KR20140069679A - Light source controllable electrochromic thim film element and display device comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부 광원을 제어할 수 있는 전기변색 박막 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전기변색 박막 소자는 전기화학 스위칭이 가능하고 제조공정이 간단하여 제작 및 비용 측면에서 큰 경쟁력이 차지할 수 있으며, 소재 및 이를 포함하는 디스플레이의 대량생산이 가능할 수 있다. 또한, 외부 및 내부에서 높은 선명도를 발휘할 수 있어, 스마트 폰 및 태블릿 PC로 적용할 수 있다.The present invention relates to an electrochromic thin film device capable of controlling an external light source and a display device including the electrochromic thin film device. The electrochromic thin film device according to the present invention is capable of electrochemical switching and has a simple manufacturing process, It can be competitive, and mass production of materials and displays containing them can be possible. In addition, it can exert high clarity both in the outside and inside, and can be applied to smart phones and tablet PCs.
Description
본 발명은 외부 광원을 제어할 수 있는 전기변색 박막 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrochromic thin film device capable of controlling an external light source and a display device including the same.
전기변색은 전압을 인가하였을 때 전계방향에 의해 가역적으로 색이 변화하는 현상을 말하며, 전기변색의 재료는 이러한 전기 화학적 산화, 환원 반응에 의해 재료의 광 특성이 가역적으로 변화할 수 있는 물질이 이용된다. 따라서, 인가전압 및 전류방향을 조절하여 선택적으로 색을 조절할 수 있다. 전기변색 물질에는 텅스텐, 이리듐, 니켈, 바나듐과 같은 금속 산화물과 비올로겐, 퀴논과 같은 유기물, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리피롤과 같은 전도성 고분자가 있다. 특히 전도성 고분자를 도입한 전기변색 소자는 분자 구조 변화시켜서 다양한 색을 표현할 수 있으며, 낮은 작동 전압, 경량, 메모리성 및 간단한 제조 공정 등의 장점으로, 전자 종이 (e-paper) 등의 차세대 디스플레이 장치로의 응용이 많이 연구되고 있다.The electrochromic phenomenon refers to a phenomenon in which the color reversibly changes in the direction of the electric field when a voltage is applied. The material of the electrochromic material is a material which can reversibly change the optical characteristics of the material by the electrochemical oxidation or reduction reaction. do. Therefore, the color can be selectively controlled by adjusting the applied voltage and current direction. Electrochromic materials include metal oxides such as tungsten, iridium, nickel, and vanadium; organic materials such as viols and quinones; and conductive polymers such as polythiophenes, polyanilines, and polypyrroles. In particular, electrochromic devices incorporating conductive polymers can display various colors by changing their molecular structure, and have advantages of low operating voltage, light weight, memory, and simple manufacturing process, Have been studied extensively.
본 발명은 전기화학식 스위칭에 의해 발생되는 산화 및 환원 상태에 따른 다양한 흡수도를 가지는 박막을 이용하여, 외부 고광원의 흡수 조절뿐만 아니라 실내에서는 스위칭을 통해 투명 박막을 구현할 수 있는 전기변색 박막 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
The present invention relates to an electrochromic thin film device capable of realizing a transparent thin film through switching in the room as well as absorption control of an external high light source by using a thin film having various absorptions according to oxidation and reduction states generated by electrochemical switching, To provide a display device.
본 발명은 외부 광원을 제어할 수 있는 전기변색 박막 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상기 전기변색 박막 소자의 하나의 예로서,The present invention relates to an electrochromic thin film device capable of controlling an external light source and a display device including the electrochromic thin film device. As one example of the electrochromic thin film device,
일정 간격으로 대향 배치된 전극들;Electrodes disposed at regular intervals;
상기 전극들 중 어느 하나 이상의 전극의 일면에 형성되고, 외부 광원으로부터 입사되는 입사광의 흡수도를 조절하는 전기변색 박막;An electrochromic thin film formed on one surface of at least one of the electrodes, the electrochromic thin film controlling the degree of absorption of incident light incident from an external light source;
대향 배치된 전극 사이에 형성된 전해질층;An electrolyte layer formed between oppositely disposed electrodes;
대향 배치된 전극들에 전기적으로 연결되어 전압을 인가하는 전원을 포함하는 전기변색 박막 소자를 포함할 수 있다.And a power source electrically connected to the oppositely disposed electrodes to apply a voltage.
