(lithium trifluoromethanesulfonate, LiTfO, LiCF3SO3), 리튬비스(트리플루오로메탄)술폰이미드(lithium bis(trifluoromethane)sulfonamide, LiTFSI) 또는 리튬 퍼클로레이트(LiClO4)를 포함하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. The gel-type electrolyte or polymer-based electrolyte may contain lithium salt at a concentration of 0.1 to 1 mol/l. Lithium salts that may be included in the electrolyte include, for example, lithium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide, LfTf2N, lithium trifluoromethanesulfonate, LiTfO, LiCF 3 SO 3 ), lithium bis(trifluoromethane)sulfonamide (LiTFSI), or lithium perchlorate (LiClO 4 ), but the present invention is not limited thereto.

한편, 전기변색층(150)은 반사성 금속 양이온(180)을 포함할 수 있다. 반사성 금속 양이온(180)은, 반사성 금속인 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 팔라듐(Pd) 등의 반사성 금속을 함유하는 금속염이 전해질(170)에서 해리되어 생성될 수 있다. 반사성 금속 양이온(180)을 생성할 수 있는 금속염은 특별히 한정되지는 않지만, 반사성 금속의 염화물(chloride), 황산염(sulfate), 질산염(nitrate) 또는 탄산염(carbonate)일 수 있다. Meanwhile, the electrochromic layer 150 may include reflective metal cations 180. The reflective metal cation 180 may be generated when a metal salt containing a reflective metal such as silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu), or palladium (Pd) dissociates in the electrolyte 170. . The metal salt capable of generating the reflective metal cation 180 is not particularly limited, but may be chloride, sulfate, nitrate, or carbonate of the reflective metal.

하나의 예시적인 실시형태에서, 반사성 금속 양이온(180)으로 해리될 수 있는 금속염은 질산은(AgNO3), 염화은(AgCl), 황산은(Ag2SO4), 탄산은(Ag2CO3) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나인 은염(silver salt)일 수 잇지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. In one exemplary embodiment, metal salts that can dissociate into reflective metal cations 180 include silver nitrate (AgNO 3 ), silver chloride (AgCl), silver sulfate (Ag 2 SO 4 ), silver carbonate (Ag 2 CO 3 ), and It may be any one silver salt selected from the group consisting of combinations thereof, but the present invention is not limited thereto.

후술하는 바와 같이, 투과도 가변 패널(100)로 인가되는 전압의 세기에 따라, 반사성 금속염이 해리되어 생성되는 반사성 금속 양이온(180)이 투과도 가변 패널(100)을 상하 이동하면서 다양한 모드를 구현할 수 있다. As will be described later, depending on the strength of the voltage applied to the variable permeability panel 100, the reflective metal cations 180 generated by dissociation of the reflective metal salt move up and down the variable permeability panel 100 to implement various modes. .

이때, 반사성 금속 양이온(180)으로 해리될 수 있는 금속염은 전해질(170) 중에 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%의 비율로 첨가될 수 있다. 전해질(170) 중에 금속염의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우, 해리되는 반사성 금속 양이온(180)의 양이 적어서, 반사성 금속 양이온(180)의 이동에 따른 다양한 표시 모드를 구현하기 어렵다. 또한, 금속염의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우, 전해질(170)에서 다른 성분의 함량이 감소하기 때문에, 전해질(170)에서의 산화-환원 반응에 따라 전기변색입자(160)의 컬러 변이가 원활하게 수행되지 않을 수도 있다. 또한, 반사성 금속 양이온(180)이 응집(aggregation)되어, 전해질(170) 내에서 이동하지 못하게 되면서 다양한 표시 모드를 구현하지 못할 우려가 있다. At this time, the metal salt that can dissociate into the reflective metal cation 180 may be added to the electrolyte 170 at a rate of 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight. When the content of the metal salt in the electrolyte 170 is less than 0.1% by weight, the amount of dissociated reflective metal cations 180 is small, making it difficult to implement various display modes according to the movement of the reflective metal cations 180. In addition, when the content of the metal salt exceeds 5% by weight, the content of other components in the electrolyte 170 decreases, so the color of the electrochromic particles 160 may change due to the oxidation-reduction reaction in the electrolyte 170. It may not perform smoothly. In addition, there is a risk that the reflective metal cations 180 may aggregate and cannot move within the electrolyte 170, making it impossible to implement various display modes.

예를 들어, 전기변색입자(160), 전해질(170) 및 반사성 금속 양이온(180)을 포함하는 전기변색층(150)은 제 1 투명 전극(130) 또는 제 2 투명 전극(140) 상에 20 내지 200 ㎛의 두께로 형성된다. 전기변색층(150)의 두께가 20 ㎛ 미만인 경우, 투과도 가변 패널(100)의 소자 구동 특성이 저하될 수 있다. 또한, 전기변색층(150)의 두께가 200 ㎛을 초과하는 경우, 소자의 응답 속도가 느려질 수 있으며, 인접 화소로의 번짐이 발생할 수 있다. For example, the electrochromic layer 150 including electrochromic particles 160, electrolyte 170, and reflective metal cations 180 is formed on the first transparent electrode 130 or the second transparent electrode 140. It is formed to a thickness of 200 ㎛. If the thickness of the electrochromic layer 150 is less than 20 ㎛, the device driving characteristics of the variable transmittance panel 100 may deteriorate. Additionally, if the thickness of the electrochromic layer 150 exceeds 200 ㎛, the response speed of the device may become slow and bleeding into adjacent pixels may occur.

한편, 제 2 투명 전극(140)과 전기변색층(150) 사이에 카운터 전극(counter electrode, 190)이 위치한다. 카운터 전극(190)은 전기변색층(150)에서의 전계에 의한 산화-환원 반응을 촉진하여 전해질(170)에 존재하는 이온의 이동을 원활하게 하여 전기변색입자(160)를 환원시킨다. 카운터 전극(190)은 이온 전도도는 높지만 전기 전도도는 낮은 물질, 예를 들어 전자 수용성 물질을 사용할 수 있다. Meanwhile, a counter electrode 190 is located between the second transparent electrode 140 and the electrochromic layer 150. The counter electrode 190 promotes the oxidation-reduction reaction caused by the electric field in the electrochromic layer 150 and facilitates the movement of ions present in the electrolyte 170 to reduce the electrochromic particles 160. The counter electrode 190 may be made of a material with high ionic conductivity but low electrical conductivity, for example, an electron-accepting material.

예를 들어, 카운터 전극(190)은 산화세륨(CeO2), TiO2, 산화텅스텐(WO3), 산화니켈(NiO), 산화몰리브덴(MoO3), 산화바나듐(V2O5) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 이때, 이들 금속 산화물의 분산 용액을 제 2 투명 전극(140) 상에 도포한 다음, 건조, 소결(sintering)하는 방법으로 카운터 전극(180)을 형성할 수 있다. 선택적으로, 카운터 전극(190)은 이들 금속 산화물의 증기상으로부터의 증착, 예를 들어 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD) 또는 물리기상증착(physical vapor deposition, PVD) 등의 방법으로 제 2 투명 전극(140) 상에 적층될 수 있다. For example, the counter electrode 190 is cerium oxide (CeO 2 ), TiO 2 , tungsten oxide (WO 3 ), nickel oxide (NiO), molybdenum oxide (MoO 3 ), vanadium oxide (V 2 O 5 ), and these. It may be made of a metal oxide selected from the group consisting of a combination of. At this time, the counter electrode 180 can be formed by applying the dispersed solution of these metal oxides on the second transparent electrode 140, followed by drying and sintering. Optionally, the counter electrode 190 is coated with a second transparent layer by deposition from the vapor phase of these metal oxides, for example, by chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD). It may be stacked on the electrode 140.

다른 선택적인 실시형태에서, 카운터 전극(190)은 하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논, 메톡시하이드로퀴논, 아세틸하이드로퀴논, 디메틸하이드로퀴논, 트리메틸하이드로퀴논, 에틸하이드로퀴논, 부틸하이드로퀴논, t-부틸하이드로퀴논과 같은 하이드로퀴논계 화합물; 메탈로센, 메틸메탈로센, 디메틸메탈로센, 아세틸메탈로센, 에틸메탈로센, 비닐메탈로센, 디페닐메탈로센, 톡시-메틸메탈로센, 부틸메탈센, t-부틸메탈로센, 클로로메틸메탈로센과 같은 메탈로센계 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In another alternative embodiment, counter electrode 190 is selected from hydroquinone, methylhydroquinone, methoxyhydroquinone, acetylhydroquinone, dimethylhydroquinone, trimethylhydroquinone, ethylhydroquinone, butylhydroquinone, t-butylhydroquinone. Hydroquinone-based compounds such as rice paddy; Metallocene, methylmetallocene, dimethylmetallocene, acetylmetallocene, ethylmetallocene, vinylmetallocene, diphenylmetallocene, toxy-methylmetallocene, butylmetallocene, t-butylmetal. Metallocene-based compounds such as locene and chloromethyl metallocene may be used, but are not limited thereto.

