KR20070001653A - 전기변색성 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 전기변색성(electrochromic) 물질을 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 디스플레이 장치에서, 제 1 기판 상에 형성된 제 1 전극부와; 상기 제 1 전극 상에 형성되며 적어도 2개 이상의 전기변색물질이 혼합된 전기변색층과; 제 2 기판 상에 형성된 제 2 전극부와; 상기 제 2 전극부와 상기 전기변색층 사이에 형성된 전해질층을 포함하여 이루어지는 것이다.
본 발명에 따르면, 전기변색성 디스플레이 장치에서 서로 다른 전기변색성 물질을 혼합, 이용하여 컬러 및 블랙을 구현할 수 있으므로 풍부하고 다채로운 색감을 표현할 수 있는 큰 장점이 있다.
또한, 본 발명은 용이하게 블랙 구현이 가능하므로 다방면의 제품에 응용이 가능하다.
전기변색성, 디스플레이, 혼합 전기변색물질
Description
도 1은 본 발명에 따른 전기변색성 디스플레이 장치의 일부를 보여주는 도면.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 혼합 전기변색물질의 구동 전압에 따른 흡수 특성을 보여주는 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100 : 제 1 기판 109 : 게이트 전극
120 : 게이트 전극 114 : 화소 전극
115 : 반도체층 116, 117 : 소스 및 드레인 전극
128 : 보호막 141 : 전기변색층
143 : 전해질층 145 : 이온 스토리지층
150 : 제 2 기판 151 : 공통 전극
본 발명은 화상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 전기변색성 (electrochromic) 물질을 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판표시장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.
이러한 평판 표시 장치는 스스로 빛을 발하느냐 그렇지 못하냐에 따라 나눌 수 있는데, 스스로 빛을 발하여 화상을 표시하는 것을 발광형 표시장치라 하고, 그렇지 못하고 외부의 광원을 이용하여 화상을 표시하는 것을 수광형 표시장치라고 한다. 발광형 표시장치로는 플라즈마 표시장치(plasma display panel;PDP)와 전계 방출 표시장치(field emission display;FED), 전계 발광 표시 장치(electro luminescence display;ELD) 등이 있으며, 수광형 표시 장치로는 액정표시장치(liquid crystal display;LCD)가 있다.
이중 액정표시장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등이 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
이와같은 액정표시장치는 음극선관 (CRT)에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 CRT에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 최근에는 휴대폰이나 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼의 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
상기 액정표시장치는 전계 생성전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
일반적으로, 액정은 그 분자가 이방성을 가지고 있고, 그 분자로 이루어진 액정셀이나 필름의 이방성이 액정분자들의 분포 및 기판에 대해 기울어진 각도(tilt angle)의 분포정도에 의해 바뀌는 성질을 가지고 있다.
그런데, 액정표시장치는 전계에 의해 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는데 있어서, 액정분자들의 기울어진 각도를 유지하기 위해서는 지속적인 전계 효과가 필요하다.
따라서, 액정 표시 장치는 액정 분자의 상태를 바꿔줄때에도 에너지가 필요하고, 그 상태와 나타난 이미지를 유지하기 위해서도 지속적인 에너지 공급이 필요하게 되어 전력 소비가 큰 단점이 있다.
본 발명은 서로 다른 전기변색성 물질을 혼합, 이용하여 컬러 및 블랙을 구현할 수 있는 전기변색성 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기변색성 디스플레이 장치는, 제 1 기판 상에 형성된 제 1 전극부와; 상기 제 1 전극 상에 형성되며 적어도 2개 이상의 전기변색물질이 혼합된 전기변색층과; 제 2 기판 상에 형성된 제 2 전극부와; 상기 제 2 전극부와 상기 전기변색층 사이에 형성된 전해질층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 전해질층과 제 2 전극부 사이에는 이온 스토리지층이 더 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 블랙이 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 기판 상에는 박막 트랜지스터가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 박막 트랜지스터는 제 1 전극과 접속되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기변색성 디스플레이 장치의 제조 방법은, 제 1 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판 상에 적어도 2개 이상의 전기변색물질이 혼합된 전기변색층을 형성하는 단계와; 제 2 기판 상에 제 2 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 전해질층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 전극 상에 이온 스토리지층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 소정 전압을 인가할 경우 블랙이 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 전기변색층은 서로 다른 구동 전압을 가지는 전기변색물질들이 혼합된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 전기변색성 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기변색성 디스플레이 장치의 일부를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(100) 상에 금속을 증착한 후 패터닝하여 복수개의 게이트 배선과, 상기 게이트 배선에서 분기되어 박막트랜지스터 위치에 게이트전극(109)을 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 전극(109)을 포함한 전면에 게이트 절연막(120)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(120) 상부에 액티브층(115a)과 오믹콘택층(115b)을 이루는 반도체층(115)을 형성한다.
