KR20180113418A - Dispersion of phonic crystalic particles and preparing method of the same, and photonic crystal display device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본원은, 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 분산된, 유기물 코어(core) 및 유기물 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 입자를 포함하는 광결정성 입자 분산액, 상기 광결정성 입자 분산액의 제조 방법, 및 상기 광결정성 입자 분산액을 포함하는 광결정 표시 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to photocrystalline particle dispersions comprising core-shell particles comprising an organic core and an organic shell dispersed in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent, a process for producing the photocrystalline particle dispersion, And a photonic crystal display device including the photonic crystal particle dispersion.
최근 전기적으로 구동 가능한 다양한 표시 디바이스가 개발되고 있다. 이 중, 차세대 표시장치의 일종으로서 전자 잉크(electronic ink)를 들 수 있다. 상기 전자 잉크는 서로 다른 전하를 가진 흑백의 입자가 액체 분산 용매에 분산된 후 캡슐화 되어, 전기장 인가에 의해 백색과 흑색을 나타내어 시간에 따라 표시된 내용이 바뀌는 기술이다. 상기 전자 잉크는 저전력 구동이 가능하며 플렉서블(flexible) 표시장치의 제작이 가능하기 때문에 각광을 받고 있다. 그러나, 상기 전자 잉크는 흑백의 표현만이 가능하고 표시내용의 전환이 느리다는 단점을 가지고 있다. 상기 전자잉크의 단점을 극복하기 위해, 액상 분산 용매에 입자가 분산될 때 면심입방구조로 정렬되어 특정 파장의 빛을 반사시키는 광결정(photonic crystal) 원리를 이용한 풀컬러 반사형 표시소자가 연구되고 있다. Recently, various display devices that can be electrically driven have been developed. Of these, electronic ink is one of the next generation display devices. The electronic ink is a technique in which black and white particles having different electric charges are dispersed in a liquid dispersion solvent and then encapsulated, and white and black are displayed by application of an electric field to change the content displayed over time. The electronic ink can be driven at a low power, and is capable of producing a flexible display device. However, the electronic ink has a disadvantage in that it can display only black and white, and the switching of display contents is slow. In order to overcome the disadvantage of the electronic ink, a full-color reflective display device using a photonic crystal principle, which is arranged in a face-centered cubic structure to reflect light of a specific wavelength when particles are dispersed in a liquid dispersion solvent, has been studied .
종래 액상 광결정을 이용한 반사색 조절방법에 사용한 나노입자는 이종의 물질로 코어-셀(core-shell), 멀티-코어(multi-core), 또는 클러스터를 형성하여 이들 입자에 전하층을 감싸는 구조를 구성한 후, 전기분극을 이용해 반사색을 조절하였다[대한민국 등록특허 제10-1199601호]. 상기와 같은 방법은 입자제조과정이 복잡하고 단가가 높다는 단점이 있다. 또한, 간단한 고분자 입자 제조 과정으로서 전기영동을 이용한 반사색 조절방법이 있다[대한민국 등록특허 제10-0922892호]. 상기 방법은 유전상수가 높은 물에 입자를 분산시킴으로써 물의 전기분해가 일어날 뿐만 아니라, 상기 물의 전기분해를 방지하기 위해 유리 전극판을 밀봉하는 부수적인 제작과정이 필요하다는 단점이 있다. 물의 전기분해 및 휘발성 문제를 개선하기 위하여, 대한민국 공개특허 제2015-0009719 호는, 2종 이상의 복합 분산 용매에 광결정 입자를 분산하여 광결정을 형성함으로써 부반응이 없고 휘발성이 낮아 안정성이 증진되며, 상기 복합 분산 용매의 농도 조절을 통하여 상기 광결정 입자의 간격을 정밀 조절하였다. 그러나, 상기 방법은 기본적인 분산 용매가 물이어야 하고, 물과 섞이는 극성 용매를 사용해야 하므로 근본적인 문제해결 방법으로는 한계가 있다.Conventionally, the nanoparticles used in the method of controlling color using a liquid photonic crystal have a structure in which a core-shell, a multi-core, or a cluster is formed of different materials and the charge layer is wrapped around these particles After the formation, the reflection color was adjusted using electric polarization [Korean Patent Registration No. 10-1199601]. The above method has a disadvantage that the particle manufacturing process is complicated and the unit cost is high. In addition, as a simple polymer particle production process, there is a method of controlling the color reaction using electrophoresis (Korean Patent No. 10-0922892). This method is disadvantageous in that water is electrolyzed by dispersing the particles in water having a high dielectric constant and an additional manufacturing process for sealing the glass electrode plate is required in order to prevent electrolysis of the water. In order to improve the electrolysis and volatility of water, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0009719 discloses that photocrystalline is formed by dispersing photonic crystal particles in two or more complex dispersion solvents, so that there is no side reaction and stability is low due to low volatility, The spacing of the photonic crystal particles was precisely controlled by adjusting the concentration of the dispersion solvent. However, since the basic dispersion solvent should be water and the polar solvent to be mixed with water should be used in the above method, there is a limit to the fundamental problem-solving method.
따라서, 액상 광결정을 이용한 디스플레이는, 전기장에 빠르게 반응하고 풀 컬러(full color)를 구현하며 플렉서블 디스플레이에 적용가능하기 때문에 각광받고 있지만, 부수적인 문제점들이 해결되지 않았고, 비교적 간단한 광결정성 입자 제조 방법과 전기장에서도 안정한 분산 용매가 필요하다.Therefore, the liquid crystal photonic crystal display responds quickly to an electric field, realizes full color, and can be applied to a flexible display. However, it has not been solved, and a relatively simple photonic crystal particle manufacturing method A stable dispersion solvent is also required in the electric field.
본원은, 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 분산된, 유기물 코어(core) 및 유기물 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 입자를 포함하는 광결정성 입자 분산액, 상기 광결정성 입자 분산액의 제조 방법, 및 상기 광결정성 입자 분산액을 포함하는 광결정 표시 디바이스(장치)를 제공하고자 한다.The present invention relates to photocrystalline particle dispersions comprising core-shell particles comprising an organic core and an organic shell dispersed in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent, a process for producing the photocrystalline particle dispersion, And a photonic crystal display device (device) including the photonic crystal particle dispersion.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본원의 제 1 측면은, 유기물 코어(core) 및 유기물 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 입자를 합성하는 단계; 및 상기 코어-쉘 입자를 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 분산시키는 단계를 포함하는, 광결정성 입자 분산 용액의 제조 방법을 제공한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for producing a core-shell particle comprising the steps of: synthesizing core-shell particles comprising an organic core and an organic shell; And dispersing the core-shell particles in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent.
본원의 제 2 측면은, 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 분산된, 유기물 코어(core) 및 유기물 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 입자를 포함하는, 광결정성 입자 분산액을 제공한다.A second aspect of the present invention provides a photonic crystal particle dispersion comprising core-shell particles comprising an organic core and an organic shell dispersed in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent.
본원의 제 3 측면은, 챔버 내에 대향 배치된 두 개 이상의 광투과성 전극; 및 상기 두 개 이상의 광투과성 전극 사이에 형성된 본원의 제 2 측면에 따른 광결정성 입자 분산 용액을 포함하는, 광결정 표시 장치를 제공한다.A third aspect of the present application provides a light emitting device comprising: at least two light-transmitting electrodes disposed in a chamber; And a photocrystalline particle dispersion solution according to the second aspect of the present invention formed between the two or more light-transmitting electrodes.
본원의 구현예들에 있어서, 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 광결정성 입자로서 유기물 코어(core) 및 유기물 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘(core-shell) 입자를 분산시키는 것에 의해 간단하게 광결정성 입자 분산액을 제조할 수 있다. In embodiments of the present application, by dispersing core-shell particles comprising an organic core and an organic shell as photonic crystal particles in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent, A photonic crystal particle dispersion can be prepared.
본원의 구현예들에 있어서, 상기 코어-쉘 입자는 유기물 코어(core)와 유기물 쉘(shell)을 이용하여 유기물 코어-유기물 쉘 구조로 형성된다. 종래의 무기물 코어-유기물 쉘 또는 유기물 코어-무기물 쉘 입자의 합성 공정은 두 단계 이상의 공정이 필요하고, 무기물 코어-무기물 쉘 입자의 경우 유기물 코어-유기물 쉘 입자 보다 합성이 어려운 반면, 본원의 구현예들에 따른 상기 유기물 코어-유기물 쉘 구조는 하나의 반응기에서 일괄 공정을 통해 합성될 수 있어 합성 공정이 간단하다는 특징이 있다. 또한, 균일한 크기의 코어-쉘 입자의 합성이 가능하므로, 반사광의 선명도가 향상되는 효과가 있다.In embodiments of the present invention, the core-shell particles are formed into an organic core-organic shell structure using an organic core and an organic shell. The synthesis process of conventional inorganic core-organic shell or organic core-inorganic shell particles requires two or more steps and is more difficult to synthesize than organic core-organic shell particles in the case of inorganic core-inorganic shell particles, The organic core-organic shell structure according to the present invention can be synthesized through a batch process in one reactor, which is characterized in that the synthesis process is simple. In addition, since it is possible to synthesize core-shell particles having a uniform size, the sharpness of reflected light can be improved.
종래의 디스플레이는 분산매(분산 용매)인 오일과 무기물 코어를 이용하여 광결정성 입자를 제조하거나 상기 분산 용매와 굴절률 차이가 별로 없는 고분자 입자를 이용하여 광결정성 입자를 제조하였으나, 이러한 종래 기술의 경우, 색강도가 좋지 않다(청색이 거의 보이지 않음). 반면, 본원의 구현예들에 따른 광결정성 입자는 분산 용매와 굴절률 차이가 더 많이 나는 유기물 코어를 사용하여 유기물 코어-유기물 쉘을 갖는 광결정성 입자를 제조하여 이용함으로써, 색강도를 더욱 현저히 증가시킬 수 있다. 특히, 상기 유기물 코어-유기물 쉘 구조체에서 상기 코어의 구성 물질에 따라 분산 용매와의 굴절률 차이를 조절함으로써 색의 강도를 결정할 수 있고, 상기 코어와 상기 쉘의 구성비에 따라서 상기 입자의 굴절률을 상이하게 조절할 수 있어, 이러한 코어-쉘 형태의 광결정 입자를 사용함으로써 색 강도를 조절 및 증가시킬 수 있다. In the conventional display, photonic crystal particles are prepared by using an oil and a mineral core as a dispersion medium (dispersion solvent), or polymer particles having a small difference in refractive index from the dispersion solvent. However, The color strength is not good (blue is hardly visible). On the other hand, photocrystalline particles according to embodiments of the present invention are prepared by using photocatalytic particles having an organic core-organic shell by using an organic core having a difference in refractive index with a dispersion solvent, thereby further increasing color strength . In particular, the color strength of the organic core-organic shell structure can be determined by controlling the difference in refractive index between the organic core shell and the organic solvent shell depending on the constituent material of the core, and the refractive index of the particles may be different depending on the composition ratio of the core and the shell. And the color intensity can be controlled and increased by using such core-shell type photonic crystal particles.
본원의 구현예들에 있어서, 상기 광결정성 입자 분산액의 제조 시, 상기 전하조절제의 양을 조절하여 상기 광결정성 입자 분산액에 포함되는 코어-쉘 입자 간격 및 전기색 가변성의 정밀 조절이 가능하다. 이에 따라, 상기 코어-쉘 입자의 합성에 의해 결정되는 입자의 농도에 구애받지 않고, 원하는 반사색 피크를 정밀하게 조절할 수 있다.In embodiments of the present invention, it is possible to precisely control the core-shell particle spacing and electrical color variability contained in the photonic crystal particle dispersion by controlling the amount of the charge control agent in the production of the photonic crystal particle dispersion. Thus, the desired reflection color peak can be precisely controlled regardless of the concentration of the particles determined by the synthesis of the core-shell particles.