다른 선택적인 실시형태에서, 카운터 전극(190)은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT), 페로센(ferrocene)계 고분자와 같은 메탈로센계(metallocene) 고분자나 유도체, 디페닐아민, 트리페닐아민, 페노티아진(phenothiazine)계 고분자 및/또는 페녹사진(phenoxazine)계 고분자로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 카운터 전극(190)은 대한민국공개특허 제10-2016-0055352호에 기재되어 있는 메탈로센 모이어티와, 트리아릴아민을 함유하는 아크릴계 공중합체로 이루어질 수도 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 카운터 전극(190)은 하기 화학식 3 내지 화학식 4로 표시되는 반복단위를 가지는 메탈로센계 고분자이거나, 화학식 5로 표시되는 반복단위를 가지는 메탈로센계 고분자(예를 들어 비닐페로센 고분자)로 이루어질 수 있다. In another alternative embodiment, the counter electrode 190 is a metallocene-based polymer, such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) or a ferrocene-based polymer. ) It may be made of a material selected from the group consisting of polymers or derivatives, diphenylamine, triphenylamine, phenothiazine-based polymers, and/or phenoxazine-based polymers. For example, the counter electrode 190 may be made of an acrylic copolymer containing a metallocene moiety and triarylamine, as described in Korean Patent Publication No. 10-2016-0055352. In another optional embodiment, the counter electrode 190 is a metallocene-based polymer having a repeating unit represented by Formula 3 to Formula 4 below, or a metallocene-based polymer having a repeating unit represented by Formula 5 (e.g., vinyl ferrocene polymer).

화학식 3Formula 3

화학식 4Formula 4

화학식 5Formula 5

(화학식 3 내지 화학식 5에서, M은 전이금속, 일례로 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os) 및 팔라듐(Pd)으로 구성되는 군에서 선택되고, 화학식 3에서 R5는 C1~C10 직쇄 또는 측쇄 알킬기임)(In Formulas 3 to 5, M is a transition metal, such as titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), selected from the group consisting of ruthenium (Ru), osmium (Os), and palladium (Pd), and in Formula 3, R 5 is a C1-C10 straight or branched alkyl group)

하나의 예시적인 실시형태에서, 카운터 전극(190)은 200 내지 800 nm의 두께로 이루어진다. 카운터 전극(190)의 두께가 200 nm 미만이면 전기변색층(150)의 구동 특성이 저하될 수 있고, 카운터 전극(190)의 두께가 800 nm를 초과하면 저항의 증가로 인하여 전기변색층(150)에서의 응답 속도가 저하될 수 있다.In one exemplary embodiment, counter electrode 190 is comprised of a thickness of 200 to 800 nm. If the thickness of the counter electrode 190 is less than 200 nm, the driving characteristics of the electrochromic layer 150 may deteriorate, and if the thickness of the counter electrode 190 exceeds 800 nm, the resistance of the electrochromic layer 150 may decrease due to an increase. ), the response speed may decrease.

전술한 구성을 가지는 투과도 가변 패널(100)은 전압의 인가에 따라 다양한 표시 모드를 구현할 수 있다. 이하에서, 제 2 투명 전극(140)을 중심으로 전압의 세기를 설명하지만, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로, 도 4는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 차광 모드(블랙 모드)가 구현된 투과도 가변 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. The variable transmittance panel 100 having the above-described configuration can implement various display modes depending on the application of voltage. Below, the intensity of the voltage will be described focusing on the second transparent electrode 140, but this is only for convenience of explanation and the present invention is not limited thereto. As an example, Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing a variable transmittance panel in which a light blocking mode (black mode) is implemented according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 차광 모드를 구현하기 위하여, 투과도 가변 패널(100)에 제 1 전압이 인가된다. 일례로, 제 2 투명 전극(140)에 양(+)의 전압이 인가되고, 제 1 투명 전극(130)에 음(-)의 전압이 인가된다. 전자가 제 1 투명 전극(130)에 공급되면서, 제 1 투명 전극(130)에 근접하게 위치하는 전기변색입자(160)에 전자가 공급되는 환원 반응이 일어나고, 전기변색입자(160)는 투명 상태에서 소정의 컬러로 변색된다. As shown in FIG. 4, in order to implement a light blocking mode, a first voltage is applied to the variable transmittance panel 100. For example, a positive (+) voltage is applied to the second transparent electrode 140, and a negative (-) voltage is applied to the first transparent electrode 130. As electrons are supplied to the first transparent electrode 130, a reduction reaction occurs in which electrons are supplied to the electrochromic particles 160 located close to the first transparent electrode 130, and the electrochromic particles 160 are in a transparent state. changes color to a certain color.

예를 들어, 제 1 전압은 제 2 투명 전극(140)을 기준으로 +1.0 내지 +3.0V일 수 있다. 제 1 전압의 세기가 +1.0V 미만인 경우에 전기변색입자(160)에서의 환원 변색이 충분하지 않아 효율적인 차광 모드가 구현되지 않을 수 있다. 반면, 제 1 전압의 세기가 +3.0V를 초과하는 경우, 전기변색 물질이 2차 환원되면서 전기변색 특성이 저하될 우려가 있다. For example, the first voltage may be +1.0 to +3.0V based on the second transparent electrode 140. If the intensity of the first voltage is less than +1.0V, the reductive discoloration in the electrochromic particles 160 is not sufficient and an efficient light-shielding mode may not be implemented. On the other hand, if the intensity of the first voltage exceeds +3.0V, there is a risk that the electrochromic material may undergo secondary reduction and the electrochromic properties may deteriorate.

반사성 금속 양이온(180)은 투과도 가변 패널(100)을 구성하는 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140) 사이에 인가되는 전압에 의해 생성되는 전기장을 따라 반대 극성을 띠는 전극 쪽으로 이동할 수 있다. 차광 모드를 구현할 때, 반사 물질로 기능할 수 있는 반사성 금속 양이온(180)은 (-) 전압이 인가되어, 반대 하전 입자인 전자가 풍부하게 존재하는 제 1 투명 전극(130)쪽의 전기변색입자(160) 근처까지 이동한다. 전기변색입자(160)는 대략 수십 내지 수백 nm의 크기를 가지는 반면, 이온 상태인 반사성 금속 양이온(180)은 수 옹스트롬(Å) 정도의 크기에 불과하다. 또한, 반사성 금속 양이온(180)은 이온 상태이기 때문에, 전기변색입자(160) 표면에 흡착되거나 결합을 이루지 않는다. The reflective metal cation 180 may move toward the electrode of opposite polarity along the electric field generated by the voltage applied between the first and second transparent electrodes 130 and 140 constituting the variable permeability panel 100. . When implementing the light-shielding mode, the reflective metal cations 180, which can function as a reflective material, are electrochromic particles on the side of the first transparent electrode 130, which is rich in electrons, which are oppositely charged particles, when a negative voltage is applied. (160) Move to nearby area. While the electrochromic particles 160 have a size of approximately tens to hundreds of nm, the reflective metal cations 180 in an ionic state have a size of only a few angstroms (Å). Additionally, because the reflective metal cation 180 is in an ionic state, it is not adsorbed or bonded to the surface of the electrochromic particle 160.

따라서 전기변색입자(160) 부근으로 이동한 반사성 금속 양이온(180)은 전기변색입자(160) 사이의 공극을 통하여, 반대 극성을 가지는 전극, 즉, 전자가 풍부하게 존재하는 제 1 투명 전극(130)의 계면 쪽으로 이동한다. 반사성 금속 양이온(180)이 전기변색입자(160)의 공극 사이로 침투하여, 제 1 투명 전극(130) 상부에 위치하고 있기 때문에, 투과도 가변 패널(100)의 외부에서 입사되는 외광은 반사성 금속 양이온(180)으로 도달하지 못한다. 외광은 블랙 등으로 변색된 전기변색입자(160)에 의하여 차단되어 차광 모드를 구현할 수 있다. Therefore, the reflective metal cations 180 that move near the electrochromic particles 160 pass through the pores between the electrochromic particles 160 to an electrode with opposite polarity, that is, the first transparent electrode 130 rich in electrons. ) moves toward the interface. Since the reflective metal cations 180 penetrate between the pores of the electrochromic particles 160 and are located on the top of the first transparent electrode 130, external light incident from the outside of the variable transmittance panel 100 is reflected by the reflective metal cations 180. ) cannot be reached. External light is blocked by the electrochromic particles 160 discolored to black, etc., thereby implementing a light blocking mode.

이때, 전기변색입자(160)의 환원 변색을 야기하는 제 1 전압의 크기는 환원 변색 물질의 종류, 카운터 전극(190)의 산화 전압, 전해질(170)의 이온 전달 능력, 제 1 투명 전극(130)의 저항과 관련이 있다. 즉, 카운터 전극(190)의 산화 전압이 낮을수록, 전해질(170)의 이온 전달 능력이 좋을수록, 제 1 투명 전극(130)의 저항이 낮을수록 소자(device) 자체의 구동 전압이 낮아지기 때문에, 전기변색입자(160)의 환원 변색에 요구되는 제 1 전압의 크기는 달라질 수 있다. At this time, the magnitude of the first voltage that causes reductive discoloration of the electrochromic particles 160 depends on the type of reductive discoloration material, the oxidation voltage of the counter electrode 190, the ion transfer ability of the electrolyte 170, and the first transparent electrode 130. ) is related to the resistance of That is, the lower the oxidation voltage of the counter electrode 190, the better the ion transport ability of the electrolyte 170, and the lower the resistance of the first transparent electrode 130, the lower the driving voltage of the device itself. The magnitude of the first voltage required for reductive color change of the electrochromic particles 160 may vary.

