KR101871850B1 - Electrochromic material and Light-transmittance variable panel and display device including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 하기 화학식으로 표시되고 투명도와 차광도가 높은 전기변색 물질과 이를 이용한 투과도 가변 패널 및 디스플레이장치를 제공한다.
The present invention provides an electrochromic material having a transparency and a high light shielding degree represented by the following formulas, and a transmissive variable panel and a display device using the same.
Description
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로, 우수한 투과도와 차광도를 갖는 전기변색 물질과 이를 포함하는 광투과 가변 패널 및 디스플레이장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a display device, and more particularly, to an electrochromic material having excellent transmittance and shielding degree, a light transmissive variable panel including the same, and a display device.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD : liquid crystal display), 플라즈마표시장치(PDP : plasma display panel display device), 유기발광다이오드 표시장치 (OLED : organic light emitting diode display device)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] As an information society has developed, there has been a growing demand for a display device for displaying images. Recently, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP) Various flat display devices such as an organic light emitting diode (OLED) display device have been used.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치와 유기발광다이오드 표시장치가 널리 사용되고 있다. Among these flat panel display devices, a liquid crystal display device and an organic light emitting diode display device are widely used.
액정표시장치는, 액정 분자의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하여 영상을 표시한다. 예를 들어, 액정표시장치는 화소 전극과 공통 전극이 제 1 기판 상에 교대로 배열되고 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판 사이에 액정 분자를 포함하는 액정층이 개재되어 구성된다.The liquid crystal display device displays an image using the optical anisotropy and polarization properties of liquid crystal molecules. For example, in a liquid crystal display device, a liquid crystal layer including liquid crystal molecules is interposed between a pixel electrode and a common electrode, which are alternately arranged on a first substrate and a second substrate facing the first substrate.
한편, 유기발광다이오드 표시장치는 애노드 및 캐소드 사이에 유기발광층을 구성하여 발광하게 된다. 애노드로부터 주입된 정공과 캐소드로부터 주입된 전자가 유기발광층에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이되면서 빛을 발하게 된다.On the other hand, the organic light emitting diode display device emits light by constituting an organic light emitting layer between the anode and the cathode. Electrons injected from the anode and electrons injected from the cathode are combined in the organic light emitting layer to form excitons, and excitons are emitted from the excited state to the ground state.
최근에는 전면이 투명하여 빛을 투과하는 투명 디스플레이장치에 대한 관심이 증가하고 있다. 이와 같은 투명 디스플레이장치는 소위 스마트 윈도우(smart window)에 적용되고 있다.In recent years, there is an increasing interest in a transparent display device whose front surface is transparent and which transmits light. Such a transparent display device is being applied to a so-called smart window.
그런데, 투명 디스플레이장치는 블랙 상태를 갖지 못하기 때문에, 명암비가 저하되고 영상의 시인성이 좋지 않은 단점을 갖게 된다. 이를 개선하기 위해, 표시패널의 일면에 차광판을 사용하는 방법이 제안되었다.However, since the transparent display device does not have a black state, the contrast ratio is lowered and the visibility of the image is poor. To improve this, a method of using a shield plate on one surface of the display panel has been proposed.
예를 들어, 차광판으로는 투과도를 변경할 수 있는 액정패널, 전기영동패널 또는 전기습윤패널 등이 이용되고 있다.
For example, a liquid crystal panel, an electrophoretic panel or an electro-wetting panel which can change the transmittance is used as the shading plate.
도 1은 전기영동패널을 차광판으로 이용하는 종래 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional display device using an electrophoretic panel as a shading plate.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(10)는 투명 표시패널(20)과, 투명 표시패널(20)의 일측에 위치하는 투과도 가변 패널(30)을 포함한다.1, the
투명 표시패널(20)은 다수의 화소를 포함하고, 각각의 화소는 표시부(22)와, 회로부(24) 및 투명부(26)를 포함한다. 표시부(22)는 회로부(24)를 통해 공급되는 전압 또는 신호에 의해 구동되어 영상을 표시한다. 투명 표시패널(20)은 액정패널 또는 발광다이오드 패널일 수 있다.The
예를 들어, 투명 표시패널(20)이 발광다이오드 패널인 경우, 서로 마주하는 제 1 기판(20a) 및 제 2 기판(20b)을 포함하고, 제 1 및 제 2 기판(20a, 20b) 사이에는 표시소자(미도시)가 형성된다.For example, when the
즉, 표시부(22)에는 서로 마주하는 제 1 전극 및 제 2 전극과, 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층이 형성되고, 회로부(24)에는 스위칭 박막 트랜지스터, 구동 박막트랜지스터, 스토리지 캐패시터를 포함하는 구동 소자가 형성될 수 있다.In other words, the organic light emitting layer positioned between the first and second electrodes facing each other and the first and second electrodes are formed on the
스위칭 박막트랜지스터에 게이트신호가 인가되면 스위칭 박막트랜지스터가 온(on) 되고, 데이터신호가 스위칭 박막트랜지스터를 통해 구동 박막트랜지스터의 게이트전극과 스토리지 캐패시터의 일전극으로 인가된다. 스토리지 캐패시터는 데이터 신호에 대응되는 전하를 일 프레임(frame) 동안 유지하여 발광다이오드를 흐르는 전류의 양을 일정하게 하고 발광다이오드가 표시하는 계조를 일정하게 유지시키는 역할을 한다. When a gate signal is applied to the switching thin film transistor, the switching thin film transistor is turned on and a data signal is applied to the gate electrode of the driving thin film transistor and one electrode of the storage capacitor through the switching thin film transistor. The storage capacitor maintains the charge corresponding to the data signal for one frame to keep the amount of current flowing through the LED constant and to keep the gradation displayed by the LED constant.
구동 박막트랜지스터를 통해 발광다이오드의 제 1 전극에 전압이 인가되면, 정공과 전자가 제 1 및 제 2 전극으로부터 유기발광층으로 각각 주입되고 발광다이오드가 발광하여 영상을 표시하게 된다.When a voltage is applied to the first electrode of the light emitting diode through the driving thin film transistor, holes and electrons are injected from the first and second electrodes into the organic light emitting layer, respectively, and the light emitting diode emits light to display an image.
투과도 가변 패널(30)은, 서로 마주하는 제 3 및 제 4 기판(32, 34)과, 표시패널(20)의 투명부(26)에 대응하여 형성되는 투명 전극(36)과, 제 3 및 제 4 기판(32, 34) 사이에 위치하고 흑색 전기영동 입자(37)를 포함하는 잉크층(38)을 포함한다. 도 1에서는, 제 3 기판(32)과 제 2 기판(20b)을 하나로 도시하였으나, 별도의 기판이 서로 부착될 수 있다.The
투명 전극(36)에 전압이 인가되면 흑색 전기영동 입자(37)가 투명 전극(36)으로 모이게 되어 투명부(26)의 광투과가 차단된다. 즉, 투과도 가변 패널(30)의 전압의 인가에 따라 투과모드와 차단모드를 갖게 된다.When a voltage is applied to the
따라서, 투명부(26)에서의 빛 투과를 선택적으로 조절할 수 있다.