더불어, 상기 광결정성 입자(유기물 코어-유기물 쉘 입자)를 분산시키는 분산 용매로서 낮은 유전상수를 가지는 소수성 분산 용매를 사용함으로써 RGB 풀 컬러(full color)를 구현할 수 있다. 상기 소수성 분산 용매는 휘발성이 낮기 때문에 용매 휘발에 따른 장시간 안정성 열화를 피할 수 있다. 상기 분산 용매로서 소수성 분산 용매를 사용함으로써, 종래에 분산 용매로서 물을 사용할 경우 발생하던 물의 전기분해와 같은 부반응들을 없앨 수 있고, 이에 따른 음극의 착색현상 또한 해결할 수 있다. In addition, a RGB full color can be realized by using a hydrophobic dispersion solvent having a low dielectric constant as a dispersion solvent for dispersing the photonic crystal particles (organic core-organic shell particles). Since the hydrophobic dispersion solvent is low in volatility, deterioration of stability over a long period of time due to solvent volatilization can be avoided. By using a hydrophobic dispersion solvent as the dispersion solvent, it is possible to eliminate side reactions such as water electrolysis which has occurred when water is conventionally used as a dispersion solvent, and to solve the coloring phenomenon of the cathode.
즉, 본원의 구현예들에 의하면, 상기 소수성 분산 용매에 광결정성 입자(유기물 코어-유기물 쉘 입자)를 분산시킴으로써, 분산 용매에 의한 전기화학적 반응들을 차단하여, 디스플레이의 안정성이 증가될 수 있다. 또한, 전압에 의해 분산 용매에 흐르는 전기적 전류를 낮춤으로써, 소수성 분산 용매에서도 선명한 색 구현이 가능한 고분자 콜로이드-함유 광결정 표시장치를 제공할 수 있다.That is, according to embodiments of the present invention, by dispersing the photonic crystal particles (organic core-organic shell particles) in the hydrophobic dispersion solvent, electrochemical reactions by the dispersion solvent can be blocked, and stability of the display can be increased. Further, by lowering the electric current flowing in the dispersion solvent by the voltage, it is possible to provide a polymer colloid-containing photonic crystal display device capable of realizing a clear color even in a hydrophobic dispersion solvent.
도 1은, 본원의 일 구현예에 따른 전하조절제를 포함하는 유기물 코어- 유기물 쉘 광결정성 입자 분산액의 제조 방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는, 본원의 일 구현예에 따른 광결정성 입자 분산액에 분산된 유기물 코어- 유기물 쉘 입자를 나타낸 모식도이다.
도 3a 및 도 3b는, 본원의 일 구현예에 따른 광결정 표시 장치의 모식도이다.
도 4a 및 도 4b는 본원의 일 실시예에 있어서, 광결정 표시 장치의 반사광 색 변화를 나타낸 디지털 카메라 사진(도 4a)과 반사도 스펙트럼(도 4b)이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 있어서, 전압 인가에 따른 광결정 표시 장치의 반사도 피크 파장을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 있어서, UV-vis 스펙트럼의 피크 파장을 각도에 따라 나타낸 그래프이다.
도 7a는 본원의 일 비교예에 따른 분산 용매로서 물을 사용한 종래의 광결정 표시장치의 전압에 따른 전류를 측정한 그래프이고, 도 7b는 본원의 일 실시예에 따른 소수성 분산 용매를 사용한 광결정 표시장치의 전압에 따른 전류를 측정한 그래프이다.
도 8 은, 본원의 일 비교예에 따른 광결정 표시 장치의 반사광 색 변화를 나타낸 디지털 카메라 사진이다.FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method for producing an organic core-organic shell photocrystalline particle dispersion containing charge control agent according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing an organic core-organic shell particle dispersed in a photonic crystal particle dispersion according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are schematic diagrams of a photonic crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are a photograph (FIG. 4A) and a reflectance spectrum (FIG. 4B) of a digital camera showing a change in reflected light color of the photonic crystal display device according to one embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the reflectivity peak wavelength of a photonic crystal display device according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing an angle-dependent peak wavelength of the UV-vis spectrum in one embodiment of the present invention.
FIG. 7A is a graph showing a current according to a voltage of a conventional photonic crystal display device using water as a dispersion solvent according to one comparative example of the present invention. FIG. In which a voltage is measured according to a voltage of a power supply.
8 is a photograph of a digital camera showing a change in the color of light reflected by the photonic crystal display device according to the comparative example of the present application.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.Throughout this specification, when an element is referred to as " including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. The terms " about ", " substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure. The word " step (or step) " or " step " used to the extent that it is used throughout the specification does not mean " step for.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term " combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.
본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A or B, or A and B".
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and examples and drawings.
본원의 제 1 측면은, 유기물 코어(core) 및 유기물 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 입자를 합성하는 단계; 및 상기 코어-쉘 입자를 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 분산시키는 단계를 포함하는, 광결정성 입자 분산 용액(분산액)의 제조 방법을 제공한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for producing a core-shell particle comprising the steps of: synthesizing core-shell particles comprising an organic core and an organic shell; And dispersing the core-shell particles in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent. The present invention also provides a method for producing a photonic crystal particle dispersion solution (dispersion liquid).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 광결정성 입자로서 유기물 코어- 유기물 쉘 입자를 분산시키는 것에 의해 간단하게 광결정성 입자 분산액을 제조할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the photonic crystal particle dispersion can be simply produced by dispersing the organic core-organic shell particles as the photocrystalline particles in the hydrophobic dispersion solvent containing the charge control agent.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 입자는 유기물 코어와 유기물 쉘을 이용하여 유기물 코어-유기물 쉘 구조로 형성된다. 종래의 무기물 코어-유기물 쉘 또는 유기물 코어-무기물 쉘 입자의 합성 공정은 두 단계 이상의 공정이 필요하고, 무기물 코어-무기물 쉘 입자의 경우 유기물 코어-유기물 쉘 입자 보다 복잡한 다단계 공정을 사용하여야 하므로 그 합성이 어려운 반면, 본원의 구현예들에 따른 상기 유기물 코어-유기물 쉘 구조는 코어 및 쉘이 모두 고분자와 같은 유기물이므로 하나의 반응기에서 일괄 공정을 통해 합성될 수 있어 합성 공정이 간단하다는 특징이 있다. 또한, 균일한 크기의 코어-쉘 입자의 합성이 가능하므로, 반사광의 선명도가 향상되는 효과가 있다.In one embodiment of the present invention, the core-shell particles are formed into an organic core-organic shell structure using an organic core and an organic shell. The synthesis process of conventional inorganic core-organic shell or organic core-inorganic shell particles requires two or more steps, and in the case of inorganic core-inorganic shell particles, it is necessary to use a multistage process that is more complex than the organic core- On the other hand, the organic material core-organic material shell structure according to the embodiments of the present invention is characterized in that both the core and the shell are organic materials such as polymers, and thus can be synthesized through a batch process in one reactor, thereby simplifying the synthesis process. In addition, since it is possible to synthesize core-shell particles having a uniform size, the sharpness of reflected light can be improved.
종래의 디스플레이는 분산매(분산 용매)인 오일과 무기물 코어를 이용하여 광결정성 입자를 제조하거나 상기 분산 용매와 굴절률 차이가 별로 없는 고분자 입자를 이용하여 광결정성 입자를 제조하였으나, 이러한 종래 기술의 경우, 색강도가 좋지 않다(청색이 거의 보이지 않음). 반면, 본원의 구현예들에 따른 광결정성 입자는 분산 용매와 굴절률 차이가 더 많이 나는 유기물 코어를 사용하여 유기물 코어-유기물 쉘을 갖는 광결정성 입자를 제조하여 이용함으로써, 색강도를 더욱 현저히 증가시킬 수 있다. 특히, 상기 유기물 코어-유기물 쉘 구조체에서 상기 코어의 구성 물질에 따라 분산 용매와의 굴절률 차이를 조절함으로써 색의 강도를 결정할 수 있고, 상기 코어와 상기 쉘의 구성비에 따라서 상기 입자의 굴절률을 상이하게 조절할 수 있어, 이러한 코어-쉘 형태의 광결정 입자를 사용함으로써 색 강도를 조절 및 증가시킬 수 있다. In the conventional display, photonic crystal particles are prepared by using an oil and a mineral core as a dispersion medium (dispersion solvent), or polymer particles having a small difference in refractive index from the dispersion solvent. However, The color strength is not good (blue is hardly visible). On the other hand, photocrystalline particles according to embodiments of the present invention are prepared by using photocatalytic particles having an organic core-organic shell by using an organic core having a difference in refractive index with a dispersion solvent, thereby further increasing color strength . In particular, the color strength of the organic core-organic shell structure can be determined by controlling the difference in refractive index between the organic core shell and the organic solvent shell depending on the constituent material of the core, and the refractive index of the particles may be different depending on the composition ratio of the core and the shell. And the color intensity can be controlled and increased by using such core-shell type photonic crystal particles.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기물 코어-유기물 쉘 입자는 표면 전하를 갖는 고분자 콜로이드를 포함하는 것으로서, 상기 코어-쉘 입자는 광결정 내에서 동일 부호의 표면 전하를 갖기 때문에, 입자 간에 일정한 간격을 가지고 배열될 수 있다.In one embodiment of the invention, the organic core-organic shell particles comprise a polymeric colloid having a surface charge, wherein the core-shell particles have a surface charge of the same sign in the photonic crystal, Can be arranged.