CN106932972B - 反射型显示装置 - Google Patents

Abstract

一种反射型显示装置，包括：彩色面板，其包括第一电极和第二电极、以及在第一电极和第二电极之间的芯壳结构的颜色改变颗粒，其中颜色改变颗粒被划分并且设置在第一像素区、第二像素区和第三像素区中；以及可变透光面板，其在彩色面板上方并且包括第三电极和第四电极以及在第三电极和第四电极之间的芯壳结构的黑色改变颗粒，其中黑色改变颗粒被划分并且设置在第一像素区、第二像素区和第三像素区中，其中彩色面板包括对入射光进行反射的反射层。

Description

反射型显示装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月30日在韩国提交的韩国专利申请第10-2015-0190360号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及显示装置，并且更特别地，涉及具有高反射率和宽色域的反射型显示装置。

背景技术

反射型显示装置使用来自外部的自然光或人造光作为光源，并且通过再次反射来自外部的入射在显示区上的光并控制光的透射率来显示图像。反射型显示装置不需要背光单元，并且功耗比透射式显示装置的功耗低。

已经研究了各种反射型显示装置，例如电泳显示装置、电润湿显示装置和聚合物分散液晶显示装置。

电泳显示装置包括分散在电介质中的白色颗粒和黑色颗粒。此时，电泳显示装置移动带有不同电荷的白色颗粒和黑色颗粒，从而显示白色和黑色。因此，白色颗粒和黑色颗粒可能会凝聚，并且难以获得高反射率和高对比度。

此外，当使用滤色器显示颜色时，入射光被滤色器吸收和散射，反射光具有比入射光明显更低的强度。因此，根据相关技术的反射型显示装置不能实现高反射率和宽色域。

此外，由于电润湿显示装置和聚合物分散液晶显示装置分别使用滤色器和反射器，所以入射光被滤色器吸收和散射，并且反射光具有比入射光明显更低的强度。因此，在实现高反射率和宽色域方面存在限制。

因此，需要一种新的反射型显示装置，使得在显示颜色时可以实现高反射率和宽色域。

发明内容

因此，本公开的一个方面是提供一种基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题的反射型显示装置。

本公开的一个目的是提供一种具有高反射率和宽色域的反射型显示装置。

本公开的另外的特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分将根据描述而明显，或者部分可以通过本公开的实践而获知。本发明的目的和其他优点将通过在书面描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。

为了实现这些和其他优点并且根据本公开的目的，如本文呈现和广泛描述的，提供了一种反射型显示装置，包括：彩色面板，其包括第一电极和第二电极以及在第一电极和第二电极之间的芯壳结构的颜色改变颗粒，其中颜色改变颗粒被划分并且设置在第一像素区、第二像素区和第三像素区中；以及可变透光面板，其在彩色面板上方并且包括第三电极和第四电极以及在第三电极和第四电极之间的芯壳结构的黑色改变颗粒，其中黑色改变颗粒被划分并且设置在第一像素区、第二像素区和第三像素区中，其中彩色面板包括对入射光进行反射的反射层。

从下文给出的详细描述中，本公开的进一步适用范围将变得明显。然而，详细描述和具体实例虽然指示本公开的方面，但是仅通过说明的方式给出，这是由于从本详细描述中，在本发明的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

附图被包括来提供对本公开的进一步理解并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本公开的方面并且与描述一起用于说明本公开的原理。

在附图中：

图1是示意性示出根据本公开的一个方面的反射型显示装置的图；

图2A和图2B是示意性示出在开/关状态下的芯壳结构的颜色改变颗粒的图；

图3A和图3B是示意性示出在开/关状态下的芯壳结构的黑色改变颗粒的图；以及

图4A和图4B是根据本公开的方面的黑模式和白模式下的反射型显示装置的示意图，并且图4C至图4E是根据本公开的方面的彩色模式下的反射型显示装置的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的方面，其实例在附图中示出。词语“上”和“下”仅用于描述以下说明中的方向，并且因此不限于“直接在…上”和“直接在…下”。

图1是示意性示出根据本公开的一个方面的反射型显示装置的图。图2A和图2B是示意性示出在开/关状态下的芯壳结构的颜色改变颗粒的图。图3A和图3B是示意性示出在开/关状态下的芯壳结构的黑色改变颗粒的图。

此时，在每个第一像素区1R-P、1G-P和1B-P中形成有第一驱动薄膜晶体管1-DTr，并且在每个第二像素区2R-P、2G-P和2B-P中形成有第二驱动薄膜晶体管2-DTr。然而，为了便于说明，在附图中，示出了第一驱动薄膜晶体管1-DTr设置在第一像素区1R-P中，并且第二驱动薄膜晶体管2-DTr设置在第二像素区2R-P中。此外，每个像素区1R-P、1G-P、1B-P、2R-P、2G-P和2B-P中形成有薄膜晶体管1-DTr和2-DTr的区域定义为切换区TrA。