Therefore, the light transmission in the
그런데, 전기영동패널인 투과도 가변 패널(10)의 경우, 흑색 전기영동 입자(37)를 균일하게 분산시키기 어렵고 유체(fluid) 상태의 잉크층(38)이 누설(leakage)되는 문제가 발생한다.However, in the case of the transmissivity-
또한, 액정패널을 투과도 가변 패널로 이용하는 경우, 투과모드에서의 투과율이 낮기 때문에, 디스플레이장치의 휘도가 저하되고 차광 효율이 좋지 않기 때문에 명암비가 낮은 문제가 있다.In addition, when the liquid crystal panel is used as a transmissive variable panel, the transmissivity in the transmissive mode is low, so that the brightness of the display device is lowered and the light-shielding efficiency is not good.
또한, 전기습윤패널을 투과도 가변 패널로 이용하는 경우, 흑색 오일을 이용한 패널 제조가 쉽지 않고 흑색 염로 또는 안료의 석출, 유체의 누설 문제 등이 발생한다.
In addition, when the electrowetting panel is used as a light transmittance variable panel, it is difficult to manufacture a panel using black oil, black salt, pigment precipitation, fluid leakage, and the like.
본 발명은, 높은 투과율과 우수한 차광 특성을 갖는 전기변색 물질과 투과도 가변 패널을 제공하고자 한다.
An object of the present invention is to provide an electrochromic material and a variable transmittance panel having a high transmittance and an excellent light shielding property.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 하기 화학식으로 표시되고 R은 치환 또는 비치환된 알킬 그룹, 치환 또는 비치환된 방향족 그룹으로부터 선택되는 전기변색 물질을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a electrochromic material represented by the following formula and R is selected from substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted aromatic groups.
본 발명의 전기변색 물질은 하기 화합물 중 어느 하나이다.The electrochromic material of the present invention is any one of the following compounds.
다른 관점에서, 본 발명은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 투명 전극과, 상기 제 2 기판 상에 위치하는 제 2 투명 전극과, 상기 제 1 투명과 상기 제 2 투명 전극 사이에 위치하며 코어와 쉘의 전기변색 입자를 포함하는 전기변색 입자층과, 상기 제 2 투명 전극과 상기 전기변색 입자층 사이에 위치하는 전해질층을 포함하고, 상기 쉘은 전술한 전기변색 물질을 포함하는 투과도 가변 패널을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising first and second substrates facing each other, a first transparent electrode positioned on the first substrate, a second transparent electrode positioned on the second substrate, An electrochromic particle layer disposed between the transparent electrode and the second transparent electrode and including electrochromic particles of a core and a shell; and an electrolyte layer positioned between the second transparent electrode and the electrochromic particle layer, A transmissive variable panel comprising an electrochromic material is provided.
본 발명의 투과도 가변 패널에 있어서, 상기 전해질층은 리튬염을 포함하는 고체 전해질이다.
In the variable transmissivity panel of the present invention, the electrolyte layer is a solid electrolyte containing a lithium salt.
또 다른 관점에서, 본 발명은, 전술한 투과도 가변 패널과; 상기 투과도 가변 패널의 일측에 위치하며 표시부와 투명부를 포함하는 표시패널을 포함하는 디스플레이장치를 제공한다.
In yet another aspect, the present invention provides a light-emitting device comprising: the transmissivity-variable panel described above; And a display panel located on one side of the transmittance variable panel and including a display portion and a transparent portion.
본 발명의 전기변색 물질은 페녹시페닐과 인산기가 결합되어 있는 비올로겐 유도체 코어의 화합물로 이루어짐으로써, 우수한 투과도와 차광 효율을 갖는다.The electrochromic material of the present invention is composed of a compound of a viologen derivative core in which a phenoxyphenyl and a phosphoric acid group are bonded to each other, and thus has excellent transparency and light shielding efficiency.
또한, 코어와 전기변색 물질의 쉘로 이루어지고 전기변색 입자를 제공하며, 이를 포함하는 투과도 가변 패널은 우수한 투과도와 차광 효율을 갖는다. 또한, 코어와 쉘이 화학적으로 결합된 상태를 갖기 때문에, 구동 안정성이 향상된다.In addition, it is composed of a core and a shell of an electrochromic material and provides electrochromic particles, and a transmissive panel including the electrochromic particles has excellent transmittance and light shielding efficiency. Further, since the core and the shell are chemically bonded, the driving stability is improved.
이와 같은 전기변색 입자는 구 형태의 나노 입자이기 때문에 비표면적이 증가한다. 따라서, 투과도 가변 패널의 차광 효율이 향상된다.Since such electrochromic particles are spherical nanoparticles, the specific surface area increases. Therefore, the light-shielding efficiency of the variable transmissivity panel is improved.
또한, 고체 전해질을 이용하여 필름화할 수 있기 때문에, 종래 투과도 가변 패널에서의 유체 누설과 같은 문제를 방지할 수 있다.Further, since the film can be formed using a solid electrolyte, problems such as fluid leakage in the conventional transmittance variable panel can be prevented.
또한, 본 발명의 투과도 가변 패널을 포함하는 디스플레이장치의 시인성과 명암비가 증가한다.
Further, the visibility and contrast ratio of the display device including the transmissivity-variable panel of the present invention is increased.
도 1은 전기영동패널을 차광판으로 이용하는 종래 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기변색 입자의 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기변색 입자의 NMR 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널을 포함하는 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5의 표시패널의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional display device using an electrophoretic panel as a shading plate.
2 is a schematic diagram of electrochromic particles according to an embodiment of the present invention.
3 is an NMR graph of the electrochromic particles according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a transmissivity-variable panel according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic cross-sectional view of a display device including a transmissivity-variable panel according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic cross-sectional view of the display panel of Fig.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기변색 입자의 개략적인 도면이다.2 is a schematic diagram of electrochromic particles according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기변색 입자(100)는 코어(110)와 코어(110)를 감싸는 쉘(120)을 포함한다.2, the
코어(110)는 유전체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 코어(110)는 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 산화티타늄(titanium oxide, TiO2)으로 이루어질 수 있다.The
쉘(120)은 코어(110)를 감싸며 하기 화학식1에 표시된 전기변색 물질로 이루어진다.The
[화학식1][Chemical Formula 1]
화학식1에서, R은 치환 또는 비치환된 알킬 그룹, 치환 또는 비치환된 방향족 그룹으로부터 선택될 수 있다.In formula (1), R may be selected from substituted or unsubstituted alkyl groups, substituted or unsubstituted aromatic groups.
