KR20180036276A - 반사형 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코어 입자와, 코어를 클러스터 형태로 에워싸는 쉘 입자와, 선택적으로 쉘 입자의 표면에 흡착된 착색제를 포함하는 나노 입자가 컬러필터층을 구성하는 반사형 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 나노 입자를 채택하면 반사율과 색재현율이 향상되며, 구조가 간단하고 별도의 외부 전원이 요구되지 않아 공정 재현성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 반사형 표시장치를 구현할 수 있다.
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사율 및 색재현율이 모두 우수한 반사형 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 급증하고 있다. 이러한 요구를 반영하여, 액정표시장치(liquid crystal display; LCD)나 유기발광다이오드(organic light emitting diode; OLED) 표시장치와 같은 평판표시장치(flat panel display)가 널리 활용되고 있다.
최근에는 액정표시장치나 유기발광다이오드 표시장치를 대신하여 전원의 인가에 따른 입자의 변색이나 입자의 이동에 따라 화상을 표시하는 표시장치가 제안되고 있다. 이러한 표시장치로서 전기영동 방식, 전기변색(electrochromic) 입자를 이용한 방식 등을 채택하는 반사형 표시장치가 알려져 있다. 도 1은 종래의 반사형 표시장치로서 전기영동 방식을 이용한 표시장치의 구동 원리를 설명하기 위하여 그 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전기영동 표시장치(10)는 상부 및 하부 기판(11, 12)과, 상부 및 하부 기판(11, 12) 사이에 개재된 잉크층(30)을 포함한다. 잉크층(30)은 하전된 다수의 블랙 입자(42)와 화이트 입자(44)가 채워진 다수의 캡슐(40)을 포함한다.
하부 기판(11)에는 다수의 박막트랜지스터(도시하지 않음)에 연결된 다수의 화소전극(50)이 화소영역(표시하지 않음) 별로 형성되는데, 다수의 화소전극(50)으로 선택적으로 (+) 전압 또는 (-) 전압이 인가된다. 다수의 화소전극(50)을 통하여 잉크층(30)에 (+) 극성 또는 (-) 극성을 띠는 전압이 인가되면, 하전된 화이트 및 블랙 입자(42, 44)가 쿨롱력에 의하여 상부 또는 하부로 이동한다. 이때, 블랙 입자(42)가 상부로 이동하면 블랙 모드를 구현하고, 화이트 입자(44)가 상부로 이동하면 화이트 모드를 구현하여 영상을 표시할 수 있다.
전기영동 방식의 표시장치(10)에서, 하전 입자(42, 44)는 중력 방향에 따라 하부로 이동하기 쉽기 때문에, 하전 입자(42, 44)의 쌍안정(bistable) 특성이 낮을 뿐만 아니라, 구동 전압이 15V 이상으로 높아 소비전력에 불리하다. 또한 흑색과 백색만을 표시할 수 있어서 다양한 컬러를 재현하지 못하는데, 컬러를 구현하기 위해서 컬러필터층(도시하지 않음)이 요구된다.
전기영동 방식의 반사형 표시장치(10)에서, 컬러를 구현하기 위해서 하부 기판(11)에는 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 형성되며, 상부 기판(12)에는 적, 녹, 청색의 컬러필터로 구성된 컬러필터층(도시하지 않음)이 형성되고, 컬러필터층(도시하지 않음)의 하부에는 투명 도전성 물질로 이루어지는 공통전극(도시하지 않음)이 형성된다.
이러한 구성을 갖는 전기영동 표시장치(10)는, 자연광이나 실내광과 같은 외광을 광원으로 이용하고, 박막트랜지스터(도시하지 않음)에 의해 (+)극성 또는 (-)극성을 선택적으로 인가 받는 화소전극(50)이 캡슐(40) 내부에 채워진 다수의 블랙 입자(42)와 화이트 입자(44)의 위치 변화를 유도하며, 캡슐(40)에서 반사된 빛이 컬러필터층(도시하지 않음)을 통과함으로써 컬러 영상을 구현한다.
그러나, 서로 다른 전하를 가지는 블랙 입자(42)와 화이트 입자(44)가 포함된 캡슐(40) 및 컬러필터층(도시하지 않음)에 의해 컬러 영상이 구현됨에 따라 반사율이 낮고 색재현율을 향상시키는데 한계가 있는 문제점이 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, (+)극성 또는 (-)극성의 전압이 인가될 시에 다수의 블랙 입자들(42) 또는 화이트 입자들(44)이 위치를 이동하며 응집될 수 있는데, 이렇게 하전 입자(42, 44)들이 응집될 경우 전압 인가에 대한 응답속도가 느려지고, 반사가 균일하게 이루어지지 못하며 이에 따라 명암비가 낮아지게 된다. 또한, 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층(도시하지 않음)이 상부 기판(12) 쪽에 위치하여, 빛의 일부가 컬러필터층(도시하지 않음)에서 흡수되거나 산란됨으로써, 반사율 및 색재현율이 저하된다.
본 발명의 목적은 반사 특성 및 색재현율이 우수하며, 별도의 외부 전압을 인가하지 않더라도 다양한 컬러를 구현할 수 있는 반사형 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 블랙, 화이트 이외에 다양한 컬러를 구현하면서도 구조적으로 간단하여 공정 신뢰성이나 공정 재현성이 우수한 반사형 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 제 1 크기를 가지는 코어 입자의 표면에 제 1 크기보다 작은 제 2 크기를 가지는 쉘 입자가 클러스터 형태로 접합되어 있으며, 선택적으로 착색제가 쉘 입자의 표면에 흡착되어 있는 나노 입자가 컬러필터층을 구성하는 반사형 표시장치를 제공한다.
코어 입자는 외부 광원을 반사시키기에 충분한 크기, 예를 들어 100 내지 500 nm의 평균 입자 크기를 가지며, 쉘 입자는 나노 입자의 표면적을 증가시킬 수 있도록 1 내지 50 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
이때, 상기 코어 입자와 상기 쉘 입자는 금속 또는 비금속 산화물이나 불화물과 같은 무기 입자일 수 있는데, 예시적인 실시형태에서 코어 입자의 굴절률은 2.0 이상이고, 쉘 입자의 굴절률은 2.0 미만인 나노 입자를 사용할 수 있다.
쉘 입자에 흡착되는 착색제의 종류에 따라 적색 컬러모드, 녹색 컬러모드, 청색 컬러모드 등 다양한 컬러모드를 구현할 수 있으며, 컬러필터층과 독립적으로 위치하는 전기변색 물질의 산화, 환원 반응 등을 통하여 블랙 모드와 화이트 모드를 또한 구현할 수 있다.
본 발명에서는 코어 입자보다 작은 크기를 갖는 쉘 입자가 클러스터 형태로 코어 입자의 표면을 에워싸고 있으며, 선택적으로 다양한 컬러의 착색제가 쉘 입자 표면에 흡착되어 있는 나노 입자를 컬러필터층으로 이용한 반사형 표시장치를 제안한다.
상대적으로 큰 크기를 가지는 코어 입자를 채택하여 빛에 대한 반사율을 향상시킬 있어서 시야각이 확대되며, 높은 휘도를 확보할 수 있다. 또한, 본 발명의 컬러필터층을 구성하는 나노 입자는 코어 입자보다 작은 크기를 가지는 쉘 입자가 코어 입자에 클러스터 접합되어 있어, 나노 입자의 표면적을 크게 증가시킬 수 있다. 표면적이 큰 쉘 입자의 표면에 착색제가 다량 흡착될 수 있으므로, 색재현율을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 반사형 표시장치는 별도의 외부 전원이 요구되지 않으며, 구조적으로 간단하기 때문에, 반사형 표시장치를 제조하는 공정의 신뢰성과 공정의 재현성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 전기영동 방식을 이용한 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 반사율 및 색재현율이 향상된 컬러필터층에 적용될 수 있는 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 코어 입자 표면에 쉘 입자가 클러스터 형태로 접합된 나노 입자를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 반사율 및 색재현율이 향상된 컬러필터층에 적용될 수 있는 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 코어 입자 표면에 클러스터 형태로 접합된 쉘 입자에 착색제가 흡착된 나노 입자를 도시하고 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 코어 입자와 쉘 입자의 굴절률 차이에 따른 반사율 차이를 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 반사형 표시장치에 포함되는 전기변색 물질이 전원의 인가 여부에 따라 컬러가 변하는 상태를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 7a 내지 도 7e는 각각 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치에서 구현되는 다양한 영상 모드를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 박막트랜지스터 구조를 생략하였다.
도 8은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9a 내지 도 9e는 각각 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치에서 구현되는 다양한 영상 모드를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 박막트랜지스터 구조를 생략하였다.
도 10은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 화이트 나노 입자에 대한 반사율 및 표면적을 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 아래쪽 백분율은 나노 입자에서 코어 입자의 분율을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 나노 입자를 컬러필터층에 적용한 반사형 표시장치에서 반사율 및 색재현율을 모의 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 아래쪽 백분율은 나노 입자에서 코어 입자의 분율을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 반사율 및 색재현율이 향상된 컬러필터층에 적용될 수 있는 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 코어 입자 표면에 쉘 입자가 클러스터 형태로 접합된 나노 입자를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 반사율 및 색재현율이 향상된 컬러필터층에 적용될 수 있는 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 코어 입자 표면에 클러스터 형태로 접합된 쉘 입자에 착색제가 흡착된 나노 입자를 도시하고 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 코어 입자와 쉘 입자의 굴절률 차이에 따른 반사율 차이를 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 반사형 표시장치에 포함되는 전기변색 물질이 전원의 인가 여부에 따라 컬러가 변하는 상태를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 7a 내지 도 7e는 각각 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치에서 구현되는 다양한 영상 모드를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 박막트랜지스터 구조를 생략하였다.
도 8은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9a 내지 도 9e는 각각 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치에서 구현되는 다양한 영상 모드를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 박막트랜지스터 구조를 생략하였다.
도 10은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 화이트 나노 입자에 대한 반사율 및 표면적을 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 아래쪽 백분율은 나노 입자에서 코어 입자의 분율을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 나노 입자를 컬러필터층에 적용한 반사형 표시장치에서 반사율 및 색재현율을 모의 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 아래쪽 백분율은 나노 입자에서 코어 입자의 분율을 나타낸다.
반사형 표시장치의 컬러필터는 우수한 반사 특성과 함께 양호한 색재현율이 요구된다. 본 발명은 우수한 반사 특성과 색재현율을 구현할 수 있는 나노 입자로 구성되는 컬러필터층이 적용된 반사형 표시장치에 관한 것이다. 이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
[나노 입자]
[제 1 실시형태]
도 2는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 나노 입자(100)는 제 1 크기를 가지는 코어(core) 입자(110)와, 제 1 크기보다 작은 제 2 크기를 가지며 코어 입자(110)를 클러스터 형태로 에워싸면서 접합하는 다수의 쉘(shell) 입자(120)를 포함한다.