또한, 본 발명은 상기 전기변색 박막 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
In addition, the present invention can provide a display device including the electrochromic thin film device.
본 발명에 따른 전기변색 박막 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치는 전기화학 스위칭이 가능하고 제조공정이 간단하여 제작 및 비용 측면에서 높은 경쟁력이 차지할 수 있으며, 소재 및 이를 포함하는 디스플레이의 대량생산이 가능할 수 있다. 또한, 외부 및 내부에서 높은 선명도를 발휘할 수 있어, 투명 디스플레이, 스마트 폰 및 태블릿 PC에 적용할 수 있다.
The electrochromic thin film device and the display device including the electrochromic thin film device according to the present invention can be electrochemically switched and have a simple manufacturing process and thus can be highly competitive in terms of production and cost and can mass produce a material and a display including the same have. In addition, it can exert high clarity both in the outside and inside, and can be applied to transparent displays, smart phones and tablet PCs.
도 1은 일 실시예에서, 본 발명에 따른 전기변색 박막 소자의 모식도이다.
도 2 내지 5는 각각 일 실시예에서, 본 발명에 따른 전기변색 박막 소자를 포함하는 디스플레이 장치의 모식도이다.
도 6은 일 실시예에서, 본 발명에 따른 전기변색 박막인 경우와 그렇지 않은 경우의 비교 사진이다.
도 7은 일 실시예에서, 본 발명에 따른 전기변색 박막인 경우와 그렇지 않은 경우의 비교 사진이다.
도 8은 일 실시예에서, 본 발명에 따른 염료가 포함되지 않은 전기변색 박막의 전기화학 스위칭을 통한 산화상태 조절을 보여주는 사진이다.
도 9는 일 실시예에서, 본 발명에 따른 염료를 포함하는 전기변색 박막의 전기화학 스위칭을 통한 산화상태 조절을 보여주는 사진이다.1 is a schematic diagram of an electrochromic thin film device according to an embodiment of the present invention in one embodiment.
2 to 5 are schematic views of a display device including an electrochromic thin film device according to the present invention, in each embodiment.
FIG. 6 is a comparative photograph of an electrochromic thin film according to an embodiment of the present invention and an electrochromic thin film according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a comparative photograph of an electrochromic thin film according to an embodiment of the present invention and an electrochromic thin film according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a photograph showing an oxidation state control by electrochemical switching of an electrochromic thin film containing no dye according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a photograph showing an oxidation state control through electrochemical switching of an electrochromic thin film including a dye according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 외부 광원을 제어할 수 있는 전기변색 박막 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상기 전기변색 박막 소자의 하나의 예로서,The present invention relates to an electrochromic thin film device capable of controlling an external light source and a display device including the electrochromic thin film device. As one example of the electrochromic thin film device,
일정 간격으로 대향 배치된 전극들;Electrodes disposed at regular intervals;
상기 전극들 중 어느 하나 이상의 전극의 일면에 형성되고, 외부 광원으로부터 입사되는 입사광의 흡수도를 조절하는 전기변색 박막;An electrochromic thin film formed on one surface of at least one of the electrodes, the electrochromic thin film controlling the degree of absorption of incident light incident from an external light source;
대향 배치된 전극들 사이에 형성된 전해질층;An electrolyte layer formed between oppositely disposed electrodes;
대향 배치된 전극들에 전기적으로 연결되어 전압을 인가하는 전원을 포함하는 전기변색 박막 소자일 수 있다.And a power source that is electrically connected to the oppositely disposed electrodes and applies a voltage.
