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KR102620140B1 - Reflective display device - Google Patents

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KR102620140B1
KR102620140B1 KR1020160126657A KR20160126657A KR102620140B1 KR 102620140 B1 KR102620140 B1 KR 102620140B1 KR 1020160126657 A KR1020160126657 A KR 1020160126657A KR 20160126657 A KR20160126657 A KR 20160126657A KR 102620140 B1 KR102620140 B1 KR 102620140B1
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particles
display device
reflective display
nanoparticles
electrode
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KR1020160126657A
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Korean (ko)
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KR20180036276A (en
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김위용
이화열
이석호
하영욱
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 코어 입자와, 코어를 클러스터 형태로 에워싸는 쉘 입자와, 선택적으로 쉘 입자의 표면에 흡착된 착색제를 포함하는 나노 입자가 컬러필터층을 구성하는 반사형 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 나노 입자를 채택하면 반사율과 색재현율이 향상되며, 구조가 간단하고 별도의 외부 전원이 요구되지 않아 공정 재현성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 반사형 표시장치를 구현할 수 있다. The present invention relates to a reflective display device in which a color filter layer is composed of core particles, shell particles surrounding the core in a cluster shape, and nanoparticles containing a colorant selectively adsorbed on the surface of the shell particles. Adopting the nanoparticles according to the present invention improves reflectance and color gamut, and it is possible to implement a reflective display device that has a simple structure and does not require a separate external power source, ensuring process reproducibility and reliability.

Figure R1020160126657
Figure R1020160126657

Description

반사형 표시장치{REFLECTIVE DISPLAY DEVICE}Reflective display device {REFLECTIVE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사율 및 색재현율이 모두 우수한 반사형 표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to a display device, and more specifically to a reflective display device having excellent reflectance and color gamut.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 급증하고 있다. 이러한 요구를 반영하여, 액정표시장치(liquid crystal display; LCD)나 유기발광다이오드(organic light emitting diode; OLED) 표시장치와 같은 평판표시장치(flat panel display)가 널리 활용되고 있다. As the information society develops, the demand for display devices for displaying images is rapidly increasing. Reflecting these demands, flat panel displays such as liquid crystal displays (LCD) and organic light emitting diode (OLED) displays are being widely used.

최근에는 액정표시장치나 유기발광다이오드 표시장치를 대신하여 전원의 인가에 따른 입자의 변색이나 입자의 이동에 따라 화상을 표시하는 표시장치가 제안되고 있다. 이러한 표시장치로서 전기영동 방식, 전기변색(electrochromic) 입자를 이용한 방식 등을 채택하는 반사형 표시장치가 알려져 있다. 도 1은 종래의 반사형 표시장치로서 전기영동 방식을 이용한 표시장치의 구동 원리를 설명하기 위하여 그 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. Recently, instead of liquid crystal displays or organic light emitting diode displays, display devices that display images according to the discoloration or movement of particles according to the application of power have been proposed. As such a display device, a reflective display device employing an electrophoresis method, a method using electrochromic particles, etc. is known. Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional reflective display device using an electrophoresis method to explain the driving principle of the display device.

도 1에 도시한 바와 같이, 전기영동 표시장치(10)는 상부 및 하부 기판(11, 12)과, 상부 및 하부 기판(11, 12) 사이에 개재된 잉크층(30)을 포함한다. 잉크층(30)은 하전된 다수의 블랙 입자(42)와 화이트 입자(44)가 채워진 다수의 캡슐(40)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the electrophoretic display device 10 includes upper and lower substrates 11 and 12, and an ink layer 30 interposed between the upper and lower substrates 11 and 12. The ink layer 30 includes a plurality of capsules 40 filled with a plurality of charged black particles 42 and white particles 44.

하부 기판(11)에는 다수의 박막트랜지스터(도시하지 않음)에 연결된 다수의 화소전극(50)이 화소영역(표시하지 않음) 별로 형성되는데, 다수의 화소전극(50)으로 선택적으로 (+) 전압 또는 (-) 전압이 인가된다. 다수의 화소전극(50)을 통하여 잉크층(30)에 (+) 극성 또는 (-) 극성을 띠는 전압이 인가되면, 하전된 화이트 및 블랙 입자(42, 44)가 쿨롱력에 의하여 상부 또는 하부로 이동한다. 이때, 블랙 입자(42)가 상부로 이동하면 블랙 모드를 구현하고, 화이트 입자(44)가 상부로 이동하면 화이트 모드를 구현하여 영상을 표시할 수 있다. On the lower substrate 11, a plurality of pixel electrodes 50 connected to a plurality of thin film transistors (not shown) are formed for each pixel area (not shown), and the plurality of pixel electrodes 50 selectively apply a (+) voltage. Or (-) voltage is applied. When a voltage of (+) polarity or (-) polarity is applied to the ink layer 30 through the plurality of pixel electrodes 50, the charged white and black particles 42 and 44 are moved to the top or bottom by the Coulomb force. Move to the bottom. At this time, when the black particles 42 move upward, a black mode is implemented, and when the white particles 44 move upward, a white mode can be implemented to display the image.

전기영동 방식의 표시장치(10)에서, 하전 입자(42, 44)는 중력 방향에 따라 하부로 이동하기 쉽기 때문에, 하전 입자(42, 44)의 쌍안정(bistable) 특성이 낮을 뿐만 아니라, 구동 전압이 15V 이상으로 높아 소비전력에 불리하다. 또한 흑색과 백색만을 표시할 수 있어서 다양한 컬러를 재현하지 못하는데, 컬러를 구현하기 위해서 컬러필터층(도시하지 않음)이 요구된다. In the electrophoretic display device 10, the charged particles 42 and 44 tend to move downward according to the direction of gravity, so not only are the bistable characteristics of the charged particles 42 and 44 low, but the driving The voltage is high, over 15V, which is detrimental to power consumption. Additionally, since it can only display black and white, it cannot reproduce a variety of colors, and a color filter layer (not shown) is required to implement color.

전기영동 방식의 반사형 표시장치(10)에서, 컬러를 구현하기 위해서 하부 기판(11)에는 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 형성되며, 상부 기판(12)에는 적, 녹, 청색의 컬러필터로 구성된 컬러필터층(도시하지 않음)이 형성되고, 컬러필터층(도시하지 않음)의 하부에는 투명 도전성 물질로 이루어지는 공통전극(도시하지 않음)이 형성된다. In the electrophoretic reflective display device 10, a thin film transistor (not shown) is formed on the lower substrate 11 to implement color, and a red, green, and blue color filter is formed on the upper substrate 12. A color filter layer (not shown) is formed, and a common electrode (not shown) made of a transparent conductive material is formed under the color filter layer (not shown).

이러한 구성을 갖는 전기영동 표시장치(10)는, 자연광이나 실내광과 같은 외광을 광원으로 이용하고, 박막트랜지스터(도시하지 않음)에 의해 (+)극성 또는 (-)극성을 선택적으로 인가 받는 화소전극(50)이 캡슐(40) 내부에 채워진 다수의 블랙 입자(42)와 화이트 입자(44)의 위치 변화를 유도하며, 캡슐(40)에서 반사된 빛이 컬러필터층(도시하지 않음)을 통과함으로써 컬러 영상을 구현한다.The electrophoretic display device 10 having this configuration uses external light such as natural light or indoor light as a light source, and has a pixel that selectively receives positive or negative polarity by a thin film transistor (not shown). The electrode 50 induces a change in the position of the plurality of black particles 42 and white particles 44 filled inside the capsule 40, and the light reflected from the capsule 40 passes through a color filter layer (not shown). By doing so, color images are realized.

그러나, 서로 다른 전하를 가지는 블랙 입자(42)와 화이트 입자(44)가 포함된 캡슐(40) 및 컬러필터층(도시하지 않음)에 의해 컬러 영상이 구현됨에 따라 반사율이 낮고 색재현율을 향상시키는데 한계가 있는 문제점이 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, (+)극성 또는 (-)극성의 전압이 인가될 시에 다수의 블랙 입자들(42) 또는 화이트 입자들(44)이 위치를 이동하며 응집될 수 있는데, 이렇게 하전 입자(42, 44)들이 응집될 경우 전압 인가에 대한 응답속도가 느려지고, 반사가 균일하게 이루어지지 못하며 이에 따라 명암비가 낮아지게 된다. 또한, 컬러를 구현하기 위한 컬러필터층(도시하지 않음)이 상부 기판(12) 쪽에 위치하여, 빛의 일부가 컬러필터층(도시하지 않음)에서 흡수되거나 산란됨으로써, 반사율 및 색재현율이 저하된다. However, as the color image is implemented by the capsule 40 and the color filter layer (not shown) containing black particles 42 and white particles 44 having different charges, the reflectance is low and there is a limit to improving the color reproduction rate. There is a problem. To explain this in more detail, when a voltage of (+) polarity or (-) polarity is applied, a large number of black particles 42 or white particles 44 may move positions and aggregate, so that the charged particles When (42, 44) aggregates, the response speed to voltage application slows down, reflection does not occur uniformly, and the contrast ratio decreases accordingly. In addition, a color filter layer (not shown) for implementing color is located on the upper substrate 12, and some of the light is absorbed or scattered by the color filter layer (not shown), thereby lowering reflectance and color gamut.

본 발명의 목적은 반사 특성 및 색재현율이 우수하며, 별도의 외부 전압을 인가하지 않더라도 다양한 컬러를 구현할 수 있는 반사형 표시장치를 제공하고자 하는 것이다. The purpose of the present invention is to provide a reflective display device that has excellent reflection characteristics and color gamut and can display various colors even without applying a separate external voltage.

본 발명의 다른 목적은 블랙, 화이트 이외에 다양한 컬러를 구현하면서도 구조적으로 간단하여 공정 신뢰성이나 공정 재현성이 우수한 반사형 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a reflective display device that implements various colors other than black and white, but is structurally simple and has excellent process reliability and process reproducibility.

본 발명은 제 1 크기를 가지는 코어 입자의 표면에 제 1 크기보다 작은 제 2 크기를 가지는 쉘 입자가 클러스터 형태로 접합되어 있으며, 선택적으로 착색제가 쉘 입자의 표면에 흡착되어 있는 나노 입자가 컬러필터층을 구성하는 반사형 표시장치를 제공한다. In the present invention, shell particles having a second size smaller than the first size are bonded to the surface of a core particle having a first size in the form of a cluster, and nanoparticles with a colorant selectively adsorbed on the surface of the shell particles are formed on a color filter layer. Provides a reflective display device constituting a.

코어 입자는 외부 광원을 반사시키기에 충분한 크기, 예를 들어 100 내지 500 nm의 평균 입자 크기를 가지며, 쉘 입자는 나노 입자의 표면적을 증가시킬 수 있도록 1 내지 50 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. The core particles may have an average particle size of sufficient size to reflect external light sources, e.g., 100 to 500 nm, and the shell particles may have an average particle size of 1 to 50 nm, allowing to increase the surface area of the nanoparticles. .

이때, 상기 코어 입자와 상기 쉘 입자는 금속 또는 비금속 산화물이나 불화물과 같은 무기 입자일 수 있는데, 예시적인 실시형태에서 코어 입자의 굴절률은 2.0 이상이고, 쉘 입자의 굴절률은 2.0 미만인 나노 입자를 사용할 수 있다. At this time, the core particles and the shell particles may be inorganic particles such as metal or non-metal oxides or fluorides. In an exemplary embodiment, nanoparticles having a refractive index of the core particle of 2.0 or more and a refractive index of the shell particle of less than 2.0 can be used. there is.

쉘 입자에 흡착되는 착색제의 종류에 따라 적색 컬러모드, 녹색 컬러모드, 청색 컬러모드 등 다양한 컬러모드를 구현할 수 있으며, 컬러필터층과 독립적으로 위치하는 전기변색 물질의 산화, 환원 반응 등을 통하여 블랙 모드와 화이트 모드를 또한 구현할 수 있다. Depending on the type of colorant adsorbed on the shell particles, various color modes such as red color mode, green color mode, and blue color mode can be realized, and black mode can be achieved through oxidation and reduction reactions of electrochromic materials located independently of the color filter layer. and white mode can also be implemented.

본 발명에서는 코어 입자보다 작은 크기를 갖는 쉘 입자가 클러스터 형태로 코어 입자의 표면을 에워싸고 있으며, 선택적으로 다양한 컬러의 착색제가 쉘 입자 표면에 흡착되어 있는 나노 입자를 컬러필터층으로 이용한 반사형 표시장치를 제안한다. In the present invention, shell particles with a smaller size than the core particles surround the surface of the core particles in the form of a cluster, and a reflective display device using nanoparticles with colorants of various colors selectively adsorbed on the surface of the shell particles as a color filter layer. suggests.

상대적으로 큰 크기를 가지는 코어 입자를 채택하여 빛에 대한 반사율을 향상시킬 있어서 시야각이 확대되며, 높은 휘도를 확보할 수 있다. 또한, 본 발명의 컬러필터층을 구성하는 나노 입자는 코어 입자보다 작은 크기를 가지는 쉘 입자가 코어 입자에 클러스터 접합되어 있어, 나노 입자의 표면적을 크게 증가시킬 수 있다. 표면적이 큰 쉘 입자의 표면에 착색제가 다량 흡착될 수 있으므로, 색재현율을 향상시킬 수 있다. By adopting relatively large core particles, the reflectance of light can be improved, thereby expanding the viewing angle and ensuring high brightness. In addition, the nanoparticles constituting the color filter layer of the present invention have shell particles having a smaller size than the core particles clustered to the core particles, which can greatly increase the surface area of the nanoparticles. Since a large amount of colorant can be adsorbed on the surface of shell particles with a large surface area, color reproduction rate can be improved.

뿐만 아니라, 본 발명의 반사형 표시장치는 별도의 외부 전원이 요구되지 않으며, 구조적으로 간단하기 때문에, 반사형 표시장치를 제조하는 공정의 신뢰성과 공정의 재현성을 향상시킬 수 있다. In addition, since the reflective display device of the present invention does not require a separate external power source and is structurally simple, the reliability and reproducibility of the process of manufacturing the reflective display device can be improved.

도 1은 종래의 전기영동 방식을 이용한 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 반사율 및 색재현율이 향상된 컬러필터층에 적용될 수 있는 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 코어 입자 표면에 쉘 입자가 클러스터 형태로 접합된 나노 입자를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 반사율 및 색재현율이 향상된 컬러필터층에 적용될 수 있는 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 코어 입자 표면에 클러스터 형태로 접합된 쉘 입자에 착색제가 흡착된 나노 입자를 도시하고 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 코어 입자와 쉘 입자의 굴절률 차이에 따른 반사율 차이를 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 반사형 표시장치에 포함되는 전기변색 물질이 전원의 인가 여부에 따라 컬러가 변하는 상태를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 7a 내지 도 7e는 각각 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치에서 구현되는 다양한 영상 모드를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 박막트랜지스터 구조를 생략하였다.
도 8은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9a 내지 도 9e는 각각 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치에서 구현되는 다양한 영상 모드를 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 박막트랜지스터 구조를 생략하였다.
도 10은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 화이트 나노 입자에 대한 반사율 및 표면적을 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 아래쪽 백분율은 나노 입자에서 코어 입자의 분율을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 합성된 나노 입자를 컬러필터층에 적용한 반사형 표시장치에서 반사율 및 색재현율을 모의 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 아래쪽 백분율은 나노 입자에서 코어 입자의 분율을 나타낸다.
Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing a reflective display device using a conventional electrophoresis method.
Figure 2 is a diagram schematically showing nanoparticles that can be applied to a color filter layer with improved reflectance and color gamut according to an exemplary embodiment of the present invention. It shows a nanoparticle in which shell particles are bonded in a cluster form to the surface of the core particle.
Figure 3 is a diagram schematically showing nanoparticles that can be applied to a color filter layer with improved reflectance and color gamut according to another exemplary embodiment of the present invention. It shows nanoparticles with a colorant adsorbed on shell particles bonded in a cluster form to the surface of the core particle.
4A and 4B are schematic diagrams for explaining the difference in reflectance depending on the difference in refractive index between core particles and shell particles according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view schematically showing a reflective display device in which nanoparticles are applied to the color filter layer according to the first exemplary embodiment of the present invention.
6A and 6B are schematic diagrams schematically illustrating a state in which the color of an electrochromic material included in a reflective display device according to an exemplary embodiment of the present invention changes depending on whether or not power is applied.
7A to 7E are diagrams showing various image modes implemented in a reflective display device in which nanoparticles are applied to the color filter layer, respectively, according to an exemplary embodiment of the present invention. For convenience of explanation, the thin film transistor structure is omitted.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a reflective display device in which nanoparticles are applied to a color filter layer according to a second exemplary embodiment of the present invention.
9A to 9E are diagrams showing various image modes implemented in a reflective display device in which nanoparticles are applied to a color filter layer according to an exemplary embodiment of the present invention, respectively. For convenience of explanation, the thin film transistor structure is omitted.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a reflective display device in which nanoparticles are applied to a color filter layer according to a third exemplary embodiment of the present invention.
Figure 11 is a graph showing the results of measuring the reflectance and surface area of white nanoparticles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention. The bottom percentages represent the fraction of core particles in nanoparticles.
Figure 12 is a graph showing the results of simulated measurement of reflectance and color gamut in a reflective display device in which nanoparticles synthesized according to an exemplary embodiment of the present invention are applied to the color filter layer. The bottom percentages represent the fraction of core particles in nanoparticles.

반사형 표시장치의 컬러필터는 우수한 반사 특성과 함께 양호한 색재현율이 요구된다. 본 발명은 우수한 반사 특성과 색재현율을 구현할 수 있는 나노 입자로 구성되는 컬러필터층이 적용된 반사형 표시장치에 관한 것이다. 이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. The color filter of a reflective display device requires excellent reflection characteristics and good color gamut. The present invention relates to a reflective display device applied with a color filter layer composed of nanoparticles capable of realizing excellent reflection characteristics and color gamut. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings where necessary.

[나노 입자][Nanoparticles]

[제 1 실시형태][First Embodiment]

도 2는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따른 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 나노 입자(100)는 제 1 크기를 가지는 코어(core) 입자(110)와, 제 1 크기보다 작은 제 2 크기를 가지며 코어 입자(110)를 클러스터 형태로 에워싸면서 접합하는 다수의 쉘(shell) 입자(120)를 포함한다. Figure 2 is a diagram schematically showing nanoparticles according to a first exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the nanoparticle 100 according to the first embodiment of the present invention includes a core particle 110 having a first size, a second size smaller than the first size, and a core particle 110 having a first size. It includes a plurality of shell particles 120 that surround and join (110) in a cluster form.

반사형 표시장치의 컬러필터는 높은 색재현율을 구현하기 위하여 표면적이 커야 하며, 높은 휘도를 확보하기 위하여 반사 특성이 양호하여야 한다. 높은 반사율을 확보하기 위하여 크기가 큰 단결정(single crystal) 입자를 사용하는 경우, 입자의 표면적이 낮기 때문에(약 8.8 ㎡), 크기가 큰 단결정 입자에 흡착되는 착색제의 양이 적어져서 색재현율(color gamut)이 저하된다. 반면, 색재현율을 향상시키기 위하여 표면적이 넓은, 크기가 작은 단결정 입자를 사용하는 경우, 투과율이 지나치게 높아져서 반사율이 떨어지는 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 상대적으로 큰 크기를 갖는 코어 입자(110)의 표면에 상대적으로 작은 크기를 갖는 쉘 입자(120)가 클러스터 형태로 접합되어 있는 나노 입자(100)를 채택하여 반사율을 확보하는 동시에 양호한 색재현율을 구현할 수 있다. The color filter of a reflective display device must have a large surface area to implement a high color gamut and must have good reflection characteristics to ensure high luminance. When large-sized single crystal particles are used to ensure high reflectance, the surface area of the particles is low (approximately 8.8 ㎡), so the amount of colorant adsorbed on the large single crystal particles is reduced, resulting in lower color gamut. gamut) is lowered. On the other hand, when small-sized single crystal particles with a large surface area are used to improve color reproduction, there is a problem in that the transmittance becomes too high and the reflectance decreases. Accordingly, in the present invention, nanoparticles 100, in which relatively small shell particles 120 are bonded to the surface of relatively large core particles 110 in a cluster form, are used to secure reflectivity and at the same time provide good reflectivity. Color gamut can be implemented.