그리고, 상기 게이트 절연막(120) 상부에 상기 게이트 배선과 매트릭스 구조를 이루며 복수의 화소(pixel)를 정의하는 데이터 배선(110)을 형성한다.
이 때, 상기 데이터배선(110) 형성시, 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극(116/117)을 동시에 형성한다.
그리고, 상기와 같이 형성된 제 1 기판(118) 상의 전면에 보호막(128)을 형성시킨다.
이후, 상기 드레인 전극(117)과 전기적으로 연결되며 상기 데이터 배선(110)에 평행하도록 화소 전극(114)을 형성한다.
상기 화소 전극(114)은 투명한 도전성 전극 물질로 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어진다.
그리고, 상기 화소 전극(114) 상에는 전기변색물질층(141)이 형성되어 있다.
상기 전기변색물질층(141) 적어도 두가지 이상의 전기변색물질(Electrochromic material;EC)로 이루어지며, 상기 전기변색물질이란 상기 화소 전극(114)과 공통 전극(151)에 전압을 인가하여 전기장을 형성하면 전류의 흐름에 따라 색이 변하는 물질을 말한다.
상기 전기변색물질층(141)은 무기전기변색물질(IECD)로는 산화텅스텐(WO3), 니켈하이드로옥사이드(NiOxHy), 산화니오브(Nb2O5), V2O5,TiO2,MoO3 등이 있고, 유기전기변색물질(OECD)로는 viologen과 같은 단분자물질과, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene) 등의 전도성 고분자가 있다.
그리고 상기 전기변색물질층은 각 화소에 대해서 패터닝하여 독립적으로 형성할 수 있다.
또한, 상기 전기변색층은 서로 다른 구동 전압을 가지는 전기변색물질들이 혼합되어 형성되며, 인가되는 전압과 에너지를 조절하면 여러가지 컬러의 색비율(예를 들어, 레드(red), 블루(blue), 그린(green))을 조절할 수 있으므로 하나의 화소에서 여러가지 컬러를 구현하거나, 블랙(black)을 구현하는 것도 가능하다.
한편, 상기 제 1 기판(100)과 대향하는 제 2 기판(150) 상에는 투명한 도전성 전극 물질로 이루어진 공통 전극(151)을 형성하고, 상기 공통 전극(151) 상에는 이온 스토리지층(145)이 형성되어 있다.
상기 공통 전극(151)은 투명한 도전성 전극 물질로 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어진다.
상기 이온 스토리지층(145)은 이온의 전도도를 증가시키는 역할을 하게 되며, 이온의 전도도를 향상시켜 전기변색물질층(141)의 변색과정이 보다 신속하게 이루어질 수 있도록 한다.
그리고, 상기 제 1 기판(100)과 제 2 기판(150) 사이에는 전해질층(143)이 형성되어 있다.
상기 전해질층(143)은 고체 전해물질로 이루어질 수 있고, 무기계 수화물 전해질과 액체 전해물질로 충진되어 이루어질 수도 있다.
이때, 고체 전해질은 아크릴 또는 메타아크릴 반응성기를 가지는 폴리에틸렌클리콜, 디(또는 트리) 아크릴 혹은 디(또는 트리)메타아크릴 반응성기를 가지는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥시드 유도체, 이산화티타늄 및 자외선 개시제를 선택적으로 포함하는 것이며, 이와같은 조성물에 점도를 증가시키는 증점제나 산화물 반도체 분말을 첨가한 조성물이다.
상기 고체 전해질은 상기 전기변색물질층(141) 상에 독립적으로 패터닝되어 형성될 수도 있다.
이와 같이, 도 1에 도시된 구성을 가지는 전기변색 디스플레이 장치의 제작 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 기판(100) 상에 게이트 전극(109)과 반도체층(115)과 소스 및 드레인 전극(116, 117)으로 이루어지는 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 박막 트랜 지스터 상에 보호막(128)을 형성하고 화소 전극(114)을 형성하여 상기 박막 트랜지스터와 접속시킨다.
그리고, 상기 제 2 기판(150) 상에는 투명한 도전성 전극 물질로 이루어지는 공통 전극(151)을 형성시킨다.
이후, 상기 제 1 기판(100) 상의 화소 전극(114) 상에 전기변색물질을 코팅하고 패터닝하고, 상기 제 2 기판(150) 상의 공통 전극(151) 상에는 이온 스토리지층(145)을 형성한다.
이어서, 상기 화소 전극(114) 위에 전기변색물질층(141)이 코팅된 제 1 기판(100)과 공통 전극(151)이 형성된 제 2 기판(150)을 마주보도록 한 후 상기 제 1, 2 기판(100, 150) 사이에 일정한 간격이 생기도록 스페이서(도시되지 않음)를 둔다.