일례로, 전기변색 물질로서 금속 산화물을 사용하는 경우, 환원 변색을 위한 제 1 전압의 세기는 1.1 내지 3V이다. 전기변색 물질로서 폴리아닐린과 같은 고분자를 사용하는 경우, 환원 변색을 위한 제 1 전압의 세기는 1 내지 1.5V이다. 반면, 전기변색 물질로서 비올로겐 구조를 가지는 물질을 사용하는 경우, 환원 변색을 위한 제 1 전압의 세기는 1.1 내지 1.3V일 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. For example, when metal oxide is used as an electrochromic material, the intensity of the first voltage for reduction color change is 1.1 to 3V. When using a polymer such as polyaniline as an electrochromic material, the intensity of the first voltage for reductive color change is 1 to 1.5 V. On the other hand, when a material having a viologen structure is used as the electrochromic material, the intensity of the first voltage for reduction color change may be 1.1 to 1.3 V. However, the present invention is not limited to this.

한편, 도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 투과 모드(투명 모드)가 구현된 투과도 가변 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. 투과도 가변 패널(100)에 전압이 인가되지 않은 OFF 상태에서, 전기변색입자(160)에서의 환원 변색은 일어나지 않아 전기변색입자(160)는 산화되어 초기의 투명한 컬러로 변환된다. 반사성 금속 양이온(180)은 전기변색층(160), 구체적으로 전해질(170)에 균일하게 분산된다. 투과도 가변 패널(100)로 입사된 외광은 전해질(170)과 전기변색입자(160)를 통과하여 투과 모드를 구현할 수 있다. Meanwhile, Figure 5 is a cross-sectional view schematically showing a variable transmittance panel in which a transmission mode (transparent mode) is implemented according to an exemplary embodiment of the present invention. In the OFF state in which no voltage is applied to the transmittance variable panel 100, reductive discoloration does not occur in the electrochromic particles 160, and the electrochromic particles 160 are oxidized and converted to their initial transparent color. The reflective metal cations 180 are uniformly dispersed in the electrochromic layer 160, specifically the electrolyte 170. External light incident on the variable transmittance panel 100 may pass through the electrolyte 170 and the electrochromic particles 160 to implement a transmission mode.

도면에서는 설명의 편의를 위하여, 제 1 투명 전극(130)과 제 2 투명 전극(140)에 전압이 인가되지 않은 상태로 도시하였다. 하지만, 투과 모드를 구현하기 위해서 소정의 전압이 인가될 수 있다. 예를 들어, 제 1 투명 전극(130)과 제 2 투명 전극(140) 사이에 전기변색입자(160)의 환원 변색을 위한 제 1 전압보다 낮고, 후술하는 반사성 금속 양이온(180)이 제 2 투명 전극(140)쪽으로 이동하는데 요구되는 제 2 전압(도 6 참조)보다 높은 전압이 인가되는 경우에도 투과 모드가 구현될 수 있다. 일례로, 투과도 가변 패널(100)의 투과 모드를 구현할 때 제 1 투명 전극(130)과 제 2 투명 전극(140)에 인가되는 전압은 -0.5 내지 +0.5V, 바람직하게는 -0.2 내지 +0.2V, 더욱 바람직하게는 -0.2 내지 0V일 수 있다. In the drawing, for convenience of explanation, the first transparent electrode 130 and the second transparent electrode 140 are shown in a state where no voltage is applied. However, a predetermined voltage may be applied to implement the transmission mode. For example, the voltage between the first transparent electrode 130 and the second transparent electrode 140 is lower than the first voltage for reduction and discoloration of the electrochromic particles 160, and the reflective metal cation 180, which will be described later, is applied to the second transparent electrode 140. Transmission mode can be implemented even when a voltage higher than the second voltage (see FIG. 6) required to move toward the electrode 140 is applied. For example, when implementing the transmission mode of the variable transmittance panel 100, the voltage applied to the first transparent electrode 130 and the second transparent electrode 140 is -0.5 to +0.5V, preferably -0.2 to +0.2. V, more preferably -0.2 to 0V.

또한, 도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 반사 모드(미러 모드)가 구현된 투과도 가변 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 4에 도시한 차광 모드와 반대 전위를 가지는 제 2 전압이 투과도 가변 패널(100)을 구성하는 제 1 투명 전극(130)과 제 2 투명 전극(140)에 인가된다. 구체적으로, 제 1 투명 전극(130)에 양(+)의 전압이 인가되고, 제 2 투명 전극(140)에 음(-)의 전압이 인가된다. 따라서 전자는 제 2 투명 전극(140)쪽으로 이동한다. In addition, Figure 6 is a cross-sectional view schematically showing a variable transmittance panel in which a reflection mode (mirror mode) is implemented according to an exemplary embodiment of the present invention. A second voltage having a potential opposite to that of the light blocking mode shown in FIG. 4 is applied to the first transparent electrode 130 and the second transparent electrode 140 constituting the variable transmittance panel 100. Specifically, a positive (+) voltage is applied to the first transparent electrode 130, and a negative (-) voltage is applied to the second transparent electrode 140. Accordingly, electrons move toward the second transparent electrode 140.

환원 변색이 일어나지 않기 때문에, 전기변색입자(160)는 투명한 상태를 갖는다. 한편, 반사성 금속 양이온(180)은 반대 극성, 즉 음(-)으로 하전된 상부의 제 2 투명 전극(140)쪽으로 이동하여, 제 2 투명 전극(140)을 따라 배열되면서 일종의 '반사 전극' 또는 '반사판'을 형성한다. 이에 따라, 투과도 가변 패널(100)로 입사된 외광은 상부의 제 2 투명 전극(140)쪽에 배열된 반사성 금속 양이온(180)에서 반사되고, 반사 모드가 구현될 수 있다. Because reductive discoloration does not occur, the electrochromic particles 160 are transparent. Meanwhile, the reflective metal positive ions 180 move toward the upper second transparent electrode 140, which is of opposite polarity, that is, negatively charged, and are arranged along the second transparent electrode 140, forming a kind of 'reflective electrode' or It forms a ‘reflector’. Accordingly, external light incident on the variable transmittance panel 100 is reflected by the reflective metal positive ions 180 arranged on the upper second transparent electrode 140, and a reflection mode can be implemented.

제 2 투명 전극(140)을 기준으로 제 2 전압은 -1.0 내지 -1.3V일 수 있다. 제 2 전압이 -1.0V를 초과하는 경우(예를 들어 -0.5V인 경우), 반사성 금속 양이온(180)이 제 2 투명 전극(140) 쪽으로 충분히 이동하지 않아 반사 모드가 효율적으로 구현되지 않을 수 있다. 반면, 제 2 전압이 -1.3V 미만인 경우(예를 들어 -2.0V인 경우), 제 2 투명 전극(140)쪽으로 이동한 반사성 금속 양이온(180) 사이의 강한 상호작용에 의하여 반사성 금속 양이온(180)이 응집(aggregation)된다. 이에 따라, 전압의 변환에 따라 차광 모드, 투과 모드, 반사 모드로 이루어지는 구동 사이클이 반복됨에 따라, 멀티 표시 모드의 전환이 어려워지거나, 모드 변환에 따른 응답 속도가 저하될 우려가 있다. The second voltage may be -1.0 to -1.3V based on the second transparent electrode 140. If the second voltage exceeds -1.0V (for example, -0.5V), the reflective metal cations 180 may not sufficiently move toward the second transparent electrode 140, so the reflection mode may not be efficiently implemented. there is. On the other hand, when the second voltage is less than -1.3V (for example, -2.0V), the reflective metal cation (180) moves toward the second transparent electrode 140 due to strong interaction between the reflective metal cation (180). ) is aggregation. Accordingly, as the driving cycle consisting of shading mode, transmission mode, and reflection mode is repeated according to voltage conversion, there is a risk that switching between multi-display modes may become difficult or the response speed due to mode conversion may decrease.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 투과도 가변 패널(100)은 인가되는 전압에 따라 컬러 변이가 가능한 전기변색입자(160)와, 전해질(170) 내에서 하부의 제 1 투명 전극(130) 및 상부의 제 2 투명 전극(140)으로 이동하는 반사성 금속 양이온(180)을 포함하고 있다. 이에 따라 인가되는 전압을 조정하여, 차광 모드(블랙 모드), 투과 모드(투명 모드) 및 반사 모드(미러 모드)를 용이하게 구현할 수 있다. 종래의 반사형 표시장치는 표시장치에서 나타내고자 하는 영상과 배경 영상이 중첩적으로 비치면서 시인성이 저하되는 문제가 있다. As described above, the variable transmittance panel 100 according to the present invention includes electrochromic particles 160 capable of changing color depending on the applied voltage, a lower first transparent electrode 130 and an upper electrode within the electrolyte 170. It contains reflective metal cations 180 that move to the second transparent electrode 140. Accordingly, by adjusting the applied voltage, it is possible to easily implement shading mode (black mode), transmission mode (transparent mode), and reflection mode (mirror mode). Conventional reflective display devices have a problem in that visibility is reduced as the image to be displayed on the display device overlaps with the background image.