상기 전기변색 박막 소자의 일정 간격으로 대향 배치된 전극들은 투명 전극일 수 있으며, 2 전극 또는 3 전극 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 2 전극이란, 상대 전극 및 작업 전극을 포함하는 2 개의 전극을 사용하는 전극 시스템을 의미할 수 있으며, 3 전극이란, 상대 전극, 기준 전극 및 작업 전극을 포함하는 3 개의 전극을 사용하는 전극 시스템을 의미할 수 있다.The electrodes disposed opposite to each other at the predetermined intervals of the electrochromic thin film elements may be transparent electrodes and may be in the form of two electrodes or three electrodes. For example, the two electrodes may mean an electrode system using two electrodes including a counter electrode and a working electrode, and the three electrodes may be three electrodes including a counter electrode, a reference electrode, and a working electrode, May refer to the electrode system used.
상기 전기변색 박막은 전기화학 스위칭에 따라 변화된 산화상태를 갖을 수 있다. 상기 전기변색이란, 전압을 인가하였을 때, 전계방향에 의해 가역적으로 색이 변화하는 현상을 말할 수 있다. 구체적으로, 전기변색은 전압을 인가하였을 때, 전계방향에 의해 물질의 전기 화학적 산화환원 반응이 일어나며, 이 때, 동반되는 재료의 흡광도의 변화가 가시광 영역에서 가역적으로 관찰되는 현상이다. 예를 들어, 환원상태에서 발색이 되고, 산화상태에서 무색(colorless)이 되는 것을 환원발색(cathodic coloration)이라고 하며, 환원상태에서 무색이고 산화상태에서 발색이 되면 산화발색(anodic coloration)이라고 한다. 이와 같이, 상기 전기변색 박막은 전기화학적 스위칭을 통해 산화환원을 일으키는 방법으로 색 변화를 나타낼 수 있다.The electrochromic thin film may have an oxidized state changed by electrochemical switching. The electrochromic coloration refers to a phenomenon in which the color reversibly changes in the direction of the electric field when a voltage is applied. Specifically, when electrochemical coloring is applied, an electrochemical redox reaction of a substance takes place in the direction of the electric field, and at this time, a change in the absorbance of the accompanying material is reversibly observed in the visible light region. For example, when a color develops in a reduced state and becomes colorless in an oxidized state, it is referred to as cathodic coloration and is called anodic coloration when it is colorless in a reducing state and when it is colored in an oxidized state. As described above, the electrochromic thin film can exhibit a color change by a method of causing redox through electrochemical switching.
전기변색 박막은 전도성 고분자를 포함하는 혼합용액을 이용하여 제조할 수 있다. 상기 전도성 고분자는 전기화학적 산화환원 반응에 의해 광흡수도가 변화하는 전기변색 특성을 갖는 고분자로, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리안트라센(polyanthracene), 폴리플루오렌(polyfluorene), 폴리카바졸(polycarbazole), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylenevinylene) 및 그 유도체 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. The electrochromic thin film can be produced by using a mixed solution containing a conductive polymer. The conductive polymer is a polymer having an electrochromic property that changes its light absorption by an electrochemical redox reaction. The conductive polymer is not particularly limited, and examples thereof include polythiophene, polyaniline, polypyrrole, , Polyanthracene, polyfluorene, polycarbazole, polyphenylenevinylene, and derivatives thereof. The term " polyaniline "
상기 혼합용액은 산화제, 단량체, 첨가제 및 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 산화제, 단량체, 첨가제 및 용매는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 산화제로는 아이언(Ⅲ) p-톨루엔설퍼네이트 헥사하이드레이트(Iron(Ⅲ) p-toluenesulfonate hexahydrate), 아이언(Ⅲ) 클로라이드 헥사하이드레이트(Iron(Ⅲ) chloride hexahydrate) 및 아이언(Ⅲ) 클로라이드(Iron(Ⅲ) chloride) 등을 포함할 수 있고, 첨가제로는 피리딘(pyridine), 폴리(프로필렌글리콜) 블록공중합체 및 폴리(에틸렌글리콜) 블록공중합체 등을 포함할 수 있으며, 용매로는 메탄올(Methanol), 에탄올(Ethanol) 및 부탄올(Butanol) 등을 포함할 수 있다.The mixed solution may further contain an oxidizing agent, a monomer, an additive and a solvent. Examples of the oxidizing agent include iron (III) p-toluenesulfonate hexahydrate (Iron (III) p-toluenesulfonate hexahydrate), iron (III) chloride hexahydrate Iron (III) chloride hexahydrate and iron (III) chloride. Examples of the additive include pyridine, poly (propylene glycol) block copolymer and poly (ethylene glycol) Block copolymer and the like, and the solvent may include methanol, ethanol, butanol, and the like.