코어 입자(110)는 자연광이나 실내광 등의 외부 광원(외광)이 반사형 표시장치(200, 300, 400, 도 5, 8 및 10 참조)로 입사될 때, 빛을 반사시키는 반사체의 역할을 수행한다. 코어 입자(110)는 빛을 반사시키기에 충분한 제 1 크기를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 코어 입자(110)는 100 내지 500 nm의 평균 입자 크기, 바람직하게는 200 내지 300 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. The core particles 110 serve as a reflector that reflects light when an external light source (outside light) such as natural light or indoor light is incident on the reflective display device (200, 300, 400, see FIGS. 5, 8, and 10). Perform. Core particles 110 have a first size sufficient to reflect light. In an exemplary embodiment, core particles 110 may have an average particle size of 100 to 500 nm, preferably 200 to 300 nm.

한편, 쉘 입자(120)는 코어 입자(110)의 표면에 클러스터 형태로 접합되어 나노 입자(100)의 전체 표면적을 증가시킨다. 쉘 입자(120)는 나노 입자(100)의 전체 표면적을 증가시키기에 충분한 제 2 크기를 갖는다. 예시적인 실시형태에서, 쉘 입자(120)는 1 내지 50 nm의 평균 입자 크기, 바람직하게는 10 내지 20 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. Meanwhile, the shell particles 120 are bonded to the surface of the core particles 110 in a cluster form to increase the total surface area of the nanoparticles 100. Shell particles 120 have a second size sufficient to increase the total surface area of nanoparticles 100. In an exemplary embodiment, shell particles 120 may have an average particle size of 1 to 50 nm, preferably 10 to 20 nm.

제 1 실시형태에 따른 나노 입자(100)를 구성하는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)는 백색을 띠는 무기 입자일 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)는 금속 또는 비금속 산화물이나 불화물일 수 있다. 구체적으로, 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)는 각각 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 예를 들어 결정상이 아나타제(anatase)이거나 루틸(rutile) 구조인 이산화티타늄, 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2), 산화주석(SnO2)과 같은 산화물 입자 및/또는 불화바륨(BaF2), 불화칼슘(CaF2), 불화마그네슘(MgF2)과 같은 불화물 입자 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어질 수 있다. The core particles 110 and shell particles 120 constituting the nanoparticles 100 according to the first embodiment may be white inorganic particles. In exemplary embodiments, core particles 110 and shell particles 120 may be metal or non-metal oxides or fluorides. Specifically, the core particles 110 and the shell particles 120 are each made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), and titanium dioxide (TiO 2 ), for example, the crystal phase is anatase or rutile. (rutile) oxide particles such as titanium dioxide, zinc oxide (ZnO), silica (SiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ) and/or barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), magnesium fluoride ( It may be made of a material selected from the group consisting of fluoride particles such as MgF 2 ) and combinations thereof.

예시적인 실시형태에서, 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)는 1:1 내지 5:1의 중량비로 배합될 수 있다. 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)의 중량 비율이 1:1 내지 5:1의 범위에 있는 경우, 상대적으로 큰 크기를 가지는 코어 입자(110)에 의한 반사율 향상과, 상대적으로 작은 크기를 가지는 쉘 입자(120)에 의한 표면적 증가에 기인하는 색재현율 향상을 모두 구현할 수 있다. In an exemplary embodiment, core particles 110 and shell particles 120 may be blended in a weight ratio of 1:1 to 5:1. When the weight ratio of the core particles 110 and the shell particles 120 is in the range of 1:1 to 5:1, the reflectance is improved by the core particles 110 having a relatively large size and the relatively small size It is possible to implement all improvements in color gamut due to the increase in surface area by the shell particles 120.

상대적으로 큰 코어 입자(110)를 적용하여 외광에 대한 반사율을 향상시킬 수 있으며, 상대적으로 작은 쉘 입자(120)를 적용하여 나노 입자(100)의 표면적을 증가시킬 수 있다. The reflectance of external light can be improved by applying relatively large core particles 110, and the surface area of the nanoparticles 100 can be increased by applying relatively small shell particles 120.

[제 2 실시형태][Second Embodiment]

한편, 본 발명의 나노 입자는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120) 이외에도, 쉘 입자(120)에 흡착된 착색제를 더욱 포함할 수 있다. 도 3은 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따른 나노 입자를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따른 나노 입자(100A)는 제 1 크기를 가지는 코어 입자(110)와, 코어 입자(110)의 표면에 클러스터 형태로 접합되는 제 2 크기를 가지는 쉘 입자(120)와, 쉘 입자(120)에 흡착된 착색제(130)를 포함한다. Meanwhile, the nanoparticles of the present invention may further include a colorant adsorbed on the shell particles 120 in addition to the core particles 110 and the shell particles 120. Figure 3 is a diagram schematically showing nanoparticles according to another exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the nanoparticles 100A according to another exemplary embodiment of the present invention include a core particle 110 having a first size and a first particle bonded to the surface of the core particle 110 in a cluster form. It includes shell particles 120 having a size of 2 and a colorant 130 adsorbed on the shell particles 120.

도 2에 도시한 나노 입자(100)와 마찬가지로, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 나노 입자(100A)를 구성하는 코어 입자(110)는 입사되는 빛을 반사시키는 반사체의 역할을 수행하며, 100 내지 500 nm의 평균 입자 크기, 바람직하게는 200 내지 300 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 한편, 쉘 입자(120)는 코어 입자(110)의 표면에 클러스터 형태로 접합되어 나노 입자(100)의 전체 표면적을 증가시킨다. 쉘 입자(120)는 1 내지 50 nm, 바람직하게는 10 내지 20 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 상대적으로 작은 크기를 가지는 쉘 입자(120)에 착색제(130)가 다량으로 흡착될 수 있으므로, 색재현율을 향상시킬 수 있다. Like the nanoparticles 100 shown in FIG. 2, the core particles 110 constituting the nanoparticles 100A according to the second embodiment of the present invention serve as a reflector to reflect incident light, and 100 It may have an average particle size of from 500 nm to 500 nm, preferably from 200 to 300 nm. Meanwhile, the shell particles 120 are bonded to the surface of the core particles 110 in a cluster form to increase the total surface area of the nanoparticles 100. The shell particles 120 may have an average particle size of 1 to 50 nm, preferably 10 to 20 nm. Since a large amount of the colorant 130 can be adsorbed to the relatively small-sized shell particles 120, the color reproduction rate can be improved.

착색제(130)는 나노 입자(100A)를 구성하는 쉘 입자(120)의 표면에 흡착될 수 있는 임의의 착색제를 사용할 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 착색제(130)는 적색 착색제, 녹색 착색제 또는 청색 착색제일 수 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 착색제(130)는 적색/녹색/청색 착색제를 대신하여, 청록색(cyan)/다홍색(Magenta)/황색(yellow) 착색제일 수 있다. The colorant 130 may be any colorant that can be adsorbed on the surface of the shell particles 120 constituting the nanoparticles 100A. In one exemplary embodiment, colorant 130 may be a red colorant, a green colorant, or a blue colorant. In another alternative embodiment, colorant 130 may be a cyan/magenta/yellow colorant instead of a red/green/blue colorant.

본 발명의 나노 입자(100A)를 구성하는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)가 무기 입자인 경우에, 특히 쉘 입자(120)의 표면에 효율적으로 흡착될 수 있는 염료가 착색제(130)로 사용될 수 있다. 예를 들어, 염료는 쉘 입자(120)의 표면에 흡착될 수 있는 작용기를 가지는 유기 염료, 바람직하게는 음이온성 또는 음이온-형성 유기 염료일 수 있다. When the core particles 110 and shell particles 120 constituting the nanoparticles 100A of the present invention are inorganic particles, a dye that can be efficiently adsorbed on the surface of the shell particles 120 is used as the colorant 130. It can be used as For example, the dye may be an organic dye having a functional group that can be adsorbed to the surface of the shell particle 120, preferably an anionic or anion-forming organic dye.

하나의 예시적인 실시형태에서, 착색제(130)는 분자 내에 하이드록시기(-OH), 카르복시기(-COOH), 포스폰산기(-PO3H), 술폰산기(-SO3H), 케토알데하이드기(-CO-COH), 이들의 조합 및 이들의 염(예를 들어 술폰산나트륨염)으로 구성되는 군에서 선택되는 작용기를 가지는 유기 염료일 수 있다. 전술한 작용기를 가지는 유기 염료가 착색제(130)로 사용되는 경우, 쉘 입자(120)는 전술한 작용기와 반응할 수 있는 표면을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우에 쉘 입자(120)는 금속 또는 비금속 산화물, 예를 들어 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2), 산화주석(SnO2) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. In one exemplary embodiment, the colorant 130 has a hydroxyl group (-OH), a carboxylic acid group (-COOH), a phosphonic acid group (-PO 3 H), a sulfonic acid group (-SO 3 H), and a ketoaldehyde in the molecule. It may be an organic dye having a functional group selected from the group consisting of groups (-CO-COH), combinations thereof, and salts thereof (for example, sodium sulfonate salt). When an organic dye having the above-described functional group is used as the colorant 130, the shell particle 120 preferably has a surface capable of reacting with the above-mentioned functional group. In this case, the shell particle 120 is a metal or non-metal oxide, such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), silica (SiO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), and combinations thereof.

보다 구체적으로, 분자 내에 하이드록시기(-OH), 카르복시기(-COOH), 포스폰산기(-PO3H), 술폰산기(-SO3H), 케토알데하이드기(-CO-COH), ), 이들의 조합 및 이들의 염과 같은 작용기를 가지는 유기 염료로서 다음과 같은 것을 사용할 수 있다. More specifically, in the molecule there is a hydroxyl group (-OH), a carboxylic group (-COOH), a phosphonic acid group (-PO 3 H), a sulfonic acid group (-SO 3 H), a ketoaldehyde group (-CO-COH), ) The following can be used as organic dyes having functional groups such as , combinations thereof, and salts thereof.

적색 유기 염료로는 C.I. 모던트 레드 3(C.I. Mordant Red 3), C.I. 모던트 레드 7, C.I. 모던트 레드 11, C.I. 모던트 레드 15, C.I. 모던트 레드 19, C.I. 모던트 레드 30, 디&시 레드 34(D&C Red 34), C.I. 애시드 레드 1(C.I. Acid Red 1), C.I. 애시드 레드 13, C.I. 애시드 레드 14, C.I. 애시드 레드 32, C.I. 애시드 레드 37, C.I. 애시드 레드 38, C.I. 애시드 레드 42, C.I. 애시드 레드 88, C.I. 애시드 레드 119, C.I. 애시드 레드 131, C.I. 애시드 레드 138, C.I. 애시드 레드 154, C.I. 애시드 레드 249, C.I. 애시드 레드 299, C.I. 리액티브 레드 8(C.I. Reactive Red 8), C.I. 리액티브 레드 12, C.I. 리액티브 레드 23, C.I. 다이렉트 레드 23(C.I. Direct Red 23), C.I. 다이렉트 레드 75, C.I. 다이렉트 레드 76, C.I. 다이렉트 레드 79, C.I. 다이렉트 레드 80, C.I. 다이렉트 레드 81, C.I. 다이렉트 레드 250 등을 사용할 수 있다. Red organic dyes include C.I. C.I. Mordant Red 3, C.I. Mordant Red 7, C.I. Mordaunt Red 11, C.I. Mordant Red 15, C.I. Mordaunt Red 19, C.I. Mordaunt Red 30, D&C Red 34, C.I. Acid Red 1 (C.I. Acid Red 1), C.I. Acid Red 13, C.I. Acid Red 14, C.I. Acid Red 32, C.I. Acid Red 37, C.I. Acid Red 38, C.I. Acid Red 42, C.I. Acid Red 88, C.I. Acid Red 119, C.I. Acid Red 131, C.I. Acid Red 138, C.I. Acid Red 154, C.I. Acid Red 249, C.I. Acid Red 299, C.I. Reactive Red 8 (C.I. Reactive Red 8), C.I. Reactive Red 12, C.I. Reactive Red 23, C.I. Direct Red 23 (C.I. Direct Red 23), C.I. Direct Red 75, C.I. Direct Red 76, C.I. Direct Red 79, C.I. Direct Red 80, C.I. Direct Red 81, C.I. Direct Red 250, etc. can be used.

녹색 유기 염료로는 C.I. 모던트 그린 21, C.I. 모던트 그린 23, C.I. 모던트 그린 31, C.I. 애시드 그린 25, C.I 애시드 그린 41, C.I. 애시드 그린 50, C.I. 다이렉트 그린 1, C.I. 다이렉트 그린 21, C.I. 다이렉트 그린 26 등을 사용할 수 있다. Green organic dyes include C.I. Mordaunt Green 21, C.I. Mordaunt Green 23, C.I. Mordaunt Green 31, C.I. Acid Green 25, C.I Acid Green 41, C.I. Acid Green 50, C.I. Direct Green 1, C.I. Direct Green 21, C.I. Direct Green 26, etc. can be used.

청색 유기 염료로는 C.I. 모던트 블루 1, C.I. 모던트 블루 3, C.I. 모던트 블루 7, C.I. 모던트 블루 9, C.I. 모던트 블루 10, C.I. 모던트 블루 13, C.I. 모던트 블루 29, C.I. 애시드 블루 9, C.I. 애시드 블루 25, C.I. 애시드 블루 40, C.I. 애시드 블루 43, C.I. 애시드 블루 62, C.I. 애시드 블루 92, C.I. 애시드 블루 113, C.I. 애시드 블루 117, C.I. 애시드 블루 129, C.I. 리액티브 블루 15, C.I. 리액티브 블루 19, C.I. 리액티브 블루 216, C.I. 다이렉트 블루 15, C.I. 다이렉트 블루 78, C.I. 다이렉트 블루 86, C.I. 다이렉트 블루 93, C.I. 다이렉트 블루 106 등을 사용할 수 있다. Blue organic dyes include C.I. Mordaunt Blue 1, C.I. Modern Blue 3, C.I. Mordant Blue 7, C.I. Mordant Blue 9, C.I. Mordant Blue 10, C.I. Mordant Blue 13, C.I. Mordant Blue 29, C.I. Acid Blue 9, C.I. Acid Blue 25, C.I. Acid Blue 40, C.I. Acid Blue 43, C.I. Acid Blue 62, C.I. Acid Blue 92, C.I. Acid Blue 113, C.I. Acid Blue 117, C.I. Acid Blue 129, C.I. Reactive Blue 15, C.I. Reactive Blue 19, C.I. Reactive Blue 216, C.I. Direct Blue 15, C.I. Direct Blue 78, C.I. Direct Blue 86, C.I. Direct Blue 93, C.I. Direct Blue 106, etc. can be used.

본 발명의 제 2 실시형태에 따른 나노 입자(100A)는 제 1 크기를 가지는 코어 입자(110)를 사용하여 반사 특성이 우수하다. 또한, 제 2 크기를 가지는 쉘 입자(120)가 코어 입자(110)의 표면에 클러스터로 접합되어 있으므로 표면적이 크게 증가한다. 표면적이 증가된 쉘 입자(120)의 표면에 착색제(130)가 대량 흡착될 수 있기 때문에, 외부 광원이 나노 입자(100A)에서 반사될 때 색재현율이 향상될 수 있다. Nanoparticles (100A) according to the second embodiment of the present invention have excellent reflection characteristics by using core particles (110) having the first size. In addition, since the shell particles 120 having the second size are joined to the surface of the core particles 110 in clusters, the surface area is greatly increased. Because a large amount of the colorant 130 can be adsorbed on the surface of the shell particle 120 with an increased surface area, color gamut can be improved when an external light source is reflected from the nanoparticle 100A.

한편, 본 발명에 따른 나노 입자(100, 100A)는 후술하는 반사형 표시장치(200, 300, 400, 도 5, 8 및 10 참조)의 컬러필터층(260, 360, 460, 도 5, 8 및 10 참조)을 구성할 수 있다. 이때, 반사형 표시장치로 입사되는 빛의 반사와 관련해서 나노 입자(100, 100A)를 구성하는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120)의 굴절률을 조정할 필요가 있다. 하기 식 1로 표시되는 프레스넬 방정식(Fresnel Equation)에 따르면, 서로 다른 굴절률(n1, n2)을 가지는 2개의 매질 사이에서 반사율(R)은 2개의 매질에서의 굴절률 차이가 클수록 증가한다. Meanwhile, the nanoparticles (100, 100A) according to the present invention are used in the color filter layers (260, 360, 460, FIGS. 5, 8 and 10) can be configured. At this time, it is necessary to adjust the refractive index of the core particles 110 and shell particles 120 constituting the nanoparticles 100 and 100A in relation to the reflection of light incident on the reflective display device. According to the Fresnel Equation shown in Equation 1 below, the reflectance (R) between two media with different refractive indices (n 1 , n 2 ) increases as the difference in refractive index between the two media increases.

식 1Equation 1

따라서, 도 4a에 도시한 바와 같이, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)과 코어 입자(110)의 굴절률(n2)이 거의 같은 경우에는 코어 입자(110)와 쉘 입자(120) 사이의 표면에서 난반사가 일어난다. 이에 따라 나노 입자(100, 100A, 도 2 및 3 참조)로 입사된 빛의 대부분은 난반사되고 일부만이 빛이 입사된 방향으로 반사되기 때문에 전체적인 반사 특성이 저하될 수 있다. Therefore, as shown in FIG. 4A, when the refractive index (n 1 ) of the shell particle 120 and the refractive index (n 2 ) of the core particle 110 are approximately the same, between the core particle 110 and the shell particle 120 Diffuse reflection occurs on the surface of Accordingly, most of the light incident on the nanoparticles (100, 100A, see FIGS. 2 and 3) is diffusely reflected and only a portion is reflected in the direction in which the light was incident, which may deteriorate the overall reflection characteristics.

반면, 도 4b에 도시한 바와 같이, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)과 코어 입자(110)의 굴절률(n2)이 크게 차이가 있는 경우, 나노 입자(100, 100A, 도 2 및 3 참조)로 입사된 빛의 대부분이 빛이 입사된 방향인 외광 쪽으로 정반사되어 반사 특성이 향상된다. On the other hand, as shown in Figure 4b, when the refractive index (n 1 ) of the shell particle 120 and the refractive index (n 2 ) of the core particle 110 are significantly different, the nanoparticles 100, 100A, Figures 2 and 3), most of the incident light is regularly reflected toward external light, which is the direction from which the light was incident, improving reflection characteristics.

따라서 본 발명의 예시적인 실시형태에 따르면, 나노 입자(100, 100A, 도 2 및 3 참조)를 구성하는 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)과 코어 입자(110)의 굴절률(n2) 차이가 클수록 반사 특성이 향상된다. 바람직한 실시형태에서, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)과 코어 입자(110)의 굴절률(n2) 차이는 0.5 이상, 예를 들어 0.5 내지 2.0일 수 있다. Therefore, according to an exemplary embodiment of the present invention, the refractive index (n 1 ) of the shell particles 120 constituting the nanoparticles (100, 100A, see FIGS. 2 and 3) and the refractive index (n 2 ) of the core particles 110 The larger the difference, the better the reflection characteristics. In a preferred embodiment, the difference between the refractive index (n 1 ) of the shell particle 120 and the refractive index (n 2 ) of the core particle 110 may be 0.5 or more, for example, 0.5 to 2.0.

이때, 하나의 예시적인 실시형태에서, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)이 코어 입자(110)의 굴절률(n2)보다 클 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 코어 입자(110)의 굴절률(n2)이 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)보다 클 수도 있다. 일례로, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 코어 입자(110)의 굴절률(n2)이 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)보다 크다. 예를 들어, 코어 입자(110)의 굴절률(n2)은 2.0 내지 3.5이고, 쉘 입자(120)의 굴절률(n1)은 1.3 이상 2.0 미만일 수 있다. At this time, in one exemplary embodiment, the refractive index (n 1 ) of the shell particle 120 may be greater than the refractive index (n 2 ) of the core particle 110. In another example embodiment, the refractive index (n 2 ) of the core particle 110 may be greater than the refractive index (n 1 ) of the shell particle 120. For example, according to an exemplary embodiment of the present invention, the refractive index (n 2 ) of the core particle 110 is greater than the refractive index (n 1 ) of the shell particle 120. For example, the refractive index (n 2 ) of the core particles 110 may be 2.0 to 3.5, and the refractive index (n 1 ) of the shell particles 120 may be 1.3 or more and less than 2.0.