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기물 코어- 유기물 쉘 입자를 합성하는 것은, 고분자 단량체, 가교제, 및 개시제를 무유화중화법에 의해 반응시킴으로써 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the synthesis of the organic core-organic shell particles may be performed by reacting a polymer monomer, a cross-linking agent, and an initiator by an oil-free neutralization method, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기물 코어 및 유기물 쉘은 각각 동일하거나 상이한 고분자를 포함하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 고분자는 폴리 tert-부틸메타크릴레이트[poly(t-butylmethacrylate), PtBMA], 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리n-부틸메타크릴레이트[poly(n-butylmethacrylate)], 폴리메틸아크릴레이트(polymethylacrylate), 폴리스티렌(polystyrene), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자는 폴리 tert-부틸메타크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리스티렌/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리스티렌/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리 스티렌/폴리 n-부틸메타크릴레이트, 폴리 n-부틸메타크릴레이트/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리 n-부틸메타크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌/폴리아크릴레이트 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자의 유기물 코어(core) 또는 유기물 쉘(shell)로서 비중이 높은 폴리 tert-부틸메타크릴레이트를 포함하는 것이거나, 광결정 입자의 분산 용매와의 굴절률 차이가 큰 고분자(비제한적 예로서 폴리메틸메타크릴레이트 등)를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리 tert-부틸메타크릴레이트를 유기물 쉘로서 이용하여 코어-쉘 입자를 합성할 경우, 음이온성 개시제를 사용하여 상기 코어-쉘 입자의 표면을 음이온이 도입된 상태로 형성할 수 있으며, 또는 양이온성 개시제를 사용하여 상기 코어-쉘 입자의 표면을 양이온이 도입된 상태로 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the organic core and the organic shell may be formed of the same or different polymers. For example, the polymer may be poly (t-butylmethacrylate), poly (PMMA), poly (n-butylmethacrylate), polymethylacrylate, polystyrene, and combinations thereof. But are not limited thereto. For example, the core-shell particles can be selected from the group consisting of poly tert-butyl methacrylate / polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate / poly tert-butyl methacrylate, polystyrene / poly tert-butyl methacrylate, polystyrene / Poly-n-butyl methacrylate / poly-tert-butyl methacrylate, poly-n-butyl methacrylate / polymethyl methacrylate, poly But are not limited to, acrylate / poly tert-butyl methacrylate, polyacrylate / polymethyl methacrylate, polystyrene / polyacrylate, and the like. For example, it is possible to use polytert-butyl methacrylate having a high specific gravity as an organic core or an organic shell of the core-shell particle, or a polymer having a large difference in refractive index from the dispersion solvent of the photonic crystal particles (Such as, but not limited to, polymethyl methacrylate). For example, when the poly-tert-butyl methacrylate is used as an organic shell to synthesize the core-shell particles, the surface of the core-shell particle can be formed into an anion-introduced state using an anionic initiator Alternatively, the surface of the core-shell particle can be formed with a cation introduced using a cationic initiator, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자 코어-쉘 고분자 입자는, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트(EGDMA), 다이비닐벤젠(DVB), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 가교제의 공중합을 통해 가교된 고분자 형태를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment herein, the polymeric core-shell polymer particles are prepared by copolymerizing a cross-linking agent selected from the group consisting of ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), divinylbenzene (DVB), and combinations thereof And may include, but is not limited to, cross-linked polymer forms.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 약 100 nm 내지 약 300 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 약 100 nm 내지 약 300 nm, 약 100 nm 내지 약 250 nm, 약 100 nm 내지 약 200 nm, 약 100 nm 내지 약 150 nm, 약 150 nm 내지 약 300 nm, 약 200 nm 내지 약 300 nm, 또는 약 250 nm 내지 약 300 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기와 같이 약 100 nm 내지 약 300 nm의 입자 크기를 포함하는 코어-쉘 입자를 사용할 경우, 가시광선 영역의 반사색을 수득할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 상기 코어 및 쉘을 형성하는 각 고분자를 제조하기 위한 단량체의 함량을 조절함으로써 제어되며, 또한, 상기 코어 및 쉘 각각의 크기 및/또는 두께도 각각의 고분자의 단량체 함량비를 조절함으로써 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 상기 코어 및 쉘을 형성하는 각 고분자를 제조하기 위한 단량체의 함량을 증가시킴으로써 증가될 수 있으며, 또한, 상기 코어 및 쉘 각각의 크기 및/또는 두께도 각각의 고분자의 단량체 함량비를 조절함으로써 조절할 수 있다.In one embodiment of the invention, the size of the core-shell particles may be from about 100 nm to about 300 nm, but is not limited thereto. For example, the size of the core-shell particle can be from about 100 nm to about 300 nm, from about 100 nm to about 250 nm, from about 100 nm to about 200 nm, from about 100 nm to about 150 nm, from about 150 nm to about 300 nm, from about 200 nm to about 300 nm, or from about 250 nm to about 300 nm, but the present invention is not limited thereto. In one embodiment of the present invention, when using core-shell particles having a particle size of about 100 nm to about 300 nm as described above, a color of the visible light region can be obtained. For example, the size of the core-shell particle is controlled by controlling the content of monomers for producing the core and the polymer forming each shell, and the size and / or thickness of each of the core and the shell Can be controlled by adjusting the monomer content ratio of the polymer. For example, the size of the core-shell particles can be increased by increasing the content of monomers for making the core and the shell, and the size and / or thickness of each of the core and shell Can be controlled by adjusting the monomer content ratio of each polymer.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 입자는 상기 광결정성 입자 분산액의 약 100 중량부에 대하여 약 10 중량부 내지 약 60 중량부 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자는 상기 광결정성 입자 분산액의 약 100 중량부에 대하여 약 10 중량부 내지 약 60 중량부, 약 20 중량부 내지 약 60 중량부, 약 30 중량부 내지 약 60 중량부, 약 40 중량부 내지 약 60 중량부, 약 50 중량부 내지 약 60 중량부, 약 10 중량부 내지 약 50 중량부, 약 10 중량부 내지 약 40 중량부, 약 10 중량부 내지 약 30 중량부, 또는 약 10 중량부 내지 약 20 중량부 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자가 상기 광결정성 입자 분산액의 총 중량에 대하여 약 10 중량부 미만일 경우, 충분한 색상 발현을 위한 회절이 일어나지 않을 수 있으며, 약 60 중량부 초과일 경우, 상기 광결정성 입자 분산액의 점도가 높아져 상기 광결정성 입자 분산액의 속도가 느려짐에 따라, 입자 간격의 조절이 용이하지 않음으로써 색상 구현이 용이하게 이루어지지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the core-shell particles may include, but are not limited to, about 10 parts by weight to about 60 parts by weight per 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion. For example, the core-shell particles may be present in an amount of from about 10 parts by weight to about 60 parts by weight, from about 20 parts by weight to about 60 parts by weight, from about 30 parts by weight to about 60 parts by weight based on about 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion, About 10 parts by weight to about 40 parts by weight, about 10 parts by weight to about 30 parts by weight, about 10 parts by weight to about 30 parts by weight, about 40 parts by weight to about 60 parts by weight, about 50 parts by weight to about 60 parts by weight, , Or from about 10 parts by weight to about 20 parts by weight. For example, if the core-shell particle is less than about 10 parts by weight based on the total weight of the photonic crystal particle dispersion, diffraction may not occur for sufficient color development, and if greater than about 60 parts by weight, As the viscosity of the particle dispersion becomes high and the speed of the photonic crystal particle dispersion becomes slow, it is not easy to adjust the interval of the particles, so that color implementation may not be easy.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 입자를 상기 소수성 분산 용매에 분산시키는 것은, 상기 합성된 코어-쉘 입자를 중간 분산 용매에 분산시킨 후 원심분리기를 이용하여 침강시키는 단계 이후에 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 구체적으로, 상기 코어-쉘 입자를 상기 소수성 분산 용매에 분산시키는 것은, 먼저, 상기 코어-쉘 입자를 중간 분산 용매에 분산시킨다. 이어서, 원심분리기에 의해 상기 코어-쉘 입자를 상기 중간 분산 용매에 침강시킨다. 마지막으로, 상기 침강된 상기 코어-쉘 입자를 상기 전하조절제를 함유하는 상기 소수성 분산 용매에 분산시킨다.In one embodiment of the present invention, dispersing the core-shell particles in the hydrophobic dispersion solvent is performed after dispersing the synthesized core-shell particles in an intermediate dispersion solvent and then precipitating using a centrifugal separator But may not be limited thereto. Specifically, dispersing the core-shell particles in the hydrophobic dispersion solvent first disperses the core-shell particles in an intermediate dispersion solvent. Then, the core-shell particles are settled in the intermediate dispersion solvent by a centrifugal separator. Finally, the precipitated core-shell particles are dispersed in the hydrophobic dispersion solvent containing the charge control agent.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 입자 분산액의 제조 시, 상기 전하조절제의 양을 조절하여 상기 광결정성 입자 분산액에 포함되는 코어-쉘 입자 간격 및 전기색가변성의 정밀 조절이 가능하다. 이에 따라, 상기 코어-쉘 입자의 합성에 의해 결정되는 입자의 농도에 구애 받지 않고, 원하는 반사색 피크를 정밀하게 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it is possible to precisely control the core-shell particle spacing and electrical color variability contained in the photonic crystal particle dispersion by controlling the amount of the charge control agent in the preparation of the core-shell particle dispersion. Thus, the desired reflection color peak can be precisely controlled regardless of the concentration of the particles determined by the synthesis of the core-shell particles.
더불어, 상기 코어-쉘 입자를 분산시키는 분산 용매로서 낮은 유전상수를 가지는 소수성 분산 용매를 사용함으로써 RGB 풀 컬러(full color)를 구현할 수 있다. 상기 소수성 분산 용매는 휘발성이 낮기 때문에 용매 휘발에 따른 장시간 안정성 열화를 피할 수 있다. 상기 분산 용매로서 소수성 분산 용매를 사용함으로써, 종래에 분산 용매로서 물을 사용할 경우 발생하던 물의 전기분해와 같은 부반응들을 없앨 수 있고, 이에 따른 음극의 착색현상 또한 해결할 수 있다. In addition, a RGB full color can be realized by using a hydrophobic dispersion solvent having a low dielectric constant as a dispersion solvent for dispersing the core-shell particles. Since the hydrophobic dispersion solvent is low in volatility, deterioration of stability over a long period of time due to solvent volatilization can be avoided. By using a hydrophobic dispersion solvent as the dispersion solvent, it is possible to eliminate side reactions such as water electrolysis which has occurred when water is conventionally used as a dispersion solvent, and to solve the coloring phenomenon of the cathode.
이와 관련하여, 도 1은 본원의 일 구현예에 따른 광결정성 입자 분산액의 제조 방법을 나타낸 모식도이다. 상기 전하조절제(100)의 역-마이셀(reversed micelle)을 함유하는 소수성 분산 용매(200)에 상기 코어-쉘 입자(300)를 분산시킴으로써, 상기 전하조절제(100)의 극성기와, 상기 코어-쉘 입자(300) 표면 전하가 결합하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In this regard, FIG. 1 is a schematic diagram showing a method of manufacturing a photonic crystal particle dispersion according to an embodiment of the present invention.