在图1中，根据本公开的一个方面的反射型显示装置100包括实现颜色的彩色面板110和用作快门的可变透光面板120。

更具体地，彩色面板110包括第一基板101和第二基板102以及在第一基板101和第二基板102之间的可变颜色层119。

此时，第一基板101和第二基板102可以是玻璃基板、薄柔性基板和聚合物塑料基板中的一种。在此，柔性基板可以由聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯(PC)中的一种形成。

彼此间隔开并且平行于第一方向的第一栅极线(未示出)以及彼此间隔开并且平行于第二方向的第一数据线104形成在第一基板101的内表面上。第一栅极线和第一数据线104彼此交叉并且限定多个第一像素区1R-P、1G-P和1B-P。

在每个第一像素区1R-P、1G-P和1B-P中的第一栅极线与第一数据线104的交叉部分处的切换区TrA中形成有第一薄膜晶体管1-DTr。第一薄膜晶体管1-DTr包括第一栅电极103、第一栅极绝缘层105、第一半导体层106、第一源电极107和第一漏电极108。第一半导体层106包括本征非晶硅的第一有源层106a和杂质掺杂非晶硅的第一欧姆接触层106b。

在此，第一薄膜晶体管1-DTr是包括本征非晶硅和杂质掺杂非晶硅的第一半导体层106的底部栅极型。可替代地，作为修改实例，第一薄膜晶体管可以是包括多晶硅的第一半导体层的顶部栅极型。

在第一数据线104、第一源电极107和第一漏电极108上形成有第一钝化层109a。

在其上包括第一钝化层109a的第一基板101上形成有反射层112，并且反射层112用作反射器。

由于根据本公开的一个方面的反射型显示装置100使用来自外部的自然光或人造光作为光源，因此来自外部的入射光在被散射和漫射的同时被反射层112反射。像这样，通过使用反射层112，可以提高反射性能并且可以显示高亮度的图像。

在此，反射层112可以由银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)和铱(Ir)中之一或包括至少两种上述材料的其合金形成。可替代地，反射层112可以包括金属材料的第一层(未示出)和在第一层上的透明导电材料的第二层(未示出)。金属材料可以是银(Ag)、镁(Mg)、铝(Al)、铂(Pt)、钯(Pd)、金(Au)、镍(Ni)和铱(Ir)中之一或包括至少两种上述材料的其合金。透明导电材料可以是铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)和锌氧化物(ZnO)中之一。

在反射层112上形成有第二钝化层109b。第二钝化层109b是透明的并且具有平坦的顶表面。

在第二钝化层109b上的每个第一像素区1R-P、1G-P和1B-P中形成有第一电极113。

第一电极113通过形成在第一钝化层109a和第二钝化层109b中的第一漏极接触孔111电连接至第一薄膜晶体管1-DTr的第一漏电极108。第一漏极接触孔111可以穿过反射层112的孔。第一电极113可以直接接触第一漏电极108。可替代地，如果反射层112被图案化并形成在每个第一像素区1R-P、1G-P和1B-P中，则第一漏极接触孔111也可以形成在反射层112中，并且反射层112可以连接至第一漏电极108。

第一电极113选择性地施加电压至第一像素区1R-P、1G-P和1B-P中的可变颜色层119的芯壳结构的颜色改变颗粒117。

也就是说，第一电极113分别形成在每个第一像素区1R-P、1G-P和1B-P中，使得每个第一像素区1R-P、1G-P和1B-P可以独立驱动。第一电极113图案化并驱动可变颜色层119的芯壳结构的颜色改变颗粒117以对应于每个第一像素区1R-P、1G-P和1B-P。

第二基板102与第一基板101间隔开，并且第二电极114形成在第二基板102的面对第一基板101的第一表面上。第二电极与第一基板101的第一电极113相对。第一基板101和第二基板102彼此附接，使得可变颜色层119介于第一基板101和第二基板102之间。

第一电极113和第二电极114中的每一个可以由透明导电材料如铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)和铟锌氧化物(IZO)形成，或者可以由透明导电聚合物材料形成。第一电极113和第二电极114中的每一个可以具有几千埃

的厚度。

可变颜色层119包括广泛分散在第一电解质118中的芯壳结构的颜色改变颗粒117。根据施加的电压通过电氧化还原反应来改变芯壳结构的颜色改变颗粒117的颜色，颜色改变颗粒117具有可变的透光性。