하나의 예시적인 실시형태에서, 상대적으로 높은 굴절률을 가지는 산화지르코늄(굴절률 2.208), 이산화티타늄, 예를 들어 루틸 결정상의 이산화티타늄(굴절률 2.874), 아나타제 결정상의 이산화티타늄(굴절률 2.493), 산화아연(굴절률 2.0) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기 입자가 코어 입자(110)의 소재로 사용되는 것이 바람직하다. 한편, 상대적으로 낮은 굴절률을 가지는 산화알루미늄(굴절률 1.77), 실리카(굴절률 1.457), 산화주석(굴절률 1.475), 불화바륨(굴절률 1.455), 불화칼슘(굴절률 1.434), 불화마그네슘(굴절률 1.374) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 무기 입자가 쉘 입자(120)의 소재로 사용되는 것이 바람직하다. In one exemplary embodiment, zirconium dioxide having a relatively high refractive index (refractive index 2.208), titanium dioxide, such as titanium dioxide on rutile crystals (refractive index 2.874), titanium dioxide on anatase crystals (refractive index 2.493), zinc oxide ( It is preferable that inorganic particles selected from the group consisting of a refractive index of 2.0 and a combination thereof are used as a material for the core particles 110. On the other hand, aluminum oxide (refractive index 1.77), silica (refractive index 1.457), tin oxide (refractive index 1.475), barium fluoride (refractive index 1.455), calcium fluoride (refractive index 1.434), magnesium fluoride (refractive index 1.374) and these have relatively low refractive indices. It is preferable that inorganic particles selected from the group consisting of a combination of are used as a material for the shell particles 120.

[반사형 표시장치][Reflective display device]

[제 1 실시형태][First Embodiment]

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노 입자(100, 100A)는 반사 특성 및 색재현율이 우수하므로, 반사형 표시장치의 컬러필터층에 적용될 수 있다. 도 5는 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따라 3개의 화소영역으로 구분되는 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. As described above, the nanoparticles (100, 100A) according to the present invention have excellent reflection characteristics and color gamut, so they can be applied to the color filter layer of a reflective display device. Figure 5 is a cross-sectional view schematically showing a reflective display device divided into three pixel areas according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반사형 표시장치(200)는 제 1 기판(210), 제 1 기판(210)과 마주하는 제 2 기판(220), 제 1 기판(210) 상에 위치하는 제 1 전극(230), 제 2 기판(220) 상에 위치하는 제 2 전극(240), 제 1 전극(210)과 제 2 전극(240) 사이에 위치하는 전해질층(270), 제 2 전극(240)과 전해질층(270) 사이에 위치하는 전기변색 입자(282)를 함유하는 가변차광층(280), 제 1 전극(230)과 전해질층(270) 사이에 위치하는 컬러필터층(260)을 포함하고, 선택적으로 제 1 전극(230)과 컬러필터층(260) 사이에 위치하는 카운터 전극(250)을 포함한다. As shown in FIG. 5, the reflective display device 200 according to the first embodiment of the present invention includes a first substrate 210, a second substrate 220 facing the first substrate 210, and a first substrate 220. The first electrode 230 located on the substrate 210, the second electrode 240 located on the second substrate 220, and the electrolyte located between the first electrode 210 and the second electrode 240. Layer 270, a variable light-shielding layer 280 containing electrochromic particles 282 located between the second electrode 240 and the electrolyte layer 270, between the first electrode 230 and the electrolyte layer 270. It includes a color filter layer 260 located at, and optionally includes a counter electrode 250 located between the first electrode 230 and the color filter layer 260.

반사형 표시장치(200)의 하부와 상부의 기재를 구성하는 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다. 이때, 플렉서블 기판은 폴리에테르술폰(Polyethersulfone, PES), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 및 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.The first substrate 210 and the second substrate 220, which constitute the lower and upper substrates of the reflective display device 200, may be glass substrates, thin flexible substrates, or polymer plastic substrates. At this time, the flexible substrate is one of polyethersulfone (PES), polyimide (PI), polyethylenenaphthalate (PEN), polyethyleneterephthalate (PET), and polycarbonate (PC). can be formed.

제 1 기판(210)의 내측, 즉 제 1 기판(210) 상에 반사판의 역할을 수행할 수 있는 제 1 전극(230)이 위치한다. 본 발명에 따른 반사형 표시장치(200)는 자연광이나 실내광과 같은 외광을 광원으로 이용하는 반사형 표시장치로 활용될 수 있으며, 제 2 기판(220)의 전면을 통해 입사된 광은 제 1 전극(230)에서 확산 및 산란되며 반사될 수 있다. 이와 같이 제 1 전극(230)을 적용함으로써 반사 특성이 향상되어, 고-휘도의 영상을 구현할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(230)은 반사율이 양호한 도전성 금속, 예를 들면, 금(Ag), 은(Au), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 이들의 혼합물 및/또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. A first electrode 230 that can function as a reflector is located inside the first substrate 210, that is, on the first substrate 210. The reflective display device 200 according to the present invention can be used as a reflective display device that uses external light such as natural light or indoor light as a light source, and the light incident through the front of the second substrate 220 is transmitted to the first electrode. (230) It can be diffused, scattered, and reflected. By applying the first electrode 230 in this way, reflection characteristics are improved, and a high-brightness image can be implemented. For example, the first electrode 230 is a conductive metal with good reflectivity, such as gold (Ag), silver (Au), palladium (Pd), copper (Cu), aluminum (Al), mixtures thereof, and / Or it may be made of an alloy thereof.

다른 선택적인 실시형태에서, 제 1 전극(230)은 투명 도전성 물질, 예를 들면, 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO), 징크-옥사이드(ZnO) 및 인듐-옥사이드(In2O3)으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 제조될 수 있다.In another alternative embodiment, the first electrode 230 is made of a transparent conductive material, such as indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO) ), zinc-oxide (ZnO), and indium-oxide (In 2 O 3 ).

또 다른 선택적인 실시형태에서, 제 1 전극(230)은 투명 도전성 물질과 반사 특성이 양호한 도전성 물질을 포함하는 다중층 구조를 가질 수 있다. 일례로, 제 1 전극(230)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)층, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper; APC) 합금층, ITO층의 삼중층 구조를 가질 수 있다. 제 1 전극(230)은 스퍼터링 공정을 통하여 제 1 기판(210) 상에 증착될 수 있다. In another alternative embodiment, the first electrode 230 may have a multi-layer structure including a transparent conductive material and a conductive material with good reflective properties. For example, the first electrode 230 may have a triple-layer structure of an indium-tin-oxide (ITO) layer, an aluminum-palladium-copper (APC) alloy layer, and an ITO layer. The first electrode 230 may be deposited on the first substrate 210 through a sputtering process.

이때, 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 제 1 전극(230)과 연결되며 위치한다. 구체적으로, 제 1 기판(210) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 각각의 화소영역(PA, PA2, PA3)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다. 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(211), 반도체층(214), 소스 전극(215), 드레인 전극(216)을 포함한다. 게이트 전극(211)과 반도체층(214) 사이에 게이트 절연막(212)이 위치한다. 게이트 절연막(212)은 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. At this time, a thin film transistor (Tr) for driving each pixel area (PA1, PA2, PA3) is connected to the first electrode 230 and positioned. Specifically, on the first substrate 210, a gate wire (not shown) and a data wire (not shown) intersect to define each pixel area (PA, PA2, PA3), and the thin film transistor (Tr) is the gate wire. and connected to the data wiring. The thin film transistor (Tr) includes a gate electrode 211, a semiconductor layer 214, a source electrode 215, and a drain electrode 216. A gate insulating film 212 is positioned between the gate electrode 211 and the semiconductor layer 214. The gate insulating film 212 may be made of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx).

반도체층(214)은 게이트 전극(211)과 중첩하고 산화물 반도체 물질로 이루어진다. 이와 달리, 반도체층(214)은 순수 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)으로 이루어지는 액티브층(미도시)과 불순물 비정질 실리콘(impurity-doped amorphous silicon)으로 이루어지는 오믹콘택층(미도시)의 적층 구조를 가질 수도 있다.The semiconductor layer 214 overlaps the gate electrode 211 and is made of an oxide semiconductor material. In contrast, the semiconductor layer 214 has a stacked structure of an active layer (not shown) made of pure amorphous silicon and an ohmic contact layer (not shown) made of impurity-doped amorphous silicon. It may be possible.

소스 전극(215)과 드레인 전극(216)은 서로 이격하며 반도체층(214) 상에 위치한다. 게이트 전극(211), 소스 전극(215), 드레인 전극(216)은 각각 알루미늄, 구리와 같은 저-저항 금속 물질로 이루어질 수 있다.The source electrode 215 and the drain electrode 216 are spaced apart from each other and are located on the semiconductor layer 214. The gate electrode 211, source electrode 215, and drain electrode 216 may each be made of a low-resistance metal material such as aluminum or copper.

박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(216)을 노출하는 드레인 콘택홀(218)을 갖는 보호층(217)이 형성된다. 예를 들어, 보호층(217)은 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 또한, 보호층(217)과 소스 및 드레인 전극(215, 216) 사이에는 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드와 같은 무기절연물질로 이루어지는 절연층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. A protective layer 217 is formed that covers the thin film transistor (Tr) and has a drain contact hole 218 exposing the drain electrode 216. For example, the protective layer 217 may be made of an organic insulating material such as photoacrylic. Additionally, an insulating layer (not shown) made of an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride may be further formed between the protective layer 217 and the source and drain electrodes 215 and 216.

제 1 전극(230)은 드레인 콘택홀(218)을 통해 드레인 전극(216)에 연결되며 보호층(217) 상에 형성된다. The first electrode 230 is connected to the drain electrode 216 through the drain contact hole 218 and is formed on the protective layer 217.

한편, 제 1 전극(230)과 컬러필터층(260) 사이에 카운터 전극(250)이 위치할 수 있다. 카운터 전극(250)은 전해질층(270)에 부족한 이온을 공급하기 위한 것이다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 카운터 전극(250)은 산화세륨(CeO2), 산화티타늄(TiO2), 산화텅스텐(WO3), 산화니켈(NiO), 산화몰리브덴(MoO3), 산화바나듐(V2O5) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 이때, 이들 금속 산화물의 분산 용액을 제 1 전극(230) 상에 도포한 다음, 건조, 소결(sintering)하는 방법으로 카운터 전극(250)을 형성할 수 있다. 선택적으로, 카운터 전극(250)은 이들 금속 산화물의 증기상으로부터의 증착, 예를 들어 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD) 또는 물리기상증착(physical vapor deposition, PVD) 등의 방법으로 제 1 전극(230) 상에 적층될 수 있다. Meanwhile, a counter electrode 250 may be positioned between the first electrode 230 and the color filter layer 260. The counter electrode 250 is used to supply insufficient ions to the electrolyte layer 270. In one exemplary embodiment, counter electrode 250 is made of cerium oxide (CeO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), nickel oxide (NiO), molybdenum oxide (MoO 3 ), vanadium oxide. (V 2 O 5 ) and may be made of a metal oxide selected from the group consisting of combinations thereof. At this time, the counter electrode 250 can be formed by applying the dispersed solution of these metal oxides on the first electrode 230 and then drying and sintering. Optionally, the counter electrode 250 is deposited from the vapor phase of these metal oxides, for example, by depositing the first electrode by a method such as chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD). It can be laminated on (230).

다른 예시적인 실시형태에서, 카운터 전극(250)은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene); PEDOT), 페로센(ferrocene)과 같은 메탈로센(metallocene) 화합물이나 유도체, 디페닐아민, 트리페닐아민, 페노티아진(phenothiazine)계 고분자 및/또는 페녹사진(phenoxazine)계 고분자로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다. In another exemplary embodiment, the counter electrode 250 is made of a metallocene compound such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT)) or ferrocene. It may be made of a material selected from the group consisting of or derivatives, diphenylamine, triphenylamine, phenothiazine-based polymers, and/or phenoxazine-based polymers.

하나의 예시적인 실시형태에서, 카운터 전극(250)은 대한민국공개특허 제10-2016-0053352호에 기재되어 있는 메탈로센 모이어티와, 트리아릴아민을 함유하는 아크릴계 삼공중합체로 이루어질 수도 있다. 대안적으로, 카운터 전극(250)을 이룰 수 있는 메탈로센 모이어티를 갖는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체일 수 있다. 메탈로센 모이어티를 갖는 화합물을 카운터 전극(250)으로 형성하고자 하는 경우, 이 화합물을 제 1 전극(230) 상에 코팅하고, 건조시키는 방법이 채택될 수 있다. 화학식 1의 물질은 3차 아민 염, 예를 들어, 트리아릴아민 염을 포함할 수도 있다. In one exemplary embodiment, the counter electrode 250 may be made of an acrylic terpolymer containing a metallocene moiety and triarylamine, as described in Korean Patent Publication No. 10-2016-0053352. Alternatively, the compound having a metallocene moiety that can form the counter electrode 250 may be a copolymer represented by Formula 1 below. When it is desired to form a compound having a metallocene moiety into the counter electrode 250, a method of coating this compound on the first electrode 230 and drying it may be adopted. The substances of Formula 1 may also include tertiary amine salts, such as triarylamine salts.

화학식 1Formula 1

(화학식 1에서 a와 b는 각각 1 이상의 자연수이고, M은 전이금속, 예를 들어, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ru 및 Os로 구성되는 군에서 선택될 수 있는 전이금속이다)(In Formula 1, a and b are each natural numbers of 1 or more, and M is a transition metal that can be selected from the group consisting of transition metals, for example, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ru, and Os. it is metal)

카운터 전극(250)은 대략 100 내지 1000 nm의 두께로 형성될 수 있다. 카운터 전극(250)의 두께가 100 nm 미만이면 전해질층(270)의 구동 특성이 저하될 수 있고, 카운터 전극(250)의 두께가 100 nm를 초과하면 저항의 증가로 인하여 응답 속도가 저하될 수 있다.The counter electrode 250 may be formed to have a thickness of approximately 100 to 1000 nm. If the thickness of the counter electrode 250 is less than 100 nm, the driving characteristics of the electrolyte layer 270 may deteriorate, and if the thickness of the counter electrode 250 exceeds 100 nm, the response speed may decrease due to an increase in resistance. there is.

한편, 제 1 기판(210)에 마주하는 제 2 기판(220)의 내측에는 제 2 전극(240)이 위치한다. 제 2 전극(240)은 투명 도전성 물질, 예를 들면, 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO), 징크-옥사이드(ZnO) 및 인듐-옥사이드(In2O3)으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 제조될 수 있다. Meanwhile, the second electrode 240 is located inside the second substrate 220 facing the first substrate 210. The second electrode 240 is made of a transparent conductive material, for example, indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO), zinc-oxide (ZnO). ) and indium-oxide (In 2 O 3 ).

제 1 전극(230)과 제 2 전극(240) 사이, 보다 구체적으로 제 1 전극(230)과 전기변색 입자(282)로 이루어지는 가변차광층(280) 사이에 전해질층(270)이 위치한다. 예를 들어, 전해질층(270)은 고체상 전해질로 이루어질 수 있다. 액상의 전해질을 채택하는 경우에 유체 형태의 전해질 액이 누설될 우려가 있다. 예를 들어, 전해질층(270)은 용해된 리튬 염을 포함하는 겔-타입 또는 고분자계 전해질이 사용된다. 바람직하게는 전해질층(270)의 매질은 열 경화 또는 광 경화가 가능하며, 전기전도성은 비교적 낮고 이온전도성은 우수한 고체상 전해질(solid state electrolyte, SSE)로 이루어질 수 있다. The electrolyte layer 270 is located between the first electrode 230 and the second electrode 240, more specifically between the first electrode 230 and the variable light-shielding layer 280 made of electrochromic particles 282. For example, the electrolyte layer 270 may be made of a solid electrolyte. When a liquid electrolyte is used, there is a risk of leakage of the fluid electrolyte. For example, the electrolyte layer 270 is a gel-type or polymer-based electrolyte containing a dissolved lithium salt. Preferably, the medium of the electrolyte layer 270 may be made of a solid state electrolyte (SSE) that can be heat-cured or photo-cured and has relatively low electrical conductivity and excellent ionic conductivity.

예시적인 실시형태에서, 겔-타입 전해질을 구성할 수 있는 겔-형성 고분자 또는 고분자계 전해질을 구성할 수 있는 고분자는 폴리(비닐리덴 플루오라이드-co-헥사플루오로프로필렌)(PVDF-HFP), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산)(poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid, Poly-AMPS), 개질된 폴리에틸렌옥사이드(modified PEO) 등을 사용할 수 있다. In an exemplary embodiment, the gel-forming polymer capable of constituting a gel-type electrolyte or the polymer capable of constituting a polymer-based electrolyte is poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP), Polyacrylonitrile (PAN), poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid) acid, Poly-AMPS), modified polyethylene oxide (modified PEO), etc. can be used.

겔-타입 전해질 또는 고분자계 전해질은 0.1 내지 1 mol/ℓ의 농도의 리튬 염을 함유할 수 있다. 전해질층(270)에 사용될 수 있는 리튬 염은 예를 들어 리튬비스(트리플루오로메틸)술포닐)아마이드(lithium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide, LiTf2N), 리튬 트리플루오로메탄술포네이트(lithium trifluoromethanesulfonate, LiTfO, LiCF3SO3), 리튬비스(트리플루오로메탄)술폰이미드(lithium bis(trifluoromethane)sulfonamide, LiTFSI) 또는 리튬 퍼클로레이트(LiClO4)를 포함하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. The gel-type electrolyte or polymer-based electrolyte may contain lithium salt at a concentration of 0.1 to 1 mol/l. Lithium salts that can be used in the electrolyte layer 270 include, for example, lithium bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide (LiTf2N), lithium trifluoromethane sulfonate (lithium trifluoromethanesulfonate, LiTfO, LiCF 3 SO 3 ), lithium bis(trifluoromethane)sulfonamide (LiTFSI), or lithium perchlorate (LiClO 4 ), but the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 전해질층(270)은 카운터 전극(250) 상에 20 내지 200 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. 전해질층(270)의 두께가 20 ㎛ 미만인 경우, 반사형 표시장치(200)의 소자 구동 특성이 저하될 수 있으며, 제 2 전극(240) 상부로 국부적인 전류가 흘러 소자의 수명이 단축될 수 있다. 또한, 전해질층(270)의 두께가 200 ㎛을 초과하는 경우, 소자의 응답 속도가 느려질 수 있으며, 인접한 화소영역으로 전해질이 번질 수 있다. For example, the electrolyte layer 270 may be formed on the counter electrode 250 to have a thickness of 20 to 200 ㎛. If the thickness of the electrolyte layer 270 is less than 20 ㎛, the device driving characteristics of the reflective display device 200 may deteriorate, and local current may flow to the upper part of the second electrode 240, shortening the lifespan of the device. there is. Additionally, if the thickness of the electrolyte layer 270 exceeds 200 ㎛, the response speed of the device may slow and the electrolyte may spread to adjacent pixel areas.

또한, 제 2 전극(240) 상에 다수의 전기변색(electrochromic) 입자(282)가 배치되는 가변차광층(280)이 위치한다. 본 발명의 반사형 표시장치(200)에 적용될 수 있는 전기변색 입자(282)는 전원의 인가 여부에 따른 산화-환원 반응에 의하여 투명 및 흑색으로 변환될 수 있는 임의의 입자가 사용될 수 있다. 즉, 전기변색 입자(282)는 전기적 산화-환원 반응에 의한 광 투과 특성이 변화되어 외광을 투과하거나 흡수하여 투광 모드 또는 차광 모드를 구현한다. 예를 들어, 전기변색 입자(282)는 전해질층(270) 내에 넓게 퍼진 형태로 분산되어 위치할 수도 있다. Additionally, a variable light blocking layer 280 in which a plurality of electrochromic particles 282 are disposed is located on the second electrode 240. The electrochromic particles 282 that can be applied to the reflective display device 200 of the present invention may be any particles that can be converted to transparent and black through an oxidation-reduction reaction depending on whether or not power is applied. That is, the electrochromic particles 282 change their light transmission characteristics due to an electrical oxidation-reduction reaction and transmit or absorb external light to implement a light transmission mode or a light blocking mode. For example, the electrochromic particles 282 may be positioned in a widely dispersed manner within the electrolyte layer 270.