반사형 표시장치의 컬러필터는 높은 색재현율을 구현하기 위하여 표면적이 커야 하며, 높은 휘도를 확보하기 위하여 반사 특성이 양호하여야 한다. 높은 반사율을 확보하기 위하여 크기가 큰 단결정(single crystal) 입자를 사용하는 경우, 입자의 표면적이 낮기 때문에(약 8.8 ㎡), 크기가 큰 단결정 입자에 흡착되는 착색제의 양이 적어져서 색재현율(color gamut)이 저하된다. 반면, 색재현율을 향상시키기 위하여 표면적이 넓은, 크기가 작은 단결정 입자를 사용하는 경우, 투과율이 지나치게 높아져서 반사율이 떨어지는 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 상대적으로 큰 크기를 갖는 코어 입자(110)의 표면에 상대적으로 작은 크기를 갖는 쉘 입자(120)가 클러스터 형태로 접합되어 있는 나노 입자(100)를 채택하여 반사율을 확보하는 동시에 양호한 색재현율을 구현할 수 있다.
코어 입자(110)는 자연광이나 실내광 등의 외부 광원(외광)이 반사형 표시장치(200, 300, 400, 도 5, 8 및 10 참조)로 입사될 때, 빛을 반사시키는 반사체의 역할을 수행한다. 코어 입자(110)는 빛을 반사시키기에 충분한 제 1 크기를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 코어 입자(110)는 100 내지 500 nm의 평균 입자 크기, 바람직하게는 200 내지 300 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
한편, 쉘 입자(120)는 코어 입자(110)의 표면에 클러스터 형태로 접합되어 나노 입자(100)의 전체 표면적을 증가시킨다. 쉘 입자(120)는 나노 입자(100)의 전체 표면적을 증가시키기에 충분한 제 2 크기를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 쉘 입자(120)는 1 내지 50 nm의 평균 입자 크기, 바람직하게는 10 내지 20 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
제 1 실시형태에 따른 나노 입자(100)를 구성하는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)는 백색을 띠는 무기 입자일 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)는 금속 또는 비금속 산화물이나 불화물일 수 있다. 구체적으로, 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)는 각각 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 예를 들어 결정상이 아나타제(anatase)이거나 루틸(rutile) 구조인 이산화티타늄, 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2), 산화주석(SnO2)과 같은 산화물 입자 및/또는 불화바륨(BaF2), 불화칼슘(CaF2), 불화마그네슘(MgF2)과 같은 불화물 입자 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어질 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)는 1:1 내지 5:1의 중량비로 배합될 수 있다. 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)의 중량 비율이 1:1 내지 5:1의 범위에 있는 경우, 상대적으로 큰 크기를 가지는 코어 입자(110)에 의한 반사율 향상과, 상대적으로 작은 크기를 가지는 쉘 입자(120)에 의한 표면적 증가에 기인하는 색재현율 향상을 모두 구현할 수 있다.
상대적으로 큰 코어 입자(110)를 적용하여 외광에 대한 반사율을 향상시킬 수 있으며, 상대적으로 작은 쉘 입자(120)를 적용하여 나노 입자(100)의 표면적을 증가시킬 수 있다.
[제 2 실시형태]
한편, 본 발명의 나노 입자는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120) 이외에도, 쉘 입자(120)에 흡착된 착색제를 더욱 포함할 수 있다. 도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따른 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따른 나노 입자(100A)는 제 1 크기를 가지는 코어 입자(110)와, 코어 입자(110)의 표면에 클러스터 형태로 접합되는 제 2 크기를 가지는 쉘 입자(120)와, 쉘 입자(120)에 흡착된 착색제(130)를 포함한다.
도 2에 도시한 나노 입자(100)와 마찬가지로, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 나노 입자(100A)를 구성하는 코어 입자(110)는 입사되는 빛을 반사시키는 반사체의 역할을 수행하며, 100 내지 500 nm의 평균 입자 크기, 바람직하게는 200 내지 300 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 한편, 쉘 입자(120)는 코어 입자(110)의 표면에 클러스터 형태로 접합되어 나노 입자(100)의 전체 표면적을 증가시킨다. 쉘 입자(120)는 1 내지 50 nm, 바람직하게는 10 내지 20 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 상대적으로 작은 크기를 가지는 쉘 입자(120)에 착색제(130)가 다량으로 흡착될 수 있으므로, 색재현율을 향상시킬 수 있다.
착색제(130)는 나노 입자(100A)를 구성하는 쉘 입자(120)의 표면에 흡착될 수 있는 임의의 착색제를 사용할 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 착색제(130)는 적색 착색제, 녹색 착색제 또는 청색 착색제일 수 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 착색제(130)는 적색/녹색/청색 착색제를 대신하여, 청록색(cyan)/다홍색(Magenta)/황색(yellow) 착색제일 수 있다.
본 발명의 나노 입자(100A)를 구성하는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)가 무기 입자인 경우에, 특히 쉘 입자(120)의 표면에 효율적으로 흡착될 수 있는 염료가 착색제(130)로 사용될 수 있다. 예를 들어, 염료는 쉘 입자(120)의 표면에 흡착될 수 있는 작용기를 가지는 유기 염료, 바람직하게는 음이온성 또는 음이온-형성 유기 염료일 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 착색제(130)는 분자 내에 하이드록시기(-OH), 카르복시기(-COOH), 포스폰산기(-PO3H), 술폰산기(-SO3H), 케토알데하이드기(-CO-COH), 이들의 조합 및 이들의 염(예를 들어 술폰산나트륨염)으로 구성되는 군에서 선택되는 작용기를 가지는 유기 염료일 수 있다. 전술한 작용기를 가지는 유기 염료가 착색제(130)로 사용되는 경우, 쉘 입자(120)는 전술한 작용기와 반응할 수 있는 표면을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우에 쉘 입자(120)는 금속 또는 비금속 산화물, 예를 들어 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2), 산화주석(SnO2) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
보다 구체적으로, 분자 내에 하이드록시기(-OH), 카르복시기(-COOH), 포스폰산기(-PO3H), 술폰산기(-SO3H), 케토알데하이드기(-CO-COH), ), 이들의 조합 및 이들의 염과 같은 작용기를 가지는 유기 염료로서 다음과 같은 것을 사용할 수 있다.
적색 유기 염료로는 C.I. 모던트 레드 3(C.I. Mordant Red 3), C.I. 모던트 레드 7, C.I. 모던트 레드 11, C.I. 모던트 레드 15, C.I. 모던트 레드 19, C.I. 모던트 레드 30, 디&시 레드 34(D&C Red 34), C.I. 애시드 레드 1(C.I. Acid Red 1), C.I. 애시드 레드 13, C.I. 애시드 레드 14, C.I. 애시드 레드 32, C.I. 애시드 레드 37, C.I. 애시드 레드 38, C.I. 애시드 레드 42, C.I. 애시드 레드 88, C.I. 애시드 레드 119, C.I. 애시드 레드 131, C.I. 애시드 레드 138, C.I. 애시드 레드 154, C.I. 애시드 레드 249, C.I. 애시드 레드 299, C.I. 리액티브 레드 8(C.I. Reactive Red 8), C.I. 리액티브 레드 12, C.I. 리액티브 레드 23, C.I. 다이렉트 레드 23(C.I. Direct Red 23), C.I. 다이렉트 레드 75, C.I. 다이렉트 레드 76, C.I. 다이렉트 레드 79, C.I. 다이렉트 레드 80, C.I. 다이렉트 레드 81, C.I. 다이렉트 레드 250 등을 사용할 수 있다.
녹색 유기 염료로는 C.I. 모던트 그린 21, C.I. 모던트 그린 23, C.I. 모던트 그린 31, C.I. 애시드 그린 25, C.I 애시드 그린 41, C.I. 애시드 그린 50, C.I. 다이렉트 그린 1, C.I. 다이렉트 그린 21, C.I. 다이렉트 그린 26 등을 사용할 수 있다.
청색 유기 염료로는 C.I. 모던트 블루 1, C.I. 모던트 블루 3, C.I. 모던트 블루 7, C.I. 모던트 블루 9, C.I. 모던트 블루 10, C.I. 모던트 블루 13, C.I. 모던트 블루 29, C.I. 애시드 블루 9, C.I. 애시드 블루 25, C.I. 애시드 블루 40, C.I. 애시드 블루 43, C.I. 애시드 블루 62, C.I. 애시드 블루 92, C.I. 애시드 블루 113, C.I. 애시드 블루 117, C.I. 애시드 블루 129, C.I. 리액티브 블루 15, C.I. 리액티브 블루 19, C.I. 리액티브 블루 216, C.I. 다이렉트 블루 15, C.I. 다이렉트 블루 78, C.I. 다이렉트 블루 86, C.I. 다이렉트 블루 93, C.I. 다이렉트 블루 106 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 제 2 실시형태에 따른 나노 입자(100A)는 제 1 크기를 가지는 코어 입자(110)를 사용하여 반사 특성이 우수하다. 또한, 제 2 크기를 가지는 쉘 입자(120)가 코어 입자(110)의 표면에 클러스터로 접합되어 있으므로 표면적이 크게 증가한다. 표면적이 증가된 쉘 입자(120)의 표면에 착색제(130)가 대량 흡착될 수 있기 때문에, 외부 광원이 나노 입자(100A)에서 반사될 때 색재현율이 향상될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 나노 입자(100, 100A)는 후술하는 반사형 표시장치(200, 300, 400, 도 5, 8 및 10 참조)의 컬러필터층(260, 360, 460, 도 5, 8 및 10 참조)을 구성할 수 있다. 이때, 반사형 표시장치로 입사되는 빛의 반사와 관련해서 나노 입자(100, 100A)를 구성하는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)의 굴절률을 조정할 필요가 있다. 하기 식 1로 표시되는 프레스넬 방정식(Fresnel Equation)에 따르면, 서로 다른 굴절률(n1, n2)을 가지는 2개의 매질 사이에서 반사율(R)은 2개의 매질에서의 굴절률 차이가 클수록 증가한다.
식 1
따라서, 도 4a에 도시한 바와 같이, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)과 코어 입자(110)의 굴절률(n2)이 거의 같은 경우에는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120) 사이의 표면에서 난반사가 일어난다. 이에 따라 나노 입자(100, 100A, 도 2 및 3 참조)로 입사된 빛의 대부분은 난반사되고 일부만이 빛이 입사된 방향으로 반사되기 때문에 전체적인 반사 특성이 저하될 수 있다.