此时，可变颜色层119的其中分散有芯壳结构的颜色改变颗粒117的第一电解质118是固相的固体电解质。因此，可变颜色层119具有柔性特性，当第一基板101与第二基板102之间的附着性增加时，可变颜色层119的总厚度减小。

第一固体电解质118用作携带电荷的离子的存储区域。第一固体电解质118平稳地提供芯壳结构的颜色改变颗粒117所需的电荷。

由于第一固体电解质118，芯壳结构的颜色改变颗粒117可以由相对低的电压驱动。

当第一固体电解质118用作其中分散有芯壳结构的颜色改变颗粒117的电解质时，可以省略固定构件如用于防止可变颜色层119泄漏的附加密封图案。

此时，第一对置材料层115可以形成在第一电极113与第一固体电解质118之间。第一对置材料层115控制可变颜色层119中的电荷价态。第一对置材料层115控制在芯壳结构的颜色可变颗粒117和第一固体电解质118中移动的电荷的电荷量。第一对置材料层115控制在芯壳结构的颜色改变颗粒117和第一固体电解质118中移动的电荷的电荷量。因此，第一对置材料层115提高了可变颜色层119中的电荷稳定性。

芯壳结构的颜色改变颗粒117透射光或反射光以通过透明或着色而产生颜色。

参照图2A和图2B，可变颜色层119的芯壳结构的每个颜色改变颗粒117包括芯117a和围绕芯117a的壳117b。芯117a具有相对高的透射率。壳117b通过根据电信号透射或反射光而具有电致变色特性。

根据施加至壳117b的电压，由于离子或电子而发生氧化-还原反应，因此芯壳结构的颜色改变颗粒117的颜色被可逆地改变。

也就是说，颜色改变颗粒117的壳117b由从透明状态变为有色状态或从有色状态变为透明状态的材料形成。颜色改变颗粒117由于壳117b的有色状态而具有反射性并且由于壳117b的透明状态而具有透射特性。

如图2A所示，当不向第一电极113和第二电极114施加电压时，即，在断开状态下，可变颜色层119的颜色改变颗粒117的芯117a和壳117b都是透明的。如图2B所示，当对第一电极113和第二电极114施加电压时，即处于接通状态时，可变颜色层119的颜色改变颗粒117的壳117b被改变并被着色。

例如，壳117b变为红色。

芯117a可以由透明导电材料形成，使得可以增加来自电极的电子注入，并且可以改进芯壳结构的颜色改变颗粒117的响应时间。例如，芯117a可以由铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)形成。

另外，芯117a可以具有约3nm至10nm的纳米晶体尺寸，并且颜色改变颗粒117可以具有总共约10nm至300nm的纳米晶体尺寸。

在此，例如，图2A和图2B的芯壳结构的颜色改变颗粒117可以是红色改变颗粒。根据本公开一个方面的芯壳结构的颜色改变颗粒117包括壳117b变为绿色的绿色改变颗粒和壳117b变为蓝色的蓝色改变颗粒。

也就是说，可变颜色层119划分为第一像素区1R-P、1G-P和1B-P。红色改变颗粒R-117，绿色改变颗粒G-117和蓝色改变颗粒B-117分散并且设置在与相应的第一像素区1R-P、1G-P和1B-P对应的第一固体电解质118中。

可变透光面板120设置在彩色面板110上。可变透光面板120包括面对彩色面板110的第二基板102的第三基板121以及在第二基板102与第三基板121之间的可变光阻挡层137。第二基板102和第三基板121彼此附接。第二基板102可以包括在可变透光面板120中。彩色面板110和可变透光面板120可以共享第二基板102。

此时，第三基板121可以是玻璃基板、薄柔性基板或聚合物塑料基板。在此，柔性基板可以由聚醚砜(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚碳酸酯(PC)中的一种形成。

彼此间隔开且平行于第一方向的第二栅极线(未示出)和彼此间隔开且平行于第二方向的第二数据线122形成在第二基板102的与第一表面相反的第二表面上。第二栅极线和第二数据线122彼此交叉并且限定多个第二像素区2R-P、2G-P和2B-P。

在每个第二像素区2R-P、2G-P和2B-P中的第二栅极线和第二数据线122的交叉部分处的开关区域TrA中形成第二薄膜晶体管2-DTr。第二薄膜晶体管2-DTr包括第二栅电极123、第二栅绝缘层124、第二半导体层125、第二源电极126和第二漏电极127。第二半导体层125包括本征非晶硅的第二有源层125a和杂质掺杂非晶硅的第二欧姆接触层125b。

第三钝化层128形成在第二数据线122、第二源电极126和第二漏电极127上。

在第三钝化层128上的每个第二像素区2R-P、2G-P和2B-P中形成第三电极129。

此时，第三电极129通过形成在第三钝化层128中的第二漏极接触孔128a电连接至第二薄膜晶体管2-DTr的第二漏极127。第三电极129可以直接接触第二漏电极127。