하나의 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)는 도 6a 내지 도 6b에 도시된 것과 같은 코어(282a)-쉘(282b) 구조를 갖는 무기 입자일 수 있다. 코어(282a)는 5 내지 200 nm, 바람직하게는 10 내지 100 nm의 평균 입자 크기를 갖는 구형 또는 무정형의 입자를 사용할 수 있다. 코어(282a)는 쉘(282b)에서 발생하는 변색 특성을 향상시키기 위하여 다공성 물질을 사용할 수도 있다. In one exemplary embodiment, electrochromic particles 282 may be inorganic particles having a core 282a-shell 282b structure as shown in FIGS. 6A-6B. The core 282a may use spherical or amorphous particles having an average particle size of 5 to 200 nm, preferably 10 to 100 nm. The core 282a may use a porous material to improve the discoloration characteristics occurring in the shell 282b.

하나의 예시적인 실시형태에서, 전하의 이동도를 향상시키기 위하여 도전성 물질을 코어(282a)로 사용할 수 있다. 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide), 안티몬-틴-옥사이드(antimony-tin-oxide, ATO), 불소 도핑된 틴-옥사이드(fluorine-doped tin-oxide, FTO), 알루미늄-징크-옥사이드(aluminum-zinc oxide, AZO) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. In one exemplary embodiment, a conductive material may be used as the core 282a to improve charge mobility. Conductive materials include indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide, antimony-tin-oxide (ATO), and fluorine-doped tin. -oxide (fluorine-doped tin-oxide, FTO), aluminum-zinc oxide (aluminum-zinc oxide, AZO), and combinations thereof.

다른 예시적인 실시형태에서, 코어(282a)는 가시광선에 대하여 우수한 투과도를 보이며 비표면적이 큰 비-도전성 금속 산화물을 사용할 수 있다. 비표면적이 큰 비-도전성 금속 산화물은 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. In another exemplary embodiment, the core 282a may use a non-conductive metal oxide that exhibits excellent transmittance to visible light and has a large specific surface area. The non-conductive metal oxide with a large specific surface area may be selected from the group consisting of titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), silica (SiO 2 ), and combinations thereof.

즉, 코어(282a)는 전술한 도전성 금속 산화물, 비-도전성 금속 산화물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 코어(282a)는 전술한 물질에 한정되는 것은 아니며, 가시광선에 대하여 높은 투과율을 가지며 도전성이 우수한 유기 물질, 무기 물질, 또는 유기 물질과 무기물질의 혼합 물질을 적용할 수 있다. That is, the core 282a may be selected from the group consisting of the above-described conductive metal oxide, non-conductive metal oxide, and combinations thereof. The core 282a is not limited to the above-described materials, and may be made of an organic material, an inorganic material, or a mixture of organic and inorganic materials with high transmittance to visible light and excellent conductivity.

쉘(282b)은 인가되는 전기적 신호, 즉 제 1 전극(230)과 제 2 전극(240)에 의해 인가되는 전압에 의하여 산화 또는 환원이 이루어지면서 오프(OFF) 상태인 투명 또는 온(ON) 상태인 블랙(B/K)으로 가역적으로 색상이 변하여 빛을 투과 또는 흡수하는 전기변색 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 쉘(282b)은 하기 화학식 2로 이루어지는 유기 화합물일 수 있다. The shell 282b is oxidized or reduced by the applied electrical signal, that is, the voltage applied by the first electrode 230 and the second electrode 240, and is in a transparent or ON state. It can be made of an electrochromic material that changes color reversibly to black (B/K) and transmits or absorbs light. For example, the shell 282b may be an organic compound having the following formula (2).

화학식 2Formula 2

(화학식 2에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 황화합물, 하이드록시기, 치환 또는 비치환된 C1~C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1~C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3~C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C20 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3~C20 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C20의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C20 헤테로사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2~C20 헤테로사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C5~C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C6~C30 옥시아릴기 및 치환 또는 비치환된 C5~C30 헤테로옥시아릴기에서 선택되며, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 C1~C5 알킬기이며, X는 Cl, Br, I, PF6, TFSi, BF4, ClO4 등의 1가 음이온으로 이루어진다.(In Formula 2, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a sulfur compound, a hydroxy group, a substituted or unsubstituted C1~C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1~C20 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C2~C20 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2~C20 alkynyl group, substituted or unsubstituted C3~C20 cycloalkyl group, substituted or unsubstituted C3~C20 cycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C3~C20 cycloalkyl group. Alkynyl group, substituted or unsubstituted C2~C20 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2~C20 heterocycloalkenyl group, substituted or unsubstituted C2~C20 heterocycloalkynyl group, substituted or unsubstituted C6~C30 It is selected from an aryl group, a substituted or unsubstituted C5~C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C6~C30 oxyaryl group, and a substituted or unsubstituted C5~C30 heterooxyaryl group, and R 3 and R 4 are each Independently , it is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 ~C5 alkyl group, and

다른 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)는 코어-쉘 구조가 아니며 전기적 신호에 의하여 블랙 또는 투명으로 가역적으로 변색되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 전기변색 입자(282)는 하기 화학식 3으로 표시되는 물질일 수 있다. In another exemplary embodiment, the electrochromic particles 282 do not have a core-shell structure and may be a material that reversibly changes color to black or transparent by an electrical signal. For example, the electrochromic particles 282 may be a material represented by the following formula (3).

화학식 3Formula 3

전기변색 입자(282)를 구성하는 쉘(282b)이 흑색에서 투명 또는 투명에서 흑색으로 변할 경우, 쉘(282b)이 흑색이면 외광이 차폐되어 차광 모드가 구현되고 쉘(282b)이 투명하면 외광이 투과하여 투광 모드를 구현할 수 있다. 이에 대해서 살펴본다. When the shell 282b constituting the electrochromic particle 282 changes from black to transparent or from transparent to black, if the shell 282b is black, external light is blocked and a light blocking mode is implemented, and if the shell 282b is transparent, external light is blocked. Transmission mode can be implemented by transmitting. Let’s take a look at this.

도 6a에 도시한 바와 같이, 제 1 및 2 전극(230, 240)으로 전원이 인가되지 않은 경우, 즉 오프(OFF) 상태에서 전기변색 입자(282)의 코어(282a)와 쉘(282b)은 모두 투명한 상태를 갖는다. 전기변색 입자(282)가 투명 상태로 변이되면서, 외광은 가변차광층(280)을 투과하여 컬러필터층(260)에서 반사된다. 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 가변차광층(280)의 전원을 적절히 제어함으로써, 다양한 컬러 모드와 화이트 모드를 구현할 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다. As shown in FIG. 6A, when power is not applied to the first and second electrodes 230 and 240, that is, in the OFF state, the core 282a and shell 282b of the electrochromic particles 282 are All have a transparent state. As the electrochromic particles 282 change to a transparent state, external light passes through the variable light blocking layer 280 and is reflected by the color filter layer 260. By appropriately controlling the power of the variable light-shielding layer 280 in each pixel area (PA1, PA2, and PA3), various color modes and white modes can be implemented, which will be described later.

한편, 도 6b에 도시한 바와 같이, 제 1 및 2 전극(230, 240)으로 전원이 인가된 경우, 즉 온(ON) 상태에서 전기변색 입자(282)의 쉘(282b)은 흑색으로 변환된다. 외광은 흑색으로 변색된 전기변색 입자(282)로 이루어진 가변차광층(280)에서 흡수되므로, 반사형 표시장치(200)는 차광 모드인 블랙 영상 모드를 구현할 수 있다. Meanwhile, as shown in Figure 6b, when power is applied to the first and second electrodes 230 and 240, that is, in the ON state, the shell 282b of the electrochromic particle 282 is converted to black. . Since external light is absorbed by the variable light blocking layer 280 made of electrochromic particles 282 discolored to black, the reflective display device 200 can implement a black image mode, which is a light blocking mode.

하나의 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)는 제 2 전극(240) 상에 딥 코팅(침지), 스핀 코팅, 롤러 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅, 슬릿 코팅 등의 방법을 이용하여 코팅될 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)는 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 옵셋 인쇄, 또는 플렉소 인쇄(flexographic printing) 등의 인쇄 방식을 통하여 형성할 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(282)를 포함하는 가변차광층(280)은 2 전극(240) 상에 1 내지 50 nm, 바람직하게는 1 내지 10 nm의 두께로 형성될 수 있다.In one exemplary embodiment, the electrochromic particles 282 are coated on the second electrode 240 using a method such as dip coating, spin coating, roller coating, spray coating, bar coating, slit coating, etc. It can be. In another exemplary embodiment, the electrochromic particles 282 may be formed through a printing method such as screen printing, gravure printing, offset printing, or flexographic printing. In an exemplary embodiment, the variable light blocking layer 280 including electrochromic particles 282 may be formed on the two electrodes 240 to a thickness of 1 to 50 nm, preferably 1 to 10 nm.

한편, 카운터 전극(250)과 전해질층(270) 사이에 컬러필터층(260)이 위치할 수 있다. 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 따르면, 컬러필터층(260)은 적색 컬러필터층(260R), 녹색 컬러필터층(260G), 청색 컬러필터층(260G)이 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3)을 이루고 있다. 이때, 제 1 기판(210)과 제 2 기판(220) 사이의 이들 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 경계에 격벽(202)이 위치하여, 각각의 컬러필터층(260R, 260G, 260B) 별로 나노 입자(100R, 100G, 100B)들을 분리시킬 수 있다. 만약, 나노 입자(100R, 100G, 100B)가 매질에 의하여 위치가 고정되는 경우, 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B)을 격리하는 격벽은 생략될 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(260)은 카운터 전극(250) 상의 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3)에 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B)를 패터닝하여 형성될 수 있다. Meanwhile, the color filter layer 260 may be positioned between the counter electrode 250 and the electrolyte layer 270. According to the first exemplary embodiment of the present invention, the color filter layer 260 includes a red color filter layer 260R, a green color filter layer 260G, and a blue color filter layer 260G in each pixel area (PA1, PA2, PA3). is achieving. At this time, a partition 202 is located at the border of these pixel areas (PA1, PA2, and PA3) between the first substrate 210 and the second substrate 220, so that each color filter layer (260R, 260G, 260B) Nanoparticles (100R, 100G, 100B) can be separated. If the positions of the nanoparticles (100R, 100G, and 100B) are fixed by the medium, the partition wall that isolates each nanoparticle (100R, 100G, and 100B) may be omitted. For example, the color filter layer 260 may be formed by patterning nanoparticles 100R, 100G, and 100B in each pixel area (PA1, PA2, and PA3) on the counter electrode 250.

구체적으로 살펴보면, 컬러필터층(260)은 코어 입자(110, 도 3 참조) 표면에 클러스터 접합된 쉘 입자(120, 도 3 참조)에 적색 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착된 나노 입자(이하, '적색 나노 입자'라고 함, 100R)로 이루어진 적색 컬러필터층(260R)과, 코어 입자(110, 도 3 참조) 표면에 클러스터 접합된 쉘 입자(120, 도 3 참조)에 녹색 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착된 나노 입자(이하, '녹색 나노 입자'라고 함, 100G)로 이루어진 녹색 컬러필터층(260G)과, 코어 입자(110, 도 3 참조) 표면에 클러스터 접합된 쉘 입자(120, 도 3 참조)에 청색 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착된 나노 입자(이하, '청색 나노 입자'라고 함, 100B)로 이루어진 청색 컬러필터층(260B)으로 이루어진다. Looking specifically, the color filter layer 260 is a nano particle (hereinafter referred to as , called 'red nanoparticles', a red color filter layer (260R) made of 100R), and a green colorant (130, A green color filter layer (260G) composed of nanoparticles (hereinafter referred to as 'green nanoparticles', 100G) adsorbed (see FIG. 3), and shell particles (120) clustered on the surface of the core particles (110, see FIG. 3). It consists of a blue color filter layer (260B) made of nanoparticles (hereinafter referred to as 'blue nanoparticles', 100B) to which a blue colorant (130, see FIG. 3) is adsorbed.

즉, 본 발명에 따른 컬러필터층(260)은 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조)에 클러스터 접합되어 있는 다수의 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조)로 구성되는 나노 입자(100R, 100G, 100B)로 구성되어 있다. 본 발명에 따르면, 컬러필터층(260)은 나노 크기의 나노 입자(100R, 100G, 100B)로 구성되어 있으므로, 전해질은 이들 나노 입자(100R, 100G, 100B) 사이에 침투할 수 있다. That is, the color filter layer 260 according to the present invention is composed of nanoparticles (100R, 100G) composed of a plurality of shell particles (120, see Figures 2 and 3) clustered to the core particle (110, see Figures 2 and 3). , 100B). According to the present invention, since the color filter layer 260 is composed of nano-sized nanoparticles (100R, 100G, and 100B), the electrolyte can penetrate between these nanoparticles (100R, 100G, and 100B).

예시적인 실시형태에 따라 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조), 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조) 및/또는 이에 흡착된 착색제(130, 도 3 참조)로 이루어진 나노 입자(100, 100A, 100R, 100G, 100B)가 컬러필터층(260, 260R, 260G, 260B)에 사용되었는지의 여부는 다음과 같은 방법으로 확인할 수 있다. 먼저, 컬러는 색좌표(Y, x, z)를 측정하여 확인할 수 있으며, 코어-쉘 구조는 투과전자현미경(transmission electron microscopy; TEM)을 통해서 확인할 수 있으며, 코어 입자-쉘 입자의 비율은 X선 회절 분석법(X-ray diffraction method; XRD)에 따른 메인 피크(main peak)의 크기를 하기 식 2를 통하여 평가함으로써 분석할 수 있다. According to an exemplary embodiment, nanoparticles (100, Whether 100A, 100R, 100G, 100B) was used in the color filter layer (260, 260R, 260G, 260B) can be checked in the following way. First, color can be confirmed by measuring color coordinates (Y, x, z), core-shell structure can be confirmed through transmission electron microscopy (TEM), and the ratio of core particles to shell particles can be determined by The size of the main peak according to the X-ray diffraction method (XRD) can be analyzed by evaluating the size of the main peak through Equation 2 below.

식 2Equation 2

(식 2에서 Xc /s는 코어 입자-쉘 입자에서 코어의 분율이고, lcore는 코어 입자의 신호 강도(예를 들어 코어 입자가 루틸 결정상을 가지는 TiO2인 경우, 루틸 결정상의 메인 피크(~28°)의 신호 강도)이며, lshell은 코어 입자에 클러스터 접합된 쉘 입자의 신호 강도(예를 들어 쉘 입자가 아나타제 결정상을 가지는 TiO2인 경우, 아나타제 결정상의 메인 피크(~25°)의 신호 강도)이며, 그 앞의 n은 쉘 입자의 강도 보정 인자로서 쉘 입자가 아나타제인 경우에는 3이다)( In Equation 2 , signal intensity of ~28°), and l shell is the signal intensity of the shell particle cluster-bonded to the core particle (for example, if the shell particle is TiO 2 with an anatase crystal phase, the main peak of the anatase crystal phase (~25°) signal intensity), and n in front of it is the intensity correction factor of the shell particle, which is 3 if the shell particle is anatase)

전술한 바와 같이, 적색 나노 입자(100R), 녹색 나노 입자(100G), 청색 나노 입자(100B)는 코어 입자(110, 도 3 참조)의 표면에 다수의 쉘 입자(120, 도 3 참조)가 클러스터 접합되어 있다. 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조)의 크기에 기인하는 우수한 반사 특성과, 표면적이 넓은 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조)에 기인하는 우수한 색재현율을 모두 구현할 수 있다. 특히, 전기변색 입자(282)로 이루어진 가변차광층(280)으로의 전원을 적절히 제어함으로써, 블랙 모드와 화이트 모드는 물론이고, 서로 다른 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착되어 있는 나노 입자(100R, 100G, 100B)로 각각 이루어진 컬러필터층(260R, 260G, 260B)에서 구현되는 다양한 컬러 모드를 구현할 수 있는데, 이에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. As described above, the red nanoparticles (100R), green nanoparticles (100G), and blue nanoparticles (100B) have a plurality of shell particles (120, see Figure 3) on the surface of the core particle (110, see Figure 3). Clusters are joined. Both excellent reflection characteristics due to the size of the core particles (110, see Figures 2 and 3) and excellent color gamut due to the large surface area of the shell particles (120, see Figures 2 and 3) can be achieved. In particular, by appropriately controlling the power to the variable light-shielding layer 280 made of electrochromic particles 282, not only black mode and white mode, but also nanoparticles (see FIG. 3) on which different colorants (130, see FIG. 3) are adsorbed. Various color modes implemented in the color filter layers (260R, 260G, 260B) each composed of (100R, 100G, 100B) can be implemented, which will be described in more detail.

도 7a에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)에서 블랙 모드를 구현하고자 하는 경우, 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3) 모두에 위치하는 제 1 및 제 2 전극(230, 240)에 전원을 인가하여 최종적으로 가변차광층(280)으로 전기적 신호를 인가한다. 이에 따라, 가변차광층(280)을 구성하는 전기변색 입자(282)의 쉘(282b, 도 6b 참조)이 흑색으로 변색된다. 그 결과 가변차광층(280)은 제 1 내지 제 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)에서 차광 모드로 변환된다. As shown in FIG. 7A, when it is desired to implement black mode in the reflective display device 200, the first and second electrodes 230 located in all of the first to third pixel areas (PA1, PA2, and PA3) Power is applied to 240 and finally an electrical signal is applied to the variable light blocking layer 280. Accordingly, the shell 282b (see FIG. 6B) of the electrochromic particles 282 constituting the variable light blocking layer 280 is discolored to black. As a result, the variable light blocking layer 280 is converted to the light blocking mode in the first to third pixel areas (PA1, PA2, and PA3).

이때, 자연광이나 실내광과 같은 외광이 반사형 표시장치(200) 내부로 입사되면, 외광은 쉘(282b, 도 6b 참조)이 흑색으로 변색된 전기변색 입자(282)에 의하여 가변차광층(280)에서 흡수 및 차광되고, 아래쪽의 컬러필터층(260R, 260G, 260B)으로 입사되지 못한다. 이에 따라 반사형 표시장치(200)는 블랙 모드를 구현할 수 있다. At this time, when external light such as natural light or indoor light enters the reflective display device 200, the external light is transmitted to the variable light blocking layer 280 by electrochromic particles 282 in which the shell 282b (see FIG. 6b) is discolored to black. ) and is prevented from entering the color filter layers (260R, 260G, 260B) below. Accordingly, the reflective display device 200 can implement black mode.

한편, 도 7b 내지 도 7e에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 컬러 모드를 구현하고자 하는 경우에는, 특정 컬러를 표시하는 화소영역의 가변차광층(280)으로만 전원을 인가하지 않음으로써, 해당 가변차광층(280)은 오프(OFF) 상태의 투광 모드를 구현하고, 나머지 화소영역의 가변차광층(280)에 전원을 인가하여 나머지 가변차광층(280)은 온(ON) 상태의 차광 모드를 구현한다. Meanwhile, as shown in FIGS. 7B to 7E, when the reflective display device 200 wishes to implement a color mode, power is not applied only to the variable light-shielding layer 280 in the pixel area displaying a specific color. By not doing so, the variable light-shielding layer 280 implements the light transmission mode in the OFF state, and by applying power to the variable light-shielding layer 280 in the remaining pixel area, the remaining variable light-shielding layer 280 is turned ON. Implements the state's shading mode.