반면, 도 4b에 도시한 바와 같이, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)과 코어 입자(110)의 굴절률(n2)이 크게 차이가 있는 경우, 나노 입자(100, 100A, 도 2 및 3 참조)로 입사된 빛의 대부분이 빛이 입사된 방향인 외광 쪽으로 정반사되어 반사 특성이 향상된다.
따라서 본 발명의 예시적인 실시형태에 따르면, 나노 입자(100, 100A, 도 2 및 3 참조)를 구성하는 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)과 코어 입자(110)의 굴절률(n2) 차이가 클수록 반사 특성이 향상된다. 바람직한 실시형태에서, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)과 코어 입자(110)의 굴절률(n2) 차이는 0.5 이상, 예를 들어 0.5 내지 2.0일 수 있다.
이때, 하나의 예시적인 실시형태에서, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)이 코어 입자(110)의 굴절률(n2)보다 클 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 코어 입자(110)의 굴절률(n2)이 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)보다 클 수도 있다. 일례로, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 코어 입자(110)의 굴절률(n2)이 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)보다 크다. 예를 들어, 코어 입자(110)의 굴절률(n2)은 2.0 내지 3.5이고, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)은 1.3 이상 2.0 미만일 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 상대적으로 높은 굴절률을 가지는 산화지르코늄(굴절률 2.208), 이산화티타늄, 예를 들어 루틸 결정상의 이산화티타늄(굴절률 2.874), 아나타제 결정상의 이산화티타늄(굴절률 2.493), 산화아연(굴절률 2.0) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기 입자가 코어 입자(110)의 소재로 사용되는 것이 바람직하다. 한편, 상대적으로 낮은 굴절률을 가지는 산화알루미늄(굴절률 1.77), 실리카(굴절률 1.457), 산화주석(굴절률 1.475), 불화바륨(굴절률 1.455), 불화칼슘(굴절률 1.434), 불화마그네슘(굴절률 1.374) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기 입자가 쉘 입자(120)의 소재로 사용되는 것이 바람직하다.
[반사형 표시장치]
[제 1 실시형태]
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노 입자(100, 100A)는 반사 특성 및 색재현율이 우수하므로, 반사형 표시장치의 컬러필터층에 적용될 수 있다. 도 5는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따라 3개의 화소영역으로 구분되는 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반사형 표시장치(200)는 제 1 기판(210), 제 1 기판(210)과 마주하는 제 2 기판(220), 제 1 기판(210) 상에 위치하는 제 1 전극(230), 제 2 기판(220) 상에 위치하는 제 2 전극(240), 제 1 전극(210)과 제 2 전극(240) 사이에 위치하는 전해질층(270), 제 2 전극(240)과 전해질층(270) 사이에 위치하는 전기변색 입자(282)를 함유하는 가변차광층(280), 제 1 전극(230)과 전해질층(270) 사이에 위치하는 컬러필터층(260)을 포함하고, 선택적으로 제 1 전극(230)과 컬러필터층(260) 사이에 위치하는 카운터 전극(250)을 포함한다.
반사형 표시장치(200)의 하부와 상부의 기재를 구성하는 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다. 이때, 플렉서블 기판은 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 및 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
제 1 기판(210)의 내측, 즉 제 1 기판(210) 상에 반사판의 역할을 수행할 수 있는 제 1 전극(230)이 위치한다. 본 발명에 따른 반사형 표시장치(200)는 자연광이나 실내광과 같은 외광을 광원으로 이용하는 반사형 표시장치로 활용될 수 있으며, 제 2 기판(220)의 전면을 통해 입사된 광은 제 1 전극(230)에서 확산 및 산란되며 반사될 수 있다. 이와 같이 제 1 전극(230)을 적용함으로써 반사 특성이 향상되어, 고-휘도의 영상을 구현할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(230)은 반사율이 양호한 도전성 금속, 예를 들면, 금(Ag), 은(Au), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 이들의 혼합물 및/또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
다른 선택적인 실시형태에서, 제 1 전극(230)은 투명 도전성 물질, 예를 들면, 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO), 징크-옥사이드(ZnO) 및 인듐-옥사이드(In2O3)으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 제조될 수 있다.
또 다른 선택적인 실시형태에서, 제 1 전극(230)은 투명 도전성 물질과 반사 특성이 양호한 도전성 물질을 포함하는 다중층 구조를 가질 수 있다. 일례로, 제 1 전극(230)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)층, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper; APC) 합금층, ITO층의 삼중층 구조를 가질 수 있다. 제 1 전극(230)은 스퍼터링 공정을 통하여 제 1 기판(210) 상에 증착될 수 있다.
이때, 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 제 1 전극(230)과 연결되며 위치한다. 구체적으로, 제 1 기판(210) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 각각의 화소영역(PA, PA2, PA3)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다. 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(211), 반도체층(214), 소스 전극(215), 드레인 전극(216)을 포함한다. 게이트 전극(211)과 반도체층(214) 사이에 게이트 절연막(212)이 위치한다. 게이트 절연막(212)은 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
반도체층(214)은 게이트 전극(211)과 중첩하고 산화물 반도체 물질로 이루어진다. 이와 달리, 반도체층(214)은 순수 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)으로 이루어지는 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘(impurity-doped amorphous silicon)으로 이루어지는 오믹콘택층(미도시)의 적층 구조를 가질 수도 있다.
소스 전극(215)과 드레인 전극(216)은 서로 이격하며 반도체층(214) 상에 위치한다. 게이트 전극(211), 소스 전극(215), 드레인 전극(216)은 각각 알루미늄, 구리와 같은 저-저항 금속 물질로 이루어질 수 있다.
박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(216)을 노출하는 드레인 콘택홀(218)을 갖는 보호층(217)이 형성된다. 예를 들어, 보호층(217)은 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 또한, 보호층(217)과 소스 및 드레인 전극(215, 216) 사이에는 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드와 같은 무기절연물질로 이루어지는 절연층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.
제 1 전극(230)은 드레인 콘택홀(218)을 통해 드레인 전극(216)에 연결되며 보호층(217) 상에 형성된다.
한편, 제 1 전극(230)과 컬러필터층(260) 사이에 카운터 전극(250)이 위치할 수 있다. 카운터 전극(250)은 전해질층(270)에 부족한 이온을 공급하기 위한 것이다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 카운터 전극(250)은 산화세륨(CeO2), 산화티타늄(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 1 전극(230) 상에 도포한 다음, 건조, 소결(sintering)하는 방법으로 카운터 전극(250)을 형성할 수 있다. 선택적으로, 카운터 전극(250)은 이들 금속 산화물의 증기상으로부터의 증착, 예를 들어 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD) 또는 물리기상증착(physical vapor deposition, PVD) 등의 방법으로 제 1 전극(230) 상에 적층될 수 있다.
다른 예시적인 실시형태에서, 카운터 전극(250)은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene); PEDOT), 페로센(ferrocene)과 같은 메탈로센(metallocene) 화합물이나 유도체, 디페닐아민, 트리페닐아민, 페노티아진(phenothiazine)계 고분자 및/또는 페녹사진(phenoxazine)계 고분자로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 카운터 전극(250)은 대한민국공개특허 제10-2016-0053352호에 기재되어 있는 메탈로센 모이어티와, 트리아릴아민을 함유하는 아크릴계 삼공중합체로 이루어질 수도 있다. 대안적으로, 카운터 전극(250)을 이룰 수 있는 메탈로센 모이어티를 갖는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체일 수 있다. 메탈로센 모이어티를 갖는 화합물을 카운터 전극(250)으로 형성하고자 하는 경우, 이 화합물을 제 1 전극(230) 상에 코팅하고, 건조시키는 방법이 채택될 수 있다. 화학식 1의 물질은 3차 아민 염, 예를 들어, 트리아릴아민 염을 포함할 수도 있다.
화학식 1
(화학식 1에서 a와 b는 각각 1 이상의 자연수이고, M은 전이금속, 예를 들어, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ru 및 Os로 구성되는 군에서 선택될 수 있는 전이금속이다)
카운터 전극(250)은 대략 100 내지 1000 nm의 두께로 형성될 수 있다. 카운터 전극(250)의 두께가 100 nm 미만이면 전해질층(270)의 구동 특성이 저하될 수 있고, 카운터 전극(250)의 두께가 100 nm를 초과하면 저항의 증가로 인하여 응답 속도가 저하될 수 있다.
한편, 제 1 기판(210)에 마주하는 제 2 기판(220)의 내측에는 제 2 전극(240)이 위치한다. 제 2 전극(240)은 투명 도전성 물질, 예를 들면, 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO), 징크-옥사이드(ZnO) 및 인듐-옥사이드(In2O3)으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 제조될 수 있다.
제 1 전극(230)과 제 2 전극(240) 사이, 보다 구체적으로 제 1 전극(230)과 전기변색 입자(282)로 이루어지는 가변차광층(280) 사이에 전해질층(270)이 위치한다. 예를 들어, 전해질층(270)은 고체상 전해질로 이루어질 수 있다. 액상의 전해질을 채택하는 경우에 유체 형태의 전해질 액이 누설될 우려가 있다. 예를 들어, 전해질층(270)은 용해된 리튬 염을 포함하는 겔-타입 또는 고분자계 전해질이 사용된다. 바람직하게는 전해질층(270)의 매질은 열 경화 또는 광 경화가 가능하며, 전기전도성은 비교적 낮고 이온전도성은 우수한 고체상 전해질(solid state electrolyte, SSE)로 이루어질 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 겔-타입 전해질을 구성할 수 있는 겔-형성 고분자 또는 고분자계 전해질을 구성할 수 있는 고분자는 폴리(비닐리덴 플루오라이드-co-헥사플루오로프로필렌)(PVDF-HFP), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산)(poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, Poly-AMPS), 개질된 폴리에틸렌옥사이드(modified PEO) 등을 사용할 수 있다.
겔-타입 전해질 또는 고분자계 전해질은 0.1 내지 1 mol/ℓ의 농도의 리튬 염을 함유할 수 있다. 전해질층(270)에 사용될 수 있는 리튬 염은 예를 들어 리튬비스(트리플루오로메틸)술포닐)아마이드(lithium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide, LiTf2N), 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.
예를 들어, 전해질층(270)은 카운터 전극(250) 상에 20 내지 200 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. 전해질층(270)의 두께가 20 ㎛ 미만인 경우, 반사형 표시장치(200)의 소자 구동 특성이 저하될 수 있으며, 제 2 전극(240) 상부로 국부적인 전류가 흘러 소자의 수명이 단축될 수 있다. 또한, 전해질층(270)의 두께가 200 ㎛을 초과하는 경우, 소자의 응답 속도가 느려질 수 있으며, 인접한 화소영역으로 전해질이 번질 수 있다.