하지만, 본 발명에 따른 투과도 가변 패널(100)은 다양한 표시 모드가 가능하기 때문에, 투명 표시장치는 물론이고 반사형 표시장치를 구현할 수 있다. 예를 들어, 표시장치에서 표현하고자 하는 영상을 구동할 때, 반사 모드에 의하여 배경 영상이 비침으로 인한 시인성 저하가 문제될 경우, 인가되는 전압의 크기를 조절하여 차광 모드 또는 투명 모드로 전환하여 배경 영상이 표시장치에 비치는 것을 방지하여, 표시장치에서 표현하고자 하는 영상에 대한 시인성을 향상시킬 수 있다. However, since the variable transmittance panel 100 according to the present invention is capable of various display modes, it is possible to implement not only a transparent display device but also a reflective display device. For example, when driving an image to be expressed on a display device, if there is a problem with reduced visibility due to reflection of the background image due to reflection mode, adjust the size of the applied voltage and switch to shading mode or transparent mode to hide the background. By preventing images from being reflected on the display device, visibility of the image to be expressed on the display device can be improved.

계속해서, 본 발명에 따라 멀티 표시 모드를 구현할 수 있는 투과도 가변 패널이 적용된 표시장치에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명에 따라 투과도 가변 패널을 포함하는 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 8은 표시장치를 구성하는 표시패널에 대한 개략적인 단면도이다. Next, a display device using a variable transmittance panel capable of implementing a multi-display mode according to the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a display device including a variable transmittance panel according to the present invention, and FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a display panel constituting the display device.

도 7에 도시한 바와 같이, 표시장치(200)는 투명 표시패널(300)과, 투명 표시패널(300)의 일측에 위치하는 투과도 가변 패널(100)을 포함한다. 투명 표시패널(300)은 다수의 화소를 포함하고, 각각의 화소는 표시부(312)와, 구동부(314) 및 투명부(316)를 포함한다. 일례로, 투명부(316)는 전체 표시패널(300) 면적 중에 40 내지 60%를 차지할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 표시부(312)는 구동부(314)를 통해 공급되는 전압 또는 신호에 의해 구동되어 영상을 표시한다. 투명 표시패널(300)은 액정패널 또는 발광다이오드 패널일 수 있다.As shown in FIG. 7, the display device 200 includes a transparent display panel 300 and a variable transmittance panel 100 located on one side of the transparent display panel 300. The transparent display panel 300 includes a plurality of pixels, and each pixel includes a display portion 312, a driver 314, and a transparent portion 316. For example, the transparent portion 316 may occupy 40 to 60% of the total area of the display panel 300, but the present invention is not limited to this. The display unit 312 is driven by a voltage or signal supplied through the driver 314 to display an image. The transparent display panel 300 may be a liquid crystal panel or a light emitting diode panel.

투명 표시패널(300)이 발광다이오드 패널인 경우에 대하여 간략히 설명한다. 도 7에 도시한 표시패널의 개략적인 단면도인 도 8을 참조하면, 투명 표시패널(300)은, 서로 마주하는 제 3 기판(401) 및 제 4 기판(402)을 포함하고, 제 3 및 제 4 기판(401, 402) 사이에는 표시소자로서 발광다이오드(D)가 위치한다. The case where the transparent display panel 300 is a light emitting diode panel will be briefly described. Referring to FIG. 8 , which is a schematic cross-sectional view of the display panel shown in FIG. 7 , the transparent display panel 300 includes a third substrate 401 and a fourth substrate 402 facing each other, and the third and fourth substrates 401 and 402 face each other. 4 A light emitting diode (D) is located between the substrates 401 and 402 as a display element.

제 3 기판(401)과 제 4 기판(402) 각각은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 3 기판(401)과 제 4 기판(402) 각각은 PES, PAR, PEI, PPS, PI, PC, PET, PEN, TAC 및/또는 CAP 등으로 이루어지는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. Each of the third substrate 401 and the fourth substrate 402 may be made of glass or plastic. For example, each of the third substrate 401 and the fourth substrate 402 may be made of a plastic material such as PES, PAR, PEI, PPS, PI, PC, PET, PEN, TAC, and/or CAP.

제 3 기판(401) 상에는 서로 교차하여 화소영역(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 화소영역(P)에 형성된다.A gate wire (not shown) and a data wire (not shown) that cross each other to define the pixel area (P) are formed on the third substrate 401, and are parallel to the gate wire (not shown) or the data wire (not shown). Power wiring (not shown) is formed that is spaced apart from each other. The display unit 312, the driver 314, and the transparent part 316 are defined in each pixel area (P). A switching thin film transistor (not shown) is formed in each pixel area (P) at the intersection of the gate wire (not shown) and the data wire (not shown).

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 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유사한 구조를 가질 수 있다. In addition, it is connected to a switching thin film transistor (not shown) and a power wiring (not shown), and a driving thin film transistor (DTr) is formed. The driving thin film transistor (DTr) includes a semiconductor layer 410, a gate electrode 420, and source and drain electrodes 431 and 433. The switching thin film transistor may have a similar structure to the driving thin film transistor (DTr).

반도체층(410)은, 채널영역(CR)과 채널영역(CR) 양측에 위치하는 소스 영역 및 드레인 영역(SR, DR)을 포함한다. 이와 같은 반도체층(410)은 다결정 실리콘 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 한편, 반도체층(410)과 제 3 기판(401) 사이에는 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어질 수 있는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다.The semiconductor layer 410 includes a channel region CR and a source region and drain regions SR and DR located on both sides of the channel region CR. This semiconductor layer 410 may be made of polycrystalline silicon or oxide semiconductor. Meanwhile, a buffer layer (not shown) that may be made of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) may be formed between the semiconductor layer 410 and the third substrate 401 .

반도체층(410) 상에는, 게이트 절연막(415)이 형성된다. 게이트 절연막(415)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)과 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 저-저항 금속 물질로 이루어질 수 있다.On the semiconductor layer 410, a gate insulating film 415 is formed. The gate insulating film 415 may be made of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx). And, on the gate insulating film 415, a gate electrode 420 is formed corresponding to the channel region CR. The gate electrode 420 may be made of a low-resistance metal material such as copper or aluminum.

게이트 전극(420) 상에는, 층간 절연막(425)이 형성된다. 게이트 절연막(415)과 층간 절연막(425)에는, 반도체층(410)의 소스 영역(SR)과 드레인 영역(DR) 각각을 노출하는 반도체층 컨택홀(435)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(425)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.On the gate electrode 420, an interlayer insulating film 425 is formed. A semiconductor layer contact hole 435 exposing each of the source region SR and drain region DR of the semiconductor layer 410 may be formed in the gate insulating film 415 and the interlayer insulating film 425. The interlayer insulating film 425 may be made of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx).

층간 절연막(425) 상에는, 소스 전극 및 드레인 전극(431, 433)이 형성된다. 소스 전극 및 드레인 전극(431, 433)은, 각각 대응되는 반도체층 컨택홀(435)을 통해, 반도체층(410)의 소스 영역 및 드레인 영역(SR, DR)과 각각 접촉하게 된다. 소스 및 드레인 전극(431, 433)은 게이트 전극(420)과 동일한 소재로 이루어질 수 있다. On the interlayer insulating film 425, source electrodes and drain electrodes 431 and 433 are formed. The source and drain electrodes 431 and 433 are in contact with the source and drain regions SR and DR of the semiconductor layer 410 through the corresponding semiconductor layer contact holes 435, respectively. The source and drain electrodes 431 and 433 may be made of the same material as the gate electrode 420.

소스 전극 및 드레인 전극(431, 433) 상에는, 보호층(440)이 형성될 수 있다. 보호층(440)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질 또는 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 보호층(440)에는 드레인 전극(433)을 노출하는 드레인 컨택홀(441)이 형성된다.A protective layer 440 may be formed on the source and drain electrodes 431 and 433. The protective layer 440 may be made of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), or an organic insulating material such as photoacrylic. A drain contact hole 441 exposing the drain electrode 433 is formed in the protective layer 440.

도 8에서는 결정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(410)을 사용한 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성된 경우를 일예로서 설명하였다. 다른 실시형태에서, 비정질실리콘(amorphous silicon)을 반도체층으로 사용한 역 스태거드(inverted staggered) 구조의 구동 박막트랜지스터가 사용될 수도 있다. 또 다른 예로서, 산화물 반도체를 사용한 산화물 트랜지스터가 사용될 수도 있다. 또한, 도시하지 않았으나, 각 화소영역(P)에는 스토리지 캐패시터가 형성된다.In Figure 8, the case where a driving thin film transistor (DTr) is formed using the semiconductor layer 410 made of crystalline silicon is explained as an example. In another embodiment, a driving thin film transistor with an inverted staggered structure using amorphous silicon as a semiconductor layer may be used. As another example, an oxide transistor using an oxide semiconductor may be used. Additionally, although not shown, a storage capacitor is formed in each pixel area (P).