예를 들어, 도 7b에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 적색 컬러 모드를 구현하는 경우, 적색 컬러필터층(260R)에 대응하는 제 1 화소영역(PA1)의 가변차광층(280)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 제 1 화소영역(PA1)의 가변차광층(280)은 투광 모드를 구현한다. 나머지 화소영역(PA2, PA3)의 가변차광층(280)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여, 이들 화소영역(PA2, PA3)의 가변차광층(280)은 차광 모드를 구현한다. 투광 모드가 설정된 제 1 화소영역(PA1)에서 빛이 가변차광층(280)을 투과하여 적색 컬러필터층(260R)으로 입사되고, 적색 나노 입자(100R)에서 반사되어 적색 빛이 반사된다. 반면, 차광 모드가 설정된 제 2 및 3 화소영역(PA2, PA3)에서 빛은 가변차광층(280)에서 흡수되므로, 최종적으로 적색 컬러 모드가 구현된다. For example, as shown in FIG. 7B, when the reflective display device 200 implements a red color mode, the variable light-shielding layer 280 in the first pixel area PA1 corresponding to the red color filter layer 260R ) is set to OFF, so that the variable light-shielding layer 280 of the first pixel area PA1 implements a light transmission mode. By setting the switch of the variable light blocking layer 280 of the remaining pixel areas (PA2 and PA3) to ON, the variable light blocking layer 280 of these pixel areas (PA2 and PA3) implements the light blocking mode. In the first pixel area PA1 where the light transmission mode is set, light passes through the variable light blocking layer 280 and enters the red color filter layer 260R, and is reflected by the red nanoparticles 100R, thereby reflecting red light. On the other hand, in the second and third pixel areas (PA2, PA3) where the light blocking mode is set, light is absorbed by the variable light blocking layer 280, and thus a red color mode is finally implemented.

마찬가지로, 도 7c에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 녹색 컬러 모드를 구현하는 경우, 제 2 화소영역(PA2)의 가변차광층(280)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1 및 3 화소영역(PA1, PA3)의 가변차광층(280)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 2 화소영역(PA2)에서 빛이 가변차광층(280)을 투과하여 녹색 컬러필터층(260G)에서 녹색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1 및 3 화소영역(PA1, PA3)에서 빛은 가변차광층(280)에서 흡수되므로, 최종적으로 녹색 컬러 모드가 구현된다. Likewise, as shown in FIG. 7C, when the reflective display device 200 implements the green color mode, the switch of the variable light-shielding layer 280 in the second pixel area PA2 is set to OFF. The light transmitting mode is implemented, and the light blocking mode is implemented by setting the switch of the variable light blocking layer 280 of the first and third pixel areas (PA1 and PA3) to ON. In the second pixel area (PA2) in which light transmission is set, light passes through the variable light blocking layer 280 and green light is reflected in the green color filter layer (260G), but in the first and third pixel areas (PA1, PA3) in which light transmission mode is set, green light is reflected. ), the light is absorbed in the variable light-shielding layer 280, so a green color mode is finally implemented.

또한, 도 7d에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 청색 컬러 모드를 구현하는 경우, 제 3 화소영역(PA3)의 가변차광층(280)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1 및 2 화소영역(PA1, PA2)의 가변차광층(280)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 3 화소영역(PA3)에서 빛이 가변차광층(280)을 투과하여 청색 컬러필터층(260B)에서 청색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1 및 2 화소영역(PA1, PA2)에서 빛은 가변차광층(280)에서 흡수되므로, 최종적으로 청색 컬러 모드가 구현된다.In addition, as shown in FIG. 7D, when the reflective display device 200 implements the blue color mode, the switch of the variable light-shielding layer 280 in the third pixel area PA3 is set to OFF. A light transmitting mode is implemented, and a light blocking mode is implemented by setting the switch of the variable light blocking layer 280 of the first and second pixel areas (PA1 and PA2) to ON. In the third pixel area (PA3) in which all light transmission is set, light passes through the variable light blocking layer 280 and blue light is reflected in the blue color filter layer (260B), but in the first and second pixel areas (PA1, PA2) in which light transmission mode is set, the blue light is reflected. ), the light is absorbed in the variable light-shielding layer 280, so a blue color mode is finally implemented.

한편, 도 7e에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 화이트 모드를 구현하는 경우, 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 가변차광층(280)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현한다. 적색, 녹색 및 청색 컬러필터층(260R, 260G, 260B)에 대응하는 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)으로 입사된 빛은 모두 투광 모드가 설정된 제 1 내지 제 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)에서의 가변차광층(280)을 투과하여 적색, 녹색 및 청색 컬러필터층(260R, 260G, 260B)로 입사, 반사된다. 3가지 빛이 각각 적색, 녹색 및 청색 컬러필터층(260R, 260G, 260B)에서 반사되면, 빛의 3원색에 의하여 화이트 모드가 구현된다. Meanwhile, as shown in FIG. 7E, when the reflective display device 200 implements the white mode, the switch of the variable light-shielding layer 280 in the first to third pixel areas (PA1, PA2, and PA3) is turned off ( OFF) to implement light transmission mode. All light incident on the first to third pixel areas (PA1, PA2, PA3) corresponding to the red, green, and blue color filter layers (260R, 260G, 260B) is transmitted to the first to third pixel areas (PA1, PA1, PA3) in which the light transmission mode is set. It passes through the variable light blocking layer 280 in PA2, PA3) and is incident and reflected on the red, green, and blue color filter layers 260R, 260G, and 260B. When three types of light are reflected from the red, green, and blue color filter layers (260R, 260G, and 260B), white mode is implemented by the three primary colors of light.

이처럼, 본 발명에 따르면, 상대적으로 크기가 큰 코어 입자, 표면적이 넓은 상대적으로 크기자 작은 쉘 입자 및 다양한 색상의 착색제를 포함한 나노 입자(100R, 100G, 100B)를 컬러필터층(260R, 260G, 260B)에 적용하여, 반사 특성이 우수하고 색재현율이 향상된 반사형 표시장치(200)를 제조할 수 있다. 또한, 반사형 표시장치(200)는 별도의 박막트랜지스터나 표시패널이 요구되지 않기 때문에, 독립된 외부 전원이 요구되지 않으며, 구조적으로 간단하여 공정 신뢰성이나 공정 재현성이 우수한 반사형 표시장치를 제조할 수 있다. In this way, according to the present invention, nanoparticles (100R, 100G, 100B) containing relatively large core particles, relatively small shell particles with a large surface area, and colorants of various colors are added to the color filter layer (260R, 260G, 260B). ), a reflective display device 200 with excellent reflection characteristics and improved color gamut can be manufactured. In addition, since the reflective display device 200 does not require a separate thin film transistor or display panel, it does not require an independent external power source and is structurally simple, making it possible to manufacture a reflective display device with excellent process reliability and process reproducibility. there is.

[제 2 실시형태][Second Embodiment]

도 5에서는 3개의 컬러필터층(260R, 260G, 260B)으로만 이루어진 반사형 표시장치(200)을 예시하였으나, 반사형 표시장치는 화이트 모드를 구현할 수 있는 독립적인 컬러필터층을 가질 수 있다. 도 8은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따라 4개의 화소영역으로 구분되는 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. Although FIG. 5 illustrates the reflective display device 200 consisting of only three color filter layers 260R, 260G, and 260B, the reflective display device may have an independent color filter layer capable of implementing a white mode. Figure 8 is a cross-sectional view schematically showing a reflective display device divided into four pixel areas according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반사형 표시장치(300)는 제 1 기판(310), 제 1 기판(310)과 마주하는 제 2 기판(320), 제 1 기판(310) 상에 위치하는 제 1 전극(330), 제 2 기판(320) 상에 위치하는 제 2 전극(340), 제 1 전극(310)과 제 2 전극(340) 사이에 위치하는 전해질층(370), 제 2 전극(340)과 전해질층(370) 사이에 위치하는 전기변색 입자(382)를 함유하는 가변차광층(380), 제 1 전극(310)과 전해질층(370) 사이에 위치하는 컬러필터층(360)을 포함하고, 선택적으로, 제 1 전극(330)과 컬러필터층(360) 사이에 위치하는 카운터 전극(350)을 포함한다. As shown in FIG. 8, the reflective display device 300 according to the second embodiment of the present invention includes a first substrate 310, a second substrate 320 facing the first substrate 310, and a first substrate 320. A first electrode 330 located on the substrate 310, a second electrode 340 located on the second substrate 320, and an electrolyte located between the first electrode 310 and the second electrode 340. Layer 370, a variable light-shielding layer 380 containing electrochromic particles 382 located between the second electrode 340 and the electrolyte layer 370, between the first electrode 310 and the electrolyte layer 370. and, optionally, a counter electrode 350 located between the first electrode 330 and the color filter layer 360.

반사형 표시장치(300)의 하부와 상부의 기재를 구성하는 제 1 기판(310)과 제 2 기판(320)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다. The first substrate 310 and the second substrate 320, which constitute the lower and upper substrates of the reflective display device 300, may be glass substrates, thin flexible substrates, or polymer plastic substrates.

제 1 기판(310)의 내측에 제 1 전극(330)이 위치한다. 본 발명에 따른 표시장치(300)는 자연광이나 실내광과 같은 외광을 광원으로 이용하는 반사형 표시장치로 활용될 수 있으며, 제 2 기판(320)의 전면을 통해 입사된 광은 제 1 전극(330)에서 확산 및 산란되며 반사될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극(310)은 반사율이 양호한 도전성 금속, 투명 도전성 물질 및/또는 이들이 혼합된 금속 소재로 이루어질 수 있다. The first electrode 330 is located inside the first substrate 310. The display device 300 according to the present invention can be used as a reflective display device that uses external light such as natural light or indoor light as a light source, and the light incident through the front surface of the second substrate 320 is transmitted through the first electrode 330. ) can be diffused, scattered, and reflected. For example, the first electrode 310 may be made of a conductive metal with good reflectivity, a transparent conductive material, and/or a mixture of these metal materials.

이때, 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 제 1 전극(330)과 연결되며 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)를 형성하기 위하여, 제 1 기판(310) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다. 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(311), 반도체층(314), 소스 전극(315), 드레인 전극(316)을 포함한다. 게이트 전극(311)과 반도체층(314) 사이에는 게이트 절연막(312)이 위치한다.At this time, a thin film transistor (Tr) for driving each pixel area (PA1, PA2, PA3, and PA4) is connected to the first electrode 330 and positioned. To form a thin film transistor (Tr), gate wires (not shown) and data wires (not shown) intersect on the first substrate 310 to define each pixel area (PA1, PA2, PA3, PA4). , the thin film transistor (Tr) is connected to the gate wiring and data wiring. The thin film transistor (Tr) includes a gate electrode 311, a semiconductor layer 314, a source electrode 315, and a drain electrode 316. A gate insulating film 312 is located between the gate electrode 311 and the semiconductor layer 314.

또한, 박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(316)을 노출하는 드레인 콘택홀(318)을 갖는 보호층(317)이 형성되고, 제 1 전극(330)은 드레인 콘택홀(318)을 통해 드레인 전극(316)에 연결되며 보호층(317) 상에 형성된다.In addition, a protective layer 317 is formed that covers the thin film transistor (Tr) and has a drain contact hole 318 exposing the drain electrode 316, and the first electrode 330 connects the drain through the drain contact hole 318. It is connected to the electrode 316 and is formed on the protective layer 317.

한편, 제 1 기판(310)에 마주하는 제 2 기판(320)의 내측에는 제 2 전극(340)이 위치한다. 예를 들어, 제 2 전극(340)은 투명 도전성 물질로 제조될 수 있다.Meanwhile, the second electrode 340 is located inside the second substrate 320 facing the first substrate 310. For example, the second electrode 340 may be made of a transparent conductive material.

제 1 전극(330)과 컬러필터층(360) 사이에 카운터 전극(350)이 위치할 수 있다. 카운터 전극(350)은 전해질층(370)에 부족한 이온을 공급하기 위한 것으로, 금속 산화물, PEDOT, 메탈로센 화합물이나 유도체, 디페닐아민, 트리페닐아민, 페노티아진계 고분자 및/또는 페녹사진계 고분자로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다. A counter electrode 350 may be positioned between the first electrode 330 and the color filter layer 360. The counter electrode 350 is used to supply insufficient ions to the electrolyte layer 370, and is made of metal oxide, PEDOT, metallocene compounds or derivatives, diphenylamine, triphenylamine, phenothiazine polymer, and/or phenoxazine polymer. It may be made of a material selected from the group consisting of.

제 1 전극(330)과 제 2 전극(340) 사이에 전해질층(370)이 위치한다. 예를 들어, 전해질층(370)은 고체상 전해질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전해질층(370)은 용해된 리튬 염을 포함하는 겔-타입 또는 고분자계 전해질이 사용된다. 바람직하게는 전해질층(370)의 매질은 열 경화 또는 광 경화가 가능하며, 전기전도성은 비교적 낮고 이온전도성은 우수한 고체상 전해질(solid state electrolyte, SSE)로 이루어질 수 있다. The electrolyte layer 370 is located between the first electrode 330 and the second electrode 340. For example, the electrolyte layer 370 may be made of a solid electrolyte. For example, the electrolyte layer 370 uses a gel-type or polymer-based electrolyte containing a dissolved lithium salt. Preferably, the medium of the electrolyte layer 370 may be made of a solid state electrolyte (SSE) that can be heat-cured or photo-cured and has relatively low electrical conductivity and excellent ionic conductivity.

또한, 제 2 전극(340) 상에 다수의 전기변색(electrochromic) 입자(382)가 배치되는 가변차광층(380)이 위치한다. 전기변색 입자(382)는 전원의 인가 여부에 따른 산화-환원 반응에 의하여 투명 및 흑색으로 변환될 수 있는 임의의 입자가 사용될 수 있다. 이에 따라, 전기변색 입자(382)는 전기적 산화-환원 반응에 의한 광 투과 특성이 변화되어 외광을 투과하거나 흡수하여 투광 모드 또는 차광 모드를 구현한다. Additionally, a variable light blocking layer 380 in which a plurality of electrochromic particles 382 are disposed is located on the second electrode 340. The electrochromic particles 382 may be any particles that can be converted to transparent or black through an oxidation-reduction reaction depending on whether or not power is applied. Accordingly, the electrochromic particles 382 change their light transmission characteristics due to an electrical oxidation-reduction reaction and transmit or absorb external light to implement a light transmission mode or a light blocking mode.

하나의 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(382)는 코어(282a, 도 6a 참조)-쉘(282b, 도 6a 참조) 구조를 갖는 무기 입자일 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(382)는 코어-쉘 구조가 아니며 전기적 신호에 의하여 블랙 또는 투명으로 가역적으로 변색되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 전기변색 입자(382)는 상기 화학식 3으로 표시되는 물질일 수 있다. In one exemplary embodiment, electrochromic particles 382 may be inorganic particles having a core 282a (see FIG. 6A)-shell 282b (see FIG. 6A) structure. In another exemplary embodiment, the electrochromic particles 382 do not have a core-shell structure and may be a material that reversibly changes color to black or transparent by an electrical signal. For example, the electrochromic particles 382 may be a material represented by Formula 3 above.

도 6a 내지 도 6b에서 설명한 것과 유사하게, 제 1 및 제 2 전극(330, 340)으로 전원이 인가되는지의 여부에 따라, 전기변색 입자(382)를 구성하는 쉘(282b, 도 6a 및 6b 참조)이 흑색에서 투명 또는 투명에서 흑색으로 변할 수 있다. 전기변색 입자(382)를 구성하는 쉘(282b, 도 6b 참조)이 흑색이면 외광이 전기변색 입자(382)에서 차폐되어 차광 모드가 구현되고, 쉘(282b, 도 6a 참조)이 투명하면 외광이 전기변색 입자(382)를 투과하여 투광 모드를 구현할 수 있다. Similar to that described in FIGS. 6A and 6B, depending on whether or not power is applied to the first and second electrodes 330 and 340, the shell 282b constituting the electrochromic particle 382, see FIGS. 6A and 6B. ) can change from black to transparent or from transparent to black. If the shell (282b, see Figure 6b) constituting the electrochromic particle 382 is black, external light is blocked by the electrochromic particle 382, thereby implementing a light blocking mode, and if the shell (282b, see Figure 6a) is transparent, external light is blocked. A light transmission mode can be implemented by transmitting the electrochromic particles 382.

제 1 전극(340)과 전해질층(370) 사이에 컬러필터층(360)이 위치한다. 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 따르면, 컬러필터층(360)은 4개의 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)으로 구분되고, 각각의 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)이 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 이루고 있다. A color filter layer 360 is located between the first electrode 340 and the electrolyte layer 370. According to the second exemplary embodiment of the present invention, the color filter layer 360 is divided into four color filter layers (360R, 360G, 360B, and 360W), and each color filter layer (360R, 360G, 360B, and 360W) is It forms the pixel area (PA1, PA2, PA3, PA4).

구체적으로 살펴보면, 컬러필터층(360)은 적색 나노 입자(100R) 이루어진 적색 컬러필터층(360R)과, 녹색 나노 입자(100G)로 이루어진 녹색 컬러필터층(360G)과, 청색 나노 입자(100B)로 이루어진 청색 컬러필터층(360B)과, 코어 입자(110, 도 2 참조) 표면에 클러스터 접합된 쉘 입자(120, 도 2 참조)로 이루어진 나노 입자(즉, 착색제가 흡착되지 않은 나노 입자, 이하, '백색 나노 입자'라고 함, 100W)로 이루어진 백색 컬러필터층(360W)으로 이루어진다. Specifically, the color filter layer 360 includes a red color filter layer (360R) made of red nanoparticles (100R), a green color filter layer (360G) made of green nanoparticles (100G), and a blue color filter layer (360G) made of blue nanoparticles (100B). Nanoparticles (i.e., nanoparticles to which no colorant is adsorbed, hereinafter referred to as 'white nano') consisting of a color filter layer (360B) and a shell particle (120, see FIG. 2) clustered on the surface of the core particle (110, see FIG. 2) It consists of a white color filter layer (360W) made of ‘particles’ (100W).

이때, 제 1 기판(310)과 제 2 기판(320) 사이의 이들 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)의 경계에 격벽(302)이 위치하여, 각각의 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W) 별로 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)들을 분리시킬 수 있다. 만약, 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)가 매질에 의하여 위치가 고정되는 경우, 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)을 격리하는 격벽은 생략될 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(360)은 카운터 전극(350) 상의 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)에 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)를 패터닝하여 형성될 수 있다.At this time, a partition 302 is located at the border of these pixel areas (PA1, PA2, PA3, and PA4) between the first substrate 310 and the second substrate 320, and each color filter layer (360R, 360G, 360B) , 360W), nanoparticles (100R, 100G, 100B, 100W) can be separated. If the position of the nanoparticles (100R, 100G, 100B, 100W) is fixed by the medium, the partition wall that isolates each nanoparticle (100R, 100G, 100B, 100W) can be omitted. For example, the color filter layer 360 may be formed by patterning each nanoparticle (100R, 100G, 100B, 100W) in each pixel area (PA1, PA2, PA3, and PA4) on the counter electrode 350. .

적색 나노 입자(100R), 녹색 나노 입자(100G), 청색 나노 입자(100B) 및 백색 나노 입자(100W)는 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조)의 표면에 다수의 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조)가 클러스터 접합되어 있다. 코어 입자(110, 도 2 및 도 3 참조)의 크기에 기인하는 우수한 반사 특성과 표면적이 넓은 쉘 입자(120, 도 2 및 도 3 참조)에 기인하는 우수한 색재현율을 모두 구현할 수 있다. 특히, 전기변색 입자(382)로 이루어진 가변차광층(380)으로의 전원을 적절히 제어함으로써, 블랙 모드와 화이트 모드는 물론이고, 서로 다른 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착되어 있거나 착색제가 흡착되지 않은 나노 입자(100R, 100G 100B, 100W)로 각각 이루어진 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)에서 구현되는 다양한 컬러 모드를 구현할 수 있는데, 이에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. Red nanoparticles (100R), green nanoparticles (100G), blue nanoparticles (100B), and white nanoparticles (100W) are formed on the surface of the core particle (110, Figures 2 and 3) with a plurality of shell particles (120, Figure 3). 2 and 3) are clustered. Both excellent reflection characteristics due to the size of the core particles (110, see Figures 2 and 3) and excellent color gamut due to the large surface area of the shell particles (120, see Figures 2 and 3) can be achieved. In particular, by appropriately controlling the power to the variable light-shielding layer 380 made of electrochromic particles 382, not only black mode and white mode, but also different colorants (130, see FIG. 3) are adsorbed or colorants are adsorbed. Various color modes implemented in color filter layers (360R, 360G, 360B, 360W) each made of nano-particles (100R, 100G, 100B, 100W) can be implemented, which will be described in more detail.