예를 들어, R은 페녹시페닐(phenoxyphenyl), 벤질(benzyl), 헥실(hexyl), 나프틸(naphthyl), 페닐벤질(phenylbenzyl) 중 어느 하나일 수 있다.
For example, R may be any one of phenoxyphenyl, benzyl, hexyl, naphthyl, and phenylbenzyl.
즉, 본 발명의 전기변색 물질은, 페녹시페닐(phenoxyphenyl)이 치환된 제 1 비올로겐(viologen)과 알킬포스포네이트(alkylphophonate)가 치환된 제 2 비올로겐과, 치환 또는 비치환된 알킬 그룹, 치환 또는 비치환된 방향족 그룹 (예를 들어, 페녹시페닐, 페닐, 헥실, 나프틸 또는 페닐벤질)이 치환된 제 3 비올로겐이 벤젠 링에 결합된 구조를 갖는다. 이와 같은 전기변색 물질이 코어를 감싸는 구조의 전기변색 입자는, 우수한 광 투과 및 광 차단 특성을 갖는다. 특히 차광 모드에서 블랙을 구현하기 때문에, 차광율이 향상된다.That is, the electrochromic material of the present invention comprises a first viologen substituted with phenoxyphenyl and a second viologen substituted with alkylphophonate, a substituted or unsubstituted An alkyl group, a substituted or unsubstituted aromatic group (for example, phenoxyphenyl, phenyl, hexyl, naphthyl or phenylbenzyl) is bonded to a benzene ring. The electrochromic particles having such a structure that the electrochromic material covers the core have excellent light transmission and light shielding properties. In particular, since the black is realized in the shading mode, the shading ratio is improved.
또한, 전기변색 물질의 포스포네이트기가 코어와 화학적으로 결합되기 때문에, 구동 안정성이 향상된다.
Further, since the phosphonate group of the electrochromic material is chemically bonded to the core, the driving stability is improved.
예를 들어, 화학식1의 전기변색 물질은 하기 화학식2-1 내지 화학식2-5의 물질로부터 선택될 수 있다.For example, the electrochromic material of formula (1) may be selected from materials of the following formulas (2-1) to (2-5).
[화학식2-1][Formula 2-1]
[화학식2-2][Formula 2-2]
[화학식2-3][Formula 2-3]
[화학식2-4][Chemical Formula 2-4]
[화학식2-5][Chemical Formula 2-5]
이와 같은 전기변색 물질이 코어를 감싸는 구조의 전기변색 입자는, 투명성이 좋기 때문에 전계가 인가되지 않은 경우 광투과도가 증가한다. 또한, 본 발명의 전기변색 입자는 구 형태의 코어-쉘 구조의 나노 입자이기 때문에, 판 형태인 경우에 비해 비표면적이 증가한다. 따라서, 전기변색 입자에 전계가 인가되는 경우 차광 효율이 증가한다. The electrochromic particles having such a structure that the electrochromic material surrounds the core have a good transparency, so that the light transmittance increases when the electric field is not applied. In addition, since the electrochromic particles of the present invention are spherical nanoparticles of a core-shell structure, the specific surface area of the electrochromic particles is increased as compared with the case of a plate form. Therefore, when an electric field is applied to the electrochromic particles, the light blocking efficiency increases.
또한, 전기변색 물질이 화학적으로 결합된 상태이기 때문에, 구동 안정성이 향상된다.
Further, since the electrochromic material is chemically bonded, the driving stability is improved.
이하에서는, 본 발명에 따른 전기변색 물질의 합성예를 설명한다.Hereinafter, synthesis examples of the electrochromic materials according to the present invention will be described.
1. 제 1 합성예 (화학식2-1 전기변색 물질의 합성)1. First Synthesis Example (Synthesis of Electrochromic Material of Formula 2-1)
질소분위기의 3구 플라스크에, 바이피리딘 15.6그램(0.1몰)과 브로모에틸포스포네이트 24.5그램(0.1몰)을 메탄올과 물이 1:1로 혼합되어있는 용액에 첨가한 후 80℃에서 12시간동안 환류시켰다. 용매를 증류시키고 정제하여 흰색의 고체를 얻었다. (0.1 mol) of bipyridine and 24.5 g (0.1 mol) of bromoethylphosphonate in a 1: 1 mixture of methanol and water were added to a three-necked flask equipped with a nitrogen atmosphere, followed by addition of 12 Lt; / RTI > The solvent was distilled and purified to give a white solid.
상기의 흰색 고체 40.0그램과 1,3,5-트리브로모벤젠 35.6그램(0.1몰)을 에탄올과 톨루엔이 8:2로 혼합된 용매에 넣은 후 3일 동안 반응을 시켰다. 반응물을 정제하여 엷은 황색의 물질을 얻었다. 상기의 황색 물질 70그램을 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 7.1그램(0.1몰), 바이피리딘 31.2그램(0.2몰) 및 메탄올 300그램에 넣고 80℃에서 12시간동안 반응시켰다. 반응물을 HCl(38중량%)수용액으로 1차 처리하였고 재결정을 통해 불순물을 제거하여 화학식2-1의 전기변색 물질을 합성하였다.40.0 grams of the above white solid and 35.6 grams (0.1 mole) of 1,3,5-tribromobenzene were placed in a solvent mixture of ethanol and toluene in an amount of 8: 2, followed by reaction for 3 days. The reaction product was purified to give a pale yellow substance. 70 grams of the above yellow substance was placed in 7.1 grams (0.1 mole) of 3oxo-3 (4-phenoxyphenyl) propionic acid methyl ester, 31.2 grams (0.2 mole) of bipyridine and 300 grams of methanol, Lt; / RTI > The reaction product was first treated with an aqueous solution of HCl (38% by weight), and impurities were removed by recrystallization to synthesize the electrochromic material of Formula (2-1).
합성된 화학식2-1 전기변색 물질의 NMR 그래프를 도 3에 도시하였다.
FIG. 3 shows an NMR graph of synthesized Formula 2-1 electrochromic material.
2. 제 2 합성예 (화학식2-2 전기변색 물질의 합성)2. Synthesis Example 2 (Synthesis of electrochromic material of Formula 2-2)
제 1 합성예에서 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 대신 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 0.1몰 과 벤질브로마이드 0.1몰을 넣은 것 이외에는 제 1 합성예과 동일한 방법으로 화학식2-2의 전기변색 물질을 합성하였다.