또한, 제 2 전극(240) 상에 다수의 전기변색(electrochromic) 입자(282)가 배치되는 가변차광층(280)이 위치한다. 본 발명의 반사형 표시장치(200)에 적용될 수 있는 전기변색 입자(282)는 전원의 인가 여부에 따른 산화-환원 반응에 의하여 투명 및 흑색으로 변환될 수 있는 임의의 입자가 사용될 수 있다. 즉, 전기변색 입자(282)는 전기적 산화-환원 반응에 의한 광 투과 특성이 변화되어 외광을 투과하거나 흡수하여 투광 모드 또는 차광 모드를 구현한다. 예를 들어, 전기변색 입자(282)는 전해질층(270) 내에 넓게 퍼진 형태로 분산되어 위치할 수도 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)는 도 6a 내지 도 6b에 도시된 것과 같은 코어(282a)-쉘(282b) 구조를 갖는 무기 입자일 수 있다. 코어(282a)는 5 내지 200 nm, 바람직하게는 10 내지 100 nm의 평균 입자 크기를 갖는 구형 또는 무정형의 입자를 사용할 수 있다. 코어(282a)는 쉘(282b)에서 발생하는 변색 특성을 향상시키기 위하여 다공성 물질을 사용할 수도 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 전하의 이동도를 향상시키기 위하여 도전성 물질을 코어(282a)로 사용할 수 있다. 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide), 안티몬-틴-옥사이드(antimony-tin-oxide, ATO), 불소 도핑된 틴-옥사이드(fluorine-doped tin-oxide, FTO), 알루미늄-징크-옥사이드(aluminum-zinc oxide, AZO) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
다른 예시적인 실시형태에서, 코어(282a)는 가시광선에 대하여 우수한 투과도를 보이며 비표면적이 큰 비-도전성 금속 산화물을 사용할 수 있다. 비표면적이 큰 비-도전성 금속 산화물은 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
즉, 코어(282a)는 전술한 도전성 금속 산화물, 비-도전성 금속 산화물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 코어(282a)는 전술한 물질에 한정되는 것은 아니며, 가시광선에 대하여 높은 투과율을 가지며 도전성이 우수한 유기 물질, 무기 물질, 또는 유기 물질과 무기물질의 혼합 물질을 적용할 수 있다.
쉘(282b)은 인가되는 전기적 신호, 즉 제 1 전극(230)과 제 2 전극(240)에 의해 인가되는 전압에 의하여 산화 또는 환원이 이루어지면서 오프(OFF) 상태인 투명 또는 온(ON) 상태인 블랙(B/K)으로 가역적으로 색상이 변하여 빛을 투과 또는 흡수하는 전기변색 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 쉘(282b)은 하기 화학식 2로 이루어지는 유기 화합물일 수 있다.
화학식 2
(화학식 2에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 황화합물, 하이드록시기, 치환 또는 비치환된 C1~C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1~C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3~C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C20 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3~C20 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C20의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C20 헤테로사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C20 헤테로사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5~C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C30 옥시아릴기 및 치환 또는 비치환된 C5~C30 헤테로옥시아릴기에서 선택되며, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1~C5 알킬기이며, X는 Cl, Br, I, PF6, TFSi, BF4, ClO4 등의 1가 음이온으로 이루어진다.
다른 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)는 코어-쉘 구조가 아니며 전기적 신호에 의하여 블랙 또는 투명으로 가역적으로 변색되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 전기변색 입자(282)는 하기 화학식 3으로 표시되는 물질일 수 있다.
화학식 3
전기변색 입자(282)를 구성하는 쉘(282b)이 흑색에서 투명 또는 투명에서 흑색으로 변할 경우, 쉘(282b)이 흑색이면 외광이 차폐되어 차광 모드가 구현되고 쉘(282b)이 투명하면 외광이 투과하여 투광 모드를 구현할 수 있다. 이에 대해서 살펴본다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 제 1 및 2 전극(230, 240)으로 전원이 인가되지 않은 경우, 즉 오프(OFF) 상태에서 전기변색 입자(282)의 코어(282a)와 쉘(282b)은 모두 투명한 상태를 갖는다. 전기변색 입자(282)가 투명 상태로 변이되면서, 외광은 가변차광층(280)을 투과하여 컬러필터층(260)에서 반사된다. 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 가변차광층(280)의 전원을 적절히 제어함으로써, 다양한 컬러 모드와 화이트 모드를 구현할 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다.
한편, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제 1 및 2 전극(230, 240)으로 전원이 인가된 경우, 즉 온(ON) 상태에서 전기변색 입자(282)의 쉘(282b)은 흑색으로 변환된다. 외광은 흑색으로 변색된 전기변색 입자(282)로 이루어진 가변차광층(280)에서 흡수되므로, 반사형 표시장치(200)는 차광 모드인 블랙 영상 모드를 구현할 수 있다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)는 제 2 전극(240) 상에 딥 코팅(침지), 스핀 코팅, 롤러 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅, 슬릿 코팅 등의 방법을 이용하여 코팅될 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)는 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 옵셋 인쇄, 또는 플렉소 인쇄(flexographic printing) 등의 인쇄 방식을 통하여 형성할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)를 포함하는 가변차광층(280)은 2 전극(240) 상에 1 내지 50 nm, 바람직하게는 1 내지 10 nm의 두께로 형성될 수 있다.
한편, 카운터 전극(250)과 전해질층(270) 사이에 컬러필터층(260)이 위치할 수 있다. 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따르면, 컬러필터층(260)은 적색 컬러필터층(260R), 녹색 컬러필터층(260G), 청색 컬러필터층(260G)이 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3)을 이루고 있다. 이때, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 사이의 이들 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 경계에 격벽(202)이 위치하여, 각각의 컬러필터층(260R, 260G, 260B) 별로 나노 입자(100R, 100G, 100B)들을 분리시킬 수 있다. 만약, 나노 입자(100R, 100G, 100B)가 매질에 의하여 위치가 고정되는 경우, 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B)을 격리하는 격벽은 생략될 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(260)은 카운터 전극(250) 상의 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3)에 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B)를 패터닝하여 형성될 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 컬러필터층(260)은 코어 입자(110, 도 3 참조) 표면에 클러스터 접합된 쉘 입자(120, 도 3 참조)에 적색 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착된 나노 입자(이하, '적색 나노 입자'라고 함, 100R)로 이루어진 적색 컬러필터층(260R)과, 코어 입자(110, 도 3 참조) 표면에 클러스터 접합된 쉘 입자(120, 도 3 참조)에 녹색 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착된 나노 입자(이하, '녹색 나노 입자'라고 함, 100G)로 이루어진 녹색 컬러필터층(260G)과, 코어 입자(110, 도 3 참조) 표면에 클러스터 접합된 쉘 입자(120, 도 3 참조)에 청색 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착된 나노 입자(이하, '청색 나노 입자'라고 함, 100B)로 이루어진 청색 컬러필터층(260B)으로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 컬러필터층(260)은 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조)에 클러스터 접합되어 있는 다수의 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조)로 구성되는 나노 입자(100R, 100G, 100B)로 구성되어 있다. 본 발명에 따르면, 컬러필터층(260)은 나노 크기의 나노 입자(100R, 100G, 100B)로 구성되어 있으므로, 전해질은 이들 나노 입자(100R, 100G, 100B) 사이에 침투할 수 있다.
예시적인 실시형태에 따라 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조), 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조) 및/또는 이에 흡착된 착색제(130, 도 3 참조)로 이루어진 나노 입자(100, 100A, 100R, 100G, 100B)가 컬러필터층(260, 260R, 260G, 260B)에 사용되었는지의 여부는 다음과 같은 방법으로 확인할 수 있다. 먼저, 컬러는 색좌표(Y, x, z)를 측정하여 확인할 수 있으며, 코어-쉘 구조는 투과전자현미경(transmission electron microscopy; TEM)을 통해서 확인할 수 있으며, 코어 입자-쉘 입자의 비율은 X선 회절 분석법(X-ray diffraction method; XRD)에 따른 메인 피크(main peak)의 크기를 하기 식 2를 통하여 평가함으로써 분석할 수 있다.
식 2
(식 2에서 Xc /s는 코어 입자-쉘 입자에서 코어의 분율이고, lcore는 코어 입자의 신호 강도(예를 들어 코어 입자가 루틸 결정상을 가지는 TiO2인 경우, 루틸 결정상의 메인 피크(~28°)의 신호 강도)이며, lshell은 코어 입자에 클러스터 접합된 쉘 입자의 신호 강도(예를 들어 쉘 입자가 아나타제 결정상을 가지는 TiO2인 경우, 아나타제 결정상의 메인 피크(~25°)의 신호 강도)이며, 그 앞의 n은 쉘 입자의 강도 보정 인자로서 쉘 입자가 아나타제인 경우에는 3이다)
전술한 바와 같이, 적색 나노 입자(100R), 녹색 나노 입자(100G), 청색 나노 입자(100B)는 코어 입자(110, 도 3 참조)의 표면에 다수의 쉘 입자(120, 도 3 참조)가 클러스터 접합되어 있다. 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조)의 크기에 기인하는 우수한 반사 특성과, 표면적이 넓은 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조)에 기인하는 우수한 색재현율을 모두 구현할 수 있다. 특히, 전기변색 입자(282)로 이루어진 가변차광층(280)으로의 전원을 적절히 제어함으로써, 블랙 모드와 화이트 모드는 물론이고, 서로 다른 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착되어 있는 나노 입자(100R, 100G, 100B)로 각각 이루어진 컬러필터층(260R, 260G, 260B)에서 구현되는 다양한 컬러 모드를 구현할 수 있는데, 이에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)에서 블랙 모드를 구현하고자 하는 경우, 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3) 모두에 위치하는 제 1 및 제 2 전극(230, 240)에 전원을 인가하여 최종적으로 가변차광층(280)으로 전기적 신호를 인가한다. 이에 따라, 가변차광층(280)을 구성하는 전기변색 입자(282)의 쉘(282b, 도 6b 참조)이 흑색으로 변색된다. 그 결과 가변차광층(280)은 제 1 내지 제 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)에서 차광 모드로 변환된다.
이때, 자연광이나 실내광과 같은 외광이 반사형 표시장치(200) 내부로 입사되면, 외광은 쉘(282b, 도 6b 참조)이 흑색으로 변색된 전기변색 입자(282)에 의하여 가변차광층(280)에서 흡수 및 차광되고, 아래쪽의 컬러필터층(260R, 260G, 260B)으로 입사되지 못한다. 이에 따라 반사형 표시장치(200)는 블랙 모드를 구현할 수 있다.