본원의 일 구현예에 있어서, 비중이 높은 고분자 코어-고분자 쉘 입자를 사용함으로써, 종래에 사용되던 동결 건조법이 아닌, 원심 분리에 의해 상기 코어-쉘 입자를 침강시킨 후, 용매를 교환하여 상기 코어-쉘 입자를 분산시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, by using the polymer core-polymer shell particles having a high specific gravity, the core-shell particles are precipitated by centrifugation instead of the conventional freeze-drying method, - Shell particles can be dispersed.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 중간 분산 용매는 이소프로판올, 1-프로판올, 에탄올, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the intermediate dispersion solvent may include, but is not limited to, is selected from the group consisting of isopropanol, 1-propanol, ethanol, and combinations thereof.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매로서, 유전 상수 및 극성이 낮은 분극성 용액을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매는 이소파(isoparaffinic hydrocarbon solvent, ISOPAR)G, 이소파C, 이소파D, 이소파E, 이소파F, 이소파H, 이소파I, 이소파J, 이소파K, 할로카본, 데칸, 운데칸, 도데칸, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 2-부탄올, 아세토니트릴, 아세트산, 프로필렌카보네이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 소수성 분산 용매로서, 하기 화학식 1로서 표시되는 저분자량의 분지된 알칸인, 이소파 G를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다:In one embodiment of the present invention, the hydrophobic dispersion solvent may include, but not limited to, a polarized solution having a low dielectric constant and a low polarity. In one embodiment of the invention, the hydrophobic dispersion solvent is selected from the group consisting of isoparaffinic hydrocarbon solvent (ISOPAR) G, isopara C, isopara D, isopara E, isopara F, isopara H, isopara I, Methyl acetate, butyl acetate, 2-butanol, acetonitrile, acetic acid, propylene carbonate, and combinations thereof, in the presence of a base such as triethylamine, triethylamine, But are not limited to, those selected from the group consisting of < RTI ID = 0.0 > For example, as the hydrophobic dispersion solvent, isopara G, which is a low molecular weight branched alkane represented by the following
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1 중, n 은 1 내지 8임.In the above formula (1), n is 1 to 8.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제는 이온계 양쪽성 분자 또는 비이온계 양쪽성 분자를 사용할 수 있다. 상기 양쪽성 분자는 친수성 머리부분과 소수성 꼬리 부분으로 이루어진 것이며, 예를 들어, 상기 전하조절제는 소듐비스(2-에틸헥실)설포숙시네이트[sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate, AOT], 소듐도데실설포네이트(sodiumdodecylsulfonate, SDS), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cetyltrimethylammoniumbromide, CTAB), 스판(span)계 계면활성제, 플루로닉(pluronic)계 계면활성제, 트윈(tween)계 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 스판계 계면활성제, 플루로닉계 계면활성제, 및 트윈계 계면활성제는 비이온성 계면활성제이다. 예를 들어, 상기 스판계 계면활성제는 소르비탄계 지방산 에스테르로서, 소르비탄 모노라우레이트(스판-20), 또는 소르비탄 모노팔미테이트(스판-40) 를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 플루로닉계 계면활성제는 폴리프로필렌글리콜에 산화에틸렌을 첨가시켜 제조된 것으로서 (PEO)20(PPO)70(PEO)20을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 트윈계 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄계 지방산 에스테르로서, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트(트윈-20), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트(트윈-60), 또는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(트윈-80)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the charge control agent may be an ionic amphoteric molecule or a nonionic amphoteric molecule. The ampholytic molecule consists of a hydrophilic head portion and a hydrophobic tail portion. For example, the charge control agent may be sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT), sodium A surfactant such as sodium dodecylsulfonate (SDS), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), a span surfactant, a pluronic surfactant, a tween surfactant, and combinations thereof But are not limited to, those selected from the group consisting of < RTI ID = 0.0 > The span surfactant, pluronic surfactant, and twin surfactant are nonionic surfactants. For example, the span-based surfactant can include, but is not limited to, sorbitan fatty acid esters, sorbitan monolaurate (span-20), or sorbitan monopalmitate (span-40) have. For example, the pluronic surfactant may be (PEO) 20 (PPO) 70 (PEO) 20 , prepared by adding ethylene oxide to polypropylene glycol, but may not be limited thereto. For example, the twin surfactant may be a polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Tween-20), polyoxyethylene sorbitan monostearate (Tween-60), or poly Oxyethylene sorbitan monooleate (Tween-80), but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제는 상기 광결정성 입자 분산액 약 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 광결정성 입자 분산액의 약 100 중량부에 대하여 상기 전하조절제는 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 9 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 8 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 7 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 6 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 5 중량부, 약 0.1 중량부 약 4 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 3 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 2 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부, 약 2 중량부 내지 약 10 중량부, 약 3 중량부 내지 약 10 중량부, 약 4 중량부 내지 약 10 중량부, 약 5 중량부 내지 약 10 중량부, 약 6 중량부 내지 약 10 중량부, 약 7 중량부 내지 약 10 중량부, 약 8 중량부 내지 약 10 중량부, 또는 약 9 중량부 내지 약 10 중량부 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the charge control agent may include, but is not limited to, about 0.1 part by weight to about 10 parts by weight per 100 parts by weight of the photocatalytic dispersion. For example, for about 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion, the charge control agent may be present in an amount of from about 0.1 parts by weight to about 10 parts by weight, from about 0.1 parts by weight to about 9 parts by weight, from about 0.1 parts by weight to about 8 parts by weight, About 0.1 part by weight to about 3 parts by weight, about 0.1 part by weight to about 7 parts by weight, about 0.1 part by weight to about 6 parts by weight, about 0.1 to about 5 parts by weight, about 0.1 part by weight to about 4 parts by weight, From about 1 part to about 10 parts, from about 2 parts to about 10 parts, from about 3 parts to about 10 parts, from about 0.1 parts to about 2 parts, from about 0.1 parts to about 1 part, from about 1 part to about 10 parts, 4 parts by weight to about 10 parts by weight, about 5 parts by weight to about 10 parts by weight, about 6 to about 10 parts by weight, about 7 to about 10 parts by weight, about 8 to about 10 parts by weight, About 9 parts by weight to about 10 parts by weight may be included, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제의 양에 따라 상기 광결정성 입자 분산액에 분산된 상기 코어-쉘 입자의 간격이 조절되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spacing of the core-shell particles dispersed in the photonic crystal particle dispersion may be controlled according to the amount of the charge control agent, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제는 유화제(surfactant)로서의 역할을 수행하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매에서는 상기 코어-쉘 입자가 전하를 띨 수 없기 때문에, 상기 유화제의 역할을 수행하는 상기 전하조절제를 추가함으로써, 상기 소수성 분산 용매 내에서도 상기 코어-쉘 입자가 전하를 띨 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the charge control agent may further include, but is not limited to, acting as a surfactant. In one embodiment of the present invention, in the hydrophobic dispersion solvent, since the core-shell particle can not be charged, by adding the charge control agent serving as the emulsifier, even in the hydrophobic dispersion solvent, the core- May be charged, but may not be limited thereto.
본원의 제 2 측면은, 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 분산된, 유기물 코어(core) 및 유기물 쉘(shell)을 포함하는 코어-쉘 입자를 광결정 입자로서 포함하는, 광결정성 입자 분산액을 제공한다.The second aspect of the present invention provides a photonic crystal particle dispersion comprising as a photonic crystal particle core-shell particles comprising an organic core and an organic shell dispersed in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent do.
본원의 제 2 측면은 본원의 제 1 측면에 따른 광결정성 입자 분산액의 제조 방법에 따라 제조된 고분자 콜로이드에 관한 것으로서, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.The second aspect of the present invention relates to a polymer colloid produced according to the method of manufacturing a photonic crystal particle dispersion according to the first aspect of the present invention, and a detailed description thereof is omitted for the parts overlapping with the first aspect of the present invention. Although the description of the first aspect is omitted from the second aspect of the present application, the same can be applied.
이와 관련하여, 도 2는 본원의 일 구현예에 따른 유기물 코어-유기물 쉘 입자(300) 표면에 형성된 전하조절제(100)를 포함하는, 소수성 분산 용매에 분산된 코어-쉘 입자를 나타낸 모식도이다.In this regard, FIG. 2 is a schematic diagram showing core-shell particles dispersed in a hydrophobic dispersion solvent, including a
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매에 분산된 유기물 코어-유기물 쉘 입자는, 상기 전하조절제(100)의 극성기와 상기 코어-쉘 입자의 표면 전하가 결합하여 형성된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the organic core-organic shell particles dispersed in the hydrophobic dispersion solvent may be formed by coupling the polar group of the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기물 코어 및 유기물 쉘은 서로 동일하거나 상이한 고분자를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 폴리 tert-부틸메타크릴레이트[poly(t-butylmethacrylate)], 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리n-부틸메타크릴레이트[poly(n-butylmethacrylate)], 폴리메틸아크릴레이트(polymethylacrylate), 폴리스티렌(polystyrene), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자는 폴리 tert-부틸메타크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리스티렌/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리스티렌/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리 스티렌/폴리 n-부틸메타크릴레이트, 폴리 n-부틸메타크릴레이트/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리 n-부틸메타크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트/폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트/폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌/폴리아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자의 유기물 코어(core) 또는 유기물 쉘(shell)로서 비중이 높은 폴리 tert-부틸메타크릴레이트를 포함하는 것이거나, 광결정 입자의 분산 용매와의 굴절률 차이가 큰 고분자(비제한적 예로서 폴리메틸메타크릴레이트 등)를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리 tert-부틸메타크릴레이트를 유기물 쉘로서 이용하여 코어-쉘 입자를 합성할 경우, 음이온성 개시제를 사용하여 상기 코어-쉘 입자의 표면을 음이온이 도입된 상태로 형성할 수 있으며, 또는 양이온성 개시제를 사용하여 상기 코어-쉘 입자의 표면을 양이온이 도입된 상태로 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment herein, the organic core and the organic shell may comprise the same or different polymers, for example, poly (t-butylmethacrylate), polymethylmethacrylate But may be selected from the group consisting of polymethylmethacrylate, poly (n-butylmethacrylate), polymethylacrylate, polystyrene, and combinations thereof. But is not limited to. For example, the core-shell particles can be selected from the group consisting of poly tert-butyl methacrylate / polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate / poly tert-butyl methacrylate, polystyrene / poly tert-butyl methacrylate, polystyrene / Poly-n-butyl methacrylate / poly-tert-butyl methacrylate, poly-n-butyl methacrylate / polymethyl methacrylate, poly Acrylate / poly tert-butyl methacrylate, polyacrylate / polymethyl methacrylate, polystyrene / polyacrylate, and the like. For example, it is possible to use polytert-butyl methacrylate having a high specific gravity as an organic core or an organic shell of the core-shell particle, or a polymer having a large difference in refractive index from the dispersion solvent of the photonic crystal particles (Such as, but not limited to, polymethyl methacrylate). For example, when the poly-tert-butyl methacrylate is used as an organic shell to synthesize the core-shell particles, the surface of the core-shell particle can be formed into an anion-introduced state using an anionic initiator Alternatively, the surface of the core-shell particle can be formed with a cation introduced using a cationic initiator, but the present invention is not limited thereto.
종래의 디스플레이는 분산매(분산 용매)인 오일과 무기물 코어를 이용하여 광결정성 입자를 제조하거나 상기 분산 용매와 굴절률 차이가 별로 없는 고분자 입자를 이용하여 광결정성 입자를 제조하였으나, 이러한 종래 기술의 경우, 색강도가 좋지 않다(청색이 거의 보이지 않음). 반면, 본원의 구현예들에 따른 광결정성 입자는 분산 용매와 굴절률 차이가 더 많이 나는 유기물 코어를 사용하여 유기물 코어-유기물 쉘을 갖는 광결정성 입자를 제조하여 이용함으로써, 색강도를 더욱 현저히 증가시킬 수 있다. 특히, 상기 유기물 코어-유기물 쉘 구조체에서 상기 코어의 구성 물질에 따라 분산 용매와의 굴절률 차이를 조절함으로써 색의 강도를 결정할 수 있고, 상기 코어와 상기 쉘의 구성비에 따라서 상기 입자의 굴절률을 상이하게 조절할 수 있어, 이러한 코어-쉘 형태의 광결정 입자를 사용함으로써 색 강도를 조절 및 증가시킬 수 있다. In the conventional display, photonic crystal particles are prepared by using an oil and a mineral core as a dispersion medium (dispersion solvent), or polymer particles having a small difference in refractive index from the dispersion solvent. However, The color strength is not good (blue is hardly visible). On the other hand, photocrystalline particles according to embodiments of the present invention are prepared by using photocatalytic particles having an organic core-organic shell by using an organic core having a difference in refractive index with a dispersion solvent, thereby further increasing color strength . In particular, the color strength of the organic core-organic shell structure can be determined by controlling the difference in refractive index between the organic core shell and the organic solvent shell depending on the constituent material of the core, and the refractive index of the particles may be different depending on the composition ratio of the core and the shell. And the color intensity can be controlled and increased by using such core-shell type photonic crystal particles.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 약 100 nm 내지 약 300 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 약 100 nm 내지 약 300 nm, 약 100 nm 내지 약 250 nm, 약 100 nm 내지 약 200 nm, 약 100 nm 내지 약 150 nm, 약 150 nm 내지 약 300 nm, 약 200 nm 내지 약 300 nm, 또는 약 250 nm 내지 약 300 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기와 같이 약 100 nm 내지 약 300 nm의 입자 크기를 포함하는 코어-쉘 입자를 사용할 경우, 가시광선 영역의 반사색을 수득할 수 있다.In one embodiment of the invention, the size of the core-shell particles may be from about 100 nm to about 300 nm, but is not limited thereto. For example, the size of the core-shell particle can be from about 100 nm to about 300 nm, from about 100 nm to about 250 nm, from about 100 nm to about 200 nm, from about 100 nm to about 150 nm, from about 150 nm to about 300 nm, from about 200 nm to about 300 nm, or from about 250 nm to about 300 nm, but the present invention is not limited thereto. In one embodiment of the present invention, when using core-shell particles having a particle size of about 100 nm to about 300 nm as described above, a color of the visible light region can be obtained.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 입자는 상기 광결정성 입자 분산액의 약 100 중량부에 대하여 약 10 중량부 내지 약 60 중량부 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자는 상기 광결정성 입자 분산액의 약 100 중량부에 대하여 약 10 중량부 내지 약 60 중량부, 약 20 중량부 내지 약 60 중량부, 약 30 중량부 내지 약 60 중량부, 약 40 중량부 내지 약 60 중량부, 약 50 중량부 내지 약 60 중량부, 약 10 중량부 내지 약 50 중량부, 약 10 중량부 내지 약 40 중량부, 약 10 중량부 내지 약 30 중량부, 또는 약 10 중량부 내지 약 20 중량부 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자가 상기 광결정성 입자 분산액의 총 중량에 대하여 약 10 중량부 미만일 경우, 충분한 색상 발현을 위한 회절이 일어나지 않을 수 있으며, 약 60 중량부 초과일 경우, 상기 광결정성 입자 분산액의 점도가 높아져 상기 광결정성 입자 분산액의 속도가 느려짐에 따라, 입자 간격의 조절이 용이하지 않음으로써 색상 구현이 용이하게 이루어지지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the core-shell particles may include, but are not limited to, about 10 parts by weight to about 60 parts by weight per 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion. For example, the core-shell particles may be present in an amount of from about 10 parts by weight to about 60 parts by weight, from about 20 parts by weight to about 60 parts by weight, from about 30 parts by weight to about 60 parts by weight based on about 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion, About 10 parts by weight to about 40 parts by weight, about 10 parts by weight to about 30 parts by weight, about 10 parts by weight to about 30 parts by weight, about 40 parts by weight to about 60 parts by weight, about 50 parts by weight to about 60 parts by weight, , Or from about 10 parts by weight to about 20 parts by weight. For example, if the core-shell particle is less than about 10 parts by weight based on the total weight of the photonic crystal particle dispersion, diffraction may not occur for sufficient color development, and if greater than about 60 parts by weight, As the viscosity of the particle dispersion becomes high and the speed of the photonic crystal particle dispersion becomes slow, it is not easy to adjust the interval of the particles, so that color implementation may not be easy.