第三电极129选择性地对可变光阻挡层137的芯壳结构的黑色改变颗粒135施加电压。

也就是说，第三电极129单独地形成在每个第二像素区2R-P、2G-P和2B-P中，使得每个第二像素区2R-P、2G-P和2B-P可以独立驱动。第三电极129将可变光阻挡层137的芯壳结构的黑色改变颗粒135图案化并驱动可变光阻挡层137的芯壳结构的黑色改变颗粒135，以对应于每个第二像素区2R-P、2G-P和2B-P。

在第三基板121的面向第二基板102的第二表面的内表面上形成黑矩阵134。黑矩阵134对应于第二薄膜晶体管2-DTr、栅极线和数据线122，并且还对应于其中不显示图像的非显示区域。

黑矩阵134阻挡在第二像素区2R-P、2G-P和2B-P中反射的光。另外，黑矩阵134覆盖第二薄膜晶体管2-DTr、栅极线、数据线122和非显示区域并防止光泄漏。

第四电极131形成在第三基板121的内表面上。第四电极131面对第二基板102的第三电极129。可变光阻挡层137设置在第二基板102与第三基板121之间。第四电极131可以设置在黑矩阵134与第三基板121之间。

第三电极129和第四电极131由透明导电材料如氧化铟锡(ITO)、氧化锑锡(ATO)和氧化铟锌(IZO)形成，或者可以由透明导电聚合物材料形成。第三电极129和第四电极131中的每一个可以具有几千埃

的厚度。

可变光阻挡层137包括广泛分散在第二固体电解质136中的芯壳结构的黑色改变颗粒135。根据施加的电压通过电氧化还原反应来改变芯壳结构的黑色改变颗粒135的颜色，并且黑色改变颗粒135具有可变的透光特性。

第二固体电解质136用作携带电荷的离子的存储区域。第二固体电解质136平稳地提供芯壳结构的黑色改变颗粒135所需的电荷。

由于第二固体电解质136，芯壳结构的黑色改变颗粒135可以由相对低的电压驱动。

第二对置材料层133可以形成在第四电极131与第二固体电解质136之间。第二对置材料层133控制可变光阻挡层137中的电荷价态。第二对置材料层133控制在芯壳结构的黑色改变颗粒135和第二固体电解质136中移动的电荷的电荷量。因此，第二对置材料层133可以提高可变光阻挡层137中的电荷稳定性。

芯壳结构的黑色改变颗粒135透射光或通过透明或黑色吸收和阻挡光。

参照图3A和图3B，可变光阻挡层137的芯壳结构的每个黑色改变颗粒135包括芯135a和围绕芯135a的壳135b。芯135a具有相对高的透射率。壳135b通过根据电信号透射或阻挡光而具有电致变色特性。

根据施加至壳135b的电压，由于离子或电子而发生氧化-还原反应，因此芯壳结构的黑色改变颗粒135的颜色被可逆地改变。

也就是说，黑色改变颗粒135的壳135b由从透明状态变为黑色状态或从黑色状态变为透明状态的材料形成。黑色改变颗粒135由于壳135b的黑色状态而具有阻光性能并且由于壳135b的透明状态而具有透射性能。

如图3A所示，当不向第三电极129和第四电极131施加电压时，即，处于断开状态时，可变光阻挡层137的黑色改变颗粒135的芯135a和壳135b都是透明的。如图3B所示，当向第三电极129和第四电极131施加电压时，即处于导通状态时，可变光阻挡层137的黑色改变颗粒135的壳135b变为黑色。

芯135a可以由透明导电材料形成，使得可以增加来自电极的电子注入，并且可以改善芯壳结构的黑色改变颗粒135的响应时间。例如，芯135a可以由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成。

另外，芯135a可以具有约3nm至10nm的纳米晶体尺寸，黑色改变颗粒135可以具有总共约10nm至300nm的纳米晶体尺寸。

在此，包括彩色面板110和可变透光面板120的反射型显示装置100可以使用红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素区1R-P、1G-P、1B-P、2R-P、2G-P和2B-P产生黑色和白色以及红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。

另外，可以使光损失最小化，并且可以获得宽色域和高反射率。此外，可以实现相对快的响应时间。

图4A和4B是根据本公开的方面的在黑白模式下的反射型显示装置的示意图，图4C至图4E是根据本公开的一个方面的在彩色模式下的反射型显示装置的示意图。

在图4A中，当反射型显示装置100处于黑色模式时，向第三电极129和第四电极131施加电压，并且向可变光阻挡层137施加电信号。

因此，当施加电信号时，可变透光面板120的可变光阻挡层137中的芯壳结构的每个黑色改变颗粒135的图3B的壳135b为黑色，由于芯壳结构的黑色改变颗粒135，可变光阻挡层137形成光阻挡层。