한편, 도 7b 내지 도 7e에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 컬러 모드를 구현하고자 하는 경우에는, 특정 컬러를 표시하는 화소영역의 가변차광층(280)으로만 전원을 인가하지 않음으로써, 해당 가변차광층(280)은 오프(OFF) 상태의 투광 모드를 구현하고, 나머지 화소영역의 가변차광층(280)에 전원을 인가하여 나머지 가변차광층(280)은 온(ON) 상태의 차광 모드를 구현한다.
예를 들어, 도 7b에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 적색 컬러 모드를 구현하는 경우, 적색 컬러필터층(260R)에 대응하는 제 1 화소영역(PA1)의 가변차광층(280)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 제 1 화소영역(PA1)의 가변차광층(280)은 투광 모드를 구현한다. 나머지 화소영역(PA2, PA3)의 가변차광층(280)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여, 이들 화소영역(PA2, PA3)의 가변차광층(280)은 차광 모드를 구현한다. 투광 모드가 설정된 제 1 화소영역(PA1)에서 빛이 가변차광층(280)을 투과하여 적색 컬러필터층(260R)으로 입사되고, 적색 나노 입자(100R)에서 반사되어 적색 빛이 반사된다. 반면, 차광 모드가 설정된 제 2 및 3 화소영역(PA2, PA3)에서 빛은 가변차광층(280)에서 흡수되므로, 최종적으로 적색 컬러 모드가 구현된다.
마찬가지로, 도 7c에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 녹색 컬러 모드를 구현하는 경우, 제 2 화소영역(PA2)의 가변차광층(280)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1 및 3 화소영역(PA1, PA3)의 가변차광층(280)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 2 화소영역(PA2)에서 빛이 가변차광층(280)을 투과하여 녹색 컬러필터층(260G)에서 녹색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1 및 3 화소영역(PA1, PA3)에서 빛은 가변차광층(280)에서 흡수되므로, 최종적으로 녹색 컬러 모드가 구현된다.
또한, 도 7d에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 청색 컬러 모드를 구현하는 경우, 제 3 화소영역(PA3)의 가변차광층(280)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1 및 2 화소영역(PA1, PA2)의 가변차광층(280)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 3 화소영역(PA3)에서 빛이 가변차광층(280)을 투과하여 청색 컬러필터층(260B)에서 청색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1 및 2 화소영역(PA1, PA2)에서 빛은 가변차광층(280)에서 흡수되므로, 최종적으로 청색 컬러 모드가 구현된다.
한편, 도 7e에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 화이트 모드를 구현하는 경우, 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 가변차광층(280)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현한다. 적색, 녹색 및 청색 컬러필터층(260R, 260G, 260B)에 대응하는 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)으로 입사된 빛은 모두 투광 모드가 설정된 제 1 내지 제 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)에서의 가변차광층(280)을 투과하여 적색, 녹색 및 청색 컬러필터층(260R, 260G, 260B)로 입사, 반사된다. 3가지 빛이 각각 적색, 녹색 및 청색 컬러필터층(260R, 260G, 260B)에서 반사되면, 빛의 3원색에 의하여 화이트 모드가 구현된다.
이처럼, 본 발명에 따르면, 상대적으로 크기가 큰 코어 입자, 표면적이 넓은 상대적으로 크기자 작은 쉘 입자 및 다양한 색상의 착색제를 포함한 나노 입자(100R, 100G, 100B)를 컬러필터층(260R, 260G, 260B)에 적용하여, 반사 특성이 우수하고 색재현율이 향상된 반사형 표시장치(200)를 제조할 수 있다. 또한, 반사형 표시장치(200)는 별도의 박막트랜지스터나 표시패널이 요구되지 않기 때문에, 독립된 외부 전원이 요구되지 않으며, 구조적으로 간단하여 공정 신뢰성이나 공정 재현성이 우수한 반사형 표시장치를 제조할 수 있다.
[제 2 실시형태]
도 5에서는 3개의 컬러필터층(260R, 260G, 260B)으로만 이루어진 반사형 표시장치(200)을 예시하였으나, 반사형 표시장치는 화이트 모드를 구현할 수 있는 독립적인 컬러필터층을 가질 수 있다. 도 8은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따라 4개의 화소영역으로 구분되는 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반사형 표시장치(300)는 제 1 기판(310), 제 1 기판(310)과 마주하는 제 2 기판(320), 제 1 기판(310) 상에 위치하는 제 1 전극(330), 제 2 기판(320) 상에 위치하는 제 2 전극(340), 제 1 전극(310)과 제 2 전극(340) 사이에 위치하는 전해질층(370), 제 2 전극(340)과 전해질층(370) 사이에 위치하는 전기변색 입자(382)를 함유하는 가변차광층(380), 제 1 전극(310)과 전해질층(370) 사이에 위치하는 컬러필터층(360)을 포함하고, 선택적으로, 제 1 전극(330)과 컬러필터층(360) 사이에 위치하는 카운터 전극(350)을 포함한다.
반사형 표시장치(300)의 하부와 상부의 기재를 구성하는 제 1 기판(310)과 제 2 기판(320)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다.
제 1 기판(310)의 내측에 제 1 전극(330)이 위치한다. 본 발명에 따른 표시장치(300)는 자연광이나 실내광과 같은 외광을 광원으로 이용하는 반사형 표시장치로 활용될 수 있으며, 제 2 기판(320)의 전면을 통해 입사된 광은 제 1 전극(330)에서 확산 및 산란되며 반사될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(310)은 반사율이 양호한 도전성 금속, 투명 도전성 물질 및/또는 이들이 혼합된 금속 소재로 이루어질 수 있다.
이때, 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 제 1 전극(330)과 연결되며 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)를 형성하기 위하여, 제 1 기판(310) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다. 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(311), 반도체층(314), 소스 전극(315), 드레인 전극(316)을 포함한다. 게이트 전극(311)과 반도체층(314) 사이에는 게이트 절연막(312)이 위치한다.
또한, 박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(316)을 노출하는 드레인 콘택홀(318)을 갖는 보호층(317)이 형성되고, 제 1 전극(330)은 드레인 콘택홀(318)을 통해 드레인 전극(316)에 연결되며 보호층(317) 상에 형성된다.
한편, 제 1 기판(310)에 마주하는 제 2 기판(320)의 내측에는 제 2 전극(340)이 위치한다. 예를 들어, 제 2 전극(340)은 투명 도전성 물질로 제조될 수 있다.
제 1 전극(330)과 컬러필터층(360) 사이에 카운터 전극(350)이 위치할 수 있다. 카운터 전극(350)은 전해질층(370)에 부족한 이온을 공급하기 위한 것으로, 금속 산화물, PEDOT, 메탈로센 화합물이나 유도체, 디페닐아민, 트리페닐아민, 페노티아진계 고분자 및/또는 페녹사진계 고분자로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다.
제 1 전극(330)과 제 2 전극(340) 사이에 전해질층(370)이 위치한다. 예를 들어, 전해질층(370)은 고체상 전해질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전해질층(370)은 용해된 리튬 염을 포함하는 겔-타입 또는 고분자계 전해질이 사용된다. 바람직하게는 전해질층(370)의 매질은 열 경화 또는 광 경화가 가능하며, 전기전도성은 비교적 낮고 이온전도성은 우수한 고체상 전해질(solid state electrolyte, SSE)로 이루어질 수 있다.
또한, 제 2 전극(340) 상에 다수의 전기변색(electrochromic) 입자(382)가 배치되는 가변차광층(380)이 위치한다. 전기변색 입자(382)는 전원의 인가 여부에 따른 산화-환원 반응에 의하여 투명 및 흑색으로 변환될 수 있는 임의의 입자가 사용될 수 있다. 이에 따라, 전기변색 입자(382)는 전기적 산화-환원 반응에 의한 광 투과 특성이 변화되어 외광을 투과하거나 흡수하여 투광 모드 또는 차광 모드를 구현한다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(382)는 코어(282a, 도 6a 참조)-쉘(282b, 도 6a 참조) 구조를 갖는 무기 입자일 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(382)는 코어-쉘 구조가 아니며 전기적 신호에 의하여 블랙 또는 투명으로 가역적으로 변색되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 전기변색 입자(382)는 상기 화학식 3으로 표시되는 물질일 수 있다.
도 6a 내지 도 6b에서 설명한 것과 유사하게, 제 1 및 제 2 전극(330, 340)으로 전원이 인가되는지의 여부에 따라, 전기변색 입자(382)를 구성하는 쉘(282b, 도 6a 및 6b 참조)이 흑색에서 투명 또는 투명에서 흑색으로 변할 수 있다. 전기변색 입자(382)를 구성하는 쉘(282b, 도 6b 참조)이 흑색이면 외광이 전기변색 입자(382)에서 차폐되어 차광 모드가 구현되고, 쉘(282b, 도 6a 참조)이 투명하면 외광이 전기변색 입자(382)를 투과하여 투광 모드를 구현할 수 있다.
제 1 전극(340)과 전해질층(370) 사이에 컬러필터층(360)이 위치한다. 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따르면, 컬러필터층(360)은 4개의 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)으로 구분되고, 각각의 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)이 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 이루고 있다.
구체적으로 살펴보면, 컬러필터층(360)은 적색 나노 입자(100R) 이루어진 적색 컬러필터층(360R)과, 녹색 나노 입자(100G)로 이루어진 녹색 컬러필터층(360G)과, 청색 나노 입자(100B)로 이루어진 청색 컬러필터층(360B)과, 코어 입자(110, 도 2 참조) 표면에 클러스터 접합된 쉘 입자(120, 도 2 참조)로 이루어진 나노 입자(즉, 착색제가 흡착되지 않은 나노 입자, 이하, '백색 나노 입자'라고 함, 100W)로 이루어진 백색 컬러필터층(360W)으로 이루어진다.
이때, 제 1 기판(310)과 제 2 기판(320) 사이의 이들 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)의 경계에 격벽(302)이 위치하여, 각각의 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W) 별로 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)들을 분리시킬 수 있다. 만약, 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)가 매질에 의하여 위치가 고정되는 경우, 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)을 격리하는 격벽은 생략될 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(360)은 카운터 전극(350) 상의 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)에 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)를 패터닝하여 형성될 수 있다.