예를 들어, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 상기 코어 및 쉘을 형성하는 각 고분자를 제조하기 위한 단량체의 함량을 조절함으로써 제어되며, 또한, 상기 코어 및 쉘 각각의 크기 및/또는 두께도 각각의 고분자의 단량체 함량비를 조절함으로써 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 상기 코어 및 쉘을 형성하는 각 고분자를 제조하기 위한 단량체의 함량을 증가시킴으로써 증가될 수 있으며, 또한, 상기 코어 및 쉘 각각의 크기 및/또는 두께도 각각의 고분자의 단량체 함량비를 조절함으로써 조절할 수 있다.For example, the size of the core-shell particle is controlled by controlling the content of monomers for producing the core and the polymer forming each shell, and the size and / or thickness of each of the core and the shell Can be controlled by adjusting the monomer content ratio of the polymer. For example, the size of the core-shell particles can be increased by increasing the content of monomers for making the core and the shell, and the size and / or thickness of each of the core and shell Can be controlled by adjusting the monomer content ratio of each polymer.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매로서, 유전 상수 및 극성이 낮은 분극성 용액을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매는 이소파(isoparaffinic hydrocarbon solvent, ISOPAR)G, 이소파C, 이소파D, 이소파E, 이소파F, 이소파H, 이소파I, 이소파J, 이소파K, 할로카본, 데칸, 운데칸, 도데칸, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 2-부탄올, 아세토니트릴, 아세트산, 프로필렌카보네이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 소수성 분산 용매로서, 하기 화학식 1로서 표시되는 저분자량의 분지된 알칸인, 이소파 G를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다:In one embodiment of the present invention, the hydrophobic dispersion solvent may include, but not limited to, a polarized solution having a low dielectric constant and a low polarity. In one embodiment of the invention, the hydrophobic dispersion solvent is selected from the group consisting of isoparaffinic hydrocarbon solvent (ISOPAR) G, isopara C, isopara D, isopara E, isopara F, isopara H, isopara I, Methyl acetate, butyl acetate, 2-butanol, acetonitrile, acetic acid, propylene carbonate, and combinations thereof, in the presence of a base such as triethylamine, triethylamine, But are not limited to, those selected from the group consisting of < RTI ID = 0.0 > For example, as the hydrophobic dispersion solvent, isopara G, which is a low molecular weight branched alkane represented by the following
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1 중, n 은 1 내지 8임.In the above formula (1), n is 1 to 8.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제(100)는 이온계 양쪽성 분자 또는 비이온계 양쪽성 분자를 사용할 수 있다. 상기 양쪽성 분자는 친수성 머리부분과 소수성 꼬리 부분으로 이루어진 것이며, 예를 들어, 상기 전하조절제는 소듐비스(2-에틸헥실)설포숙시네이트[sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate, AOT], 소듐도데실설포네이트(sodiumdodecylsulfonate, SDS), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cetyltrimethylammoniumbromide, CTAB), 스판(span)계 계면활성제, 플루로닉(pluronic)계 계면활성제, 트윈(tween)계 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment, the
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매로서, 유전 상수 및 극성이 낮은 분극성 용액을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매는 이소파G, 할로카본, 데칸, 운데칸, 도데칸, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 2-부탄올, 아세토니트릴, 아세트산, 프로필렌카보네이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the hydrophobic dispersion solvent may include, but not limited to, a polarized solution having a low dielectric constant and a low polarity. In one embodiment herein, the hydrophobic dispersing solvent is selected from the group consisting of isopara G, halocarbons, decane, undecane, dodecane, diethyl ether, methyl-t-butyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, But are not limited to, those selected from the group consisting of nitrile, acetic acid, propylene carbonate, and combinations thereof.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제는 이온계 양쪽성 분자 또는 비이온계 양쪽성 분자를 사용할 수 있다. 상기 양쪽성 분자는 친수성 머리부분과 소수성 꼬리 부분으로 이루어진 것이며, 예를 들어, 상기 전하조절제는 소듐비스(2-에틸헥실)설포숙시네이트[sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate, AOT], 소듐도데실설포네이트(sodiumdodecylsulfonate, SDS), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cetyltrimethylammoniumbromide, CTAB), 스판(span)계 계면활성제, 플루로닉(pluronic)계 계면활성제, 트윈(tween)계 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 스판계 계면활성제, 플루로닉계 계면활성제, 및 트윈계 계면활성제는 비이온성 계면활성제이다. 예를 들어, 상기 스판계 계면활성제는 소르비탄계 지방산 에스테르로서, 소르비탄 모노라우레이트(스판-20), 또는 소르비탄 모노팔미테이트(스판-40) 를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 플루로닉계 계면활성제는 폴리프로필렌글리콜에 산화에틸렌을 첨가시켜 제조된 것으로서 (PEO)20(PPO)70(PEO)20을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 트윈계 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄계 지방산 에스테르로서, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트(트윈-20), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트(트윈-60), 또는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(트윈-80)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the charge control agent may be an ionic amphoteric molecule or a nonionic amphoteric molecule. The ampholytic molecule consists of a hydrophilic head portion and a hydrophobic tail portion. For example, the charge control agent may be sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT), sodium A surfactant such as sodium dodecylsulfonate (SDS), cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), a span surfactant, a pluronic surfactant, a tween surfactant, and combinations thereof But are not limited to, those selected from the group consisting of < RTI ID = 0.0 > The span surfactant, pluronic surfactant, and twin surfactant are nonionic surfactants. For example, the span-based surfactant can include, but is not limited to, sorbitan fatty acid esters, sorbitan monolaurate (span-20), or sorbitan monopalmitate (span-40) have. For example, the pluronic surfactant may be (PEO) 20 (PPO) 70 (PEO) 20 , prepared by adding ethylene oxide to polypropylene glycol, but may not be limited thereto. For example, the twin surfactant may be a polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Tween-20), polyoxyethylene sorbitan monostearate (Tween-60), or poly Oxyethylene sorbitan monooleate (Tween-80), but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제는 상기 광결정성 입자 분산액의 약 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 광결정성 입자 분산액의 약 100 중량부에 대하여 상기 전하조절제는 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 9 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 8 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 7 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 6 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 5 중량부, 약 0.1 중량부 약 4 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 3 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 2 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부, 약 2 중량부 내지 약 10 중량부, 약 3 중량부 내지 약 10 중량부, 약 4 중량부 내지 약 10 중량부, 약 5 중량부 내지 약 10 중량부, 약 6 중량부 내지 약 10 중량부, 약 7 중량부 내지 약 10 중량부, 약 8 중량부 내지 약 10 중량부, 또는 약 9 중량부 내지 약 10 중량부 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the charge control agent may be included in an amount of about 0.1 part by weight to about 10 parts by weight based on about 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion, but may not be limited thereto. For example, for about 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion, the charge control agent may be present in an amount of from about 0.1 parts by weight to about 10 parts by weight, from about 0.1 parts by weight to about 9 parts by weight, from about 0.1 parts by weight to about 8 parts by weight, About 0.1 part by weight to about 3 parts by weight, about 0.1 part by weight to about 7 parts by weight, about 0.1 part by weight to about 6 parts by weight, about 0.1 to about 5 parts by weight, about 0.1 part by weight to about 4 parts by weight, From about 1 part to about 10 parts, from about 2 parts to about 10 parts, from about 3 parts to about 10 parts, from about 0.1 parts to about 2 parts, from about 0.1 parts to about 1 part, from about 1 part to about 10 parts, 4 parts by weight to about 10 parts by weight, about 5 parts by weight to about 10 parts by weight, about 6 to about 10 parts by weight, about 7 to about 10 parts by weight, about 8 to about 10 parts by weight, About 9 parts by weight to about 10 parts by weight may be included, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제의 양에 따라 상기 광결정성 입자 분산액에 분산된 상기 코어-쉘 입자의 간격이 조절되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the spacing of the core-shell particles dispersed in the photonic crystal particle dispersion may be controlled according to the amount of the charge control agent, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전하조절제는 유화제(surfactant)로서의 역할을 수행하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매에서는 상기 코어-쉘 입자가 전하를 띨 수 없기 때문에, 상기 유화제의 역할을 수행하는 상기 전하조절제를 추가함으로써, 상기 소수성 분산 용매 내에서도 상기 코어-쉘 입자가 전하를 띨 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the charge control agent may further include, but is not limited to, acting as a surfactant. In one embodiment of the present invention, in the hydrophobic dispersion solvent, since the core-shell particle can not be charged, by adding the charge control agent serving as the emulsifier, even in the hydrophobic dispersion solvent, the core- May be charged, but may not be limited thereto.
본원의 제 3 측면은, 챔버 내에 대향 배치된 두 개 이상의 광투과성 전극; 및 상기 두 개 이상의 광투과성 전극 사이에 형성된 본원의 제 2 측면에 따른 광결정성 입자 분산액을 포함하는, 광결정 표시 장치를 제공한다.A third aspect of the present application provides a light emitting device comprising: at least two light-transmitting electrodes disposed in a chamber; And a photonic crystal particle dispersion according to the second aspect of the present invention formed between the two or more light-transmitting electrodes.
본원의 제 3 측면은 본원의 제 1 측면의 고분자 콜로이드의 제조 방법에 따른 제 2 측면의 광결정성 입자 분산액을 포함하는, 광결정 표시 장치에 관한 것으로서, 본원의 제 1 측면 및/또는 제 2 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면 및/또는 제 2 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 3 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.The third aspect of the present invention relates to a photonic crystal display device comprising the photocrystalline particle dispersion of the second aspect according to the method for producing the polymer colloid of the first aspect of the present application and is characterized in that the first and / Although a detailed description of the overlapping portions has been omitted, the description of the first and / or second aspects of the present invention can be equally applied to the third aspect of the present invention.