Except that 0.1 mol of 3-oxo-3 (4-phenoxyphenyl) propionic acid methyl ester and 0.1 mol of benzyl bromide were used instead of 3-oxo-3 (4-phenoxyphenyl) propionic acid methyl ester in the first synthetic example 1 The electrochromic material of formula (2-2) was synthesized in the same manner as in the synthesis example.
3. 제 3 합성예 (화학식2-3 전기변색 물질의 합성)3. Third Synthesis Example (Synthesis of Electrochromic Material of Formula 2-3)
제 1 합성예에서 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 대신 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 0.1몰 과 브로모 헥산 0.1몰을 넣은 것 이외에는 제 1 합성예과 동일한 방법으로 화학식2-3의 전기변색 물질을 합성하였다.
Except that 0.1 mol of 3-oxo-3 (4-phenoxyphenyl) propionic acid methyl ester and 0.1 mol of bromohexane were added instead of 3-oxo-3 (4-phenoxyphenyl) propionic acid methyl ester in the first synthetic example The electrochromic material of Formula 2-3 was synthesized in the same manner as in the first synthesis example.
4. 제 4 합성예 (화학식2-4 전기변색 물질의 합성)4. Synthesis Example 4 (Synthesis of electrochromic material of Formula 2-4)
제 1 합성예에서 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 대신 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 0.1몰 과 2-브로모메틸-나프탈렌 0.1몰을 넣은 것 이외에는 제 1 합성예과 동일한 방법으로 화학식2-4의 전기변색 물질을 합성하였다.
In the first synthetic example, 0.1 mol of 3-oxo-3 (4-phenoxyphenyl) propionic acid methyl ester and 0.1 mol of 2-bromomethyl-naphthalene were used instead of 3-oxo- The electrochromic material of Formula 2-4 was synthesized in the same manner as in the first synthesis example.
5. 제 5 합성예 (화학식2-5 전기변색 물질의 합성)5. Synthesis Example 5 (Synthesis of electrochromic material of Formula 2-5)
제 1 합성예에서 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 대신 3옥소-3(4-페녹시페닐)프로피오닉 엑시드 메틸에스터 0.1몰 과 3-페닐-벤질브로마이드 0.1몰을 넣은 것 이외에는 제 1 합성예과 동일한 방법으로 화학식2-5의 전기변색 물질을 합성하였다.
In the first synthesis example, 0.1 mol of 3-oxo-3 (4-phenoxyphenyl) propionic acid methyl ester and 0.1 mol of 3-phenyl-benzyl bromide were used instead of 3-oxo- The electrochromic material of Formula 2-5 was synthesized in the same manner as in the first synthesis example.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a transmissivity-variable panel according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널(200)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 220)과, 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이에 위치하며 전기변색 입자(100)와 전해질(130)을 포함하는 전기변색층(240)과, 제 1 기판(210)과 전기변색층(240) 사이에 위치하는 제 1 투명 전극(240)과, 제 2 기판(220)과 전기변색층(240) 사이에 위치하는 제 2 투명 전극(250)을 포함한다.4, the
제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 각각은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 각각은 polyethylene terephthalate (PET) 또는 polyethylene naphthalate (PEN)으로 이루어질 수 있다.Each of the
제 1 투명 전극(230)과 제 2 투명 전극(250) 각각은 투명 도전성 물질로 이루어진다. 예를 들어, 제 1 투명 전극(230)과 제 2 투명 전극(250) 각각은 인듐-틴-옥사이드 (indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)로 이루어질 수 있다. 본 발명의 투과도 가변 패널은 투과모드시에 투과도가 높아야 하기 때문에 투명 도전성 물질로 형성하며, 이와 달리 알루미늄과 같은 저저항 금속 물질로 형성하는 경우 빛이 투과될 수 있도록 얇은 두께를 가질 수 있다.Each of the first
전기변색층(240)은 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이, 즉 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250) 사이에 위치하며, 전기변색 입자(100)와 전해질층(130)을 포함한다.The
도 2를 참조하면, 전기변색 입자(100)는 코어(110)와 쉘(120) 구조를 갖고, 쉘(120)은 화학식1로 표시되는 전기변색 물질로 이루어진다.Referring to FIG. 2, the
즉, 전기변색 입자(100)는 코어(110)를 감싸는 쉘(120)이 페녹시페닐(phenoxyphenyl)이 치환된 제 1 비올로겐(viologen)과 알킬포스포네이트(alkylphophonate)가 치환된 제 2 비올로겐과, 치환 또는 비치환된 알킬 그룹, 치환 또는 비치환된 방향족 그룹 (예를 들어, 페녹시페닐, 페닐, 헥실, 나프틸 또는 페닐벤질)이 치환된 제 3 비올로겐이 벤젠 링에 결합된 구조의 전기변색 물질로 이루어지며, 이에 따라 전기변색 입자(100)의 투과도가 증가한다.That is, in the
또한, 전압이 인가되면 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(120)이 변색되어 광 차단 효율이 증가한다. 본 발명의 전기변색 물질은 전압 인가에 의해 흑색으로 변하기 때문에, 다른 물질과의 혼합 없이 우수한 차광 효율을 갖는다.Also, when the voltage is applied, the
전해질층(130)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 이온성 염은 리튬(Li) 염일 수 있다.The
도시하지 않았으나, 전해질층(130)과 제 2 투명 전극(250) 사이에는 전기변색층(240)에서의 산화-환원 반응을 원활히 하기 위한 대향전극(counter layer)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 대향전극은 PEDOT, 페로센, 트리페닐 아민, 다이페닐 아민, 페노티아진, 페녹사진 계 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.Although not shown, a counter layer may be formed between the
이와 같은 구성의 투과도 가변 패널(200)은 전압의 인가에 의해 투과 상태 또는 차단 상태를 갖는다. The
즉, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 전기변색 입자(100)가 투명하기 때문에 투과도 가변 패널(200)은 빛을 투과시킨다. 한편, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되면, 화학식1의 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(120)이 변색되어 투과도 가변 패널(200)은 빛을 차단한다.That is, since the
다시 말해, 본 발명의 투과도 가변 패널(200)은 전압 인가 여부에 따라 투과도를 달리하며, 후술하는 바와 같이 투명 디스플레이장치에 적용되어 투명 디스플레이장치의 시인성과 명암비를 향상시킬 수 있다.
In other words, the transmissivity-
[전기변색 입자의 합성][Synthesis of electrochromic particles]
제 1 내지 제 5 합성예를 통해 합성된 화학식2-1 내지 화학식2-5의 전기변색 물질 각 2.0그램을 메탄올 20그램에 용해시킨 후, 50℃의 온도에서 초음파를 이용하여 3시간동안 교반하여 투명한 용액을 얻었다. 또한 250ml 광구병에 ITO 파우더(입자 크기 > 15nm, solvay社) 50그램과 2,4펜탄다이온(2, 4 Peantadion) 0.5그램, BYK160 0.05그램을 이소프로필 알코올 120그램에 넣은 후 1시간동안 교반하고, 상기의 투명 용액 50그램과 0.1mm크기의 지르코니아 비드 200그램을 첨가하여 밀봉하였다. 600rpm으로 움직이는 볼밀을 이용하여 24 시간동안 분산함으로써 전기변색 입자 용액을 제조하였다.