적색 나노 입자(100R), 녹색 나노 입자(100G), 청색 나노 입자(100B) 및 백색 나노 입자(100W)는 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조)의 표면에 다수의 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조)가 클러스터 접합되어 있다. 코어 입자(110, 도 2 및 도 3 참조)의 크기에 기인하는 우수한 반사 특성과 표면적이 넓은 쉘 입자(120, 도 2 및 도 3 참조)에 기인하는 우수한 색재현율을 모두 구현할 수 있다. 특히, 전기변색 입자(382)로 이루어진 가변차광층(380)으로의 전원을 적절히 제어함으로써, 블랙 모드와 화이트 모드는 물론이고, 서로 다른 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착되어 있거나 착색제가 흡착되지 않은 나노 입자(100R, 100G 100B, 100W)로 각각 이루어진 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)에서 구현되는 다양한 컬러 모드를 구현할 수 있는데, 이에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(300)에서 블랙 모드를 구현하고자 하는 경우, 제 1 내지 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4) 모두에 위치하는 제 1 및 제 2 전극(330, 340)에 전원을 인가하여 최종적으로 가변차광층(380)에 전기적 신호를 인가한다. 이에 따라, 가변차광층(380)을 구성하는 전기변색 입자(382)의 쉘(282b, 도 6 참조)이 흑색으로 변색된다. 그 결과 가변차광층(380)은 제 1 내지 제 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)에서 차광 모드로 변환된다.
이때, 자연광이나 실내광과 같은 외광이 반사형 표시장치(300) 내부로 입사되면, 외광은 쉘(282b, 도 6 참조)이 흑색으로 변색된 전기변색 입자(382)로 이루어진 가변차광층(380)에서 흡수 및 차광되고, 아래쪽의 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)으로 입사되지 못한다. 이에 따라 반사형 표시장치(300)는 블랙 모드를 구현할 수 있다.
한편, 도 9b 내지 도 9f에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(300)가 컬러 모드 또는 화이트 모드를 구현하고자 하는 경우에는, 특정 컬러를 표시하는 화소영역의 가변차광층(380)으로만 전원을 인가하지 않음으로써, 해당 가변차광층(380)만 오프(OFF) 상태의 투광 모드를 구현하고, 나머지 화소영역의 가변차광층(380)에 전원을 인가하여 나머지 가변차광층(380)만 온(ON) 상태의 차광 모드를 구현하거나, 모든 화소영역의 가변차광층(380)에 투광 모드를 구현할 수 있다.
예를 들어, 도 9b에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(300)가 적색 컬러 모드를 구현하는 경우, 적색 컬러필터층(360R)에 대응하는 제 1 화소영역(PA1)의 가변차광층(380)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여, 제 1 화소영역(PA1)의 가변차광층(380)은 투광 모드를 구현한다. 나머지 화소영역(PA2, PA3, PA4)의 가변차광층(280)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여, 이들 화소영역(PA2, PA3, PA4)의 가변차광층(380)은 차광 모드를 구현한다. 투광 모드가 설정된 제 1 화소영역(PA1)에서 빛이 가변차광층(380)을 투과하여 적색 컬러필터층(260R)로 입사되고, 적색 나노 입자(100R)에서 반사되어 적색 빛이 반사된다. 반면, 차광 모드가 설정된 제 2 내지 4 화소영역(PA2, PA3, PA4)에서 빛은 가변차광층(380)에서 흡수되므로, 최종적으로 적색 컬러 모드가 구현된다.
마찬가지로, 도 9c에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 녹색 컬러 모드를 구현하는 경우, 제 2 화소영역(PA2)의 가변차광층(380)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1, 3 및 4 화소영역(PA1, PA3, PA4)의 가변차광층(380)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 2 화소영역(PA2)에서 빛이 가변차광층(380)을 투과하여 녹색 컬러필터층(360G)에서 녹색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1, 3 및 4 화소영역(PA1, PA3, PA4)에서 빛은 가변차광층(380)에서 흡수되므로, 최종적으로 녹색 컬러 모드가 구현된다.
또한, 도 9d에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(300)가 청색 컬러 모드를 구현하는 경우, 제 3 화소영역(PA3)의 가변차광층(380)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1, 2 및 4 화소영역(PA1, PA2, PA4)의 가변차광층(380)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 3 화소영역(PA3)에서 빛이 가변차광층(280)을 투과하여 청색 컬러필터층(360B)에서 청색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1, 2 및 4 화소영역(PA1, PA2, PA4)에서 빛은 가변차광층(380)에서 흡수되므로, 최종적으로 청색 컬러 모드가 구현된다.
화이트 모드는 다음과 같은 방법으로 구현될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 도 9e에 도시한 바와 같이, 제 4 화소영역(PA4)의 가변차광층(380)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 가변차광층(380)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 4 화소영역(PA4)에서 빛이 가변차광층(380)을 투과하여 백색 컬러필터층(360W)에서 백색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)에서 빛은 가변차광층(380)에서 흡수되므로, 최종적으로 화이트 모드가 구현된다.
다른 예시적인 실시형태에서, 도 9f에 도시한 바와 같이, 제 1 내지 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)의 가변차광층(380)의 스위치를 모두 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현한다. 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)에 대응하는 제 1 내지 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)으로 입사된 빛은 모두 투광 모드가 설정된 제 1 내지 제 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)에서의 가변차광층(380)을 투과하여 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)로 입사, 반사된다. 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)에서 반사되면, 빛의 3원색에 의하여 화이트 모드가 구현된다.
이처럼, 본 발명에 상대적으로 크기가 큰 코어 입자, 표면적이 넓은 상대적으로 크기자 작은 쉘 입자 및 다양한 색상의 착색제를 포함한 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)를 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)에 적용하여, 반사 특성이 우수하고 색재현율이 향상된 반사형 표시장치(300)를 제조할 수 있다. 또한, 반사형 표시장치(300)는 독립된 박막트랜지스터나 패널이 요구되지 않기 때문에, 독립된 외부 전원이 요구되지 않으며, 구조적으로 간단하여 공정 신뢰성이나 공정 재현성이 우수한 반사형 표시장치를 얻을 수 있다.
[제 3 실시형태]
본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 제 2 실시형태에 따른 반사형 표시장치(300)와 비교하여 컬러필터층의 위치가 변경된다. 도 10은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라 4개의 화소영역으로 구분되는 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 반사형 표시장치(400)는 제 1 기판(410), 제 1 기판(410)과 마주하는 제 2 기판(420), 제 1 기판(410) 상에 위치하는 제 1 전극(430), 제 2 기판(420) 상에 위치하는 제 2 전극(440), 제 1 전극(430)과 제 2 전극(440) 사이에 위치하는 전해질층(470), 제 2 전극(440)과 전해질층(470) 사이에 위치하는 전기변색 입자(482)를 함유하는 가변차광층(480), 제 1 기판(410)과 제 1 전극(430) 사이에 위치하는 컬러필터층(460)을 포함하고, 선택적으로, 제 1 전극(430)과 전해질층(470) 사이에 위치하는 카운터 전극(450)을 포함한다.
반사형 표시장치(400)의 하부와 상부의 기재를 구성하는 제 1 기판(410)과 제 2 기판(420)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다.
제 1 기판(410)의 내측에 제 1 전극(430)이 위치한다. 본 발명에 따른 표시장치(400)는 자연광이나 실내광과 같은 외광을 광원으로 이용하는 반사형 표시장치로 활용될 수 있으며, 제 2 기판(420)의 전면을 통해 입사된 광은 제 1 전극(430)을 투과하여, 그 하부에 위치하는 컬러필터층(460)을 구성하는 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)에서 확산 및 산란되며 반사될 수 있다.
예시적인 실시형태에서, 제 1 전극(430)은 투명 도전성 물질, 예를 들면, 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO), 징크-옥사이드(ZnO) 및 인듐-옥사이드(In2O3)으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 제조될 수 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 제 1 전극(430)은 투명 도전성 물질과 반사 특성이 양호한 도전성 물질을 포함하는 다중층 구조를 가질 수 있다. 일례로, 제 1 전극(430)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)층, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper; APC) 합금층, ITO층의 삼중층 구조를 가질 수 있다.
이때, 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 제 1 전극(430)과 연결되며 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)를 형성하기 위하여, 제 1 기판(410) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다. 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(411), 반도체층(414), 소스 전극(415), 드레인 전극(416)을 포함한다. 게이트 전극(411)과 반도체층(414) 사이에는 게이트 절연막(412)이 위치한다.
또한, 박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(416)을 노출하는 드레인 콘택홀(418)을 갖는 보호층(417)이 형성되고, 제 1 전극(430)은 드레인 콘택홀(418)을 통해 드레인 전극(416)에 연결되며 보호층(417) 상에 형성된다.
한편, 드레인 콘택홀(418)이 위치하는 영역 이외의 보호층(417) 상에 컬러필터층(460)이 위치한다. 즉, 컬러필터층(460)은 보호층(417)과 제 1 전극(430) 사이에 위치한다. 제 2 실시형태의 컬러필터층(360, 도 8 참조)와 유사하게, 본 발명의 제 3 실시형태에서의 컬러필터층(460)은 4개의 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W)으로 구분되고, 각각의 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W)이 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 이루고 있다.
한편, 제 1 기판(410)에 마주하는 제 2 기판(420)의 내측에는 제 2 전극(440)이 위치한다. 예를 들어, 제 2 전극(440)은 투명 도전성 물질로 제조될 수 있다.
제 1 전극(430)과 전해질층(470) 사이에 카운터 전극(450)이 위치할 수 있다. 카운터 전극(450)은 전해질층(470)에 부족한 이온을 공급하기 위한 것으로, 금속 산화물, PEDOT, 메탈로센 화합물이나 유도체, 디페닐아민, 트리페닐아민, 페노티아진계 고분자 및/또는 페녹사진계 고분자로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다.
제 1 전극(430)과 제 2 전극(440) 사이에 전해질층(470)이 위치한다. 예를 들어, 전해질층(470)은 고체상 전해질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전해질층(470)은 용해된 리튬 염을 포함하는 겔-타입 또는 고분자계 전해질이 사용된다. 바람직하게는 전해질층(470)의 매질은 열 경화 또는 광 경화가 가능하며, 전기전도성은 비교적 낮고 이온전도성은 우수한 고체상 전해질(solid state electrolyte, SSE)로 이루어질 수 있다.
또한, 제 2 전극(440) 상에 다수의 전기변색(electrochromic) 입자(482)가 배치되는 가변차광층(480)이 위치한다. 전기변색 입자(482)는 전원의 인가 여부에 따른 산화-환원 반응에 의하여 투명 및 흑색으로 변환될 수 있는 임의의 입자가 사용될 수 있다. 즉, 전기변색 입자(482)는 전기적 산화-환원 반응에 의한 광 투과 특성이 변화되어 외광을 투과하거나 흡수하여 차광 모드 또는 투광 모드를 구현한다.