이와 관련하여, 도 3a 및 도 3b는 본원의 일 구현예에 따른 광결정 표시 장치의 모식도이다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광결정 표시 장치는, 챔버 내에 대향 배치된 두 개 이상의 광투과성 전극 및 상기 광투과성 전극 사이에 형성된 소수성 분산 용매(200)에 분산된 전하조절제가 표면에 형성된 코어-쉘 입자(300)를 포함하는 광결정성 입자 분산액을 포함한다.In this regard, FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams of a photonic crystal display device according to an embodiment of the present invention. In one embodiment of the present invention, the photonic crystal display device includes at least two light-permeable electrodes disposed in a chamber, and a core-and-sheath layer formed on the surface of the charge control agent dispersed in the hydrophobic dispersion solvent 200 formed between the light-
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매에 광결정성 입자(코어-쉘 입자)를 분산시킴으로써, 분산 용매에 의한 전기화학적 반응들을 차단하여, 디스플레이의 안정성이 증가될 수 있다. 또한, 전압에 의해 분산 용매에 흐르는 전기적 전류를 낮춤으로써, 소수성 분산 용매에서도 선명한 색 구현이 가능한 고분자 콜로이드-함유 광결정 표시장치를 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, by dispersing photocrystalline particles (core-shell particles) in the hydrophobic dispersion solvent, electrochemical reactions by the dispersion solvent can be blocked, so that the stability of the display can be increased. Further, by lowering the electric current flowing in the dispersion solvent by the voltage, it is possible to provide a polymer colloid-containing photonic crystal display device capable of realizing a clear color even in a hydrophobic dispersion solvent.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 두 개 이상의 광투과성 전극 사이에 형성된 상기 광결정성 입자 분산액을 포함하는 상기 챔버는 밀폐된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 두 개 이상의 전극 사이에 본원의 제 2 측면에 따른 광결정성 입자 분산액을 주입한 후, 상기 챔버를 밀폐시키는 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the chamber comprising the photonic crystal particle dispersion formed between the two or more light-transmitting electrodes may be enclosed, but may not be limited thereto. For example, after injecting the photonic crystal particle dispersion according to the second aspect of the present invention between the two or more electrodes, the chamber may be sealed.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광투과성 전극은 광결정 표시 장치에 사용되는 투명 전극이라면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 광투과성 전극으로서 ITO 전극을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light-transmitting electrode is not particularly limited as long as it is a transparent electrode used in a photonic crystal display device. For example, an ITO electrode may be used as the light-transmitting electrode, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광투과성 전극에 전기장을 인가하여 상기 광결정성 입자 분산 용액에 포함되는 코어-쉘 입자(300)의 간격을 조절하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In an embodiment of the present invention, the spacing of the core-
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광투과성 전극 사이에 인가되는 전기장은 약 0.1 V 내지 약 20 V인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 전기장은 약 0.1 V 내지 약 20 V, 약 0.1 V 내지 약 15 V, 약 0.1 V 내지 약 10 V, 약 0.1 V 내지 약 5 V, 약 0.1 V 내지 약 1 V, 약 1 V 내지 약 20 V, 약 5 V 내지 약 20 V, 약 10 V 내지 약 20 V, 또는 약 15 V 내지 약 20 V인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the electric field applied between the light-transmitting electrodes may be from about 0.1 V to about 20 V, but may not be limited thereto. For example, the electric field may be in the range of about 0.1 V to about 20 V, about 0.1 V to about 15 V, about 0.1 V to about 10 V, about 0.1 V to about 5 V, about 0.1 V to about 1 V, To about 20 V, from about 5 V to about 20 V, from about 10 V to about 20 V, or from about 15 V to about 20 V, for example.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광투과성 전극은 상기 전기장이 인가되는 영역을 두 개 이상의 부분 영역으로 구분하여, 각 영역에 대하여 각각 전기장을 인가하는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light-transmitting electrode may include, but is not limited to, dividing the region to which the electric field is applied into two or more partial regions and applying an electric field to each region, respectively .
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광결정 복합체 분산액에 포함되는 상기 코어-쉘 입자(300)의 간격을 조절하는 것에 의해, 상기 광결정 표시 디바이스의 반사색 파장이 조절되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the wavelength of the color of the photonic crystal display device may be controlled by controlling the interval of the core-
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매에 유기물 코어- 유기물 쉘 광결정성 입자를 분산시킴으로써, 분산 용매에 의한 전기화학적 반응들을 차단하여, 디스플레이의 안정성이 증가될 수 있다. 또한, 전압에 의해 분산 용매에 흐르는 전기적 전류를 낮춤으로써, 소수성 분산 용매에서도 선명한 색 구현이 가능한 고분자 콜로이드-함유 광결정 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 소수성 분산 용매에 유기물 코어- 유기물 쉘 광결정성 입자를 분산시킴으로써 특정 파장대의 색에 대한 반사 강도를 증가시킬 수 있으며, 예들 들어, 청색에 대한 반사 강도를 증가시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, by dispersing the organic core-organic shell photocrystalline particles in the hydrophobic dispersion solvent, the stability of the display can be increased by blocking electrochemical reactions by the dispersion solvent. Further, by lowering the electric current flowing in the dispersion solvent by the voltage, it is possible to provide a polymer colloid-containing photonic crystal display device capable of realizing a clear color even in a hydrophobic dispersion solvent. In addition, in one embodiment of the present invention, by dispersing the organic core-organic shell photocrystalline particles in the hydrophobic dispersion solvent, it is possible to increase the reflection intensity with respect to the color of a specific wavelength band. For example, .
종래의 디스플레이는 분산매(분산 용매)인 오일과 무기물 코어를 이용하여 광결정성 입자를 제조하거나 상기 분산 용매와 굴절률차이가 별로 없는 고분자 입자를 이용하여 광결정성 입자를 제조하였으나, 이러한 종래 기술의 경우, 색강도가 좋지 않다(청색이 거의 보이지 않음). 반면, 본원의 구현예들에 따른 광결정성 입자는 분산 용매와 굴절률 차이가 더 많이 나는 유기물 코어를 사용하여 유기물 코어-유기물 쉘을 갖는 광결정성 입자를 제조하여 이용함으로써, 색강도를 더욱 현저히 증가시킬 수 있다. 특히, 상기 유기물 코어-유기물 쉘 구조체에서 상기 코어의 구성 물질에 따라 분산 용매와의 굴절률 차이를 조절함으로써 색의 강도를 결정할 수 있고, 상기 코어와 상기 쉘의 구성비에 따라서 상기 입자의 굴절률을 상이하게 조절할 수 있어, 이러한 코어-쉘 형태의 광결정 입자를 사용함으로써 색 강도를 조절 및 증가시킬 수 있다. In the conventional display, photonic crystal particles are prepared by using an oil and a mineral core as a dispersion medium (dispersion solvent), or polymer particles having a small difference in refractive index from the dispersion solvent. However, The color strength is not good (blue is hardly visible). On the other hand, photocrystalline particles according to embodiments of the present invention are prepared by using photocatalytic particles having an organic core-organic shell by using an organic core having a difference in refractive index with a dispersion solvent, thereby further increasing color strength . In particular, the color strength of the organic core-organic shell structure can be determined by controlling the difference in refractive index between the organic core shell and the organic solvent shell depending on the constituent material of the core, and the refractive index of the particles may be different depending on the composition ratio of the core and the shell. And the color intensity can be controlled and increased by using such core-shell type photonic crystal particles.
이하, 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1: 소수성 분산용매에 분산된 PMMA/ 1: PMMA / PMMA dispersed in a hydrophobic dispersion solvent PtBMAPtBMA -- 광결정성Photonic crystal 코어-쉘 입자를 포함하는 광결정 표시 장치 Photonic crystal display device comprising core-shell particles
1. PMMA/PtBMA-광결정성 코어-쉘 입자의 합성1. Synthesis of PMMA / PtBMA-photonic crystal core-shell particles
코어 고분자 단량체로서 메틸메타크릴레이트, 쉘 고분자 단량체로서 t-부틸메타크릴레이트, 쉘 고분자 가교제로서 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 개시제로서 음이온성 개시제인 포타슘퍼설페이트를 사용하였다. 다음 합성은 질소하에서 무유화중합법을 통하여 진행하였다. 240 mL 증류수에 0.02 g 내지 0.03 g 포타슘퍼설페이트를 첨가 후, 2 g 내지 3 g 메틸메타크릴레이트를 첨가하여 코어 고분자인 폴리 메틸메타크릴레이트 구형 입자(이하, PMMA입자)를 합성한 후, 0.005 g 내지 0.02 g 의 포타슘퍼설페이트와 0.8 g 내지 1 g 의 t-부틸메타크릴레이트, 0.2 g 내지 0.4 g 의 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 첨가하여 쉘 고분자인 가교된 폴리 t-부틸메타크릴레이트 구형입자(이하, PMMA/PtBMA 광결정성 입자)를 합성하였다. 상기 고분자 단량체의 함량이 높을수록 합성된 PMMA/PtBMA 광결정성 입자의 크기가 커졌으며, 이에 따라 PMMA/PtBMA 광결정성 입자의 크기를 조절하여 100 nm 내지 250 nm 의 크기를 가지는 PMMA/PtBMA 광결정성 입자를 합성하였다. 상기 고분자 단량체의 함량이 높을수록 합성된 PMMA/PtBMA 광결정성 입자의 크기가 커졌으며, 이에 따라 PMMA/PtBMA 광결정성 입자의 크기를 조절하여 100 nm 내지 250 nm의 크기를 가지는 PMMA/PtBMA 광결정성 입자를 합성하였다.Methyl methacrylate as a core polymer monomer, t-butyl methacrylate as a shell polymer monomer, ethylene glycol dimethacrylate as a shell polymer crosslinking agent, and potassium persulfate, an anionic initiator, as an initiator were used. The following syntheses were carried out through an emulsion polymerization under nitrogen. 0.02 g to 0.03 g of potassium persulfate was added to 240 mL of distilled water and 2 g to 3 g of methyl methacrylate was added thereto to synthesize spherical polymethylmethacrylate particles (hereinafter referred to as PMMA particles) g to 0.02 g of potassium persulfate, 0.8 g to 1 g of t-butyl methacrylate, and 0.2 g to 0.4 g of ethylene glycol dimethacrylate to obtain a crosslinked polyt-butyl methacrylate spherical Particles (hereinafter, PMMA / PtBMA photonic crystal particles) were synthesized. The PMMA / PtBMA photonic crystal particles having a size of 100 nm to 250 nm were prepared by controlling the size of the PMMA / PtBMA photonic crystal particles, Were synthesized. The PMMA / PtBMA photonic crystal particles having a size of 100 nm to 250 nm were prepared by controlling the size of the PMMA / PtBMA photonic crystal particles, Were synthesized.
상기에 따라 합성된 PMMA/PtBMA 코어-쉘 입자의 크기를 하기 표 1에 나타내었다.The PMMA / PtBMA core-shell The particle size is shown in Table 1 below.