발광다이오드(D)는 보호층(440) 상에 위치하며 드레인 컨택홀(441)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)와 전기적으로 연결된다. 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.The light emitting diode (D) is located on the protective layer 440 and is electrically connected to the driving thin film transistor (DTr) through the drain contact hole 441. The light emitting diode (D) may include first and second electrodes 451 and 453 and an organic light emitting layer 452 formed between the first and second electrodes 451 and 453.

여기서, 제 1 및 2 전극(451, 453)은 투명한 특성을 갖도록 구성된다. 이와 관련하여, 제1 및 2 전극(451, 453)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들면, ITO, IZO, GZO, IGZO와 같이 산화물 계열의 투명 도전성 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 컨택홀(441)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(433)과 연결되며 화소영역(P) 단위로 패터닝 된다. 제 2 전극(453)은 표시패널(300)의 전체 화소영역(P)에 대응하여 일체로 형성된다. Here, the first and second electrodes 451 and 453 are configured to have transparent characteristics. In this regard, the first and second electrodes 451 and 453 may be formed of a transparent conductive material. For example, one of oxide-based transparent conductive materials such as ITO, IZO, GZO, and IGZO may be used. At this time, one of the first and second electrodes 451 and 453 is an anode and the other is a cathode. The anode is made of a material with a relatively high work function value, and the cathode is made of a material with a relatively low work function value. The first electrode 451 is connected to the drain electrode 433 of the driving thin film transistor (DTr) through the drain contact hole 441 and is patterned in units of pixel areas (P). The second electrode 453 is formed integrally with the entire pixel area P of the display panel 300.

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. Meanwhile, a bank 460 having an opening may be formed in each pixel area (P) on the first electrode 451. Such a bank 460 serves to distinguish neighboring pixel areas (P). An organic light emitting layer 452 is formed in each pixel area P in response to the opening of the bank 460. The organic light emitting layer 452 functions to emit light by combining holes and electrons supplied from the first and second electrodes 451 and 453.

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, 유기발광층(453)은 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.The organic light-emitting layer 452 may include a light-emitting material layer that substantially emits light. Meanwhile, to increase luminous efficiency, the organic light emitting layer 452 may have a multilayer structure. For example, the organic light emitting layer 453 may further include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, and an electron transport layer in addition to the light emitting material layer. The light emitting diode D having the above-described configuration generates light of corresponding brightness according to a signal applied to the gate electrode 420 of the driving thin film transistor DTr.

또한, 제 4 기판(402)은 인캡슐레이션 기판으로, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 발광다이오드(D)를 덮는다. 제 4 기판(402)과 발광다이오드(D) 사이에 수분 등의 침투를 방지하기 위한 배리어층(480)이 형성될 수 있다. Additionally, the fourth substrate 402 is an encapsulation substrate and covers the driving thin film transistor (DTr) and the light emitting diode (D). A barrier layer 480 may be formed between the fourth substrate 402 and the light emitting diode (D) to prevent moisture, etc. from penetrating.

도 8에서, 구동 박막트랜지스터(DTr) 등의 구동 소자가 형성된 영역이 구동부(도 7의 314)에 대응되고, 발광다이오드(D)가 형성된 영역이 표시부(도 7의 312)에 대응된다. 한편, 투명부(도 7의 316)에는 구동 소자와 표시 소자가 형성되지 않고 빛이 투과된다. 또한, 표시부(312)와 구동부(314)는 서로 중첩된 영역일 수 있다.In FIG. 8, the area where driving elements such as the driving thin film transistor (DTr) are formed corresponds to the driving unit (314 in FIG. 7), and the area where the light emitting diode (D) is formed corresponds to the display unit (312 in FIG. 7). Meanwhile, no driving element or display element is formed in the transparent portion (316 in FIG. 7) and light is transmitted through the transparent portion (316 in FIG. 7). Additionally, the display unit 312 and the driving unit 314 may be areas that overlap with each other.

다시 도 7을 참조하면, 투과도 가변 패널(100)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(110, 120)과, 제 1 기판(110) 상에 위치하는 제 1 투명 전극(130)과, 제 2 기판(120) 상에 위치하는 제 2 투명 전극(140)과, 제 1 및 제 2 기판(110, 120) 사이에 위치하며 전기변색 입자(160), 전해질(170) 및 반사성 금속 양이온(180)을 포함하는 전기변색층(150)과, 전기변색층(150)과 제 2 투명 전극(140) 사이에 위치하며 전기변색층(150)에서의 산화-환원 반응을 원활히 하기 위한 카운터 전극(190)을 포함한다. Referring again to FIG. 7, the variable transmittance panel 100 includes first and second substrates 110 and 120 facing each other, a first transparent electrode 130 located on the first substrate 110, and The second transparent electrode 140 located on the second substrate 120, and the electrochromic particles 160, electrolyte 170, and reflective metal cations located between the first and second substrates 110 and 120 ( An electrochromic layer 150 including 180) and a counter electrode located between the electrochromic layer 150 and the second transparent electrode 140 to facilitate the oxidation-reduction reaction in the electrochromic layer 150. 190).

제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 각각 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120) 각각은 PES, PAR, PEI, PPS, PI, PC, PET, PEN, TAC 및/또는 CAP 등으로 이루어지는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. The first substrate 110 and the second substrate 120 may be made of glass or plastic, respectively. For example, each of the first substrate 110 and the second substrate 120 may be made of a plastic material such as PES, PAR, PEI, PPS, PI, PC, PET, PEN, TAC, and/or CAP.

도 7과 도 8에서 투과도 가변 패널(100)의 제 1 기판(110)과 표시패널(300)의 제 4 기판(402)이 동일한 구성인 것으로 도시되고 있으나, 서로 다른 기판이 이용되고 이들이 부착되어 투과도 가변 패널(100)과 표시패널(300)이 적층될 수 있다. 제 1 투명 전극(130)과 제 2 투명 전극(140) 각각은 투명 도전성 물질로 이루어진다.7 and 8, the first substrate 110 of the variable transmittance panel 100 and the fourth substrate 402 of the display panel 300 are shown to have the same configuration, but different substrates are used and they are attached. The variable transmittance panel 100 and the display panel 300 may be stacked. Each of the first transparent electrode 130 and the second transparent electrode 140 is made of a transparent conductive material.

전기변색층(150)은 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140) 사이에 위치하고 전기변색입자(160), 전해질(170) 및 반사성 금속 양이온(180)을 포함한다. 전기변색입자(160)는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 일례로, 전기변색입자(160)는 환원 반응에 의하여 블랙 등으로 변색되는 전기변색 물질을 포함한다. 전기변색층(150)을 구성할 수 있는 전해질(170)은 용해된 리튬 염을 포함하는 겔-타입 또는 고분자계 전해질이 사용된다. 바람직하게는 전해질(170)을 구성하는 매질은 열 경화 또는 광 경화가 가능하며, 전기전도성은 비교적 낮고 이온전도성은 우수한 고체상 전해질(solid state electrolyte, SSE)로 이루어질 수 있다.The electrochromic layer 150 is located between the first and second transparent electrodes 130 and 140 and includes electrochromic particles 160, electrolyte 170, and reflective metal cations 180. Electrochromic particles 160 may have a core-shell structure. For example, the electrochromic particles 160 include an electrochromic material that changes color to black or the like by a reduction reaction. The electrolyte 170 that can form the electrochromic layer 150 is a gel-type or polymer-based electrolyte containing a dissolved lithium salt. Preferably, the medium constituting the electrolyte 170 can be heat-cured or photo-cured and may be made of a solid state electrolyte (SSE) that has relatively low electrical conductivity and excellent ionic conductivity.

반사성 금속 양이온(180)은, 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 팔라듐(Pd)과 같은 반사성 금속의 염화물, 황산염, 질산염, 탄산염과 같은 금속염이 해리되면서 생성될 수 있다. 반사성 금속 양이온(180)은 투과도 가변 패널(100)에 인가되는 전압의 세기에 따라 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140)쪽으로 이동한다. 투과도 가변 패널(100)에 인가되는 전압의 세기에 따른 전기변색입자(160)의 컬러 변색 및 반사성 금속 양이온(180)의 이동에 의하여, 투과도 가편 패널(100)은 차광 모드(블랙 모드), 투과 모드(투명 모드), 반사 모드(미러 모드) 등 다양한 표시 모드를 구현할 수 있다. Reflective metal cations 180 may be generated when metal salts such as chloride, sulfate, nitrate, and carbonate of reflective metals such as silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu), and palladium (Pd) are dissociated. The reflective metal cations 180 move toward the first and second transparent electrodes 130 and 140 depending on the intensity of the voltage applied to the variable transmittance panel 100. Due to the color change of the electrochromic particles 160 and the movement of the reflective metal cation 180 according to the intensity of the voltage applied to the permeability variable panel 100, the permeability variable panel 100 operates in a light-shielding mode (black mode) and a transmission mode. Various display modes can be implemented, such as transparent mode (transparent mode) and reflection mode (mirror mode).

한편, 카운터 전극(190)은 금속 산화물, 전도성 고분자 및/또는 메탈로센계 단분자 또는 고분자 등과 같은 전자 수용성 물질로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the counter electrode 190 may be made of an electron-accepting material such as metal oxide, conductive polymer, and/or metallocene-based single molecule or polymer.