2.0 g of each of the electrochromic materials of formulas (2-1) to (2-5) synthesized through the first to fifth synthetic examples were dissolved in 20 g of methanol, and the mixture was stirred at 50 ° C for 3 hours using ultrasonic waves A clear solution was obtained. 50 g of ITO powder (particle size > 15 nm, solvay), 0.5 g of 2,4 pentanadione and 0.05 g of BYK160 were added to 120 g of isopropyl alcohol, and stirred for 1 hour. 50 g of the transparent solution and 200 g of 0.1 mm zirconia beads were added and sealed. The electrochromic particle solution was prepared by dispersing for 24 hours using a ball mill moving at 600 rpm.
[고체 전해질 제조][Production of solid electrolyte]
교반기가 부착된 플라스크에 아세토니트릴 300그램, 폴리에틸렌옥사이드(분자량 600K) 10.0그램, 에틸렌옥사이드가 0.8몰 부가된 실록산 15.0그램을 첨가하여 60분동안 교반하였다. LiTFSi 1.77그램, 첨가제로 S104(Air product社) 0.5그램과 광개시제로 OXE01(BASF社) 0.05그램을 첨가하여 50도의 온도에서 6시간동안 교반하여 투명한 고분자 전해질 용액을 제조하였다. 이와 같이 제조한 고체전해질을 1mm의 gap으로 분리된 전극 위에 코팅한 후 용매를 건조시켰다. 0.1J/cm2의 UV를 조사하여 임피던스를 측정한 결과, 고체 전해질층의 이온전도도는 5.4*10-5 S/cm였다.
300 g of acetonitrile, 10.0 g of polyethylene oxide (molecular weight 600 K) and 15.0 g of siloxane having 0.8 mol of ethylene oxide were added to a flask equipped with a stirrer, and the mixture was stirred for 60 minutes. 1.77 grams of LiTFSi, 0.5 grams of S104 (Air product) as an additive and 0.05 grams of OXE01 (BASF) as a photoinitiator were added and stirred at a temperature of 50 degrees for 6 hours to prepare a transparent polymer electrolyte solution. The thus-prepared solid electrolyte was coated on the electrode separated by a gap of 1 mm, and then the solvent was dried. Impedance was measured by irradiating with UV of 0.1 J / cm 2, and as a result, the ion conductivity of the solid electrolyte layer was 5.4 * 10 -5 S / cm.
[대향 전극의 제조][Production of counter electrode]
교반기가 부착된 플라스크에 비닐 페로센 30그램과 클로로벤젠 300그램을 넣고 교반하여 녹였다. 온도를 60도까지 상승시킨 후 라디칼 중합을 위한 개시제를 0.05g/min의 속도로 첨가하여 23시간 동안 반응시켜 분자량 8000인 비닐 페로센 고분자를 얻었다. 합성된 고분자를 다이클로로벤젠에 녹여 기재에 1000rpm으로 스핀코팅을 하여 대향 전극(counter layer)을 제조하였다.
30 grams of vinyl ferrocene and 300 grams of chlorobenzene were placed in a flask equipped with a stirrer and dissolved by stirring. After the temperature was raised to 60 ° C, an initiator for radical polymerization was added at a rate of 0.05 g / min and reacted for 23 hours to obtain a vinylpyrrole polymer having a molecular weight of 8,000. The synthesized polymer was dissolved in dichlorobenzene and spin coated on the substrate at 1000 rpm to prepare a counter electrode.
[투과도 가변 패널의 제조][Preparation of Transmittance Variable Panel]
[실험예1][Experimental Example 1]
제 1 합성예를 통해 합성된 전기변색 물질을 이용하여 제조된 전기변색 입자 용액을 면저항이 40Ω/sq인 ITO PET 필름 위에 최종 두께가 2미크론이 되도록 코팅을 진행한 후 80도의 온도에서 30분간 건조하여 전기변색 입자층을 형성하였다. The electrochromic particle solution prepared using the electrochromic material synthesized through the first synthesis example was coated on an ITO PET film having a sheet resistance of 40? / Sq to a final thickness of 2 microns and then dried at 80 占 폚 for 30 minutes Thereby forming an electrochromic particle layer.
면저항이 동일한 다른ITO PET 필름 위에 고체 전해질을 코팅하여 약 100미크론 두께의 고체 전해질층을 형성하였다. 이후, 100도의 온도에서 3분간 건조한 후 0.1J/cm2의 UV광량을 조사하여 고체 전해질층을 경화시켰다. A solid electrolyte was coated on another ITO PET film having the same sheet resistance to form a solid electrolyte layer having a thickness of about 100 microns. Thereafter, the substrate was dried at a temperature of 100 degrees for 3 minutes, and irradiated with UV light of 0.1 J / cm < 2 > to cure the solid electrolyte layer.
전기변색 입자층이 형성된 PET 필름과, 고체 전해질층을 대향 전극이 형성된 필름과 함께 40도의 온도에서 접합하여, 투과도 가변 패널을 제조하였다.The PET film on which the electrochromic particle layer was formed and the solid electrolyte layer were joined together with the film on which the counter electrode was formed at a temperature of 40 degrees to prepare a variable transmittance panel.
투과도 가변 패널에 +1.3, -1.3볼트의 전압을 인가하여 10초 간격으로 50회 에이징하고, DMS803(코니카미놀타社 분광광도계)를 이용하여 on(흑색)/off(투명)에서의 투과율, 차광율 및 색좌표를 측정하였다.
The transmittance and shading rate (on / off) of on (black) / off (transparent) were measured using DMS803 (Konica Minolta Spectrophotometer) by applying a voltage of +1.3 and -1.3 volts to the variable transmittance panel and aging 50 times at intervals of 10 seconds. And color coordinates were measured.
[실험예2][Experimental Example 2]
제 2 합성예를 통해 합성된 전기변색 물질을 이용하여 실험예1과 동일한 방법으로 투과도 가변 패널을 제조하고 투과율, 차광율 및 색좌표를 측정하였다.
Using the electrochromic material synthesized through the second synthesis example, a transmittance variable panel was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, and transmittance, shading ratio and color coordinates were measured.
[실험예3][Experimental Example 3]
제 3 합성예를 통해 합성된 전기변색 물질을 이용하여 실험예1과 동일한 방법으로 투과도 가변 패널을 제조하고 투과율, 차광율 및 색좌표를 측정하였다.