[표 1][Table 1]
2. 소수성 분산 용매에 분산된 PMMA/PtBMA-광결정성 코어-쉘 입자2. PMMA / PtBMA-photonic crystal core-shell particles dispersed in a hydrophobic dispersion solvent
상기와 같이 증류수에서 합성된 PMMA/PtBMA 광결정성 입자는, 원심분리기를 이용하여 상기 PMMA/PtBMA 광결정성 입자를 침강시킨 후, 중간 분산 용매인 이소프로판올에 상기 PMMA/PtBMA 광결정성 입자를 분산시켰다. 이어서, 원심분리기를 이용하여 상기 PMMA/PtBMA 광결정성 입자를 침강시킨 후, 소수성 분산 용매인 이소파G와 할로카본의 혼합 용액(이소파G:할로카본=1.7:1)에 40 중량% 내지 50 중량%로 상기 PMMA/PtBMA 광결정성 입자를 분산시켰다. 이 때, 상기 소수성 분산 용매에는 전하조절제로서 소듐비스(2-에틸헥실)설포숙시네이트[sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate, AOT]의 역-마이셀이 함유되어있다.The PMMA / PtBMA photocrystalline particles synthesized in the distilled water were precipitated by using a centrifugal separator, and the PMMA / PtBMA photocrystalline particles were dispersed in isopropanol as an intermediate dispersion solvent. Subsequently, the PMMA / PtBMA photocrystalline particles were precipitated using a centrifugal separator and then immersed in a mixed solution of isopara G and halocarbon (isopara G: halocarbon = 1.7: 1), which is a hydrophobic dispersion solvent, in an amount of 40 to 50% The PMMA / PtBMA photocrystalline particles were dispersed in weight%. At this time, the hydrophobic dispersion solvent contains reversed-micelles of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT) as a charge control agent.
상기 전하조절제는 상기 광결정성 입자의 전하를 증가시키기 위해, 상기 소수성 분산 용매에 포함되었다. 극성 분산 용매에서는 표면에 전하를 가지는 PMMA/PtBMA 광결정성 입자의 비에룸(Bjerrum) 길이는 약 0.7 nm이지만, 상기와 같이 소수성 분산 용매에서 상기 표면에 전하를 가지는 PMMA/PtBMA 광결정성 입자의 비에룸 길이는 약 28 nm이다. 즉, 소수성 분산 용매의 정전기적 인력이 극성 분산 용매보다 약 40 배 큰 것으로 사료되었다. The charge control agent was included in the hydrophobic dispersion solvent to increase the charge of the photonic crystal particle. In the polar dispersing solvent, the Bjerrum length of the PMMA / PtBMA photocrystalline particles having a charge on the surface is about 0.7 nm, but the ratio of the PMMA / PtBMA photocrystalline particles having charge on the surface in the hydrophobic dispersion solvent as described above The erorum length is about 28 nm. That is, the electrostatic attraction of the hydrophobic dispersion solvent is about 40 times larger than that of the polar dispersion solvent.
또한, PMMA/PtBMA 광결정성 입자 전하의 이온화되는 에너지가 극성 분산 용매에서는 낮지만 소수성 분산 용매에서는 높기 때문에 전하를 쉽게 띨 수 없었다. 따라서 상기 소수성 분산 용매에 상기 전하조절제를 첨가함으로써, 상기 전하조절제가 유화제(surfactant)의 역할을 수행하여, 상기 소수성 분산 용매에서도 높은 전하를 띨 수 있었다. In addition, the ionization energy of the PMMA / PtBMA photonic crystal particle charge is low in the polar dispersing solvent but high in the hydrophobic dispersing solvent, so that the charge can not be easily seen. Therefore, by adding the charge control agent to the hydrophobic dispersion solvent, the charge control agent can act as a surfactant, and a high charge can be obtained even in the hydrophobic dispersion solvent.
전하조절제의 함량에 따른 제타 전위의 측정은 하기 [표 2]에 나타내었다.The measurement of the zeta potential according to the content of the charge control agent is shown in Table 2 below.
[표 2][Table 2]
3. 소수성 분산 용매에 분산된 PMMA/3. The PMMA / PtBMAPtBMA 광결정성Photonic crystal 코어-쉘 입자를 포함하는 광결정 표시 장치의 제조 및 전기 변색 실험 Fabrication of photonic crystal display device containing core-shell particles and electrochromic experiment
상기 실시예 1에 따라 형성된 PMMA/PtBMA-1 광결정성 입자(크기 185 nm) 45 중량%를, 5% AOT가 포함된 이소파G와 할로카본의 혼합 용액(이소파G:할로카본=1.7:1)에 분산시켜 고분자 콜로이드를 형성한 후, 두 장의 ITO 전극 사이에 약 60 ㎛의 두께로 형성한 후, 밀폐시켜, 광결정 표시 장치를 제조하였다. 도 1에 도시된 바와 같이, 분산된 복수의 PMMA/PtBMA-1 광결정 복합체는 입자를 둘러싼 전하조절제에 의해 형성된 표면 음전위에 의한 반발력으로 인해 전기적으로 안정화되어 면심입방 광결정 정렬구조를 형성하였다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 태양광 등의 백색광이 입사되면 브래그(Bragg) 회절 현상에 의해 특수 파장의 빛 만을 반사하는 표시장치로서 작동한다. 상기 광결정성 입자 분산액이 밀폐된 ITO 전극 사이에 0.1 V 이상의 직류 전기장을 인가하면, 음전하를 띤 복수의 입자들이 전기적 인력에 의해 양극(+) 쪽으로 이동하여, 상기 실시예 1에 따른 광결정성 입자의 간격이 줄어들며, 이로 인해 상기 브래그 반사광의 파장이 짧아져서 표시 장치의 색이 청색으로 변하는 것을 확인할 수 있었다. 도 4는 상기 실시예 1에 따른 광결정 표시 장치의 반사광 색 변화를 나타낸 디지털 카메라 사진으로서, 0 V 내지 5.0 V의 전압을 1.0 V 간격으로 상기 광결정 표시 장치에 인가하면서, 반사광 색 변화를 관찰할 수 있었다.45% by weight of PMMA / PtBMA-1 photonic crystal particles (185 nm in size) formed according to Example 1 was immersed in a mixed solution of isopara G and halocarbons containing 5% AOT (isopara G: halocarbon = 1.7: 1) to form a polymer colloid. Then, a polymeric colloid was formed between the two ITO electrodes to a thickness of about 60 mu m, and the resultant structure was sealed to manufacture a photonic crystal display device. As shown in FIG. 1, a plurality of PMMA / PtBMA-1 photonic crystal complexes dispersed are electrically stabilized by a repulsive force due to the surface negative potential formed by the charge control agent surrounding the particles, thereby forming a face-centered cubic photonic crystal alignment structure. As shown in FIG. 3B, when white light such as sunlight is incident, it operates as a display device that reflects only light of a special wavelength by Bragg diffraction phenomenon. When a DC electric field of 0.1 V or more is applied between the ITO electrodes in which the photonic crystal particle dispersion liquid is sealed, the negatively charged particles migrate toward the positive electrode (+) due to the electrical attraction, And the wavelength of the Bragg reflected light is shortened, so that the color of the display device changes to blue. FIG. 4 is a photograph of a digital camera showing a change in reflected light color of the photonic crystal display device according to the first embodiment, wherein a voltage of 0 V to 5.0 V is applied to the photonic crystal display device at intervals of 1.0 V, there was.
4. 4. 전하조절제Charge control agent 농도에 따른 Depending on concentration 광결정Photonic crystal 표시 장치의 전기 변색 Electrochromatography of display devices 반사색Reflection color 파장 범위 변화 실험 Experiment of changing wavelength range
상기 PMMA/PtBMA-2 입자(크기 190 nm) 40 중량%를, 각각 5% 및 7%의 AOT가 포함된 이소파G와 할로카본의 혼합 용액(이소파G:할로카본=1.7:1)에 분산시켜 고분자 콜로이드를 형성한 후, 두 장의 ITO 전극 사이에 약 60 ㎛의 두께로 형성한 후, 밀폐시켰다. 0 V 내지 6 V의 전압을 인가하면서, UV-vis 분광계를 사용하여 반사도 측정을 수행하였다. 도 5는 상기 실시예 1에 있어서, 각각 AOT 농도가 5% 및 7% 포함된 광결정 표시 장치의 전압 인가에 따른 반사도 스펙트럼의 피크 위치의 변화(도 5)로서, AOT 농도가 증가하면서 상기 광결정성 입자의 표면 전하가 증가함으로 인해, 동일 전압에 대해 광결정성 입자 간의 거리가 감소하고, 더 넓은 반사색 파장 범위를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.40% by weight of the PMMA / PtBMA-2 particles (190 nm in size) was added to a mixed solution of isopara G and halocarbon (isopara G: halocarbon = 1.7: 1) containing 5% and 7% To form a polymer colloid, and thereafter, a thickness of about 60 mu m was formed between the two ITO electrodes, followed by sealing. Reflectance measurements were performed using a UV-vis spectrometer, with a voltage between 0 V and 6 V being applied. 5 is a graph showing changes in the peak position of the reflectance spectrum (FIG. 5) according to the application of a voltage to the photonic crystal display device including the AOT concentration of 5% and 7%, respectively, in Example 1, It was confirmed that the distance between the photonic crystal particles was decreased with the increase of the surface charge of the particles, and the wider reflectance wavelength range was exhibited.
5. 광결정 표시 장치의 시야각에 따른 색변화 관찰 실험5. Observation of color change according to viewing angle of photonic crystal display
상기 실시예 1에서 제조된 광결정 표시 장치의 각도에 따른 반사색 파장을 도 6과 같이 관찰하였다. 시야각이 수직(0°)에서 20°로 기울어질때까지, 파장의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있었다.The reflection wavelength according to the angle of the photonic crystal display device manufactured in Example 1 was observed as shown in FIG. It was confirmed that there was almost no change in the wavelength until the viewing angle was inclined at 20 ° from the vertical (0 °).
<비교예 1: 물에 분산된 PS 광결정성 입자를 포함하는 광결정 표시 장치>≪ Comparative Example 1: Photonic crystal display device comprising PS photonic crystal particles dispersed in water >
폴리스티렌 구형 입자(크기 170 nm) 15 중량%를, 물에 분산시켜 광결정성 입자 분산액을 형성한 후, 두 장의 ITO 전극 사이에 약 60 ㎛의 두께로 주입한 후, 밀폐시켜서 광결정 표시 장치를 제조하였다. 15% by weight of polystyrene spherical particles (size: 170 nm) was dispersed in water to form a photonic crystal particle dispersion, and then injected at a thickness of about 60 탆 between two ITO electrodes, followed by sealing to prepare a photonic crystal display device .
실시예 1 및 비교예 1에 따른 광결정 표시 장치의 전기 변색 안정성 실험The electrochromic stability test of the photonic crystal display device according to Example 1 and Comparative Example 1
상기 비교예 1에서 제조된 광결정 표시 장치에 DC 전압을 2.5 초 간격으로 2.6 V, 3.1 V, 3.6 V, 및 3.1 V의 순서로 750 초 동안 100 사이클을 반복 인가할 때 음극에 흐르는 전류를 도 7a 및 도 7b에 도시하였다. 상기 비교예1 과 같이, 분산 용매로서 물을 사용할 경우, 3.6 V의 전압 인가 시, 1.5 mA의 전류가 흐르다가, 100 사이클의 반복 후 상기 전류는 0.4 mA로 지속적으로 감소함을 확인할 수 있었다(도 7a).When the DC voltage was repeatedly applied to the photonic crystal display device manufactured in Comparative Example 1 at intervals of 2.5 seconds in the order of 2.6 V, 3.1 V, 3.6 V, and 3.1 V for 750 seconds in the order of 750 seconds, And FIG. 7B. As in Comparative Example 1, when water was used as the dispersion solvent, it was confirmed that a current of 1.5 mA flowed when a voltage of 3.6 V was applied, and the current was continuously decreased to 0.4 mA after repeating 100 cycles ( 7A).