이와 같은 구성의 투과도 가변 패널(100)은 전압의 인가에 의해 다양한 표시 모드를 구현한다. 일례로, 제 1 투명 전극(130)에 음(-)의 전압이 인가되고, 제 2 투명 전극(140)에 양(+)의 전압이 인가되는 경우(제 1 전압이 인가되는 경우)에 전기변색입자(160)의 컬러 변이와, 반사성 금속 양이온(180)의 제 1 투명 전극(130)으로의 이동에 의한 차광 모드를 구현할 수 있다(도 4 참조). 또한, 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140)에 전압이 인가되지 않는 경우에는 전기변색입자(160)가 산화되고, 반사성 금속 양이온(180)이 전해질(170) 내에 균일하게 분산되면서 투과 모드가 구현된다(도 5 참조). 반면, 제 1 투명 전극(130)에 양(+)의 전압이 인가되고, 제 2 투명 전극(140)에 음(-)의 전압이 인가되는 경우(제 2 전압이 인가되는 경우)에, 반사성 금속 양이온(180)이 제 2 투명 전극(140)쪽으로 이동하여 반사 전극으로 기능하면서 반사 모드를 구현한다(도 6 참조). The transmittance variable panel 100 of this configuration implements various display modes by applying voltage. For example, when a negative (-) voltage is applied to the first transparent electrode 130 and a positive (+) voltage is applied to the second transparent electrode 140 (when the first voltage is applied), electricity A light blocking mode can be implemented by color variation of the discolored particles 160 and movement of the reflective metal cations 180 to the first transparent electrode 130 (see FIG. 4). In addition, when no voltage is applied to the first and second transparent electrodes 130 and 140, the electrochromic particles 160 are oxidized, and the reflective metal cations 180 are uniformly dispersed in the electrolyte 170, thereby maintaining the transmission mode. is implemented (see Figure 5). On the other hand, when a positive (+) voltage is applied to the first transparent electrode 130 and a negative (-) voltage is applied to the second transparent electrode 140 (when the second voltage is applied), the reflective The metal cations 180 move toward the second transparent electrode 140 and function as a reflection electrode, implementing a reflection mode (see FIG. 6).

예를 들어, 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140)에 전압이 인가되지 않으면, 투과도 가변 패널(100)은 투광 모드가 되고, 투명부(316)에서의 빛이 투과된다. 반면, 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140)에 제 1 전압이 인가되면, 전기변색입자(160)의 쉘(164, 도 2 및 도 3 참조)이 블랙으로 변하기 때문에, 투과도 가변 패널(100)은 차광 모드가 되어 빛을 차단한다. 따라서, 투과도 가변 패널(100)을 포함하는 표시장치(200)는 소위 투명 표시장치로 이용된다. 반대로, 제 1 및 제 2 투명 전극(130, 140)에 제 2 전압이 인가되면 반사성 금속 양이온(180)이 반사 전극으로 기능하여 빛을 반사시킨다. 이에 따라, 투과도 가변 패널(100)을 포함하는 표시장치(200)는 소위 반사형 표시장치로 이용될 수 있다. For example, when no voltage is applied to the first and second transparent electrodes 130 and 140, the transmittance variable panel 100 is in a light transmission mode, and light from the transparent portion 316 is transmitted. On the other hand, when the first voltage is applied to the first and second transparent electrodes 130 and 140, the shell 164 (see FIGS. 2 and 3) of the electrochromic particles 160 turns black, thereby creating a variable transmittance panel ( 100) goes into shading mode and blocks light. Therefore, the display device 200 including the variable transmittance panel 100 is used as a so-called transparent display device. Conversely, when the second voltage is applied to the first and second transparent electrodes 130 and 140, the reflective metal cation 180 functions as a reflective electrode and reflects light. Accordingly, the display device 200 including the variable transmittance panel 100 can be used as a so-called reflective display device.

전술한 바와 같이, 본 발명의 표시장치(200)를 구성하는 투과도 가변 패널(100)은 인가되는 전압의 세기에 따라 다양한 표시 모드를 원활하게 구현할 수 있다. 인가되는 전압을 조정하여, 투과 모드-차광 모드-반사 모드 등 멀티 표시 모드로 신속하게 전환될 수 있다. 반사 모드 구현시에 표시장치에서 표시하고자 하는 영상에 대한 시인성이 문제가 될 경우, 인가 전압을 조정하여 차광 모드 등으로 전환함으로써, 배경 영상이 표시장치에 중첩적으로 표시되는 것을 방지하여, 표시장치에서 표시하고자 하는 영상에 대한 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. As described above, the variable transmittance panel 100 constituting the display device 200 of the present invention can smoothly implement various display modes depending on the intensity of the applied voltage. By adjusting the applied voltage, it can be quickly switched to multiple display modes such as transmission mode, light blocking mode, and reflection mode. When implementing reflection mode, if visibility of the image to be displayed on the display device is a problem, the applied voltage is adjusted and switched to shading mode, etc. to prevent the background image from being displayed overlapping on the display device. It is possible to prevent the visibility of the image to be displayed from being reduced.

이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through exemplary embodiments, but the present invention is not limited to the technical ideas described in the following examples.

실시예 1: 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자 제작Example 1: Fabrication of unit electrochromic device as a variable transmittance panel

2인치 크기의 단일 소자의 구성은 다음과 같다. 전기 변색층은 Vlachopoulos group이 연구한 Vio2+/TiO2(viologen modified high-surface area TiO2 electrodes; 전기변색 물질은 1-ethyl-1'-(2-phosphonoethyl)-4,4'-bipyridinium dichloride 사용)를 사용하였으며, 스핀-코팅으로 4~6 ㎛ 두께로 형성하였다. 카운터 전극으로 SnO2를 사용하여 두께 300~800 nm로 적층한 뒤, 300℃에서 열 소성하여 높은 변색 효율(colorant efficiency)이 구현되도록 하였다 (Electrochimica Acta vol. 53, p. 4065, 2008). 전해질 구성은 다음과 같다. PEG[Mw. 200, 400, H(OCH2-CH2)nOH, Aldrich] 10 g에 hexamethylene diisocyanate(HMDI) 20g 을 교반시켜 1시간 동안 60~70℃에서 반응시켰다. The composition of a 2-inch-sized single device is as follows. The electrochromic layer is Vio2+/TiO 2 (viologen modified high-surface area TiO 2 electrodes; electrochromic material used is 1-ethyl-1'-(2-phosphonoethyl)-4,4'-bipyridinium dichloride) studied by the Vlachopoulos group. was used, and was formed to a thickness of 4~6 ㎛ by spin-coating. SnO 2 was used as a counter electrode and was laminated to a thickness of 300 to 800 nm, followed by heat sintering at 300°C to achieve high colorant efficiency (Electrochimica Acta vol. 53, p. 4065, 2008). The electrolyte composition is as follows. PEG[Mw. 200, 400, H(OCH 2 -CH 2 ) n OH, Aldrich] 20 g of hexamethylene diisocyanate (HMDI) was stirred into 10 g and reacted at 60-70°C for 1 hour.

이 후에 caprolactone-modified hydroxyethyl acrylate(FA2D)[Mw. 344 CH2CHCOOCH2CH2O(CO-(CH2)5O)2H, Daicel Chemical Indus-tries) 20 g을 0.5시간 동안 60~70℃에서 반응시킨 뒤에, 80~90℃에서 3시간 동안 교반시켰다. 위의 반응으로 polyureathane acraylate를 합성한 후, 1M LiCF3SO3/Acetonitrile(ACN) 용액과 Irgacure 184을 각각 120 g, 0.2 g을 넣고 상온에서 2시간 교반하였다. 상기 전해질은 광경화로 polymerization을 시켜 gel polymer 전해질로 사용가능하며, 전해질 내부에 반사 물질로 AgNO3를 첨가하기 위하여 30 wt% AgNO3/Acetonitrile 용액 3.7 g(전체 전해질 중에 AgNO3 함량 0.5 wt%)을 넣고 2시간 상온에서 교반하여 전해질을 제조하였다. After this, caprolactone-modified hydroxyethyl acrylate (FA2D) [Mw. 20 g of 344 CH 2 CHCOOCH 2 CH2O (CO-(CH 2 ) 5O ) 2 H, Daicel Chemical Indus-tries) was reacted at 60-70°C for 0.5 hour, and then stirred at 80-90°C for 3 hours. After polyureathane acraylate was synthesized through the above reaction, 120 g and 0.2 g of 1M LiCF 3 SO 3 /Acetonitrile (ACN) solution and Irgacure 184, respectively, were added and stirred at room temperature for 2 hours. The electrolyte can be polymerized by photocuring and used as a gel polymer electrolyte. To add AgNO 3 as a reflective material inside the electrolyte, 3.7 g of 30 wt% AgNO 3 /Acetonitrile solution (AgNO 3 content of 0.5 wt% in the total electrolyte) is added. was added and stirred at room temperature for 2 hours to prepare an electrolyte.