이후 주입구만 남기고 에폭시(epoxy) 등으로 밀봉한다.
상기 주입구를 통해 전해질을 주입하고 상기 주입구를 밀봉함으로써 전기변색 디스플레이 장치를 완성할 수 있다.
한편, 상기 전해질층(143)은 고체 고분자 전해질의 점도를 조절하여 스크린 인쇄 기법 또는 프린팅 방법 등을 이용하여 원하는 형태로 패터닝하여 사용할 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 혼합 전기변색물질의 구동 전압에 따른 흡수 특성을 보여주는 그래프이다.
본 발명의 특징은 서로 다른 전기변색물질을 혼합하여 하나의 전기변색물질 층으로 사용하는 것이다.
도 2a를 참조하면, 도시된 제 1 전기변색물질은 레드(red)의 색특성을 가지는 재료이다.
도 2b를 참조하면, 도시된 제 2 전기변색물질은 블루(blue)의 색특성을 가지는 재료이다.
도 2c를 참조하면, 도시된 제 3 전기변색물질은 그린(green)의 색특성을 가지는 재료이다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 인가 전압에 따라 서로 다른 흡수 특성을 가지는 상기 제 1 내지 제 3 전기변색물질을 혼합하여 전기변색층을 형성하면 여러 가지 색을 하나의 화소 에서 구현할 수 있으며, 블랙(black)도 구현할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 3 전기변색물질을 혼합한 혼합 전기변색층으로 하나의 화소를 형성하고, 700mV를 인가하면 1.75eV의 에너지 수준에서 제 1 전기변색물질의 흡수도는 ~0.7, 제 2 전기변색물질의 흡수도는 ~0.15, 제 3 전기변색물질의 흡수도는 ~0.5가 되므로, 레드=0.7, 블루=0,15, 그린=0.5 이 혼합된 색 특성이 나타나게된다.
이와 같은 방법으로 상기 혼합 전기변색층에 -200mV의 전압을 인가하면 레드=0.25, 블루=0.08, 그린=0.05로 혼합된 색을 얻을 수 있다.
이와 같이, 서로 다른 구동전압을 가지는 재료라 하더라도 인가되는 전압과 에너지를 조절하면 레드, 블루, 그린의 색비율을 조절할 수 있으므로 이를 이용하 여 여러 가지 컬러(color)를 구현하거나 블랙(black)을 구현하는 것이 가능하다.
또한, 혼합되는 전기변색물질의 가짓수와 혼합비와 인가 전압 및 에너지를 조절하면, 원하는 여러가지 컬러(color)와 블랙(black) 및 화이트(white)도 구현할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 전기변색성 디스플레이 장치에서 서로 다른 전기변색성 물질을 혼합, 이용하여 컬러 및 블랙을 구현할 수 있으므로 풍부하고 다채로운 색감을 표현할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 블랙 구현도 가능하므로 다방면의 제품에 응용이 가능한 효과도 있다.
Claims (11)
- 제 1 기판 상에 형성된 제 1 전극부와;상기 제 1 전극 상에 형성되며 적어도 2개 이상의 전기변색물질이 혼합된 전기변색층과;제 2 기판 상에 형성된 제 2 전극부와;상기 제 2 전극부와 상기 전기변색층 사이에 형성된 전해질층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 전해질층과 제 2 전극부 사이에는 이온 스토리지층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 전기변색층은 블랙이 구현되는 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 기판 상에는 박막 트랜지스터가 형성된 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치.
- 제 4항에 있어서,상기 박막 트랜지스터는 제 1 전극과 접속되는 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 적어도 2개 이상의 전기변색물질은 서로 다른 구동 전압을 가지는 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치.
- 제 1 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계와;상기 제 1 기판 상에 적어도 2개 이상의 전기변색물질이 혼합된 전기변색층을 형성하는 단계와;제 2 기판 상에 제 2 전극을 형성하는 단계와;상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 전해질층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치의 제조 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 제 2 전극 상에 이온 스토리지층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치의 제조 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 제 1 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치의 제조 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 전기변색층은 소정 전압을 인가할 경우 블랙이 구현되는 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치의 제조 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 전기변색층은 서로 다른 구동 전압을 가지는 전기변색물질들이 혼합된 것을 특징으로 하는 전기변색성 디스플레이 장치의 제조 방법.
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
KR101467556B1 (ko) * | 2007-05-09 | 2014-12-01 | 삼성전자주식회사 | 컬러 특성이 향상된 전기변색 소자 |
US9235098B2 (en) | 2012-04-06 | 2016-01-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Reflective color display |
CN114900629A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-12 | 维沃移动通信有限公司 | 图像传感器、摄像模组、电子设备及成像控制方法 |
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2005
- 2005-06-29 KR KR1020050057258A patent/KR20070001653A/ko not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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WITN | Withdrawal due to no request for examination |