결과적으로, 상기 전기변색 박막은 상기 혼합용액의 조성물에 따른 다양한 산화상태를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 산화제, 단량체, 첨가제 및 용매의 함량에 따라 다양한 흡수도를 갖는 박막을 제조할 수 있으며, 이를 통해, 혼합용액의 산화상태를 조절할 수 잇다. As a result, the electrochromic thin film may exhibit various oxidation states depending on the composition of the mixed solution. Specifically, a thin film having various absorptions according to the content of the oxidizing agent, the monomer, the additive, and the solvent can be prepared, thereby controlling the oxidation state of the mixed solution.
결과적으로, 상기 전기변색 박막은 전압 인가에 의한 전기화학적 산화 및 환원에 의해 가역적인 색변화를 보일 수 있다.As a result, the electrochromic thin film can exhibit a reversible color change by electrochemical oxidation and reduction by voltage application.
상기 전기변색 박막의 형성방법은 특정 공정으로 한정하지 않으며, 예를 들어, 종래의 형성방법인, 전극 기판에 전기중합, 증기중합, 화학중합 및 전기화학중합 등의 방법을 통해 형성할 수 있으며, 용액 공정이 가능한 전도성 고분자의 경우, 용매에 용해시켜 스핀코팅, 스프레이코팅, 바코팅법 등의 방법으로 형성이 가능할 수 있다. 이를 통해, 유리 또는 플렉서블(flexible) 박막으로의 제작이 용이할 수 있다. 결과적으로, 상기 전기변색 박막의 두께는 전기변색 반응에 의해 흡광도의 변화가 나타나는 범위로 한정하고, 예를 들어, 상기 두께는 50 nm 내지 10 ㎛일 수 있으며, 두께 조절은 스핀 코팅을 통한 조절 및 용액의 조성에 따른 조절이 있을 수 있다.The method of forming the electrochromic thin film is not limited to a specific process. For example, the electrochromic thin film may be formed by a conventional method such as electrochemical polymerization, vapor polymerization, chemical polymerization, and electrochemical polymerization, In the case of a conductive polymer that can be subjected to a solution process, it may be dissolved in a solvent and formed by a method such as spin coating, spray coating, or bar coating. As a result, it is easy to fabricate glass or a flexible thin film. As a result, the thickness of the electrochromic thin film is limited to a range in which the change in absorbance is exhibited by an electrochromic reaction. For example, the thickness may be 50 nm to 10 탆, There may be adjustments depending on the composition of the solution.