此时，如果来自外部的光例如自然光或人造光入射在反射型显示装置100上，则由于芯壳结构的黑色改变颗粒135，光被光阻挡层吸收和阻挡，并且反射型显示装置100以黑色模式驱动。

另一方面，在图4B中，当反射型显示装置100处于白色模式时，可变透光面板120和彩色面板110关断，并且可变透光面板120的芯壳结构的黑色改变颗粒135和彩色面板110的芯壳结构的颜色改变颗粒117是透明的。

因此，如果来自外部的光例如自然光或人造光入射在反射型显示装置100上，则光通过芯壳结构的黑色改变颗粒135和芯壳结构的颜色改变颗粒117透射，然后被反射层112反射。

由反射层112反射的光输出至反射型显示装置100的外部，并且反射型显示装置100以白色模式驱动。

在图4C至图4E中，当反射型显示装置100处于彩色模式时，可变透光面板120关断，而彩色面板110接通。也就是说，电压施加至彩色面板110的第一电极113和第二电极114，并且电信号施加至可变颜色层119。

因此，彩色面板110的可变颜色层119的芯壳结构的颜色改变颗粒117划分成像素区R-P、G-P和B-P。并且，由于电信号，像素区R-P、G-P和B-P中的芯壳结构的颜色改变颗粒117的图2B的壳117b变为红色、绿色和蓝色。

此时，如果来自外部的光例如自然光或人造光入射在反射型显示装置100上，则光被反射层112反射并且输出至外部，从而通过穿过芯壳结构的颜色改变颗粒117的图2B的壳117b而产生红色、绿色和蓝色。

此处，当反射型显示装置100显示红色时，如图4C所示，与红色像素区R-P对应的可变透光面板120关断，并且与红色像素区R-P对应的彩色面板110接通。当来自外部的光被反射层112反射并且输出到外部时，光穿过红色像素区R-P中的芯壳结构的红色改变颗粒R-117，从而输出红色。

此时，与包括芯壳结构的蓝色改变颗粒B-117的蓝色像素区B-P和包括芯壳结构的绿色改变颗粒G-117的绿色像素区G-P对应的可变透光面板120接通。对第三电极129和第四电极131施加电压，并且在蓝色像素区B-P和绿色像素区G-P中可变光阻挡层137由于可变光阻挡层137的芯壳结构的黑色改变颗粒135而形成光阻挡层。

因此，反射型显示装置100显示红色。

此外，如图4D所示，当反射型显示装置100显示绿色时，在红色像素区R-P和蓝色像素区B-P中对可变透光面板120的第三电极129和第四电极131施加电压，在红色像素区R-P和蓝色像素区B-P中可变光阻挡层137形成光阻挡层。与绿色像素区G-P对应的可变透光面板120关断，并且与绿色像素区G-P对应的彩色面板110接通。当来自外部的光被反射层112反射并且输出到外部时，光穿过绿色像素区G-P中的芯壳结构的绿色改变颗粒G-117，从而输出绿色。

此外，如图4E所示，当反射型显示装置100显示蓝色时，在红色像素区R-P和绿色像素区G-P中对可变透光面板120的第三电极129和第四电极131施加电压，在红色像素区R-P和绿色像素区G-P中可变光阻挡层137形成光阻挡层。与蓝色像素区B-P对应的可变透光面板120关断，并且与蓝色像素区B-P对应的彩色面板110接通。当来自外部的光被反射层112反射并且输出到外部时，光穿过蓝色像素区B-P中的芯壳结构的蓝色改变颗粒B-117，从而输出蓝色。

根据本公开的一个方面的反射型显示装置100使用来自外部的光通过可变透光面板120和彩色面板110来显示图像，可变透光面板120包括根据电信号从透明状态可逆地变为黑色状态的芯壳结构的黑色改变颗粒135，彩色面板110包括根据电信号从透明状态可逆地变为红色状态、绿色状态或蓝色状态的芯壳结构的颜色改变颗粒117。因此，可以通过红色像素区R-P、绿色像素区G-P和蓝色像素区B-P产生黑色和白色以及红色、绿色和蓝色。

此外，由于滤色器不是必需的，所以光不被滤色器吸收和散射，并且光损失得到最小化。

因此，当产生颜色时，由于根据所施加的电压而具有变化的颜色的芯壳结构的黑色改变颗粒135和芯壳结构的颜色改变颗粒117，所以可以实现相对快的响应时间并且可以获得宽的色域和高的反射率。