하나의 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(482)는 코어(282a, 도 6a 참조)-쉘(284, 도 6a 참조) 구조를 갖는 무기 입자일 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(482)는 코어-쉘 구조가 아니며 전기적 신호에 의하여 블랙 또는 투명으로 가역적으로 변색되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 전기변색 입자(482)는 상기 화학식 3으로 표시되는 물질일 수 있다.
제 1 및 제 2 전극(430, 440)으로 전원이 인가 여부에 따라, 전기변색 입자(482)를 구성하는 쉘(282b, 도 6a 및 6b 참조)이 흑색에서 투명 또는 투명에서 흑색으로 변할 수 있다. 전기변색 입자(482)를 구성하는 쉘(282b, 도 6b 참조)이 흑색이면 외광이 전기변색 입자(482)에서 차폐되어 차광 모드가 구현되고 쉘(282b, 도 6a 참조)이 투명하면 외광이 전기변색 입자(482)를 투과하여 투광 모드를 구현할 수 있다.
본 발명의 제 3 실시형태에 따라, 제 1 기판(410)과 제 1 전극(430) 사이에 위치하는 컬러필터층(460)은 적색 나노 입자(100R) 이루어진 적색 컬러필터층(460R)과, 녹색 나노 입자(100G)로 이루어진 녹색 컬러필터층(460G)과, 청색 나노 입자(100B)로 이루어진 청색 컬러필터층(460B)과, 백색 나노 입자(100W)로 이루어진 백색 컬러필터층(460W)으로 이루어진다.
이때, 제 1 기판(410)과 제 2 기판(420) 사이의 이들 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)의 경계에 격벽(402)이 위치하여, 각각의 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W) 별로 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)들을 분리시킬 수 있다. 만약, 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)가 매질에 의하여 위치가 고정되는 경우, 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)을 격리하는 격벽은 생략될 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(460)은 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)에 형성된 보호층(417) 상에 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)를 패터닝하여 형성될 수 있다.
적색 나노 입자(100R), 녹색 나노 입자(100G), 청색 나노 입자(100B) 및 백색 나노 입자(100W)는 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조)의 표면에 다수의 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조)가 클러스터 접합되어 있다. 코어 입자(110, 도 2 및 도 3 참조)의 크기에 기인하는 우수한 반사 특성과 표면적이 넓은 쉘 입자(120, 도 2 및 도 3 참조)에 기인하는 우수한 색재현율을 모두 구현할 수 있다.
특히, 전기변색 입자(482)로 이루어진 가변차광층(480)으로의 전원을 적절히 제어함으로써, 블랙 모드는 물론이고, 서로 다른 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착되어 있거나 착색제가 흡착되지 않은 나노 입자(100R, 100G 100B, 100W)로 각각 이루어진 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W)에서 구현되는 다양한 컬러 모드를 구현할 수 있다. 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 반사형 표시장치(400)에서 구현되는 블랙 모드, 화이트 모드 및 컬러 모드는 제 2 실시형태의 반사형 표시장치(300)와 동일하므로(도 9a 내지 도 9f 참조), 상세한 설명은 생략한다.
이처럼, 본 발명에 상대적으로 크기가 큰 코어 입자, 표면적이 넓은 상대적으로 크기자 작은 쉘 입자 및 다양한 색상의 착색제를 포함한 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)를 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W)에 적용하여, 반사 특성이 우수하고 색재현율이 향상된 반사형 표시장치(400)를 제조할 수 있다. 또한, 반사형 표시장치(400)는 독립된 박막트랜지스터나 패널이 요구되지 않기 때문에, 독립된 외부 전원이 요구되지 않으며, 구조적으로 간단하여 공정 신뢰성이나 공정 재현성이 우수한 반사형 표시장치를 얻을 수 있다.
이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다.
실험예
1: 코어 입자의 크기 예측
코어 입자의 크기에 따른 빛의 파장 별 반사 특성을 예측하였다. 컬러 필터의 휘도는 일반적으로 녹색 착색제가 결정하므로 녹색의 반사율이 높은 구간의 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 반사 특성을 가지는 코어 입자의 크기는 100 내지 500 nm인 경우에 양호한 반사율을 보일 것으로 예측되었으며, 특히 200 내지 300 nm 크기의 코어 입자가 바람직한 것으로 예측되었다.
실시예
1: 나노 입자 제조(코어 입자: 쉘 입자 = 1:9 중량비; 코어 10
중량%
)
250 nm 크기를 가지는 루틸 결정상 TiO2 (DuPont Co.) 나노 입자 1 g을 100 mL 에탄올 용매에 첨가하여 초음파를 이용하여 분산하였다. 1시간 동안 교반 후, 유기 링커(linker)로 작용하는 말레산(maleic acid) 0.5 g을 첨가하고 1시간 동안 강하게 교반하였다. 상기 250 nm TiO2-에탄올 분산액과 별도로 15 nm 크기를 갖는 아나타제 TiO2(Degussa Co.) 나노 입자 9 g을 100 mL의 에탄올 용매에 첨가하여 초음파를 이용하여 분산하였다. 상기 250 nm TiO2-에탄올 분산액을 강하게 교반한 상태에서 준비한 15 nm TiO2-에탄올 분산액을 천천히 첨가, 혼합하였다. 상온에서 2시간 이상 교반한 후, 원심분리기를 이용하여 1000 rpm 이하에서 침전 및 회수하였다. 얻어진 분말을 고온전기로를 이용하여 500℃에서 1~2 시간 동안 열처리 하여 표면의 유기물을 제거하고 코어-쉘 클러스터 구조로 접합된 나노 입자를 제조하였다.
실시예
2 내지 5: 나노 입자 제조
코어 입자로 사용된 루틸 결정상을 가지는 250 nm TiO2와 쉘 입자로 사용된 아나타제 결정상을 가지는 15 nm TiO2의 중량비율을 달리한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 나노 입자를 제조하였다. 코어 입자와 쉘 입자의 중량 비율은 각각 1:2(코어 33 중량%; 실시예 2), 1:1(코어 50 중량%; 실시예 3), 2:1(코어 67 중량%; 실시예 4), 5:1(코어 83 중량%; 실시예 5)이었다.
실시예
6: 나노 입자 제조(
TiO
2
:SiO
2
= 2:1)
코어-쉘 클러스터를 구성하는 쉘 입자로서 아나타제 결정상을 가지는 TiO2를 대신하여 실리카(SiO2)를 사용하고, 코어 입자와 쉘 입자를 2:1의 중량비로 배합한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 나노 입자를 제조하였다.
비교예
1: 쉘 입자로만 이루어지는 나노 입자 제조
평균 입자 크기 15 nm의 쉘 입자로만 이루어지는 나노 입자를 제조하였다. 유기 linker로 작용하는 maleic acid (Sigma-Aldrich Co.) 0.5 g을 100 mL의 에탄올 용매에 첨가하여 1시간 동안 강하게 교반하였다. 상기 용액과 별도로 15 nm 크기를 갖는 아나타제 TiO2 (Degussa Co.) 나노 입자 10 g을 100 mL의 에탄올 용매에 첨가하여 초음파를 이용하여 분산하였다. 상기 두 용액을 혼합 한 후, 상온에서 2시간 이상 교반하였다. 원심분리기를 이용하여 1000 rpm 이하에서 침전 및 회수하여 얻어진 분말을 고온전기로를 이용하여 500℃에서 1~2 시간 동안 열처리 하여 표면의 유기물을 제거하여 쉘 입자로만 이루어진 나노 입자를 제조하였다.
비교예
2: 코어 입자로만 이루어지는 나노 입자 제조
평균 입자 크기 250 nm의 코어 입자로만 이루어지는 나노 입자를 제조하였다. 사용되는 나노 입자로 250 nm인 루틸 결정상을 가지는 TiO2를 사용한 것을 제외하고 비교예 1의 절차를 반복하였다.
실시예
7: 반사형 표시 소자 제조
실시예 1 내지 6과, 비교예 1 내지 2에서 제조된 나노 입자를 컬러필터층 적용한 반사형 표시 소자를 제조하였다. 먼저, 실시예 및 비교예에서 합성된 나노 입자를 컬러 필터로 적용하기 위하여 클러스터의 표면에 적색 유기 염료(C.I. 모던트 레드 11), 녹색 유기 염료(C.I. 애시드 그린 16), 청색 유기 염료(C.I. 모던트 블루 1)을 사용하였으며, 쉘 입자의 표면에 이들 유기 염료가 충분히 흡착될 수 있도록, 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 나노 입자 10 g 당 0.2 g의 유기 염료를 혼합하였다.
구체적으로, 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 클러스터 입자 또는 단결정 나노 입자 10 g을 50 mL의 메탄올 용매에 초음파 분산기와 교반기를 이용하여 분산 및 교반하였다. 분산액에 적색, 녹색, 청색을 띠고 분자 내에 금속산화물과 결합이 가능한 작용기를 갖는 유기 염료 0.2 g을 첨가하였다. 2 시간 동안 교반한 후 원심분리기를 이용하여 1000 rpm 이하에서 침전 및 회수한다. 100℃에서 10 시간 동안 건조한 후, PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트) 용매에 바인더와 분산제를 이용하여 분산한 후, 글라스 기재 위에 스핀-코팅하여 반사형 컬러 필터를 완성하였다.
코어-쉘 구조의 전기변색 입자를 갖는 나노 입자 분산액은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 50 mL 광구병에 1차 입경이 15 nm 크기를 가지는 인듐-틴-옥사이드(ITO) 30 g, 에탄올 50 g, 0.5 mm 크기의 지르코니아 비드 120 g을 넣은 후 페인트 쉐이커를 이용한 5시간 동안 분산을 행한 후 비드를 제거하여 ITO 분산액을 제조하였다. 이어서, 질소분위기의 3구 플라스크에 4,4-biprydine 15.6 g(100 mmol), 브로모에틸포스포네이트 21.9 g(100 mmol)과 아세토니트릴 100 g을 첨가하여 60℃의 온도에서 48시간 동안 환류시킨 후, 8.5 g(50 mmol)의 브로모벤젠, 4-클로로벤조니트릴 4.1 g(30 mmol), 클로로살리실산 3.4 g(20 mmol)을 각각 첨가하고, 아세토니트릴 100 g을 첨가하여, 45℃의 온도에서 24시간 동안 환류시킨 후 에틸에테르로 세정하고, 에탄올/에틸에테르가 2:1로 혼합된 용액에서 재결정하여 흰색의 물질을 얻었다. 흰색 물질 2.0 g과 에틸알코올 100 g에 용해시킨 후 고형분이 30 중량%인 ITO 분산액 100 g과 혼합, 교반한 후 초음파분산을 진행하면서 12 시간 동안 60℃의 온도에서 환류 및 반응을 진행한 후 미반응물을 정제하여, 코어-쉘 구조의 전기변색 입자를 제조하였다. 코어-쉘 구조의 전기변색 나노 입자 분산액을, PET 기판에 ITO가 적층된 필름 위에 최종 두께가 2 ㎛이 되도록 코팅을 진행한 후 80℃의 온도에서 30분간 건조하여 가변차광층이 형성된 상부 필름을 완성하였다.