상기 전기변색 박막은 패턴화된 형태일 수 있다. 예를 들어, 유리 또는 플렉서블 박막 상에 수 나노 사이즈(nano size) 내지 수 마이크로 사이즈(micro size)로 미세 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 패턴화된 전기변색 박막은 일정한 간격으로 전기적 활성이 있는 변색부와 전기적 활성이 없는 비변색부가 교차적으로 나타나는 그레이팅을 보유할 수 있다. 상기 그레이팅의 사이즈는 1 nm 내지 50 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 그레이팅의 사이즈는 100 nm 내지 50 ㎛, 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 또는 5 ㎛ 내지 15 ㎛일 수 있다. 상기 패턴은 상기 패턴을 형성하는 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 포토레지스트(photoresist) 패턴을 이용한 포토리소그라피(photolithography) 및 전자빔 리소그라피(e-beam lithography) 방법이 가능하며, 특히, 용액 공정성 전도성 고분자의 경우에는, 임프린팅(imprinting)법, MIMIC법(micromolding in capillaries process), 홀로그라피(holography)법 또는 광패터닝(photo-patterning)법에 의해 형성될 수 있다. 다만, 본 발명에서 전기변색 박막이 패턴화되지 않은 형태를 배제하는 것은 아니다.The electrochromic thin film may be in a patterned form. For example, fine patterns can be formed on a glass or flexible thin film in a nano size to several micro size. For example, the patterned electrochromic thin film may have a grating in which a discoloring portion having an electrical activity at regular intervals and a non-discoloring portion having no electrical activity are alternately displayed. The size of the grating may be 1 nm to 50 탆. For example, the size of the grating may be 100 nm to 50 탆, 1 탆 to 50 탆, 5 탆 to 30 탆, or 5 탆 to 15 탆. For example, photolithography using a photoresist pattern and e-beam lithography can be used as the method of forming the pattern, but the method is not particularly limited. For example, Fairness In the case of a conducting polymer, it can be formed by an imprinting method, a micromolding in capillaries process, a holography method, or a photo-patterning method. However, the present invention does not exclude that the electrochromic thin film is not patterned.
상기 전기변색 박막 소자의 전해질층은 액상 전해질, 젤상 전해질, 고상 전해질 또는 다가전해질(polyelectrolyte)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질층은 전압 인가에 따라, 전해질의 전하 이동 및 전기변색 박막으로의 도핑 또는 디도핑을 일으킬 수 있다. 이 때, 이온전도성 전해질 용액은 전해질염이 용해된 용액을 사용할 수 있으며, 이를 주사 또는 진공진입 등의 방법으로 전해질층을 형성할 수 있다. 이 때, 상기 전해질염은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, n-Bu4NClO4, n-Bu4NPF6, NaBF4, LiClO4, LiPF6, LiBF4, LiN(SO2C2F5)2, LiCF3SO3, C2F6LiNO4S2 및 K4Fe(CN) 등을 포함할 수 있다. 상기 전해질염은 1 종의 단일화합물 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 전해질 용액은 전해질염 0.001 내지 10 M을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질염은 0.001 내지 5 M, 0.01 내지 5 M, 0.1 내지 1 M 또는 0.1 내지 0.5 M을 포함할 수 있으며, 용매 1 M을 함유할 수 있다. 상기 범위 내에서, 높은 전기변색성을 구현할 수 있으며, 용액에서 화합물이 용출되는 문제점을 방지할 수 있다. The electrolyte layer of the electrochromic thin film device may include a liquid electrolyte, a gel electrolyte, a solid electrolyte or a polyelectrolyte. For example, the electrolyte layer may cause charge transfer of the electrolyte and doping or dedoping of the electrolyte into the electrochromic thin film upon application of a voltage. At this time, the ion conductive electrolyte solution may be a solution in which the electrolyte salt is dissolved, and the electrolyte layer may be formed by injecting or vacuuming the electrolyte solution. In this instance, the electrolyte salt is not particularly limited, for example, n-Bu 4 NClO 4, n-Bu 4 NPF 6, NaBF 4, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4, LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiCF 3 SO 3 , C 2 F 6 LiNO 4 S 2 and K 4 Fe (CN) And the like. The electrolytic salt may be a single compound or a mixture of two or more compounds. Specifically, the electrolyte solution may contain 0.001 to 10 M of an electrolyte salt. For example, the electrolyte salt may comprise 0.001 to 5 M, 0.01 to 5 M, 0.1 to 1 M, or 0.1 to 0.5 M, and may contain 1 M of solvent. Within this range, it is possible to realize high electrochromicity and to prevent the problem of elution of the compound in the solution.