在下文中，将对本公开的实验例和比较例进行更详细说明。本公开通过实验例仅用于说明，并且不限于这些。

制备实施例1：芯壳结构的黑色改变颗粒的壳材料的形成

在氮气氛下的三颈烧瓶中，将15.6g(0.1mol)联吡啶和24.5g(0.1mol)溴甲基膦酸酯加入到包含甲醇和水的50:50混合的溶液中。将混合物在80℃下回流12小时，蒸馏溶剂，并且将混合物纯化，使得获得白色固体物质。

将40.0g的白色固体物质和35.6g(0.1mol)的1,3,5-三溴苯注入到包含乙醇和甲苯的80:20混合物的溶剂中，并且使混合物反应3天。然后，将混合物纯化，使得获得浅黄色物质。

将70g浅黄色物质注入到7.1g(0.1mol)3-氧代-3-(4-苯氧基苯基)-丙酸甲酯、31.2g(0.2mol)联吡啶和300g甲醇中，并且将混合物在80℃下反应12小时。然后，首先用38wt％的HCl水溶液对混合物进行处理，通过重结晶除去除目标化合物之外的杂质。

因此，可以形成芯壳结构的黑色改变颗粒的壳。

制备实施例2：芯壳结构的红色改变颗粒的壳材料的形成

在氮气氛下的三颈烧瓶中，将15.6g(0.1mol)联吡啶和24.5g(0.1mol)溴甲基膦酸酯加入到包含甲醇和水的50:50混合的溶液中。将混合物在80℃回流12小时，蒸馏溶剂，将混合物纯化，使得获得白色固体物质。

将40.0g白色固体物质和苄基溴以1:1摩尔比注入到包含乙醇和甲苯的50:50混合的溶剂中，并且将混合物反应1天。然后，将混合物纯化，使得获得浅黄色物质。

因此，可以形成芯壳结构的红色改变颗粒的壳。

制备实施例3：芯壳结构的蓝色改变颗粒的壳材料的形成

除了使用庚基溴代替苄基溴之外，可以与制备实施例2相同地合成芯壳结构的蓝色改变颗粒的壳材料。

因此，可以形成芯壳结构的蓝色改变颗粒的壳。

制备实施例4：芯壳结构的绿色改变颗粒的壳材料的形成

除了使用3-氧代-3-(4-苯氧基苯基)-丙酸甲酯代替苄基溴之外，可以与制备实施例2相同地合成芯壳结构的绿色改变颗粒的壳材料。

因此，可以形成芯壳结构的绿色改变颗粒的壳。

制备实施例5：反射层的形成

将40g TiO₂粉末、80g乙醇、10g乙酰基-丙酮、165g 0.1mm珠注入广口瓶(300mL)中。通过球磨机以600rpm运动将混合物分散6小时，使得制造颗粒溶液。

制备实施例6：用于芯壳结构的黑色改变颗粒的溶液的制造

将2.0g在制备实施例1中形成的壳材料溶解在20g甲醇中。在50℃的温度下通过超声波对混合物搅拌3小时，使得可以获得透明溶液。重复相同的过程以获得透明溶液。

此外，将50g ITO粉末(初级粒径>15nm，索尔维)、3.0g丙酮、0.05g BYK160和120g异丙醇放入广口瓶(250mL)中，并且搅拌1小时。然后，加入50g透明溶液和200g 0.1mm氧化锆珠，并且将混合物密封。之后，通过球磨机以600rpm运动24小时使混合物分散，使得可以制造用于芯壳结构的黑色改变颗粒的溶液。

制备实施例7：用于芯壳结构的红色改变颗粒的溶液的制造

除了使用在制备实施例2中形成的壳材料代替在制备实施例1中形成的壳材料之外，通过与制备实施例6相同的方法制造用于芯壳结构的红色改变颗粒的溶液。

制备实施例8：芯壳结构的蓝色改变颗粒的溶液的制造

除了使用在制备实施例3中形成的壳材料代替在制备实施例1中形成的壳材料之外，通过与制备实施例6相同的方法制造用于芯壳结构的蓝色改变颗粒的溶液。

制备实施例9：芯壳结构的绿色改变颗粒的溶液的制造

除了使用在制备实施例4中形成的壳材料代替在制备实施例1中形成的壳材料之外，通过与制备实施例6相同的方法制造用于芯壳结构的绿色改变颗粒的溶液。

制备实施例10：对置材料层的制造

将30g乙烯基三苯胺和30g氯苯放入配备有搅拌器的烧瓶中，搅拌混合物并且溶解混合物。温度升高60℃后，以0.05g/分钟的速度向混合物中加入自由基聚合引发剂，反应23小时，使得获得分子量为9500的三苯基胺聚合物。