전극 필름은 면저항 25 Ω/sq, 투과율 84%의 ITO/PET를 사용하였으며, cell gap은 약 500 ㎛로 설정하여 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자를 제작하였다. The electrode film used ITO/PET with a sheet resistance of 25 Ω/sq and a transmittance of 84%, and the cell gap was set to about 500 ㎛ to produce a unit electrochromic device as a variable transmittance panel.

실시예 2: 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자 제작Example 2: Fabrication of unit electrochromic device as a variable transmittance panel

전해질 중에 해리되지 않은 AgNO3의 함량이 0.9 wt%가 되도록 30 wt% AgNO3/Acetonitrile 용액 7.4 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 단위 전기변색 소자를 제작하였다. A unit electrochromic device was manufactured by repeating the procedure of Example 1, except that 7.4 g of 30 wt% AgNO 3 /Acetonitrile solution was used so that the content of undissociated AgNO 3 in the electrolyte was 0.9 wt%.

실시예 3: 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자 제작Example 3: Fabrication of unit electrochromic device as a variable transmittance panel

전해질 중에 해리되지 않은 AgNO3의 함량이 1.8 wt%가 되도록 30 wt% AgNO3/Acetonitrile 용액 14.8 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 단위 전기변색 소자를 제작하였다. A unit electrochromic device was manufactured by repeating the procedure of Example 1, except that 14.8 g of 30 wt% AgNO 3 /Acetonitrile solution was used so that the content of undissociated AgNO 3 in the electrolyte was 1.8 wt%.

실시예 4: 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자 제작Example 4: Fabrication of unit electrochromic device as a variable transmittance panel

전해질 중에 해리되지 않은 AgNO3의 함량이 2.6 wt%가 되도록 30 wt% AgNO3/Acetonitrile 용액 22.2 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 단위 전기변색 소자를 제작하였다.A unit electrochromic device was manufactured by repeating the procedure of Example 1, except that 22.2 g of a 30 wt% AgNO 3 /Acetonitrile solution was used so that the content of undissociated AgNO 3 in the electrolyte was 2.6 wt%.

비교예: 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자 제작Comparative example: Fabrication of a unit electrochromic device as a variable transmittance panel

전해질 중에 반사성 금속 염이 포함되지 않은 전기변색 소자를 제작하였다. 전기변색층을 구성하는 전기변색 입자와 카운터 전극, 전극 및 기판은 실시예 1과 동일하게 사용하였으며, 전해질 구성은 다음과 같다. An electrochromic device containing no reflective metal salt in the electrolyte was manufactured. The electrochromic particles, counter electrode, electrode, and substrate constituting the electrochromic layer were used in the same manner as in Example 1, and the electrolyte composition was as follows.

전해질은 Methoxy poly(ethylene glycol) 1000 monomethacrylate (MPEGM), poly(ethyleneglycol)dimethylether(PEGDMe), Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione (TATT), Irgacure 784로 구성하여 광경화 고분자 Gel polymer matrix를 사용했으며, 염은 Lithium trifluoromethanesulfate (LiCF3SO3)를 사용하여 열 안전성 및 구동 안정성을 확보하였다(Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 10, p. 263, 2010). Electrolytes are Methoxy poly(ethylene glycol) 1000 monomethacrylate (MPEGM), poly(ethyleneglycol)dimethylether(PEGDMe), Triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6-(1H,3H,5H)-trione (TATT) ), a photocurable gel polymer matrix composed of Irgacure 784 was used, and lithium trifluoromethanesulfate (LiCF 3 SO 3 ) was used as the salt to ensure thermal and operational stability (Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 10, p. 263, 2010).

실험예 1: 초기 광 특성 평가Experimental Example 1: Evaluation of initial optical properties

실시예 1 내지 4와, 비교예에서 각각 제작된 단위 전기변색 소자의 초기 광 특성을 평가하였다. 투과율을 측정하기 위하여 detector로 입사되는 빛의 휘도를 측정하는 장비인 CA-210(Minolta사)을 사용하였으며, 투과율을 측정하기 위하여 뒷면에 백라이트를 위치시킨 후 각각의 단위 소자에 투과되는 빛과 단위 소자가 없을 때 투과되는 빛(참고용)의 휘도로 투과율을 계산하였다. Zive SP2(WonA Tech사)를 사용하여 인가된 정전압을 일정시간 균일하게 출력하여 단위 소자에 연결한 후 투과율을 위해 사용한 CA-210로 응답 시간을 측정하였다. 반사율은 CM5(Konical Minolta사)를 사용하여 측정하였다. The initial optical characteristics of the unit electrochromic devices manufactured in Examples 1 to 4 and Comparative Example were evaluated. To measure the transmittance, we used CA-210 (Minolta), a device that measures the luminance of light incident on the detector. After placing a backlight on the back to measure the transmittance, the light transmitted to each unit element and the unit Transmittance was calculated from the luminance of light transmitted when no device was present (for reference only). Using Zive SP2 (WonA Tech), the applied constant voltage was output uniformly for a certain period of time and connected to the unit device, and then the response time was measured with CA-210 used for transmittance. Reflectance was measured using CM5 (Konical Minolta).

상기와 같이 구성된 구동 보드에 각각의 전기변색 소자를 연결한 후, 전압 인가 조건을 sequency로 작성하여 반복 구동 후 특정 시간에서 차광/투과/반사 상태의 광 특성을 평가하였다. 차광 모드를 구현하기 위하여 1.5V의 전압을 11초 동안 인가하였고, 투명 모드를 구현하기 위하여 -0.2V의 전압을 17초 동안 인가하였으며, 반사 모드를 구현하기 위하여 -1.1V의 전압을 11초 동안 인가하였다. After connecting each electrochromic element to the driving board configured as above, the voltage application conditions were written in sequence and the optical characteristics in the light blocking/transmitting/reflecting states were evaluated at a specific time after repeated driving. To implement shading mode, a voltage of 1.5V was applied for 11 seconds, to implement transparent mode, a voltage of -0.2V was applied for 17 seconds, and to implement reflection mode, a voltage of -1.1V was applied for 11 seconds. Approved.

본 실험예에 따른 측정 결과를 하기 표 1에 나타낸다. 한편, 도 9는 실시예 2에서 제작된 단위 전기변색 소자에 대한 시간 경과에 따른 구동 전압의 세기, 투과율 및 반사율을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다. 반사성 금속 이온의 소스로 제공된 AgNO3가 포함되어 초기 반사율 7.8%에서 대략 80% 가량의 반사율이 얻어졌으며(도 9 참조), AgNO3의 함량이 증가할수록 반사율이 향상된 것을 알 수 있다. 반면, 비교예에서 제작된 전기변색 소자는 반사율이 낮아서 반사 모드에 적용할 수 없다는 것을 확인하였다. The measurement results according to this experimental example are shown in Table 1 below. Meanwhile, Figure 9 is a graph showing the results of measuring the intensity of the driving voltage, transmittance, and reflectance over time for the unit electrochromic device manufactured in Example 2. By including AgNO 3 provided as a source of reflective metal ions, a reflectance of approximately 80% was obtained from an initial reflectance of 7.8% (see FIG. 9), and it can be seen that the reflectance improved as the content of AgNO 3 increased. On the other hand, it was confirmed that the electrochromic device manufactured in the comparative example had a low reflectance and could not be applied to reflection mode.

[표 1] [Table 1]

실험예 2: 100회 구동 후 광 특성 평가Experimental Example 2: Evaluation of optical characteristics after 100 drives

실시예 1 내지 4에서 각각 제조된 단위 전기변색 소자에 대하여 차광 모드(+1.5V, 11초), 투과 모드(-0.2V, 17초), 반사 모드(-1.1V, 11초)로 이루어진 구동 모드의 변환 사이클을 100회 반복한 후에, 실험예 1의 절차를 반복하여 광 특성을 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 2에 나타낸다. 반사성 금속 이온의 소스로 제공된 AgNO3가 포함된 전기변색 소자는 100회 구동 후에도 비교적 양호한 투과율과 반사율을 유지하였으며, 특히 AgNO3의 함량이 0.5 wt%나 0.9 wt%인 경우에 반사율의 변화가 거의 없이 유지되는 것을 확인하였다. The unit electrochromic devices manufactured in Examples 1 to 4 were driven in a light-shielding mode (+1.5V, 11 seconds), a transmission mode (-0.2V, 17 seconds), and a reflection mode (-1.1V, 11 seconds). After repeating the mode conversion cycle 100 times, the procedure of Experimental Example 1 was repeated to evaluate the optical properties. The evaluation results are shown in Table 2 below. The electrochromic device containing AgNO 3 provided as a source of reflective metal ions maintained relatively good transmittance and reflectance even after 100 operations. In particular, when the AgNO 3 content was 0.5 wt% or 0.9 wt%, there was almost no change in reflectance. It was confirmed that it was maintained without any.

[표 2][Table 2]

실시예 5: 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자 제작Example 5: Fabrication of unit electrochromic device as a variable transmittance panel

단위 전기변색 소자의 크기를 1 ㎠(1 x 1 ㎝)로 한 것을 제외하고 실시예 2의 절차를 반복하여 단위 전기변색 소자를 제작하였다.A unit electrochromic device was manufactured by repeating the procedure of Example 2, except that the size of the unit electrochromic device was 1 cm2 (1 x 1 cm).