Using the electrochromic materials synthesized in the third synthesis example, a transmittance variable panel was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, and transmittance, shading ratio and color coordinates were measured.
[실험예4][Experimental Example 4]
제 4 합성예를 통해 합성된 전기변색 물질을 이용하여 실험예1과 동일한 방법으로 투과도 가변 패널을 제조하고 투과율, 차광율 및 색좌표를 측정하였다.
Using the electrochromic material synthesized through the fourth synthetic example, a transmittance variable panel was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, and transmittance, shading ratio and color coordinates were measured.
[실험예5][Experimental Example 5]
제 5 합성예를 통해 합성된 전기변색 물질을 이용하여 실험예1과 동일한 방법으로 투과도 가변 패널을 제조하고 투과율, 차광율 및 색좌표를 측정하였다.
Using the electrochromic materials synthesized in the fifth synthesis example, a transmittance variable panel was prepared in the same manner as in Experimental Example 1, and transmittance, shading ratio and color coordinates were measured.
[비교예][Comparative Example]
하기 화학식3의 전기변색 물질을 이용하여 실험예1과 동일한 방법으로 투과도 가변 패널을 제조하고 투과율, 차광율 및 색좌표를 측정하였다.Using the electrochromic material of Chemical Formula 3, a transmittance variable panel was prepared in the same manner as Experimental Example 1, and transmittance, shading ratio and color coordinates were measured.
[화학식3](3)
실험예1 내지 실험예5와 비교예의 측정 결과를 아래 표1에 기재하였다.The measurement results of Experimental Examples 1 to 5 and Comparative Examples are shown in Table 1 below.
표1에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 전기변색 물질을 이용하는 경우, 높은 투과도와 차광도를 갖는다.As shown in Table 1, when the electrochromic material of the present invention is used, it has a high transmittance and a high degree of light shielding.
즉, 페녹시페닐(phenoxyphenyl)이 치환된 제 1 비올로겐(viologen)과 알킬포스포네이트(alkylphophonate)가 치환된 제 2 비올로겐과, 치환 또는 비치환된 알킬 그룹, 치환 또는 비치환된 방향족 그룹 (예를 들어, 페녹시페닐, 페닐, 헥실, 나프틸 또는 페닐벤질)이 치환된 제 3 비올로겐이 벤젠 링에 결합된 구조를 갖는 화학식1의 전기변색 물질을 포함하는 코어-쉘 구조의 전기변색 입자를 이용함으로써, 우수한 광 투과 및 광 차단 특성을 갖는다.That is, a first viologen substituted with phenoxyphenyl and a second viologen substituted with alkylphosphonate, a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted A core-shell comprising a electrochromic material of formula (1) having a structure in which a third viologen substituted with an aromatic group (for example, phenoxyphenyl, phenyl, hexyl, naphthyl or phenylbenzyl) By using the electrochromic particles of the structure, it has excellent light transmission and light shielding characteristics.
특히, 페녹시페닐 치환기에 의해 광 투과 및 광 차단 특성이 크게 향상된다.In particular, the light transmission and light shielding properties are greatly improved by the phenoxyphenyl substituent.
페녹시페닐 치환기를 갖지 않는 비교예와 비교할 때, 특히 차광율이 향상된다. 즉, 페녹시페닐 치환기를 갖지 않는 비교예의 전기변색 물질은 차광 모드에서 블랙을 구현하지 못하기 때문에, 차광율이 저하된다.Compared with the comparative example having no phenoxyphenyl substituent, the shading ratio is particularly improved. That is, since the electrochromic material of the comparative example having no phenoxyphenyl substituent does not realize black in the light shielding mode, the light shielding rate is lowered.
또한, 본 발명의 전기변색 물질에서는, 포스포네이트기가 코어와 화학적으로 결합되기 때문에, 구동 안정성이 향상된다.
Further, in the electrochromic material of the present invention, since the phosphonate group is chemically bonded to the core, the driving stability is improved.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투과도 가변 패널을 포함하는 디스플레이장치의 개략적인 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of a display device including a transmissivity-variable panel according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(300)는 투명 표시패널(310)과, 투명 표시패널(310)의 일측에 위치하는 투과도 가변 패널(200)을 포함한다.5, the
투명 표시패널(310)은 다수의 화소를 포함하고, 각각의 화소는 표시부(312)와, 회로부(314) 및 투명부(316)를 포함한다. 표시부(312)는 회로부(314)를 통해 공급되는 전압 또는 신호에 의해 구동되어 영상을 표시한다. 투명 표시패널(310)은 액정패널 또는 발광다이오드 패널일 수 있다.The
투명 표시패널(310)이 발광다이오드 패널인 경우에 대하여 간략히 설명한다.The case where the
도 5의 표시패널의 개략적인 단면도인 도 6을 참조하면, 투명 표시패널(310)은, 서로 마주하는 제 3 기판(401) 및 제 4 기판(402)을 포함하고, 제 3 및 제 4 기판(401, 402) 사이에는 표시소자(미도시)가 형성되며, 표시소자는 발광다이오드(D)이다.6, which is a schematic cross-sectional view of the display panel of FIG. 5, the
제 3 기판(401)과 제 2 기판(402) 각각은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 3 기판(401)과 제 2 기판(402) 각각은 polyethylene terephthalate (PET) 또는 polyethylene naphthalate (PEN)으로 이루어질 수 있다.Each of the
제 3 기판(401) 상에는 서로 교차하여 화소 영역(P)을 정의하는 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 형성되고, 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(미도시)과 평행하게 이격하는 전원배선(미도시)이 형성된다. 표시부(312), 구동부(314) 및 투명부(316)는 각 화소영역(P)에 정의된다.A gate wiring (not shown) and a data wiring (not shown) are formed on the
게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)의 교차지점에는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)가 각 화소 영역(P)에 형성된다.A switching thin film transistor (not shown) is formed in each pixel region P at the intersection of the gate wiring (not shown) and the data wiring (not shown).
또한, 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 전원배선(미도시)에 연결되며, 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성된다.Also, a driving thin film transistor DTr is formed, which is connected to a switching thin film transistor (not shown) and a power supply wiring (not shown).