将合成的聚合物溶解在二氯苯中并且以1000rpm旋涂在基板上，由此制造对置材料层。

制备实施例11：固体电解质的制造

将300g乙腈、10.0g聚环氧乙烷(分子量600K)、15.0g添加有0.8mol环氧乙烷和乙烯氧基的硅氧烷放入配备有搅拌器的烧瓶中，并且搅拌混合物。然后，将1.77g LiTFSi、0.5g S104(空气化工产品有限公司，Air Products and Chemicals，Inc.)作为添加剂和0.05g OXE01(BASF)作为光引发剂加入到混合物中，并且在50℃的温度下搅拌6小时使得可以制造透明的高分子电解质溶液。

将所制造的固体电解质涂覆在彼此隔开的电极上，其间具有1mm的平行间隙，并且将溶剂干燥。然后，通过照射0.1J/cm²的UV来测量阻抗，并且离子电导率为5.4×10^-5S/cm。

制造实施例12：可变透光面板和彩色面板的制造

将在制备实施例6中制造的芯壳结构的黑色改变颗粒的溶液涂覆在具有40Ω/sq的薄层电阻的双侧ITO PET膜的第一侧上，使得最终厚度为4μm，并且在80℃的温度下干燥20分钟，从而形成可变光阻挡层的黑色改变颗粒。然后，将芯壳结构的红色改变颗粒的溶液涂覆在双侧ITOPET膜的第二侧上并且进行图案化，并且进行与绿色和蓝色相同的工艺，从而形成颜色改变层的颜色改变颗粒。

在将制备实施例11中制造的固体电解质干燥和/或固化后，将固体电解质涂覆在可变光阻挡层的黑色改变颗粒上，使得厚度为100μm，通过照射0.2J/cm²的UV使电解质层硬化。在40℃的温度下将固体电解质与设置有制备实施例10中形成的对置材料层的膜接触并且层压，从而形成可变透光面板。通过相同的方法在颜色改变层的颜色改变颗粒上形成固体电解质和对置材料层，从而形成彩色面板。

制备实施例13：测量反射型显示装置的光学特性

在可变透光面板和彩色面板中，在制备实施例5中制造的反射层层叠在彩色面板的后侧，并且制造反射型显示装置。将+1.2V和-1.2V的电压施加至显示装置，并且间隔十秒进行50个老化步骤。然后，通过使用DMS803(柯尼卡美能达公司的分光光度计)测量每个像素区的反射率和颜色性能，从而测量显示装置的色域。

比较例1：可变透光面板的制造

在制备实施例12中制造的可变透光面板和彩色面板的构造中，通过与制备实施例12相同的方法制造可变透光面板。

比较例2：反射型显示装置的制造

在比较例1中制造的可变透光面板上，通过具有四元结构的像素区形成并且分离白色、红色、绿色和蓝色反射体，并且将反射层层压到可变透光面板，从而制造反射型显示装置。然后，通过使用DMS803(柯尼卡美能达公司的分光光度计)测量每个像素区的反射率和颜色性能，从而测量显示装置的色域。

下表1示出了根据比较例2的反射型显示装置的颜色性能和亮度的结果。

表1

下表2示出根据制备实施例13的根据本发明的一个方面的反射型显示装置的颜色性能和亮度的结果。

表2

通过比较表1和表2，根据本公开的一个方面的反射型显示装置具有比制备实施例2的反射型显示装置的亮度高的亮度。

此处，反射型显示装置的亮度意味着反射率。因此，根据本公开的一个方面的反射型显示装置也具有比制备实施例2的反射型显示装置的反射率高的反射率。

此外，根据本公开的一个方面的反射型显示装置的色域比制备实施例2的反射型显示装置的色域宽。

也就是说，根据本公开的一个方面的反射型显示装置利用来自外部的光通过包括芯壳结构的黑色改变颗粒的可变透光面板以及包括芯壳结构的颜色改变颗粒的彩色面板来显示图像，可变透光面板根据电信号从透明状态可逆地变转为黑色状态，彩色面板根据电信号从透明状态可逆地变为红色、绿色或蓝色状态。因此，可以通过红色、绿色和蓝色像素区产生黑色和白色以及红色、绿色和蓝色。

此外，由于滤色器不是必需的，所以光不被滤色器吸收和散射，并且光损失得到最小化。

因此，当产生颜色时，由于根据所施加的电压而具有变化的颜色的芯壳结构的黑色改变颗粒和芯壳结构的颜色改变颗粒，所以可以实现相对快的响应时间并且可以获得宽色域和高反射率。

对本领域技术人员显见的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对本公开的显示装置进行各种修改和变化。因此，本公开旨在覆盖本公开的修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等同内容的范围内。

Claims (19)