그러나, 상기 실시예 1에 따른 저유전율 액체에 분산된 광결정성 입자 및 이를 포함하는 광결정 표시 장치는, 상기 비교예 1과 동일하게 3.6 V의 전압 인가에 대해 초기 전류가 0.001 mA로 매우 적게 흐르고, 100 사이클 반복 후 상기 전류의 감소 정도가 매우 적은 것을 확인할 수 있었다(도 7b). However, the photonic crystal particles dispersed in the low-dielectric-constant liquid according to the first embodiment and the photonic crystal display device including the photonic crystal particles according to the first embodiment have a very small initial current of 0.001 mA as compared with the voltage application of 3.6 V, It was confirmed that the degree of the decrease of the current was very small after 100 cycles of repetition (FIG. 7B).
전기 변색 실험 시, 전류의 차이는 100 회 사이클 실험 후, 표시 장치를 해체하여 음극 ITO 표면을 비교한 경우, 상기 ITO의 변색 정도를 가지고도 비교가 가능하다. 상기 비교예와 같이, 분산 용매로서 물을 사용한 경우, ITO 표면이 검게 변색된 반면(도 7a의 삽도), 상기 실시예 1에 따른 소수성 분산 용매를 사용한 경우, 상기 ITO 표면의 투명도 변화가 거의 없음을 확인할 수 있었다(도 7b의 삽도).In the electrochromic experiment, the difference in electric current can be compared even with the discoloration degree of the ITO when the display device is disassembled and the surface of the cathode ITO is compared after 100 cycles of the experiment. In the case where water was used as a dispersion solvent as in the above Comparative Example, the ITO surface was discolored to be black (as shown in Fig. 7A), whereas when the hydrophobic dispersion solvent according to Example 1 was used, there was almost no change in transparency of the ITO surface (Fig. 7B).
<< 비교예Comparative Example 2: 소수성 2: hydrophobic 분산매에In dispersion media 분산된 Distributed PtBMAPtBMA 광결정성Photonic crystal 입자를 포함하는 Particle-containing 광결정Photonic crystal 표시 장치> Display device>
폴리 tert-부틸메타크릴레이트 구형 입자(171 nm) 40 중량% 내지 50 중량%를 5%의 AOT 가 포함된 소수성 분산매에 분산시켜 광결정성 입자 분산액을 형성한 후, 두 장의 ITO 전극 사이에 약 30 ㎛ 의 두께로 형성한 후, 밀폐시켜 광결정 표시 장치를 제조하였다.40% by weight to 50% by weight of poly (tert-butyl methacrylate) spherical particles (171 nm) were dispersed in a hydrophobic dispersion medium containing 5% of AOT to form a photonic crystal particle dispersion. Mu] m, and then sealed to manufacture a photonic crystal display device.
실시예Example 1 및 1 and 비교예Comparative Example 2에 따른 According to 2 광결정Photonic crystal 표시 장치의 전기 변색 Electrochromatography of display devices 반사색Reflection color 강도 비교 실험 Strength comparison experiment
상기 비교예 2에서 제조된 광결정 표시 장치에 DC 전압을0 V 내지 6.8 V 를 인가하면서, 디지털카메라로 사진을 찍었다. 도 9는 상기 비교예 2와 같이, 고분자를 폴리 tert-부틸메타크릴레이트만으로 사용할 경우, 전압을 인가 할 수록, 광결정 표시 장치의 반사색 강도가 약해져 파란색이 보이지 않는 것을 알 수 있었다.A photocell was photographed with a digital camera while applying a DC voltage of 0 V to 6.8 V to the photonic crystal display device manufactured in Comparative Example 2. 9, when the polymer was used only as the poly (tert-butyl methacrylate) as in Comparative Example 2, the reflection color of the photonic crystal display device was weaker as the voltage was applied, and blue was not observed.
그러나, 상기 실시예 1에 따라 코어 고분자를 폴리메틸메타크릴레이트로 사용할 경우, 상기 소수성 분산매와 폴리메틸메타크릴레이트 사이의 굴절률 차이가 상기 소수성 분산매와 폴레터셔리부틸메타크릴레이트 사이의 굴절률 차이보다 크기 때문에, 더 강한 반사색을 보이는 것일 수 있다.However, when the core polymer is used as polymethylmethacrylate according to Example 1, the difference in refractive index between the hydrophobic dispersion medium and the polymethylmethacrylate is greater than the refractive index difference between the hydrophobic dispersion medium and the polarized butyl methacrylate Because of its size, it may be showing a stronger reflection color.
상기 실시예 1에 따라 제조된 광결정 표시 장치에 전압을 인가할수록, 광결정 표시 장치의 반사색 강도가 유지되면서 강한 파란색을 확인할 수 있었다(도 4). 이로 인해, 상기 본 실시예 1에 따른 광결정 표시 장치는 디스플레이의 Full color가 보다 더 선명하게 구현된다. 이와 관련하여, 상기 분산 용매보다 굴절률이 큰 PMMA 고분자를 이용하여 코어를 형성함으로써 색의 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.As the voltage was applied to the photonic crystal display device fabricated according to Example 1, a strong blue color was observed while maintaining the reflection color intensity of the photonic crystal display device (FIG. 4). As a result, the full color of the display is more clearly realized in the photonic crystal display device according to the first embodiment. In this regard, the color strength can be further improved by forming a core using a PMMA polymer having a refractive index higher than that of the dispersion solvent.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 전하조절제
200: 소수성 분산 용매
300: 코어-쉘 입자
400: 유기물 코어
500: 유기물 쉘100: Charge control agent
200: hydrophobic dispersion solvent
300: core-shell particle
400: organic core
500: Organic shell
Claims (17)
상기 코어-쉘 입자를 전하조절제를 함유하는 소수성 분산 용매에 분산시키는 단계
를 포함하는, 광결정성 입자 분산액의 제조 방법.
Synthesizing core-shell particles comprising an organic core and an organic shell; And
Dispersing the core-shell particles in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent
Wherein the photocatalytic dispersion liquid contains at least one of the following.
상기 소수성 분산 용매는 이소파G, 이소파C, 이소파D, 이소파E, 이소파F, 이소파H, 이소파I, 이소파J, 이소파 K, 할로카본, 데칸, 운데칸, 도데칸, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 2-부탄올, 아세토니트릴, 아세트산, 프로필렌카보네이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 광결정성 입자 분산액의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The hydrophobic dispersing solvent may be selected from the group consisting of isopara G, isopara C, isopara D, isopara E, isopara F, isopara H, isopara I, isopara J, isopara K, halocarbon, decane, undecane, Wherein the photoacid generator is selected from the group consisting of methanol, ethanol, ethanol, methanol, ethanol, methanol, ethanol, ≪ / RTI >
상기 유기물 코어 및 유기물 쉘은 각각 독립적으로 폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리n-부틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리스티렌, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 고분자를 포함하는 것인, 광결정성 입자 분산액의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the organic core and the organic shell are each independently selected from the group consisting of poly tert-butyl methacrylate, polymethyl methacrylate, poly n-butyl methacrylate, polymethyl acrylate, polystyrene, and combinations thereof Wherein the photocatalytic dispersion contains a polymer.
상기 코어-쉘 입자는 상기 광결정성 입자 분산액의 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 60 중량부 포함되는 것인, 광결정성 입자 분산액의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the core-shell particles are contained in an amount of 10 parts by weight to 60 parts by weight per 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion.
상기 전하조절제는 소듐비스(2-에틸헥실)설포숙시네이트, 소듐도데실설포네이트, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 스판계 계면활성제, 플루로닉계 계면활성제, 트윈계 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 광결정성 입자 분산액의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The charge control agent may be selected from the group consisting of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate, sodium dodecylsulfonate, cetyltrimethylammonium bromide, a span surfactant, a pluronic surfactant, a tween surfactant, Wherein the photocatalytic dispersion is selected from the group consisting of:
상기 전하조절제는 상기 광결정성 입자 분산액의 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부 포함되는 것인, 광결정성 입자 분산액의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the charge control agent is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion.
A photocrystalline particle dispersion comprising core-shell particles comprising an organic core and an organic shell dispersed in a hydrophobic dispersion solvent containing a charge control agent.
상기 유기물 코어 및 상기 유기물 쉘은 각각 독립적으로 폴리 tert-부틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리n-부틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리스티렌, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 고분자를 포함하는 것인, 광결정성 입자 분산액.
8. The method of claim 7,
Wherein the organic core and the organic shell are each independently selected from the group consisting of poly tert-butyl methacrylate, polymethyl methacrylate, poly n-butyl methacrylate, polymethyl acrylate, polystyrene, and combinations thereof Wherein the photocatalytic dispersion comprises a polymer which is a photocatalyst.
상기 코어-쉘 입자의 크기는 100 nm 내지 300 nm인 것인, 광결정성 입자 분산액.
8. The method of claim 7,
Wherein the core-shell particle size is from 100 nm to 300 nm.
상기 코어-쉘 입자는 상기 광결정성 입자 분산액의 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 60 중량부 포함되는 것인, 광결정성 입자 분산액.
8. The method of claim 7,
Wherein the core-shell particles are contained in an amount of 10 parts by weight to 60 parts by weight per 100 parts by weight of the photonic crystal particle dispersion.
상기 소수성 분산 용매는 이소파G, 이소파C, 이소파D, 이소파E, 이소파F, 이소파H, 이소파I, 이소파J, 이소파K, 할로카본, 데칸, 운데칸, 도데칸, 디에틸에테르, 메틸-t-부틸에테르, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 2-부탄올, 아세토니트릴, 아세트산, 프로필렌카보네이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 광결정성 입자 분산액.
8. The method of claim 7,
The hydrophobic dispersing solvent is selected from the group consisting of isopara G, isopara C, isopara D, isopara E, isopara F, isopara H, isopara I, isopara J, isopara K, halocarbon, decane, undecane, Wherein the photoacid generator is selected from the group consisting of methanol, ethanol, ethanol, methanol, ethanol, methanol, ethanol, Particle dispersion.
상기 전하조절제는 소듐비스(2-에틸헥실)설포숙시네이트, 소듐도데실설포네이트, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 스판계 계면활성제, 플루로닉계 계면활성제, 트윈계 계면활성제, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 광결정성 입자 분산액.
8. The method of claim 7,
The charge control agent may be selected from the group consisting of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate, sodium dodecylsulfonate, cetyltrimethylammonium bromide, a span surfactant, a pluronic surfactant, a tween surfactant, ≪ / RTI > wherein the photocatalytic dispersion is selected from the group consisting of:
상기 전하조절제는 상기 분산 용매 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부 포함되는 것인, 광결정성 입자 분산액.
8. The method of claim 7,
Wherein the charge control agent is contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the dispersion solvent.
상기 전하조절제의 양에 따라 상기 코어-쉘 입자의 간격이 조절되는 것을 포함하는, 광결정성 입자 분산액.
8. The method of claim 7,
Wherein the spacing of the core-shell particles is controlled according to the amount of the charge control agent.
상기 두 개 이상의 광투과성 전극 사이에 형성된 제 7 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 광결정성 입자 분산액
을 포함하는, 광결정 표시 디바이스.
At least two light-transmitting electrodes disposed in the chamber; And
A photonic crystal particle dispersion according to any one of claims 7 to 14, formed between the two or more light-
The photonic crystal display device.
상기 광투과성 전극에 전기장을 인가하여 상기 광결정성 입자 분산액에 포함되는 코어-쉘 입자의 간격을 조절하는 것인, 광결정 표시 디바이스.
16. The method of claim 15,
Wherein an interval between the core-shell particles contained in the photonic crystal particle dispersion is controlled by applying an electric field to the light-transmitting electrode.
상기 코어-쉘 입자의 간격을 조절하는 것에 의해, 상기 광결정 표시 디바이스의 반사색 파장이 조절되는 것인, 광결정 표시 디바이스.
17. The method of claim 16,
Wherein the wavelength of the color of the photonic crystal display device is adjusted by adjusting the interval of the core-shell particles.
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