구동 박막트랜지스터(DTr)는, 반도체층(410)과, 게이트 전극(420)과, 소스 전극 및 드레인 전극(431, 433)을 포함한다. 스위칭 박막트랜지스터는, 이와 같은 구동트랜지스터(DTr)와 유사한 구조를 갖게 될 수 있다.The driving thin film transistor DTr includes a
반도체층(410)은, 채널영역(CR)과 채널영역(CR) 양측에 위치하는 소스영역 및 드레인영역(SR, DR)을 포함한다. 이와 같은 반도체층(410)은 다결정실리콘으로 이루어질 수 있다. The
한편, 반도체층(410)과 제 3 기판(401) 사이에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다.A buffer layer (not shown) may be formed between the
반도체층(410) 상에는, 게이트 절연막(415)이 형성된다. 게이트 절연막(415)는 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.On the
그리고, 게이트 절연막(415) 상에는, 채널영역(CR)에 대응하여 게이트 전극(420)이 형성된다. 게이트 전극(420)은 구리, 알루미늄과 같은 저저항 금속물질로 이루어질 수 있다.On the
게이트 전극(420) 상에는, 층간 절연막(425)이 형성된다. 층간 절연막(225)과 게이트 절연막(415)에는, 소스영역(SR)과 드레인영역(DR) 각각을 노출하는 반도체 콘택홀(435)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(425)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.On the
층간 절연막(425) 상에는, 소스전극 및 드레인전극(431, 433)이 형성된다. 소스 전극 및 드레인 전극(231, 233)은, 대응되는 반도체 콘택홀(235)을 통해, 반도체층(410)의 소스 영역 및 드레인 영역(SR, DR)과 각각 접촉하게 된다.On the
소스 전극 및 드레인 전극(431, 433) 상에는, 보호층(440)이 형성될 수 있다. 보호층(440)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질 또는 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 보호층(440)에는 드레인 전극(433)을 노출하는 드레인 콘택홀(441)이 형성된다.A
발광다이오드(D)는 보호층(440) 상에 위치하며 드레인 콘택홀(441)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)와 전기적으로 연결된다. The light emitting diode D is located on the
전술한 바에서는, 결정질실리콘으로 이루어진 반도체층(410)을 사용한 트랜지스터가 형성된 경우를 예로 들었다. 다른 예로서, 비정질실리콘(amorphous silicon)을 반도체층으로 사용한 역 스태거드(inverted staggered) 구조의 트랜지스터가 사용될 수도 있다. 또 다른 예로서, 산화물반도체를 사용한 산화물트랜지스터가 사용될 수도 있다.In the above-mentioned example, a case where a transistor using a
또한, 도시하지 않았으나, 각 화소영역(P)에는 스토리지 캐패시터가 형성된다.Although not shown, a storage capacitor is formed in each pixel region P.
발광다이오드(D)는, 제 1 및 2 전극(451, 453)과, 제 1 및 2 전극(451, 453) 사이에 형성된 유기발광층(452)을 포함할 수 있다.The light emitting diode D may include first and
여기서, 제 1 및 2 전극(451, 453)은 투명한 특성을 갖도록 구성된다. 이와 관련하여, 제1 및 2전극(251, 253)은 투명 도전성물질로 형성될 수 있는데, 예를 들면, ITO, IZO, GZO, IGZO와 같이 산화물계열의 투명도전성 물질 중 하나가 사용될 수 있다. 이때, 제 1 및 제 2 전극(451, 453) 중 하나는 양극이고 다른 하나는 음극이다. 양극은 일함수 값이 비교적 큰 물질로 이루어지고, 음극은 일함수 값이 비교적 작은 물질로 이루어진다.Here, the first and
제 1 전극(451)은 드레인 콘택홀(441)을 통해 구동 박막트랜지스터(DTr)의드레인 전극(433)과 연결되며 화소영역(P) 단위로 패터닝된다. 제 2 전극(453)은 표시패널(도 5의 310)의 전체 화소영역(P)에 대응하여 일체로 형성된다. The
한편, 제 1 전극(451) 상에는, 화소영역(P) 마다 개구부를 갖는 뱅크(460)가 형성될 수 있다. 이와 같은 뱅크(460)는 서로 이웃하는 화소영역(P)을 구분하는 역할을 하게 된다.On the other hand, on the
뱅크(460)의 개구부에 대응하여 유기발광층(452)이 화소영역(P) 마다 형성된다. 유기발광층(452)은, 제 1 및 2 전극(451, 453)으로부터 공급되는 정공과 전자의 결합에 의해 빛을 발광하는 기능을 하게 된다. An organic
이와 같은 유기발광층(452)은, 실질적으로 빛을 발광하는 기능을 하는 발광물질층을 포함할 수 있다. 한편, 발광 효율을 높이기 위해, 유기발광층(452)은 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 유기발광층은 발광물질층 외에 정공주입층, 정공수송층, 전자주입층, 전자수송층을 더 포함할 수 있다. The organic
전술한 바와 같은 구성을 갖는 발광다이오드(D)는, 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극(420)에 인가된 신호에 따라 대응되는 휘도의 빛을 발생시키게 된다.The light emitting diode D having the above-described configuration generates light of a corresponding brightness according to a signal applied to the
또한, 제 4 기판(402)는 인캡슐레이션 기판으로, 구동 박막트랜지스터(DTr)를 덮는다. 도시하지 않았으나, 제 4 기판(402)과 구동 박막트랜지스터(DTr) 사이에는 수분 등의 침투를 방지하기 위한 베리어층이 형성될 수 있다.The
도 6에서, 구동 박막트랜지스터(DTr) 등 구동 소자가 형성된 영역이 구동부(도 5의 314)에 대응되고, 발광다이오드(D)가 형성된 영역이 표시부(도 5의 312)에 대응된다. 한편, 투명부(도 5의 316)에는 구동소자와 표시소자가 형성되지 않고 빛이 투과된다. 또한, 표시부(312)와 구동부(314)는 서로 중첩된 영역일 수 있다.6, the region where the driving element such as the driving thin film transistor DTr is formed corresponds to the driving portion (314 in FIG. 5), and the region where the light emitting diode D is formed corresponds to the display portion (312 in FIG. 5). On the other hand, light is transmitted through the transparent portion (316 in Fig. 5) without forming the driving element and the display element. Further, the
다시 도 5를 참조하면, 투과도 가변 패널(200)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 220)과, 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이에 위치하며 전기변색 입자(100)와 전해질층(130)을 포함하는 전기변색층(240)과, 제 1 기판(210)과 전기변색층(240) 사이에 위치하는 제 1 투명 전극(240)과, 제 2 기판(220)과 전기변색층(240) 사이에 위치하는 제 2 투명 전극(250)을 포함한다. 투과도 가변 패널(200)은, 전해질층(130)과 제 2 투명 전극(250) 사이에 위치하며 전기변색층(240)에서의 산화-환원 반응을 원활히 하기 위한 대향전극(counter layer)을 더 포함할 수 있다.5, the
제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 각각은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 각각은 polyethylene terephthalate (PET) 또는 polyethylene naphthalate (PEN)으로 이루어질 수 있다.Each of the
도 5와 도 6에서, 투과도 가변 패널(200)의 제 1 기판(210)과 표시패널(310)의 제 4 기판(402)이 동일한 구성인 것으로 도시되고 있으나, 서로 다른 기판이 이용되고 이들이 부착되어 투과도 가변 패널(200)과 표시패널(310)이 적층될 수 있다.5 and 6, the