1.一种反射型显示装置，包括：

彩色面板，所述彩色面板具有第一电极和第二电极、以及在所述第一电极和所述第二电极之间的芯壳结构的颜色改变颗粒，其中所述颜色改变颗粒分别设置在第一像素区、第二像素区和第三像素区处；以及

可变透光面板，所述可变透光面板在所述彩色面板上方并且具有第三电极和第四电极、以及在所述第三电极和所述第四电极之间的芯壳结构的黑色改变颗粒，其中所述黑色改变颗粒分别设置在所述第一像素区、所述第二像素区和所述第三像素区处。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述彩色面板具有对入射光进行反射的反射层。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述彩色面板包括：

彼此面对的第一基板和第二基板；

第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管在所述第一基板上并且连接至所述第一电极；以及

所述第二电极，所述第二电极在所述第二基板的第一表面上并且与所述第一电极相对。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述颜色改变颗粒包括红色改变颗粒、绿色改变颗粒和蓝色改变颗粒，

其中所述红色改变颗粒设置在所述第一像素区中，以及每个红色改变颗粒包括透明的芯和围绕所述芯的壳并且能够在透明状态和红色状态之间变化，

其中所述绿色改变颗粒设置在所述第二像素区中，以及每个绿色改变颗粒包括透明的芯和围绕所述芯的壳并且能够在透明状态和绿色状态之间变化，以及

其中所述蓝色改变颗粒设置在所述第三像素区中，以及每个蓝色改变颗粒包括透明的芯和围绕所述芯的壳并且能够在透明状态和蓝色状态之间变化。

5.根据权利要求2所述的显示装置，还包括：

彼此面对的第一基板和第二基板；

设置在所述第一基板上的第一薄膜晶体管和设置在所述第一薄膜晶体管上的第一钝化层，

其中所述反射层设置所述第一钝化层上。

6.根据权利要求5所述的显示装置，还包括设置在所述反射层上的第二钝化层，其中所述第一电极设置在所述第二钝化层上并且通过在所述第一钝化层、所述反射层和所述第二钝化层中的第一漏极接触孔连接至所述第一薄膜晶体管的漏电极。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述可变透光面板包括：

彼此面对的第二基板和第三基板；

第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管在所述第二基板的与第一表面相反的第二表面上；

连接至所述第二薄膜晶体管的第三电极；

在所述第三基板上并且在相邻的像素区之间的黑矩阵；以及

在所述第三基板上并且与所述第三电极相对的第四电极。

8.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述黑色改变颗粒包括透明的芯和围绕所述芯的壳并且能够在透明状态和黑色状态之间变化。

9.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述颜色改变颗粒分散在第一固体电解质中以形成可变颜色层。

10.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述黑色改变颗粒分散在第二固体电解质中以形成可变光阻挡层。

11.根据权利要求9所述的显示装置，还包括设置在所述可变颜色层和所述第一电极之间的第一对置材料层。

12.根据权利要求10所述的显示装置，还包括设置在所述可变光阻挡层和所述第四电极之间的第二对置材料层。

13.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述第一电极选择性地施加电压至所述第一像素区、所述第二像素区和所述第三像素区中的所述颜色改变颗粒。

14.一种反射型显示装置，包括：

彼此面对的第一基板和第三基板、以及在第一基板和第三基板之间的第二基板；

在所述第一基板和所述第二基板之间并且在第一电极和第二电极之间的可变颜色层，所述可变颜色层能够在红色状态、绿色状态、蓝色状态之一和透明状态之间变化，其中所述可变颜色层包括芯壳结构的颜色改变颗粒，其中所述颜色改变颗粒分别设置在第一像素区、第二像素区和第三像素区处；以及

在所述第二基板和所述第三基板之间并且在第三电极和第四电极之间的可变光阻挡层，所述可变光阻挡层能够在透明状态和黑色状态之间变化，其中所述可变光阻挡层包括芯壳结构的黑色改变颗粒，其中所述黑色改变颗粒分别设置在所述第一像素区、所述第二像素区和所述第三像素区处。

15.根据权利要求14所述的显示装置，还包括在所述第一基板上方对入射光进行反射的反射层。

16.根据权利要求14所述的显示装置，其中所述颜色改变颗粒包括红色改变颗粒、绿色改变颗粒和蓝色改变颗粒，每个颗粒具有透明的芯和围绕所述芯的壳。

17.根据权利要求16所述的显示装置，其中所述红色改变颗粒、所述绿色改变颗粒和所述蓝色改变颗粒分散在第一固体电解质中。

18.根据权利要求16所述的显示装置，其中每个所述黑色改变颗粒具有透明的芯和围绕所述芯的壳。

19.根据权利要求18所述的显示装置，其中所述黑色改变颗粒分散在第二固体电解质中。

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