상기 전해질층은 색 보정을 위한 염료 및 안료 중 1 종 이상을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 염료 중 1 종 이상은 0.001 중량부 내지 용매 1 중량부를 포함할 수 있고, 이 때, 염료 및 안료는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 아조염료(azo dye), 니트로(nitro) 염료, 니트로소(nitroso) 염료, 안트라퀴논(anthraquinone) 염료, 아크리딘(acridine) 염료, 인디고(indigo) 염료 및 아진(azine) 염료 중 1 종 이상을 포함할 수 있다.The electrolyte layer may further include at least one of a dye and a pigment for color correction. For example, one or more of the dyes may include 0.001 part by weight to 1 part by weight of solvent. The dyes and pigments are not particularly limited, and examples thereof include azo dyes, nitro ) Dyes, nitroso dyes, anthraquinone dyes, acridine dyes, indigo dyes, and azine dyes.
상기 전해질층은 전하 균형용 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전하 균형용 첨가제를 0.001 M 내지 0.5 M 포함할 수 있고, 상기 첨가제는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 메탈로센, 아민옥사이드 및 그 유도체 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 용매를 포함할 수 있고, 상기 용매는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 디클로메탄, 클로로포름, 아세토니트릴, 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 테트라하이드로퓨란(THF) 및 뷰틸렌 카보네이트 중 1 종 이상을 포함할 수 있다. The electrolyte layer may further include an additive for charge balance. For example, the additive for charge balancing may include 0.001 M to 0.5 M, and the additive is not particularly limited and may include, for example, at least one of metallocene, amine oxide and a derivative thereof. The solvent may also include a solvent, and the solvent is not particularly limited, and examples thereof include dichloromethane, chloroform, acetonitrile, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), tetrahydrofuran (THF) And tilene carbonate.
예를 들어, 상기 제조된 전기변색 박막 소자는 도 1을 통해 설명할 수 있다. 도 1을 보면, 대향 배치된 전극들(10) 사이에 형성된 전기변색 박막(20), 전해질층(30), 전원(40) 및 스페이서(50)를 확인할 수 있다. 상기 전기변색 박막 소자는 외부 고광원으로부터 입사되는 입사광이 전기변색 박막에 의해 흡수되고, 전원에 의해 대향 배치된 전극들에 전압이 인가되며, 이는 양 전극 사이 스페이서에 의해 채워진 전해질의 전하 이동 및 전기변색 층으로의 도핑(doping) 및 디도핑(de-doping)을 일으켜 전기변색을 구현할 수 있다.
For example, the electrochromic thin film device manufactured as described above can be described with reference to FIG. 1, an electrochromic thin film 20, an electrolyte layer 30, a power source 40, and a
또한, 본 발명은 전기변색 박막 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 LCD(liquid crystal display), CRT(cathode ray tube), PDP(plasma display panel), FED(field emission display) 및 OLED(organic light emitting diode) 등을 포함할 수 있으며, 실생활에서 TV, 컴퓨터, 노트북, 네비게이션, 스마트 폰, 테블릿 PC, 전자책 및 손목시계 등에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 투명 디스플레이 장치일 수 있다.In addition, the present invention can include a display device including an electrochromic thin film device. The display device may include a liquid crystal display (LCD), a cathode ray tube (CRT), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), and an organic light emitting diode (OLED) Computers, laptops, navigation, smart phones, tablet PCs, e-books, and wrist watches. For example, the display device may be a transparent display device.
구체적으로, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이 패널; 터치 패널; 및 보호기판을 포함하며,Specifically, the display device includes a display panel; Touch panel; And a protective substrate,
전기변색 박막 소자는 터치 패널과 보호기판 사이에 형성된 것일 수 있다.The electrochromic thin film element may be formed between the touch panel and the protective substrate.