제 1 투명 전극(230)과 제 2 투명 전극(250) 각각은 투명 도전성 물질로 이루어진다.Each of the first
전기변색층(240)은 제 1 및 제 2 기판(210, 220) 사이, 즉 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250) 사이에 위치하며, 전기변색 입자(100)와 전해질층(130)을 포함한다.The
전기변색 입자(100)는 코어(도 2의 110)와 쉘(도 2의 120) 구조를 가지며, 쉘(120)은 화학식1로 표시되는 전기변색 물질로 이루어진다.The
즉, 전기변색 입자(100)는 코어(110)를 감싸는 쉘(120)이 페녹시페닐(phenoxyphenyl)이 치환된 제 1 비올로겐(viologen)과 알킬포스포네이트(alkylphophonate)가 치환된 제 2 비올로겐과, 치환 또는 비치환된 알킬 그룹, 치환 또는 비치환된 방향족 그룹 (예를 들어, 페녹시페닐, 페닐, 헥실, 나프틸 또는 페닐벤질)이 치환된 제 3 비올로겐이 벤젠 링에 결합된 구조의 전기변색 물질로 이루어지며, 이에 따라 전기변색 입자(100)의 투과도가 증가한다.That is, in the
또한, 전압이 인가되면 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(120)이 변색되어 광 차단 효율이 증가한다. 본 발명의 전기변색 물질은 전압 인가에 의해 흑색으로 변하기 때문에, 다른 물질과의 혼합 없이 우수한 차광 효율을 갖는다.Also, when the voltage is applied, the
전해질층(130)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체전해질일 수 있다. 예를 들어, 이온성 염은 리튬(Li) 염일 수 있다.The
이와 같은 구성의 투과도 가변 패널(200)은 전압의 인가에 의해 투과 상태 또는 차단 상태를 갖는다. The
즉, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 전기변색 입자(100)가 투명하기 때문에 투과도 가변 패널(200)은 빛을 투과시킨다. 한편, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되면, 화학식1의 전기변색 물질로 이루어지는 쉘(120)이 변색되어 투과도 가변 패널(200)은 빛을 차단한다.That is, since the
다시 말해, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 전기변색 입자(100)의 쉘(도 2의 120)은 투명 상태를 갖기 때문에, 투과도 가변 패널(200)은 투과 모드가 되고 통해 투명부(316)의 빛이 투과된다.In other words, since the shell (120 in Fig. 2) of the
그러나, 제 1 및 제 2 투명 전극(230, 250)에 전압이 인가되면, 전기변색 입자(100)의 쉘(도 2의 120)이 흑색으로 변하기 때문에, 투과도 가변 패널(200)은 차단 모드가 되어 빛을 차단한다.However, when a voltage is applied to the first and second
따라서, 투과도 가변 패널(200)을 포함하는 본 발명의 디스플레이장치(300)는 소위 투명 디스플레이장치로 이용된다.Therefore, the
전술한 바와 같이, 화학식1에 표시된 전기변색 물질은, 페녹시페닐(phenoxyphenyl)이 치환된 제 1 비올로겐(viologen)과 알킬포스포네이트(alkylphophonate)가 치환된 제 2 비올로겐과, 치환 또는 비치환된 알킬 그룹, 치환 또는 비치환된 방향족 그룹 (예를 들어, 페녹시페닐, 페닐, 헥실, 나프틸 또는 페닐벤질)이 치환된 제 3 비올로겐이 벤젠 링에 결합된 구조를 갖고, 이를 이용한 전기변색층(240)은 높은 투과도와 우수한 차광 효율을 갖는다. 따라서, 시인성과 명암비가 향상된 투명 디스플레이장치를 제공할 수 있다.As described above, the electrochromic material represented by Formula (1) is obtained by reacting a first viologen substituted with phenoxyphenyl, a second viologen substituted with alkylphophonate, Or a structure in which a third viologen substituted with an unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aromatic group (for example, phenoxyphenyl, phenyl, hexyl, naphthyl or phenylbenzyl) is bonded to the benzene ring , And the
또한, 쉘과 코어가 화학적 결합 상태를 갖기 때문에, 구동 안정성이 향상된다.
Further, since the shell and the core have a chemical bonding state, the driving stability is improved.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that
100: 전기변색 입자 110: 코어
120: 쉘 130: 전해질층
200: 투과도 가변 패널 210, 220, 401, 402: 기판
230, 250: 투명 전극 300: 디스플레이장치
310: 표시패널100: electrochromic particles 110: core
120: Shell 130: Electrolyte layer
200: Transmittance
230, 250: transparent electrode 300: display device
310: Display panel
Claims (5)
Wherein R is selected from the group consisting of an unsubstituted alkyl group, an alkyl group substituted with a C6 to C12 aromatic group, and an aromatic group substituted with a phenoxy group.
상기 전기변색 물질은 하기 화합물 중 어느 하나인 전기변색 물질.
The method according to claim 1,
Wherein the electrochromic material is any one of the following compounds.
상기 제 1 기판 상에 위치하는 제 1 투명 전극과;
상기 제 2 기판 상에 위치하는 제 2 투명 전극과;
상기 제 1 투명 전극과 상기 제 2 투명 전극 사이에 위치하며 코어와 쉘의 전기변색 입자를 포함하는 전기변색 입자층과;
상기 제 2 투명 전극과 상기 전기변색 입자층 사이에 위치하는 전해질층을 포함하고,
상기 쉘은 제 1 항 또는 제 2 항의 전기변색 물질을 포함하는 투과도 가변 패널.
A first substrate and a second substrate facing each other;
A first transparent electrode disposed on the first substrate;
A second transparent electrode disposed on the second substrate;
An electrochromic particle layer disposed between the first transparent electrode and the second transparent electrode and including electrochromic particles of a core and a shell;
And an electrolyte layer positioned between the second transparent electrode and the electrochromic particle layer,
Wherein the shell comprises the electrochromic material of claim 1 or 2.
상기 전해질층은 리튬염을 포함하는 고체 전해질인 투과도 가변 패널.
The method of claim 3,
Wherein the electrolyte layer is a solid electrolyte comprising a lithium salt.
상기 투과도 가변 패널의 일측에 위치하며 표시부와 투명부를 포함하는 표시패널
을 포함하는 디스플레이장치.
A transmissive variable panel according to claim 3;
The display panel including a display portion and a transparent portion, the display panel being positioned on one side of the transmissivity-
.
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