도 9a에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(300)에서 블랙 모드를 구현하고자 하는 경우, 제 1 내지 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4) 모두에 위치하는 제 1 및 제 2 전극(330, 340)에 전원을 인가하여 최종적으로 가변차광층(380)에 전기적 신호를 인가한다. 이에 따라, 가변차광층(380)을 구성하는 전기변색 입자(382)의 쉘(282b, 도 6 참조)이 흑색으로 변색된다. 그 결과 가변차광층(380)은 제 1 내지 제 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)에서 차광 모드로 변환된다. As shown in FIG. 9A, when it is desired to implement black mode in the reflective display device 300, the first and second electrodes ( Power is applied to 330 and 340) and finally an electrical signal is applied to the variable light blocking layer 380. Accordingly, the shell 282b (see FIG. 6) of the electrochromic particles 382 constituting the variable light blocking layer 380 is discolored to black. As a result, the variable light blocking layer 380 is converted to light blocking mode in the first to fourth pixel areas (PA1, PA2, PA3, and PA4).

이때, 자연광이나 실내광과 같은 외광이 반사형 표시장치(300) 내부로 입사되면, 외광은 쉘(282b, 도 6 참조)이 흑색으로 변색된 전기변색 입자(382)로 이루어진 가변차광층(380)에서 흡수 및 차광되고, 아래쪽의 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)으로 입사되지 못한다. 이에 따라 반사형 표시장치(300)는 블랙 모드를 구현할 수 있다. At this time, when external light such as natural light or indoor light is incident into the reflective display device 300, the external light is transmitted to the variable light blocking layer 380 made of electrochromic particles 382 in which the shell 282b (see FIG. 6) is discolored to black. ) and is prevented from entering the color filter layers (360R, 360G, 360B, 360W) below. Accordingly, the reflective display device 300 can implement black mode.

한편, 도 9b 내지 도 9f에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(300)가 컬러 모드 또는 화이트 모드를 구현하고자 하는 경우에는, 특정 컬러를 표시하는 화소영역의 가변차광층(380)으로만 전원을 인가하지 않음으로써, 해당 가변차광층(380)만 오프(OFF) 상태의 투광 모드를 구현하고, 나머지 화소영역의 가변차광층(380)에 전원을 인가하여 나머지 가변차광층(380)만 온(ON) 상태의 차광 모드를 구현하거나, 모든 화소영역의 가변차광층(380)에 투광 모드를 구현할 수 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 9B to 9F, when the reflective display device 300 wishes to implement a color mode or a white mode, power is supplied only to the variable light blocking layer 380 in the pixel area displaying a specific color. By not applying, a light transmission mode in which only the corresponding variable light blocking layer 380 is OFF is implemented, and power is applied to the variable light blocking layer 380 in the remaining pixel area, so that only the remaining variable light blocking layer 380 is turned on. The light-shielding mode in the (ON) state can be implemented, or the light-transmitting mode can be implemented in the variable light-shielding layer 380 in all pixel areas.

예를 들어, 도 9b에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(300)가 적색 컬러 모드를 구현하는 경우, 적색 컬러필터층(360R)에 대응하는 제 1 화소영역(PA1)의 가변차광층(380)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여, 제 1 화소영역(PA1)의 가변차광층(380)은 투광 모드를 구현한다. 나머지 화소영역(PA2, PA3, PA4)의 가변차광층(280)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여, 이들 화소영역(PA2, PA3, PA4)의 가변차광층(380)은 차광 모드를 구현한다. 투광 모드가 설정된 제 1 화소영역(PA1)에서 빛이 가변차광층(380)을 투과하여 적색 컬러필터층(260R)로 입사되고, 적색 나노 입자(100R)에서 반사되어 적색 빛이 반사된다. 반면, 차광 모드가 설정된 제 2 내지 4 화소영역(PA2, PA3, PA4)에서 빛은 가변차광층(380)에서 흡수되므로, 최종적으로 적색 컬러 모드가 구현된다. For example, as shown in FIG. 9B, when the reflective display device 300 implements a red color mode, the variable light-shielding layer 380 in the first pixel area PA1 corresponding to the red color filter layer 360R ) is set to OFF, so that the variable light blocking layer 380 of the first pixel area PA1 implements a light transmission mode. By setting the switch of the variable light blocking layer 280 of the remaining pixel areas (PA2, PA3, and PA4) to ON, the variable light blocking layer 380 of these pixel areas (PA2, PA3, and PA4) implements a light blocking mode. do. In the first pixel area PA1 where the light transmission mode is set, light passes through the variable light blocking layer 380 and enters the red color filter layer 260R, and is reflected by the red nanoparticles 100R, thereby reflecting red light. On the other hand, in the second to fourth pixel areas (PA2, PA3, PA4) where the light blocking mode is set, light is absorbed by the variable light blocking layer 380, and thus a red color mode is finally implemented.

마찬가지로, 도 9c에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(200)가 녹색 컬러 모드를 구현하는 경우, 제 2 화소영역(PA2)의 가변차광층(380)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1, 3 및 4 화소영역(PA1, PA3, PA4)의 가변차광층(380)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 2 화소영역(PA2)에서 빛이 가변차광층(380)을 투과하여 녹색 컬러필터층(360G)에서 녹색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1, 3 및 4 화소영역(PA1, PA3, PA4)에서 빛은 가변차광층(380)에서 흡수되므로, 최종적으로 녹색 컬러 모드가 구현된다. Likewise, as shown in FIG. 9C, when the reflective display device 200 implements the green color mode, the switch of the variable light-shielding layer 380 in the second pixel area PA2 is set to OFF. The light transmitting mode is implemented, and the light blocking mode is implemented by setting the switch of the variable light blocking layer 380 of the first, third, and fourth pixel areas (PA1, PA3, and PA4) to ON. In the second pixel area (PA2) where light transmission is set, light passes through the variable light blocking layer 380 and green light is reflected from the green color filter layer (360G), but in the first, third and fourth pixel areas (PA1) where light transmission mode is set. , PA3, PA4), the light is absorbed by the variable light-shielding layer 380, and a green color mode is finally implemented.

또한, 도 9d에 도시한 바와 같이, 반사형 표시장치(300)가 청색 컬러 모드를 구현하는 경우, 제 3 화소영역(PA3)의 가변차광층(380)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1, 2 및 4 화소영역(PA1, PA2, PA4)의 가변차광층(380)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 3 화소영역(PA3)에서 빛이 가변차광층(280)을 투과하여 청색 컬러필터층(360B)에서 청색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1, 2 및 4 화소영역(PA1, PA2, PA4)에서 빛은 가변차광층(380)에서 흡수되므로, 최종적으로 청색 컬러 모드가 구현된다.In addition, as shown in FIG. 9D, when the reflective display device 300 implements a blue color mode, the switch of the variable light-shielding layer 380 in the third pixel area PA3 is set to OFF. A light transmitting mode is implemented, and a light blocking mode is implemented by setting the switch of the variable light blocking layer 380 of the first, second, and fourth pixel areas (PA1, PA2, and PA4) to ON. In the third pixel area (PA3) where light transmission is set, light passes through the variable light blocking layer 280 and blue light is reflected from the blue color filter layer (360B), but in the first, second and fourth pixel areas (PA1) where light transmission mode is set. , PA2, PA4), the light is absorbed in the variable light-shielding layer 380, and thus a blue color mode is finally implemented.

화이트 모드는 다음과 같은 방법으로 구현될 수 있다. 하나의 예시적인 실시형태에서, 도 9e에 도시한 바와 같이, 제 4 화소영역(PA4)의 가변차광층(380)의 스위치를 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현하고, 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)의 가변차광층(380)의 스위치를 온(ON)으로 설정하여 차광 모드를 구현한다. 투광 모두가 설정된 제 4 화소영역(PA4)에서 빛이 가변차광층(380)을 투과하여 백색 컬러필터층(360W)에서 백색 빛이 반사되지만, 차광 모드가 설정된 제 1 내지 3 화소영역(PA1, PA2, PA3)에서 빛은 가변차광층(380)에서 흡수되므로, 최종적으로 화이트 모드가 구현된다.White mode can be implemented in the following way. In one exemplary embodiment, as shown in FIG. 9E, the light transmission mode is implemented by setting the switch of the variable light-shielding layer 380 of the fourth pixel area PA4 to OFF, and the first to third pixel areas PA4 are set to OFF. The light blocking mode is implemented by setting the switch of the variable light blocking layer 380 in the pixel area (PA1, PA2, PA3) to ON. In the fourth pixel area (PA4) in which all light transmission is set, light passes through the variable light blocking layer 380 and white light is reflected in the white color filter layer (360W), but in the first to third pixel areas (PA1, PA2) in which light transmission mode is set, the white light is reflected. , PA3), the light is absorbed by the variable light-shielding layer 380, and thus white mode is finally implemented.

다른 예시적인 실시형태에서, 도 9f에 도시한 바와 같이, 제 1 내지 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)의 가변차광층(380)의 스위치를 모두 오프(OFF)로 설정하여 투광 모드를 구현한다. 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)에 대응하는 제 1 내지 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)으로 입사된 빛은 모두 투광 모드가 설정된 제 1 내지 제 4 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)에서의 가변차광층(380)을 투과하여 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)로 입사, 반사된다. 적색, 녹색, 청색 및 백색 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)에서 반사되면, 빛의 3원색에 의하여 화이트 모드가 구현된다.In another exemplary embodiment, as shown in FIG. 9F, all switches of the variable light-shielding layer 380 in the first to fourth pixel areas (PA1, PA2, PA3, and PA4) are set to OFF to enter the light transmission mode. Implement. The light incident on the first to fourth pixel areas (PA1, PA2, PA3, PA4) corresponding to the red, green, blue, and white color filter layers (360R, 360G, 360B, 360W) is all in the first to fourth pixel areas (PA1, PA2, PA3, PA4) in which the light transmission mode is set. 4 It passes through the variable light blocking layer 380 in the pixel area (PA1, PA2, PA3, PA4) and is incident and reflected on the red, green, blue, and white color filter layers (360R, 360G, 360B, 360W). When reflected from the red, green, blue, and white color filter layers (360R, 360G, 360B, 360W), white mode is implemented by the three primary colors of light.

이처럼, 본 발명에 상대적으로 크기가 큰 코어 입자, 표면적이 넓은 상대적으로 크기자 작은 쉘 입자 및 다양한 색상의 착색제를 포함한 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)를 컬러필터층(360R, 360G, 360B, 360W)에 적용하여, 반사 특성이 우수하고 색재현율이 향상된 반사형 표시장치(300)를 제조할 수 있다. 또한, 반사형 표시장치(300)는 독립된 박막트랜지스터나 패널이 요구되지 않기 때문에, 독립된 외부 전원이 요구되지 않으며, 구조적으로 간단하여 공정 신뢰성이나 공정 재현성이 우수한 반사형 표시장치를 얻을 수 있다. As such, in the present invention, nanoparticles (100R, 100G, 100B, 100W) containing relatively large core particles, relatively small shell particles with a large surface area, and colorants of various colors are added to the color filter layer (360R, 360G, 360B). , 360W), a reflective display device 300 with excellent reflection characteristics and improved color gamut can be manufactured. In addition, since the reflective display device 300 does not require an independent thin film transistor or panel, it does not require an independent external power source and is structurally simple, making it possible to obtain a reflective display device with excellent process reliability and process reproducibility.

[제 3 실시형태][Third Embodiment]

본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 제 2 실시형태에 따른 반사형 표시장치(300)와 비교하여 컬러필터층의 위치가 변경된다. 도 10은 본 발명의 예시적인 제 3 실시형태에 따라 4개의 화소영역으로 구분되는 반사형 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. According to the third embodiment of the present invention, the position of the color filter layer is changed compared to the reflective display device 300 according to the second embodiment. Figure 10 is a cross-sectional view schematically showing a reflective display device divided into four pixel areas according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 반사형 표시장치(400)는 제 1 기판(410), 제 1 기판(410)과 마주하는 제 2 기판(420), 제 1 기판(410) 상에 위치하는 제 1 전극(430), 제 2 기판(420) 상에 위치하는 제 2 전극(440), 제 1 전극(430)과 제 2 전극(440) 사이에 위치하는 전해질층(470), 제 2 전극(440)과 전해질층(470) 사이에 위치하는 전기변색 입자(482)를 함유하는 가변차광층(480), 제 1 기판(410)과 제 1 전극(430) 사이에 위치하는 컬러필터층(460)을 포함하고, 선택적으로, 제 1 전극(430)과 전해질층(470) 사이에 위치하는 카운터 전극(450)을 포함한다. As shown in FIG. 10, the reflective display device 400 according to the third embodiment of the present invention includes a first substrate 410, a second substrate 420 facing the first substrate 410, and a first substrate 420. A first electrode 430 located on the substrate 410, a second electrode 440 located on the second substrate 420, and an electrolyte located between the first electrode 430 and the second electrode 440. Layer 470 , variable light blocking layer 480 containing electrochromic particles 482 positioned between second electrode 440 and electrolyte layer 470 , first substrate 410 and first electrode 430 It includes a color filter layer 460 positioned between the first electrode 430 and the electrolyte layer 470, and optionally includes a counter electrode 450 positioned between the first electrode 430 and the electrolyte layer 470.

반사형 표시장치(400)의 하부와 상부의 기재를 구성하는 제 1 기판(410)과 제 2 기판(420)은 유리 기판, 얇은 플렉서블(flexible) 또는 고분자 플라스틱 기판일 수 있다. The first substrate 410 and the second substrate 420, which constitute the lower and upper substrates of the reflective display device 400, may be glass substrates, thin flexible substrates, or polymer plastic substrates.

제 1 기판(410)의 내측에 제 1 전극(430)이 위치한다. 본 발명에 따른 표시장치(400)는 자연광이나 실내광과 같은 외광을 광원으로 이용하는 반사형 표시장치로 활용될 수 있으며, 제 2 기판(420)의 전면을 통해 입사된 광은 제 1 전극(430)을 투과하여, 그 하부에 위치하는 컬러필터층(460)을 구성하는 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)에서 확산 및 산란되며 반사될 수 있다. The first electrode 430 is located inside the first substrate 410. The display device 400 according to the present invention can be used as a reflective display device that uses external light such as natural light or indoor light as a light source, and the light incident through the front surface of the second substrate 420 is transmitted through the first electrode 430. ) may be diffused, scattered, and reflected in the nanoparticles (100R, 100G, 100B, 100W) constituting the color filter layer 460 located below.

예시적인 실시형태에서, 제 1 전극(430)은 투명 도전성 물질, 예를 들면, 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO), 징크-옥사이드(ZnO) 및 인듐-옥사이드(In2O3)으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 제조될 수 있다. 다른 선택적인 실시형태에서, 제 1 전극(430)은 투명 도전성 물질과 반사 특성이 양호한 도전성 물질을 포함하는 다중층 구조를 가질 수 있다. 일례로, 제 1 전극(430)은 인듐-틴-옥사이드(ITO)층, 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper; APC) 합금층, ITO층의 삼중층 구조를 가질 수 있다.In an exemplary embodiment, the first electrode 430 is made of a transparent conductive material, such as indium-tin-oxide (ITO), indium-zinc-oxide (IZO). , zinc-oxide (ZnO), and indium-oxide (In 2 O 3 ). In another alternative embodiment, the first electrode 430 may have a multi-layer structure including a transparent conductive material and a conductive material with good reflective properties. For example, the first electrode 430 may have a triple-layer structure of an indium-tin-oxide (ITO) layer, an aluminum-palladium-copper (APC) alloy layer, and an ITO layer.

이때, 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 제 1 전극(430)과 연결되며 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)를 형성하기 위하여, 제 1 기판(410) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 정의하고, 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선 및 데이터 배선에 연결된다. 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(411), 반도체층(414), 소스 전극(415), 드레인 전극(416)을 포함한다. 게이트 전극(411)과 반도체층(414) 사이에는 게이트 절연막(412)이 위치한다.At this time, a thin film transistor (Tr) for driving each pixel area (PA1, PA2, PA3, and PA4) is connected to the first electrode 430 and is located. To form a thin film transistor (Tr), a gate wire (not shown) and a data wire (not shown) intersect on the first substrate 410 to define each pixel area (PA1, PA2, PA3, PA4). , the thin film transistor (Tr) is connected to the gate wiring and data wiring. The thin film transistor (Tr) includes a gate electrode 411, a semiconductor layer 414, a source electrode 415, and a drain electrode 416. A gate insulating film 412 is located between the gate electrode 411 and the semiconductor layer 414.

또한, 박막트랜지스터(Tr)를 덮고 드레인 전극(416)을 노출하는 드레인 콘택홀(418)을 갖는 보호층(417)이 형성되고, 제 1 전극(430)은 드레인 콘택홀(418)을 통해 드레인 전극(416)에 연결되며 보호층(417) 상에 형성된다.In addition, a protective layer 417 is formed that covers the thin film transistor (Tr) and has a drain contact hole 418 exposing the drain electrode 416, and the first electrode 430 connects the drain through the drain contact hole 418. It is connected to the electrode 416 and is formed on the protective layer 417.

한편, 드레인 콘택홀(418)이 위치하는 영역 이외의 보호층(417) 상에 컬러필터층(460)이 위치한다. 즉, 컬러필터층(460)은 보호층(417)과 제 1 전극(430) 사이에 위치한다. 제 2 실시형태의 컬러필터층(360, 도 8 참조)와 유사하게, 본 발명의 제 3 실시형태에서의 컬러필터층(460)은 4개의 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W)으로 구분되고, 각각의 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W)이 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)을 이루고 있다. Meanwhile, the color filter layer 460 is located on the protective layer 417 other than the area where the drain contact hole 418 is located. That is, the color filter layer 460 is located between the protective layer 417 and the first electrode 430. Similar to the color filter layer 360 of the second embodiment (see FIG. 8), the color filter layer 460 of the third embodiment of the present invention is divided into four color filter layers 460R, 460G, 460B, and 460W, Each color filter layer (460R, 460G, 460B, 460W) forms each pixel area (PA1, PA2, PA3, PA4).

한편, 제 1 기판(410)에 마주하는 제 2 기판(420)의 내측에는 제 2 전극(440)이 위치한다. 예를 들어, 제 2 전극(440)은 투명 도전성 물질로 제조될 수 있다.Meanwhile, the second electrode 440 is located inside the second substrate 420 facing the first substrate 410. For example, the second electrode 440 may be made of a transparent conductive material.

제 1 전극(430)과 전해질층(470) 사이에 카운터 전극(450)이 위치할 수 있다. 카운터 전극(450)은 전해질층(470)에 부족한 이온을 공급하기 위한 것으로, 금속 산화물, PEDOT, 메탈로센 화합물이나 유도체, 디페닐아민, 트리페닐아민, 페노티아진계 고분자 및/또는 페녹사진계 고분자로 구성되는 군에서 선택되는 물질로 이루어질 수 있다. A counter electrode 450 may be positioned between the first electrode 430 and the electrolyte layer 470. The counter electrode 450 is used to supply insufficient ions to the electrolyte layer 470, and is made of metal oxide, PEDOT, metallocene compounds or derivatives, diphenylamine, triphenylamine, phenothiazine polymer, and/or phenoxazine polymer. It may be made of a material selected from the group consisting of.

제 1 전극(430)과 제 2 전극(440) 사이에 전해질층(470)이 위치한다. 예를 들어, 전해질층(470)은 고체상 전해질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전해질층(470)은 용해된 리튬 염을 포함하는 겔-타입 또는 고분자계 전해질이 사용된다. 바람직하게는 전해질층(470)의 매질은 열 경화 또는 광 경화가 가능하며, 전기전도성은 비교적 낮고 이온전도성은 우수한 고체상 전해질(solid state electrolyte, SSE)로 이루어질 수 있다. The electrolyte layer 470 is located between the first electrode 430 and the second electrode 440. For example, the electrolyte layer 470 may be made of a solid electrolyte. For example, the electrolyte layer 470 is a gel-type or polymer-based electrolyte containing a dissolved lithium salt. Preferably, the medium of the electrolyte layer 470 may be made of a solid state electrolyte (SSE) that can be heat-cured or photo-cured and has relatively low electrical conductivity and excellent ionic conductivity.