예를 들어, 상기 디스플레이 장치로 외부 광원이 입사될 수 있으며, 상기 외부 광원은 전극 및 전해질층을 투과하여 전기변색 박막으로 도달하게 된다. 이때, 전기변색 박막을 통해, 광원의 흡수도를 조절할 수 있다. 구체적으로, 광원의 흡수도는 80%에서 5%까지 산화 내지 환원 상태에 따라 조절할 수 있다. 여기서 흡수도 100%는 광이 완전히 차단된 상태를 의미한다. 결과적으로, 박막의 두께 및 인가 전압의 조절에 따른 산화상태 변화를 통해 전기변색을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전기변색 박막을 포함하는 디스플레이 장치는 간단한 방법으로 외부광을 조절하여 더욱 선명하고 깨끗한 이미지를 구현할 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 도 2를 통해 나타낼 수 있다. 도 2를 보면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100), 터치 패널(110), 전기변색 박막 소자층(120), 보호 기판(130), 광센서(140) 및 전압부(150)를 포함하고 있는 것을 확인할 수 있다.For example, an external light source may be incident on the display device, and the external light source may penetrate the electrode and the electrolyte layer to reach the electrochromic thin film. At this time, the absorption of the light source can be controlled through the electrochromic thin film. Specifically, the absorbance of the light source can be controlled from 80% to 5% depending on the state of oxidation or reduction. Here, the absorption degree of 100% means that the light is completely blocked. As a result, electrochromism can be exhibited through the change of the oxidation state depending on the thickness of the thin film and the applied voltage. Therefore, the display device including the electrochromic thin film according to the present invention can achieve clearer and clearer images by adjusting external light by a simple method. The display device can be shown in FIG. 2, the display device includes a
상기 전기변색 박막 소자는 디스플레이 장치의 보호기판 상부에 형성될 수 있다. 이 또한, 상기와 같은 방법으로 외부광을 조절하여 디스플레이의 높은 선명도를 구현할 수 있다. 상기 디스플레이 장치는 도 3을 통해 나타낼 수 있다. 도 3을 보면, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(200), 터치 패널(210), 보호 기판(230), 전기변색 박막 소자층(220), 광센서(240) 및 전압부(250)를 포함하고 있는 것을 확인할 수 있다.The electrochromic thin film device may be formed on a protective substrate of a display device. In addition, the external light can be adjusted by the above-described method to realize a high definition of the display. The display device can be shown in FIG. 3, the display device includes a
일 실시예에서, 상기 전기변색 박막 소자는 터치 패널을 포함하지 않는 디스플레이 장치에 포함될 수 있으며, 예를 들어, 도 4 및 도 5를 통해 나타낼 수 있다. 도 4는 디스플레이 패널(300), 전기변색 박막 소자층(320) 및 보호 기판(330)이 순차 적층된 형태로, 광센서(340) 및 전압부(350)을 포함하고 있다. 또한, 도 5는 디스플레이 패널(400), 보호 기판(430) 및 전기변색 박막 소자층(420)이 순차 적층된 형태로, 광센서(440) 및 전압부(450)을 포함하고 있다.In one embodiment, the electrochromic thin film device may be included in a display device not including a touch panel, for example, as shown in FIGS. 4 and 5. 4 includes a
상기 디스플레이 장치는 실내 및 실외에서 가변적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 스마트 폰, 테블릿 PC, 네비게이션 및 전자책 등의 장치는, 실내 및 실외에서 가변적으로 사용할 수 있다. 이 때, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 실외에서 사용할 경우 문제점이 되던 선명도 및 시인성을 상기 전기변색 박막 소자를 사용함으로써 해소할 수 있다.The display device can be used indoors or outdoors. For example, devices such as smart phones, tablet PCs, navigation and e-books can be used indoors and outdoors variably. At this time, the display device according to the present invention can solve the problem of sharpness and visibility, which is a problem when used outdoors, by using the electrochromic thin film device.