고체 전해질층은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 교반기가 부착된 플라스크에 아세토니트릴 300 g, 폴리에틸렌옥사이드(분자량 600K) 10.0 g, 에틸렌옥사이드가 0.8몰 부가된 우레탄아크릴레이트 10.0 g을 첨가하여 30분 동안 교반한 후 LiTFSi를 1.77 g과 첨가제로 S104(Air product 사) 0.5 g을 첨가하여 50℃의 온도에서 6시간 동안 교반하여 투명한 고분자 고체 전해질층을 제조하였다. 이와 같이, 제조된 고체전해질은 1mm의 평행한 간격으로 분리된 전극 위에 코팅한 후 용매를 건조시킨 후 0.1J/㎠의 UV를 조사하여 임피던스를 측정하여 이온전도도가 1.6 10-4 S/cm임을 확인하였다.
가변차광층을 가지는 상부 필름과 유사한 방식으로 하부 필름을 제조하였다. PET 기판에 ITO가 적층된 필름 상에, 위에서 각각 제조된 컬러필터용 나노 입자와 고체 전해질층을 적층하였다. 고체 전해질을 건조 및 경화시킨 후 두께가 10 ㎛이 되도록 코팅을 한 후 80℃의 온도에서 5분간 건조한 후 0.1J/cm2의 UV광량을 조사하여 전해질층을 경화시켰다. 이와 같이 코팅된 하부 필름을 가변차광층이 형성된 상부 필름과 50℃의 온도에서 접합한 후 라미네이팅하여 반사형 표시 소자를 제조하였다.
실험예
2: 표시 소자의 반사 특성 및
색재현율
평가
실시예 7을 통하여, 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 2에서 제조된 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 표시 소자에서의 반사율 등을 측정하였다. 먼저 유기 염료가 쉘 입자에 흡착되지 않은 화이트 나노 입자에 대하여 반사율과 표면적을 측정하였다. 측정 결과를 도 11에 표시하였다. 도 11에 도시한 바와 같이, 250 nm 크기를 가지는 코어 입자의 함량이 증가할수록 반사율은 증가하였으나, 이에 반비례하여 코어 입자의 함량이 증가할수록 표면적은 감소한 것을 알 수 있다. 특히, 상대적으로 큰 코어 입자와 상대적으로 작은 쉘 입자가 1:1(코어 50 중량%) 내지 5:1(코어 83 중량%)의 비율로 배합된 클러스터 접합된 나노 입자를 사용하는 경우에, 양호한 반사율을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.
또한 실시예 7에 따라, 적색, 녹색, 청색 유기 안료가 흡착된 나노 입자를 컬러필터층에 적용한 반사형 표시 소자를 대상으로 Quad 모의 분석을 수행하여 반사율과 색재현율을 평가하였다. 평가 결과를 도 12 및 하기 표 1에 나타낸다.
| 실시예 | 코어-쉘 비율 | Quad 반사(%) | 색재현율(%) |
| 4 | 2:1 | 34 | 4.70 |
| 5 | 5:1 | 35 | 4.50 |
| 6 | 2:1(SiO2) | 40 | 5.00 |
| 비교예 1 | 0:1 | 27 | 3.00 |
| 비교예 2 | 1:0 | 35 | 4.00 |
코어 입자와 쉘 입자가 2:1, 5:1로 혼합된 나노 입자를 사용한 경우(실시예 4 내지 5), 쉘 입자만을 사용(비교예 1)한 경우에 비하여 색재현율 및 반사율이 모두 향상되었다. 코어 입자만을 사용(비교예 2)한 경우와 비교하여 반사율은 거의 비슷하였으며, 색재현율은 향상되었다. 즉, 작은 크기의 쉘 입자만으로 구성된 나노 입자를 적용하는 경우(비교예 1), 표면적이 향상되었음에도 불구하고 반사율과 색재현율이 크게 떨어지지만, 본 발명에 따라 코어 입자와 쉘 입자가 클러스터 접합된 경우에는 쉘 입자만을 사용하는 경우에 비하여 반사율과 색재현율을 모두 향상시킬 수 있다. 또한, 저굴절률을 가지는 실리카를 쉘 입자로 사용한 경우(실시예 6), 반사율과 색재현율이 코어 입자 또는 쉘 입자만을 사용한 비교예에 비하여 크게 향상된 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따라 코어 입자와 쉘 입자가 클러스터 접합된 나노 입자를 사용하고, 바람직하게는 코어 입자의 굴절률과 큰 차이를 가지는 굴절률을 가지는 쉘 입자를 컬러필터층의 나노 입자로 사용하는 경우, 반사율 및/또는 색재현율을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다.
상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은 첨부하는 청구의 범위를 통하여 더욱 분명하다.
100, 100A, 100R, 100G, 100B, 100W: 나노 입자
110: 코어 입자 120: 쉘 입자
130: 착색제
200, 300, 400: 반사형 표시장치
210, 310, 410: 제 1 기판 220, 320, 420: 제 2 기판
230, 330, 430: 제 1 전극 240, 340, 440: 제 2 전극
260, 360, 460: 컬러필터층 270, 370, 470: 전해질층
280, 380, 480: 가변차광층 282, 382, 482: 전기변색 입자
250, 350, 450: 카운터 전극
PA1, PA2, PA3, PA4: 화소영역
110: 코어 입자 120: 쉘 입자
130: 착색제
200, 300, 400: 반사형 표시장치
210, 310, 410: 제 1 기판 220, 320, 420: 제 2 기판
230, 330, 430: 제 1 전극 240, 340, 440: 제 2 전극
260, 360, 460: 컬러필터층 270, 370, 470: 전해질층
280, 380, 480: 가변차광층 282, 382, 482: 전기변색 입자
250, 350, 450: 카운터 전극
PA1, PA2, PA3, PA4: 화소영역
Claims (16)
- 제 1 기판 및 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판;
제 1 기판의 내측에 배치되는 제 1 전극;
상기 제 2 기판의 내측에 배치되는 제 2 전극;
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 전해질층;
상기 제 2 전극과 상기 전해질층 사이에 위치하는 전기변색 입자; 및
상기 제 1 전극과 상기 전해질층 사이, 또는 상기 제 1 기판과 상기 제 1 전극 사이에 위치하는 컬러필터층을 포함하고,
상기 컬러필터층은, 제 1 크기를 가지는 코어(core) 입자와, 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기를 가지며 클러스터(cluster) 형태로 상기 코어 입자를 에워싸는 쉘(shell) 입자를 포함하는 나노 입자로 이루어지는 반사형 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 나노 입자를 구성하는 상기 쉘 입자의 표면에 착색제가 흡착되어 있는 반사형 표시장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 착색제는 적색 착색제, 녹색 착색제 또는 청색 착색제를 포함하는 반사형 표시장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 착색제는 분자 내에 하이드록시기(-OH), 카르복시기(-COOH), 포스폰산기(-PO3H), 술폰산기(-SO3H), 케토알데하이드기(-CO-COH) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 작용기를 가지는 유기 염료인 반사형 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 코어 입자는 100 내지 500 nm의 평균 입자 크기를 가지는 반사형 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 쉘 입자는 1 내지 50 nm의 평균 입자 크기를 가지는 반사형 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 코어 입자와 상기 쉘 입자는 각각 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2), 산화주석(SnO2), 불화바륨(BaF2), 불화칼슘(CaF2), 불화마그네슘(MgF2) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어지는 반사형 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 코어 입자의 굴절률과 상기 쉘 입자의 굴절률 차이는 0.5 내지 2.0인 반사형 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 쉘 입자의 굴절률은 상기 코어 입자의 굴절률보다 낮은 반사형 표시장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 코어 입자의 굴절률은 2.0 내지 3.5이고, 상기 쉘 입자의 굴절률은 1.3 이상 2.0 미만인 반사형 표시장치.
- 제 7항 또는 제 10항에 있어서,
상기 코어 입자는 산화지르코늄, 이산화티타늄, 산화아연 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어지고, 상기 쉘 입자는 산화알루미늄, 실리카, 산화주석, 불화바륨, 불화칼슘, 불화마그네슘 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어지는 반사형 표시장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 제 1 내지 제 3 화소영역이 정의되어 있으며,
상기 컬러필터층은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역에서 각각 다른 컬러를 구현하는 반사형 표시장치.
- 제 12항에 있어서,
상기 제 1 화소영역에 적색 착색제가 상기 쉘 입자에 흡착된 상기 나노 입자를 포함하는 제 1 컬러필터층이 위치하고,
상기 제 2 화소영역에 녹색 착색제가 상기 쉘 입자에 흡착된 상기 나노 입자를 포함하는 제 2 컬러필터층이 위치하고,
상기 제 3 화소영역에 청색 착색제가 상기 쉘 입자에 흡착된 상기 나노 입자를 포함하는 제 3 컬러필터층이 위치하는 반사형 표시장치.
- 제 12항에 있어서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 제 4 화소영역이 더욱 정의되어 있으며,
상기 제 4 화소영역에 착색제가 상기 쉘 입자에 흡착되지 않은 상기 나노 입자를 포함하는 제 4 컬러필터층이 위치하는 반사형 표시장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 나노 입자를 구성하는 상기 코어 입자와 상기 쉘 입자는 1:1 내지 5:1의 중량비로 혼합되어 있는 반사형 표시장치.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 전해질층 사이에 위치하는 카운터 전극을 더욱 포함하는 반사형 표시장치.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063717A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Brother Ind Ltd | 電気泳動表示媒体に用いる帯電粒子 |
| KR20130011456A (ko) * | 2011-07-21 | 2013-01-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 전기영동 표시장치용 입자 및 이의 제조 방법 |
| KR20130076200A (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법 |
| KR20150015326A (ko) * | 2013-07-31 | 2015-02-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 반사형 표시장치 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063717A (ja) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Brother Ind Ltd | 電気泳動表示媒体に用いる帯電粒子 |
| KR20130011456A (ko) * | 2011-07-21 | 2013-01-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 전기영동 표시장치용 입자 및 이의 제조 방법 |
| KR20130076200A (ko) * | 2011-12-28 | 2013-07-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법 |
| KR20150015326A (ko) * | 2013-07-31 | 2015-02-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 반사형 표시장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220021156A (ko) * | 2020-08-13 | 2022-02-22 | (주)오리온엔이에스 | 코어-쉘 구조의 변색 복합체가 분산된 광감응 변색소자 |
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