또한, 제 2 전극(440) 상에 다수의 전기변색(electrochromic) 입자(482)가 배치되는 가변차광층(480)이 위치한다. 전기변색 입자(482)는 전원의 인가 여부에 따른 산화-환원 반응에 의하여 투명 및 흑색으로 변환될 수 있는 임의의 입자가 사용될 수 있다. 즉, 전기변색 입자(482)는 전기적 산화-환원 반응에 의한 광 투과 특성이 변화되어 외광을 투과하거나 흡수하여 차광 모드 또는 투광 모드를 구현한다. Additionally, a variable light blocking layer 480 in which a plurality of electrochromic particles 482 are disposed is located on the second electrode 440. The electrochromic particles 482 may be any particles that can be converted to transparent or black through an oxidation-reduction reaction depending on whether or not power is applied. That is, the electrochromic particles 482 change their light transmission characteristics due to an electrical oxidation-reduction reaction and transmit or absorb external light to implement a light-blocking mode or a light-transmitting mode.

하나의 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(482)는 코어(282a, 도 6a 참조)-쉘(284, 도 6a 참조) 구조를 갖는 무기 입자일 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 전기변색 입자(482)는 코어-쉘 구조가 아니며 전기적 신호에 의하여 블랙 또는 투명으로 가역적으로 변색되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 전기변색 입자(482)는 상기 화학식 3으로 표시되는 물질일 수 있다. In one exemplary embodiment, electrochromic particles 482 may be inorganic particles having a core 282a (see FIG. 6A)-shell 284 (see FIG. 6A) structure. In another exemplary embodiment, the electrochromic particles 482 do not have a core-shell structure and may be a material that reversibly changes color to black or transparent by an electrical signal. For example, the electrochromic particles 482 may be a material represented by Formula 3 above.

제 1 및 제 2 전극(430, 440)으로 전원이 인가 여부에 따라, 전기변색 입자(482)를 구성하는 쉘(282b, 도 6a 및 6b 참조)이 흑색에서 투명 또는 투명에서 흑색으로 변할 수 있다. 전기변색 입자(482)를 구성하는 쉘(282b, 도 6b 참조)이 흑색이면 외광이 전기변색 입자(482)에서 차폐되어 차광 모드가 구현되고 쉘(282b, 도 6a 참조)이 투명하면 외광이 전기변색 입자(482)를 투과하여 투광 모드를 구현할 수 있다. Depending on whether power is applied to the first and second electrodes 430 and 440, the shell 282b (see FIGS. 6A and 6B) constituting the electrochromic particles 482 may change from black to transparent or from transparent to black. . If the shell (282b, see FIG. 6B) constituting the electrochromic particle 482 is black, external light is shielded by the electrochromic particle 482, thereby implementing a light-shielding mode, and if the shell (282b, see FIG. 6A) is transparent, the external light is electrically transmitted. A light transmission mode can be implemented by transmitting the discolored particles 482.

본 발명의 제 3 실시형태에 따라, 제 1 기판(410)과 제 1 전극(430) 사이에 위치하는 컬러필터층(460)은 적색 나노 입자(100R) 이루어진 적색 컬러필터층(460R)과, 녹색 나노 입자(100G)로 이루어진 녹색 컬러필터층(460G)과, 청색 나노 입자(100B)로 이루어진 청색 컬러필터층(460B)과, 백색 나노 입자(100W)로 이루어진 백색 컬러필터층(460W)으로 이루어진다. According to the third embodiment of the present invention, the color filter layer 460 located between the first substrate 410 and the first electrode 430 includes a red color filter layer 460R made of red nanoparticles 100R, and a green nano particle 460R. It consists of a green color filter layer (460G) made of particles (100G), a blue color filter layer (460B) made of blue nanoparticles (100B), and a white color filter layer (460W) made of white nanoparticles (100W).

이때, 제 1 기판(410)과 제 2 기판(420) 사이의 이들 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)의 경계에 격벽(402)이 위치하여, 각각의 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W) 별로 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)들을 분리시킬 수 있다. 만약, 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)가 매질에 의하여 위치가 고정되는 경우, 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)을 격리하는 격벽은 생략될 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(460)은 각각의 화소영역(PA1, PA2, PA3, PA4)에 형성된 보호층(417) 상에 각각의 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)를 패터닝하여 형성될 수 있다.At this time, a partition 402 is located at the border of these pixel areas (PA1, PA2, PA3, and PA4) between the first substrate 410 and the second substrate 420, and each color filter layer 460R, 460G, and 460B , 460W), nanoparticles (100R, 100G, 100B, 100W) can be separated. If the position of the nanoparticles (100R, 100G, 100B, 100W) is fixed by the medium, the partition wall that isolates each nanoparticle (100R, 100G, 100B, 100W) can be omitted. For example, the color filter layer 460 is formed by patterning each nanoparticle (100R, 100G, 100B, 100W) on the protective layer 417 formed in each pixel area (PA1, PA2, PA3, and PA4). You can.

적색 나노 입자(100R), 녹색 나노 입자(100G), 청색 나노 입자(100B) 및 백색 나노 입자(100W)는 코어 입자(110, 도 2 및 3 참조)의 표면에 다수의 쉘 입자(120, 도 2 및 3 참조)가 클러스터 접합되어 있다. 코어 입자(110, 도 2 및 도 3 참조)의 크기에 기인하는 우수한 반사 특성과 표면적이 넓은 쉘 입자(120, 도 2 및 도 3 참조)에 기인하는 우수한 색재현율을 모두 구현할 수 있다. Red nanoparticles (100R), green nanoparticles (100G), blue nanoparticles (100B), and white nanoparticles (100W) are formed on the surface of the core particle (110, Figures 2 and 3) with a plurality of shell particles (120, Figure 3). 2 and 3) are clustered. Both excellent reflection characteristics due to the size of the core particles (110, see Figures 2 and 3) and excellent color gamut due to the large surface area of the shell particles (120, see Figures 2 and 3) can be achieved.

특히, 전기변색 입자(482)로 이루어진 가변차광층(480)으로의 전원을 적절히 제어함으로써, 블랙 모드는 물론이고, 서로 다른 착색제(130, 도 3 참조)가 흡착되어 있거나 착색제가 흡착되지 않은 나노 입자(100R, 100G 100B, 100W)로 각각 이루어진 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W)에서 구현되는 다양한 컬러 모드를 구현할 수 있다. 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 반사형 표시장치(400)에서 구현되는 블랙 모드, 화이트 모드 및 컬러 모드는 제 2 실시형태의 반사형 표시장치(300)와 동일하므로(도 9a 내지 도 9f 참조), 상세한 설명은 생략한다.In particular, by appropriately controlling the power to the variable light-shielding layer 480 made of electrochromic particles 482, not only black mode, but also nano mode with different colorants (130, see FIG. 3) adsorbed or without colorants adsorbed is achieved. Various color modes implemented in color filter layers (460R, 460G, 460B, 460W) made of particles (100R, 100G, 100B, and 100W) can be implemented. The black mode, white mode, and color mode implemented in the reflective display device 400 according to the third embodiment of the present invention are the same as those of the reflective display device 300 of the second embodiment (see FIGS. 9A to 9F) ), detailed description is omitted.

이처럼, 본 발명에 상대적으로 크기가 큰 코어 입자, 표면적이 넓은 상대적으로 크기자 작은 쉘 입자 및 다양한 색상의 착색제를 포함한 나노 입자(100R, 100G, 100B, 100W)를 컬러필터층(460R, 460G, 460B, 460W)에 적용하여, 반사 특성이 우수하고 색재현율이 향상된 반사형 표시장치(400)를 제조할 수 있다. 또한, 반사형 표시장치(400)는 독립된 박막트랜지스터나 패널이 요구되지 않기 때문에, 독립된 외부 전원이 요구되지 않으며, 구조적으로 간단하여 공정 신뢰성이나 공정 재현성이 우수한 반사형 표시장치를 얻을 수 있다. As such, in the present invention, nanoparticles (100R, 100G, 100B, 100W) containing relatively large core particles, relatively small shell particles with a large surface area, and colorants of various colors are added to the color filter layer (460R, 460G, 460B). , 460W), a reflective display device 400 with excellent reflection characteristics and improved color gamut can be manufactured. In addition, since the reflective display device 400 does not require an independent thin film transistor or panel, it does not require an independent external power source and is structurally simple, making it possible to obtain a reflective display device with excellent process reliability and process reproducibility.

이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through exemplary embodiments, but the present invention is not limited to the technical ideas described in the following examples.

실험예Experiment example 1: 코어 입자의 크기 예측 1: Prediction of core particle size

코어 입자의 크기에 따른 빛의 파장 별 반사 특성을 예측하였다. 컬러 필터의 휘도는 일반적으로 녹색 착색제가 결정하므로 녹색의 반사율이 높은 구간의 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 반사 특성을 가지는 코어 입자의 크기는 100 내지 500 nm인 경우에 양호한 반사율을 보일 것으로 예측되었으며, 특히 200 내지 300 nm 크기의 코어 입자가 바람직한 것으로 예측되었다. Reflection characteristics for each wavelength of light were predicted according to the size of the core particle. Since the luminance of a color filter is generally determined by a green colorant, it is desirable to use particles with a high green reflectance. It was predicted that the size of the core particle having reflective properties would be 100 to 500 nm to show good reflectivity, and in particular, core particles with a size of 200 to 300 nm were predicted to be preferable.

실시예Example 1: 나노 입자 제조(코어 입자: 쉘 입자 = 1:9 중량비; 코어 10 1: Nanoparticle preparation (core particle: shell particle = 1:9 weight ratio; core 10 중량%weight% ))

250 nm 크기를 가지는 루틸 결정상 TiO2 (DuPont Co.) 나노 입자 1 g을 100 mL 에탄올 용매에 첨가하여 초음파를 이용하여 분산하였다. 1시간 동안 교반 후, 유기 링커(linker)로 작용하는 말레산(maleic acid) 0.5 g을 첨가하고 1시간 동안 강하게 교반하였다. 상기 250 nm TiO2-에탄올 분산액과 별도로 15 nm 크기를 갖는 아나타제 TiO2(Degussa Co.) 나노 입자 9 g을 100 mL의 에탄올 용매에 첨가하여 초음파를 이용하여 분산하였다. 상기 250 nm TiO2-에탄올 분산액을 강하게 교반한 상태에서 준비한 15 nm TiO2-에탄올 분산액을 천천히 첨가, 혼합하였다. 상온에서 2시간 이상 교반한 후, 원심분리기를 이용하여 1000 rpm 이하에서 침전 및 회수하였다. 얻어진 분말을 고온전기로를 이용하여 500℃에서 1~2 시간 동안 열처리 하여 표면의 유기물을 제거하고 코어-쉘 클러스터 구조로 접합된 나노 입자를 제조하였다. 1 g of rutile crystalline TiO 2 (DuPont Co.) nanoparticles with a size of 250 nm were added to 100 mL ethanol solvent and dispersed using ultrasound. After stirring for 1 hour, 0.5 g of maleic acid, which acts as an organic linker, was added and stirred vigorously for 1 hour. Separately from the 250 nm TiO 2 -ethanol dispersion, 9 g of anatase TiO 2 (Degussa Co.) nanoparticles with a size of 15 nm were added to 100 mL of ethanol solvent and dispersed using ultrasound. While the 250 nm TiO 2 -ethanol dispersion was strongly stirred, the prepared 15 nm TiO 2 -ethanol dispersion was slowly added and mixed. After stirring at room temperature for more than 2 hours, precipitation and recovery were performed using a centrifuge at less than 1000 rpm. The obtained powder was heat-treated at 500°C for 1 to 2 hours using a high-temperature electric furnace to remove organic substances on the surface and prepare nanoparticles bonded in a core-shell cluster structure.

실시예Example 2 내지 5: 나노 입자 제조 2 to 5: Nanoparticle preparation

코어 입자로 사용된 루틸 결정상을 가지는 250 nm TiO2와 쉘 입자로 사용된 아나타제 결정상을 가지는 15 nm TiO2의 중량비율을 달리한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 나노 입자를 제조하였다. 코어 입자와 쉘 입자의 중량 비율은 각각 1:2(코어 33 중량%; 실시예 2), 1:1(코어 50 중량%; 실시예 3), 2:1(코어 67 중량%; 실시예 4), 5:1(코어 83 중량%; 실시예 5)이었다. Nanoparticles were prepared by repeating the procedure of Example 1, except that the weight ratio of 250 nm TiO 2 with a rutile crystal phase used as core particles and 15 nm TiO 2 with an anatase crystal phase used as shell particles was changed. The weight ratio of core particles and shell particles was 1:2 (core 33% by weight; Example 2), 1:1 (core 50% by weight; Example 3), and 2:1 (core 67% by weight; Example 4), respectively. ), 5:1 (core 83% by weight; Example 5).

실시예Example 6: 나노 입자 제조( 6: Nanoparticle preparation ( TiOTiO 22 :SiO:SiO 22 = 2:1) = 2:1)

코어-쉘 클러스터를 구성하는 쉘 입자로서 아나타제 결정상을 가지는 TiO2를 대신하여 실리카(SiO2)를 사용하고, 코어 입자와 쉘 입자를 2:1의 중량비로 배합한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 나노 입자를 제조하였다. The procedure of Example 1 except that silica (SiO 2 ) was used instead of TiO 2 having an anatase crystal phase as the shell particles constituting the core-shell cluster, and the core particles and shell particles were mixed at a weight ratio of 2:1. This was repeated to prepare nanoparticles.

비교예Comparative example 1: 쉘 입자로만 이루어지는 나노 입자 제조 1: Manufacturing nanoparticles consisting only of shell particles

평균 입자 크기 15 nm의 쉘 입자로만 이루어지는 나노 입자를 제조하였다. 유기 linker로 작용하는 maleic acid (Sigma-Aldrich Co.) 0.5 g을 100 mL의 에탄올 용매에 첨가하여 1시간 동안 강하게 교반하였다. 상기 용액과 별도로 15 nm 크기를 갖는 아나타제 TiO2 (Degussa Co.) 나노 입자 10 g을 100 mL의 에탄올 용매에 첨가하여 초음파를 이용하여 분산하였다. 상기 두 용액을 혼합 한 후, 상온에서 2시간 이상 교반하였다. 원심분리기를 이용하여 1000 rpm 이하에서 침전 및 회수하여 얻어진 분말을 고온전기로를 이용하여 500℃에서 1~2 시간 동안 열처리 하여 표면의 유기물을 제거하여 쉘 입자로만 이루어진 나노 입자를 제조하였다. Nanoparticles consisting only of shell particles with an average particle size of 15 nm were prepared. 0.5 g of maleic acid (Sigma-Aldrich Co.), which acts as an organic linker, was added to 100 mL of ethanol solvent and stirred vigorously for 1 hour. Separately from the above solution, 10 g of anatase TiO 2 (Degussa Co.) nanoparticles with a size of 15 nm were added to 100 mL of ethanol solvent and dispersed using ultrasound. After mixing the two solutions, they were stirred at room temperature for more than 2 hours. The powder obtained by precipitation and recovery at less than 1000 rpm using a centrifuge was heat-treated at 500°C for 1 to 2 hours using a high-temperature electric furnace to remove organic matter on the surface to prepare nanoparticles consisting of only shell particles.

비교예Comparative example 2: 코어 입자로만 이루어지는 나노 입자 제조 2: Manufacturing nanoparticles consisting of only core particles

평균 입자 크기 250 nm의 코어 입자로만 이루어지는 나노 입자를 제조하였다. 사용되는 나노 입자로 250 nm인 루틸 결정상을 가지는 TiO2를 사용한 것을 제외하고 비교예 1의 절차를 반복하였다. Nanoparticles consisting only of core particles with an average particle size of 250 nm were prepared. The procedure of Comparative Example 1 was repeated except that TiO 2 having a rutile crystal phase of 250 nm was used as the nanoparticles used.

실시예Example 7: 반사형 표시 소자 제조 7: Manufacturing of reflective display elements

실시예 1 내지 6과, 비교예 1 내지 2에서 제조된 나노 입자를 컬러필터층 적용한 반사형 표시 소자를 제조하였다. 먼저, 실시예 및 비교예에서 합성된 나노 입자를 컬러 필터로 적용하기 위하여 클러스터의 표면에 적색 유기 염료(C.I. 모던트 레드 11), 녹색 유기 염료(C.I. 애시드 그린 16), 청색 유기 염료(C.I. 모던트 블루 1)을 사용하였으며, 쉘 입자의 표면에 이들 유기 염료가 충분히 흡착될 수 있도록, 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 나노 입자 10 g 당 0.2 g의 유기 염료를 혼합하였다.A reflective display device was manufactured by applying the nanoparticles prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 as a color filter layer. First, in order to apply the nanoparticles synthesized in Examples and Comparative Examples as a color filter, red organic dye (C.I. Mordaunt Red 11), green organic dye (C.I. Acid Green 16), and blue organic dye (C.I. Moderne) were added to the surface of the cluster. Blue 1) was used, and 0.2 g of organic dye was mixed per 10 g of nanoparticles prepared in Examples and Comparative Examples, respectively, so that these organic dyes could be sufficiently adsorbed on the surface of the shell particles.

구체적으로, 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 클러스터 입자 또는 단결정 나노 입자 10 g을 50 mL의 메탄올 용매에 초음파 분산기와 교반기를 이용하여 분산 및 교반하였다. 분산액에 적색, 녹색, 청색을 띠고 분자 내에 금속산화물과 결합이 가능한 작용기를 갖는 유기 염료 0.2 g을 첨가하였다. 2 시간 동안 교반한 후 원심분리기를 이용하여 1000 rpm 이하에서 침전 및 회수한다. 100℃에서 10 시간 동안 건조한 후, PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트) 용매에 바인더와 분산제를 이용하여 분산한 후, 글라스 기재 위에 스핀-코팅하여 반사형 컬러 필터를 완성하였다. Specifically, 10 g of cluster particles or single crystal nanoparticles prepared in Examples and Comparative Examples were dispersed and stirred in 50 mL of methanol solvent using an ultrasonic disperser and stirrer. 0.2 g of an organic dye with red, green, and blue colors and a functional group capable of bonding to metal oxides in the molecule was added to the dispersion. After stirring for 2 hours, it is precipitated and recovered using a centrifuge at less than 1000 rpm. After drying at 100°C for 10 hours, it was dispersed in PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate) solvent using a binder and a dispersant, and then spin-coated on a glass substrate to complete a reflective color filter.