실시예 6: 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자 제작Example 6: Fabrication of unit electrochromic device as a variable transmittance panel

단위 전기변색 소자의 크기를 9 ㎠(3 x 3 ㎝)로 한 것을 제외하고 실시예 2의 절차를 반복하여 단위 전기변색 소자를 제작하였다.A unit electrochromic device was manufactured by repeating the procedure of Example 2, except that the size of the unit electrochromic device was changed to 9 cm2 (3 x 3 cm).

실시예 7: 투과도 가변 패널로서의 단위 전기변색 소자 제작Example 7: Fabrication of unit electrochromic device as a variable transmittance panel

단위 전기변색 소자의 크기를 25 ㎠(5 x 5 ㎝)로 한 것을 제외하고 실시예 2의 절차를 반복하여 단위 전기변색 소자를 제작하였다.A unit electrochromic device was manufactured by repeating the procedure of Example 2, except that the size of the unit electrochromic device was changed to 25 cm2 (5 x 5 cm).

실험예 3: 전기변색 소자의 광 특성 평가Experimental Example 3: Evaluation of optical properties of electrochromic device

실시예 5 내지 6에서 각각 제조된 단위 전기변색 소자에 대하여 실험예 1의 절차를 반복하여 광 특성을 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 3에 나타낸다. 단위 소자를 구성하는 전극의 크기가 증가할수록 반사율이 감소하기는 하였으나, 여전히 양호한 투과율과 반사율을 보여주었다. 도 10은 실시예 6에서 제작된 단위 전기변색 소자의 반사 보드를 촬영한 사진이다. 단위 소자의 면적이 작아지면서 전극의 전체 면적 대비 edge 부분이 차지하는 면적이 커지게 되고, 전극 edge에 전기장 크기가 증가하면서 상부 전극 면에 Ag+ 농도가 밀집하게 되어 반사율이 증가하는 것으로 추론되었다. The optical properties were evaluated by repeating the procedure of Experimental Example 1 for the unit electrochromic devices manufactured in Examples 5 and 6, respectively. The evaluation results are shown in Table 3 below. Although the reflectance decreased as the size of the electrode constituting the unit element increased, it still showed good transmittance and reflectance. Figure 10 is a photograph of the reflection board of the unit electrochromic device manufactured in Example 6. It was inferred that as the area of the unit element decreases, the area occupied by the edge increases compared to the total area of the electrode, and as the size of the electric field at the electrode edge increases, the Ag + concentration becomes denser on the upper electrode surface, increasing the reflectance.

[표 3][Table 3]

상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 상기 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있을 것이다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은, 첨부하는 청구범위에서 분명하다. Although the present invention has been described above based on exemplary embodiments and examples of the present invention, the present invention is not limited to the technical ideas described in the above embodiments and examples. Rather, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to easily make various modifications and changes based on the above-described embodiments and examples. However, it is clear from the appended claims that all such modifications and changes fall within the scope of rights of the present invention.

100: 투과도 가변 패널 110: 제 1 기판
120: 제 2 기판 130: 제 1 투명 전극
140: 제 2 투명 전극 150: 전기변색층
160, 160A, 160B: 전기변색 입자
162, 162a, 162b: 코어 164: 쉘
170: 전해질 180: 금속 양이온
190: 카운터 전극
200: 표시장치 300: 표시패널
100: variable transmittance panel 110: first substrate
120: second substrate 130: first transparent electrode
140: second transparent electrode 150: electrochromic layer
160, 160A, 160B: Electrochromic particles
162, 162a, 162b: core 164: shell
170: Electrolyte 180: Metal cation
190: Counter electrode
200: display device 300: display panel

Claims (13)

서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판;
상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 투명 전극;
상기 제 2 기판 상에 위치하는 제 2 투명 전극; 및
상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 투명 전극 사이에 위치하는 전기변색층을 포함하고,
상기 전기변색층은 전기변색입자와, 상기 전기변색입자의 산화-환원 반응을 매개하는 전해질과, 반사성 금속 양이온을 포함하고,
상기 전기변색입자는 상기 제 2 투명 전극을 기준으로 +1.0 내지 +3 V인 제 1 전압에서 환원되고, 상기 반사성 금속 양이온은 상기 제 2 투명 전극을 기준으로 -1.0 내지 -1.3V인 제 2 전압에서 상기 제 2 투명 전극으로 이동하는 투과도 가변 패널.
first and second substrates facing each other;
a first transparent electrode located on the first substrate;
a second transparent electrode located on the second substrate; and
Comprising an electrochromic layer located between the first transparent electrode and the second transparent electrode,
The electrochromic layer includes electrochromic particles, an electrolyte that mediates an oxidation-reduction reaction of the electrochromic particles, and reflective metal cations,
The electrochromic particles are reduced at a first voltage of +1.0 to +3 V with respect to the second transparent electrode, and the reflective metal cations are reduced at a second voltage of -1.0 to -1.3 V with respect to the second transparent electrode. Transmittance variable panel moving from to the second transparent electrode.
제 1항에 있어서,
상기 반사성 금속 양이온은, 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 팔라듐(Pd)인 반사성 금속의 양이온을 포함하는 투과도 가변 패널.
According to clause 1,
The reflective metal cation is a variable transmittance panel including a reflective metal cation of silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu), or palladium (Pd).
제 2항에 있어서,
상기 반사성 금속 양이온으로 해리되는 금속염은 질산은(AgNO3), 염화은(AgCl), 황산은(Ag2SO4), 탄산은(Ag2CO3) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나의 화합물인 투과도 가변 패널.
According to clause 2,
The metal salt that dissociates into the reflective metal cation is any one selected from the group consisting of silver nitrate (AgNO 3 ), silver chloride (AgCl), silver sulfate (Ag 2 SO 4 ), silver carbonate (Ag 2 CO 3 ), and combinations thereof. A variable transmittance panel that is a compound of .
제 2항에 있어서,
상기 반사성 금속 양이온으로 해리되는 금속염은 상기 전해질 중에 0.1 내지 5 중량%의 비율로 포함되는 투과도 가변 패널.
According to clause 2,
A variable permeability panel wherein the metal salt that dissociates into the reflective metal cation is included in the electrolyte at a ratio of 0.1 to 5% by weight.
제 1항에 있어서,
상기 전기변색입자는 환원 반응에 의하여 변색되는 투과도 가변 패널.
According to clause 1,
The electrochromic particles are a variable permeability panel that changes color by a reduction reaction.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 전압이 인가되는 경우, 상기 반사성 금속 양이온은 상기 제 1 투명 전극으로 이동하는 투과도 가변 패널.
According to clause 1,
When the first voltage is applied, the reflective metal cation moves to the first transparent electrode.
제 1항에 있어서,
상기 반사성 금속 양이온으로 해리되는 금속염은 반사성 금속의 염화물(chloride), 반사성 금속의 황산염(sulfate), 반사성 금속의 질산염 (nitrate) 또는 반사성 금속의 탄산염(carbonate)인 투과도 가변 패널.
According to clause 1,
The metal salt that dissociates into the reflective metal cation is chloride of the reflective metal, sulfate of the reflective metal, nitrate of the reflective metal, or carbonate of the reflective metal.
제 1항에 있어서,
상기 전기변색입자는 코어(core)와 쉘(shell)로 이루어지는 투과도 가변 패널.
According to clause 1,
The electrochromic particles are a variable transmittance panel consisting of a core and a shell.
제 8항에 있어서,
상기 쉘은 비올로겐계 화합물로 이루어지는 투과도 가변 패널.
According to clause 8,
The shell is a variable permeability panel made of a viologen-based compound.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 투명 전극과 상기 전기변색층 사이에 위치하며, 상기 전기변색층에서의 산화-환원 반응을 촉진하는 카운터 전극을 더욱 포함하는 투과도 가변 패널.
According to clause 1,
A variable transmittance panel further comprising a counter electrode located between the second transparent electrode and the electrochromic layer and promoting an oxidation-reduction reaction in the electrochromic layer.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 하나의 항에 기재된 투과도 가변 패널; 및
상기 투과도 가변 패널의 일측에 위치하며, 표시부와 투명부를 포함하는 표시패널
을 포함하는 표시장치.
The variable transmittance panel according to any one of claims 1 to 10; and
A display panel located on one side of the variable transmittance panel and including a display portion and a transparent portion.
A display device including a.
제 1항에 있어서,
상기 전기변색입자는 제 1 코어와, 상기 제 1 코어를 에워싸는 제 2 코어와, 상기 제 2 코어를 에워싸는 쉘로 이루어지는 투과도 가변 패널
According to clause 1,
The electrochromic particles are a variable transmittance panel consisting of a first core, a second core surrounding the first core, and a shell surrounding the second core.
제 12항에 있어서,
상기 제 1 코어는 도전성 금속 산화물을 포함하고, 상기 제 2 코어는 비-도전성 금속 산화물을 포함하며, 상기 쉘은 금속 산화물, 전도성 고분자 또는 비올로겐계 화합물을 포함하는 투과도 가변 패널.
According to clause 12,
The first core includes a conductive metal oxide, the second core includes a non-conductive metal oxide, and the shell includes a metal oxide, a conductive polymer, or a viologen-based compound.
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