코어-쉘 구조의 전기변색 입자를 갖는 나노 입자 분산액은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 50 mL 광구병에 1차 입경이 15 nm 크기를 가지는 인듐-틴-옥사이드(ITO) 30 g, 에탄올 50 g, 0.5 mm 크기의 지르코니아 비드 120 g을 넣은 후 페인트 쉐이커를 이용한 5시간 동안 분산을 행한 후 비드를 제거하여 ITO 분산액을 제조하였다. 이어서, 질소분위기의 3구 플라스크에 4,4-biprydine 15.6 g(100 mmol), 브로모에틸포스포네이트 21.9 g(100 mmol)과 아세토니트릴 100 g을 첨가하여 60℃의 온도에서 48시간 동안 환류시킨 후, 8.5 g(50 mmol)의 브로모벤젠, 4-클로로벤조니트릴 4.1 g(30 mmol), 클로로살리실산 3.4 g(20 mmol)을 각각 첨가하고, 아세토니트릴 100 g을 첨가하여, 45℃의 온도에서 24시간 동안 환류시킨 후 에틸에테르로 세정하고, 에탄올/에틸에테르가 2:1로 혼합된 용액에서 재결정하여 흰색의 물질을 얻었다. 흰색 물질 2.0 g과 에틸알코올 100 g에 용해시킨 후 고형분이 30 중량%인 ITO 분산액 100 g과 혼합, 교반한 후 초음파분산을 진행하면서 12 시간 동안 60℃의 온도에서 환류 및 반응을 진행한 후 미반응물을 정제하여, 코어-쉘 구조의 전기변색 입자를 제조하였다. 코어-쉘 구조의 전기변색 나노 입자 분산액을, PET 기판에 ITO가 적층된 필름 위에 최종 두께가 2 ㎛이 되도록 코팅을 진행한 후 80℃의 온도에서 30분간 건조하여 가변차광층이 형성된 상부 필름을 완성하였다. A nanoparticle dispersion containing electrochromic particles with a core-shell structure was prepared as follows. 30 g of indium-tin-oxide (ITO) with a primary particle size of 15 nm, 50 g of ethanol, and 120 g of 0.5 mm zirconia beads were added to a 50 mL wide-mouth bottle, and then dispersed for 5 hours using a paint shaker. After removing the beads, an ITO dispersion was prepared. Next, 15.6 g (100 mmol) of 4,4-biprydine, 21.9 g (100 mmol) of bromoethylphosphonate, and 100 g of acetonitrile were added to a three-necked flask in a nitrogen atmosphere and refluxed at a temperature of 60°C for 48 hours. After this, 8.5 g (50 mmol) of bromobenzene, 4.1 g (30 mmol) of 4-chlorobenzonitrile, and 3.4 g (20 mmol) of chlorosalicylic acid were added, and 100 g of acetonitrile was added, and the mixture was incubated at 45°C. After refluxing at high temperature for 24 hours, it was washed with ethyl ether and recrystallized from a 2:1 mixture of ethanol/ethyl ether to obtain a white substance. 2.0 g of white material was dissolved in 100 g of ethyl alcohol, mixed with 100 g of ITO dispersion with a solid content of 30% by weight, stirred, and refluxed and reacted at a temperature of 60°C for 12 hours while ultrasonic dispersion was performed. The reaction product was purified to prepare electrochromic particles with a core-shell structure. The electrochromic nanoparticle dispersion with a core-shell structure was coated on a film laminated with ITO on a PET substrate to a final thickness of 2 ㎛, then dried at a temperature of 80°C for 30 minutes to form an upper film with a variable light-shielding layer. Completed.

고체 전해질층은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 교반기가 부착된 플라스크에 아세토니트릴 300 g, 폴리에틸렌옥사이드(분자량 600K) 10.0 g, 에틸렌옥사이드가 0.8몰 부가된 우레탄아크릴레이트 10.0 g을 첨가하여 30분 동안 교반한 후 LiTFSi를 1.77 g과 첨가제로 S104(Air product 사) 0.5 g을 첨가하여 50℃의 온도에서 6시간 동안 교반하여 투명한 고분자 고체 전해질층을 제조하였다. 이와 같이, 제조된 고체전해질은 1mm의 평행한 간격으로 분리된 전극 위에 코팅한 후 용매를 건조시킨 후 0.1J/㎠의 UV를 조사하여 임피던스를 측정하여 이온전도도가 1.6 10-4 S/cm임을 확인하였다.The solid electrolyte layer was prepared as follows. 300 g of acetonitrile, 10.0 g of polyethylene oxide (molecular weight 600K), and 10.0 g of urethane acrylate with 0.8 mol of ethylene oxide were added to a flask equipped with a stirrer, stirred for 30 minutes, and then added with 1.77 g of LiTFSi and S104 ( A transparent polymer solid electrolyte layer was prepared by adding 0.5 g of (Air product) and stirring at a temperature of 50° C. for 6 hours. In this way, the prepared solid electrolyte was coated on electrodes separated at a parallel interval of 1 mm, the solvent was dried, and the impedance was measured by irradiating UV of 0.1 J/cm2, and the ionic conductivity was 1.6 10 -4 S/cm. Confirmed.

가변차광층을 가지는 상부 필름과 유사한 방식으로 하부 필름을 제조하였다. PET 기판에 ITO가 적층된 필름 상에, 위에서 각각 제조된 컬러필터용 나노 입자와 고체 전해질층을 적층하였다. 고체 전해질을 건조 및 경화시킨 후 두께가 10 ㎛이 되도록 코팅을 한 후 80℃의 온도에서 5분간 건조한 후 0.1J/cm2의 UV광량을 조사하여 전해질층을 경화시켰다. 이와 같이 코팅된 하부 필름을 가변차광층이 형성된 상부 필름과 50℃의 온도에서 접합한 후 라미네이팅하여 반사형 표시 소자를 제조하였다. The lower film was manufactured in a similar manner to the upper film with a variable light blocking layer. On a film in which ITO was laminated on a PET substrate, the nanoparticles for the color filter and the solid electrolyte layer prepared above were laminated. After drying and curing the solid electrolyte, it was coated to a thickness of 10 ㎛, dried at 80°C for 5 minutes, and then irradiated with UV light of 0.1 J/cm2 to cure the electrolyte layer. The lower film coated in this way was bonded to the upper film on which the variable light blocking layer was formed at a temperature of 50°C and then laminated to manufacture a reflective display device.

실험예Experiment example 2: 표시 소자의 반사 특성 및 2: Reflection characteristics of the display element and 색재현율Color gamut 평가 evaluation

실시예 7을 통하여, 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 2에서 제조된 나노 입자가 컬러필터층에 적용된 표시 소자에서의 반사율 등을 측정하였다. 먼저 유기 염료가 쉘 입자에 흡착되지 않은 화이트 나노 입자에 대하여 반사율과 표면적을 측정하였다. 측정 결과를 도 11에 표시하였다. 도 11에 도시한 바와 같이, 250 nm 크기를 가지는 코어 입자의 함량이 증가할수록 반사율은 증가하였으나, 이에 반비례하여 코어 입자의 함량이 증가할수록 표면적은 감소한 것을 알 수 있다. 특히, 상대적으로 큰 코어 입자와 상대적으로 작은 쉘 입자가 1:1(코어 50 중량%) 내지 5:1(코어 83 중량%)의 비율로 배합된 클러스터 접합된 나노 입자를 사용하는 경우에, 양호한 반사율을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다. Through Example 7, the reflectance, etc. of a display device to which the nanoparticles prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 were applied to the color filter layer were measured. First, the reflectance and surface area were measured for white nanoparticles in which organic dye was not adsorbed to the shell particles. The measurement results are shown in Figure 11. As shown in Figure 11, as the content of core particles having a size of 250 nm increased, the reflectance increased, but in inverse proportion to this, as the content of core particles increased, the surface area decreased. In particular, when using cluster bonded nanoparticles in which relatively large core particles and relatively small shell particles are blended in a ratio of 1:1 (50% by weight of core) to 5:1 (83% by weight of core), good It was confirmed that reflectance could be obtained.

또한 실시예 7에 따라, 적색, 녹색, 청색 유기 안료가 흡착된 나노 입자를 컬러필터층에 적용한 반사형 표시 소자를 대상으로 Quad 모의 분석을 수행하여 반사율과 색재현율을 평가하였다. 평가 결과를 도 12 및 하기 표 1에 나타낸다. In addition, according to Example 7, Quad simulation analysis was performed on a reflective display device in which nanoparticles adsorbed with red, green, and blue organic pigments were applied to the color filter layer to evaluate the reflectance and color gamut. The evaluation results are shown in Figure 12 and Table 1 below.

Quad 모의분석을 통한 표시 소자의 반사율 및 색재현율Reflectance and color gamut of display elements through quad simulation analysis 실시예Example 코어-쉘 비율Core-shell ratio Quad 반사(%)Quad reflection (%) 색재현율(%)Color gamut (%) 44 2:12:1 3434 4.704.70 55 5:15:1 3535 4.504.50 66 2:1(SiO2)2:1(SiO 2 ) 4040 5.005.00 비교예 1Comparative Example 1 0:10:1 2727 3.003.00 비교예 2Comparative Example 2 1:01:0 3535 4.004.00

코어 입자와 쉘 입자가 2:1, 5:1로 혼합된 나노 입자를 사용한 경우(실시예 4 내지 5), 쉘 입자만을 사용(비교예 1)한 경우에 비하여 색재현율 및 반사율이 모두 향상되었다. 코어 입자만을 사용(비교예 2)한 경우와 비교하여 반사율은 거의 비슷하였으며, 색재현율은 향상되었다. 즉, 작은 크기의 쉘 입자만으로 구성된 나노 입자를 적용하는 경우(비교예 1), 표면적이 향상되었음에도 불구하고 반사율과 색재현율이 크게 떨어지지만, 본 발명에 따라 코어 입자와 쉘 입자가 클러스터 접합된 경우에는 쉘 입자만을 사용하는 경우에 비하여 반사율과 색재현율을 모두 향상시킬 수 있다. 또한, 저굴절률을 가지는 실리카를 쉘 입자로 사용한 경우(실시예 6), 반사율과 색재현율이 코어 입자 또는 쉘 입자만을 사용한 비교예에 비하여 크게 향상된 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따라 코어 입자와 쉘 입자가 클러스터 접합된 나노 입자를 사용하고, 바람직하게는 코어 입자의 굴절률과 큰 차이를 가지는 굴절률을 가지는 쉘 입자를 컬러필터층의 나노 입자로 사용하는 경우, 반사율 및/또는 색재현율을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다.When nanoparticles in which core particles and shell particles were mixed at a ratio of 2:1 and 5:1 were used (Examples 4 to 5), both color reproduction and reflectance were improved compared to when only shell particles were used (Comparative Example 1). . Compared to the case where only core particles were used (Comparative Example 2), the reflectance was almost similar, and the color gamut was improved. That is, when nanoparticles consisting of only small-sized shell particles are applied (Comparative Example 1), the reflectance and color gamut decrease significantly despite the improved surface area, but when the core particles and shell particles are clustered together according to the present invention. Both reflectance and color gamut can be improved compared to the case of using only shell particles. In addition, when silica with a low refractive index was used as the shell particle (Example 6), it was found that the reflectance and color reproduction rate were greatly improved compared to the comparative example using only core particles or shell particles. Therefore, according to the present invention, when using nanoparticles in which core particles and shell particles are clustered together, and preferably using shell particles having a refractive index that is significantly different from the refractive index of the core particles as nanoparticles of the color filter layer, the reflectance and /It was confirmed that the color gamut could be improved.

상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 이러한 변형과 변경은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은 첨부하는 청구의 범위를 통하여 더욱 분명하다. Although the present invention has been described above based on exemplary embodiments and examples of the present invention, the present invention is not limited to the technical ideas described in the above-described embodiments and examples. Rather, anyone skilled in the art to which the present invention pertains can easily make various modifications and changes based on the above-described embodiments and examples. However, the fact that all such modifications and changes fall within the scope of the present invention is more clear from the attached claims.

100, 100A, 100R, 100G, 100B, 100W: 나노 입자
110: 코어 입자 120: 쉘 입자
130: 착색제
200, 300, 400: 반사형 표시장치
210, 310, 410: 제 1 기판 220, 320, 420: 제 2 기판
230, 330, 430: 제 1 전극 240, 340, 440: 제 2 전극
260, 360, 460: 컬러필터층 270, 370, 470: 전해질층
280, 380, 480: 가변차광층 282, 382, 482: 전기변색 입자
250, 350, 450: 카운터 전극
PA1, PA2, PA3, PA4: 화소영역
100, 100A, 100R, 100G, 100B, 100W: Nanoparticles
110: core particle 120: shell particle
130: Colorant
200, 300, 400: Reflective display device
210, 310, 410: first substrate 220, 320, 420: second substrate
230, 330, 430: first electrode 240, 340, 440: second electrode
260, 360, 460: Color filter layer 270, 370, 470: Electrolyte layer
280, 380, 480: Variable light blocking layer 282, 382, 482: Electrochromic particles
250, 350, 450: Counter electrode
PA1, PA2, PA3, PA4: Pixel area

Claims (19)

제 1 기판 및 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판;
제 1 기판의 내측에 배치되는 제 1 전극;
상기 제 2 기판의 내측에 배치되는 제 2 전극;
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 전해질층;
상기 제 2 전극과 상기 전해질층 사이에 위치하는 전기변색 입자를 포함하는 가변차광층; 및
상기 제 1 전극과 상기 전해질층 사이, 또는 상기 제 1 기판과 상기 제 1 전극 사이에 위치하는 컬러필터층을 포함하고,
상기 컬러필터층은, 제 1 크기를 가지는 코어(core) 입자와, 상기 제 1 크기보다 작은 제 2 크기를 가지며 클러스터(cluster) 형태로 상기 코어 입자를 에워싸는 쉘(shell) 입자를 포함하는 나노 입자로 이루어지고,
상기 코어 입자와 상기 쉘 입자는 각각 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 실리카(SiO2), 산화주석(SnO2), 불화바륨(BaF2), 불화칼슘(CaF2), 불화마그네슘(MgF2) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어지는 반사형 표시장치.
a first substrate and a second substrate facing the first substrate;
a first electrode disposed inside the first substrate;
a second electrode disposed inside the second substrate;
An electrolyte layer located between the first electrode and the second electrode;
a variable light blocking layer including electrochromic particles positioned between the second electrode and the electrolyte layer; and
It includes a color filter layer located between the first electrode and the electrolyte layer or between the first substrate and the first electrode,
The color filter layer is composed of nanoparticles including core particles having a first size and shell particles having a second size smaller than the first size and surrounding the core particles in the form of a cluster. It comes true,
The core particles and the shell particles are respectively aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), silica (SiO 2 ), and tin oxide (SnO 2 ). A reflective display device made of a material selected from the group consisting of barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), and combinations thereof.
제 1항에 있어서,
상기 나노 입자를 구성하는 상기 쉘 입자의 표면에 착색제가 흡착되어 있는 반사형 표시장치.
According to clause 1,
A reflective display device in which a colorant is adsorbed on the surface of the shell particles constituting the nanoparticles.
제 2항에 있어서,
상기 착색제는 적색 착색제, 녹색 착색제 또는 청색 착색제를 포함하는 반사형 표시장치.
According to clause 2,
A reflective display device wherein the colorant includes a red colorant, a green colorant, or a blue colorant.
제 2항에 있어서,
상기 착색제는 분자 내에 하이드록시기(-OH), 카르복시기(-COOH), 포스폰산기(-PO3H), 술폰산기(-SO3H), 케토알데하이드기(-CO-COH) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 작용기를 가지는 유기 염료인 반사형 표시장치.
According to clause 2,
The colorant has a hydroxyl group (-OH), a carboxylic acid group (-COOH), a phosphonic acid group (-PO 3 H), a sulfonic acid group (-SO 3 H), a ketoaldehyde group (-CO-COH), and these in the molecule. A reflective display device that is an organic dye having a functional group selected from the group consisting of combinations.
제 1항에 있어서,
상기 코어 입자는 100 내지 500 nm의 평균 입자 크기를 가지는 반사형 표시장치.
According to clause 1,
A reflective display device wherein the core particles have an average particle size of 100 to 500 nm.
제 1항에 있어서,
상기 쉘 입자는 1 내지 50 nm의 평균 입자 크기를 가지는 반사형 표시장치.
According to clause 1,
A reflective display device wherein the shell particles have an average particle size of 1 to 50 nm.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 코어 입자의 굴절률과 상기 쉘 입자의 굴절률 차이는 0.5 내지 2.0인 반사형 표시장치.
According to clause 1,
A reflective display device wherein the difference between the refractive index of the core particles and the shell particles is 0.5 to 2.0.
제 1항에 있어서,
상기 쉘 입자의 굴절률은 상기 코어 입자의 굴절률보다 낮은 반사형 표시장치.
According to clause 1,
A reflective display device wherein the refractive index of the shell particles is lower than the refractive index of the core particles.
제 1항에 있어서,
상기 코어 입자의 굴절률은 2.0 내지 3.5이고, 상기 쉘 입자의 굴절률은 1.3 이상 2.0 미만인 반사형 표시장치.
According to clause 1,
A reflective display device wherein the core particles have a refractive index of 2.0 to 3.5, and the shell particles have a refractive index of 1.3 to 2.0.
제 1항 또는 제 10항에 있어서,
상기 코어 입자는 산화지르코늄, 이산화티타늄, 산화아연 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어지고, 상기 쉘 입자는 산화알루미늄, 실리카, 산화주석, 불화바륨, 불화칼슘, 불화마그네슘 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어지는 반사형 표시장치.
According to claim 1 or 10,
The core particles are made of a material selected from the group consisting of zirconium oxide, titanium dioxide, zinc oxide, and combinations thereof, and the shell particles are aluminum oxide, silica, tin oxide, barium fluoride, calcium fluoride, magnesium fluoride, and these. A reflective display device made of a material selected from the group consisting of a combination of.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 제 1 내지 제 3 화소영역이 정의되어 있으며,
상기 컬러필터층은 상기 제 1 내지 제 3 화소영역에서 각각 다른 컬러를 구현하는 반사형 표시장치.
According to claim 1 or 2,
First to third pixel areas are defined between the first substrate and the second substrate,
The color filter layer is a reflective display device that implements different colors in the first to third pixel areas.
제 12항에 있어서,
상기 제 1 화소영역에 적색 착색제가 상기 쉘 입자에 흡착된 상기 나노 입자를 포함하는 제 1 컬러필터층이 위치하고,
상기 제 2 화소영역에 녹색 착색제가 상기 쉘 입자에 흡착된 상기 나노 입자를 포함하는 제 2 컬러필터층이 위치하고,
상기 제 3 화소영역에 청색 착색제가 상기 쉘 입자에 흡착된 상기 나노 입자를 포함하는 제 3 컬러필터층이 위치하는 반사형 표시장치.
According to clause 12,
A first color filter layer containing the nanoparticles with a red colorant adsorbed on the shell particles is located in the first pixel area,
A second color filter layer containing the nanoparticles with a green colorant adsorbed on the shell particles is located in the second pixel area,
A reflective display device in which a third color filter layer including the nanoparticles in which a blue colorant is adsorbed to the shell particles is located in the third pixel area.
제 12항에 있어서,
상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 제 4 화소영역이 더욱 정의되어 있으며,
상기 제 4 화소영역에 착색제가 상기 쉘 입자에 흡착되지 않은 상기 나노 입자를 포함하는 제 4 컬러필터층이 위치하는 반사형 표시장치.
According to clause 12,
A fourth pixel area is further defined between the first substrate and the second substrate,
A reflective display device in which a fourth color filter layer containing the nanoparticles in which the colorant is not adsorbed to the shell particles is located in the fourth pixel area.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 나노 입자를 구성하는 상기 코어 입자와 상기 쉘 입자는 1:1 내지 5:1의 중량비로 혼합되어 있는 반사형 표시장치.
According to claim 1 or 2,
A reflective display device in which the core particles and the shell particles constituting the nanoparticles are mixed at a weight ratio of 1:1 to 5:1.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제 1 전극과 상기 전해질층 사이에 위치하는 카운터 전극을 더욱 포함하는 반사형 표시장치.
According to claim 1 or 2,
A reflective display device further comprising a counter electrode positioned between the first electrode and the electrolyte layer.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 전기변색 입자는 코어-쉘 구조를 가지는 무기 입자인 반사형 표시장치.
According to claim 1 or 2,
A reflective display device in which the electrochromic particles are inorganic particles having a core-shell structure.
제 17항에 있어서,
상기 전기변색 입자를 구성하는 상기 코어는 인듐-틴-옥사이드, 인듐-징크-옥사이드, 안티몬-틴-옥사이드, 불소 도핑된 틴-옥사이드, 알루미늄-징크 옥사이드 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 도전성 물질로 이루어지는 반사형 표시장치.
According to clause 17,
The core constituting the electrochromic particle is selected from the group consisting of indium-tin-oxide, indium-zinc-oxide, antimony-tin-oxide, fluorine-doped tin-oxide, aluminum-zinc oxide, and combinations thereof. A reflective display device made of conductive material.
제 17항에 있어서,
상기 전기변색 입자를 구성하는 상기 코어는 산화티타늄, 산화아연, 실리카 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 비-도전성 금속 산화물로 이루어지는 반사형 표시장치.
According to clause 17,
A reflective display device wherein the core constituting the electrochromic particles is made of a non-conductive metal oxide selected from the group consisting of titanium oxide, zinc oxide, silica, and combinations thereof.
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