상기 디스플레이 장치에 있어서, 외부 광원이 존재하는 실외에서 전기변색 박막 소자는 외부광의 흡수도를 조절하여 박막의 변색이 일어나며, 실내에서는 박막의 변색이 일어나지 않을 수 있다. 구체적으로, 전기변색 박막 소자는 외부광의 흡수도를 조절하여 전기변색을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치의 터치 패널과 보호기판 사이 또는 보호기판 상부에 형성된 전기변색 박막이 외부광의 흡수도를 조절하여 전기변색을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 전압 스위칭을 통해 산화상태를 조절하여 광원의 흡수도를 조절할 수 있으며, 이를 통해, 실내에서는 투명 전극의 본연의 특성을 유지할 수 있으며, 실외에서는 높은 선명도 및 시인성을 구현할 수 있다.
In the display device, the electrochromic thin film device in an outdoor environment where an external light source exists may cause discoloration of the thin film by controlling the absorption of external light, and discoloration of the thin film may not occur in the room. Specifically, the electrochromic thin film device can exhibit electrochromism by controlling the absorption of external light. For example, an electrochromic thin film formed between a touch panel and a protective substrate of a display device or an upper surface of a protective substrate may exhibit electrochromism by controlling the absorption of external light. For example, the degree of absorption of the light source can be controlled by adjusting the oxidation state through voltage switching, thereby maintaining the inherent characteristics of the transparent electrode in the room, and achieving high clarity and visibility in the outdoor environment.
이하, 상기 서술한 내용을 바탕으로, 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위를 한정하려는 것은 아니다.
Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and drawings based on the above description. The following examples are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.
실시예Example 1 One
본 발명에 따른 전기변색 박막 소자를 제조하였다. 구체적으로, 대향 배치된 투명 전극들(10) 사이에 전기변색 박막(20), 전해질층(30), 전원(40) 및 스페이서(50)를 형성하였다. 이는, 도 1을 통해 확인할 수 있다.
Thereby preparing an electrochromic thin film device according to the present invention. Specifically, an electrochromic thin film 20, an electrolyte layer 30, a power source 40, and a
실시예Example 2 2
본 발명에 따른 전기변색 박막 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제조하였다. 이 때, 상기 전기변색 박막 소자는 디스플레이 장치의 터치 패널과 보호 기판 사이에 형성하였다. 이는, 도 2를 통해 확인할 수 있다.
A display device including the electrochromic thin film device according to the present invention was manufactured. At this time, the electrochromic thin film device was formed between the touch panel of the display device and the protective substrate. This can be confirmed from FIG.
실시예Example 3 3
본 발명에 따른 전기변색 박막 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제조하였다. 이 때, 상기 전기변색 박막 소자는 디스플레이 장치의 보호 기판 상부에 형성하였다. 이는, 도 3을 통해 확인할 수 있다.
A display device including the electrochromic thin film device according to the present invention was manufactured. At this time, the electrochromic thin film device was formed on the protective substrate of the display device. This can be confirmed from FIG.
실험예Experimental Example 1 One
상기 실시예 1에서 제조된 전기변색 박막 소자를 이용하여 외부에서 선명도 실험을 하였다. 그 결과는 도 6 및 도 7을 통해 나타내었다. 도 6 및 도 7를 보면, 투명 전극 상에 (a) 전기변색 박막 소자를 형성한 경우와 (b) 그렇지 않은 경우를 나타낼 수 있으며, 이 때, 투명 전극 상에 전기변색 박막 소자를 형성한 경우 더욱 선명하게 보이는 것을 확인할 수 있었다.The electrochromic thin film device manufactured in Example 1 was used to perform an external sharpness test. The results are shown in FIG. 6 and FIG. 6 and 7, (a) an electrochromic thin film device is formed on a transparent electrode and (b) a case where an electrochromic thin film device is formed on the transparent electrode. In this case, I can confirm that it looks even clearer.
실험예Experimental Example 2 2
상기 실시예 1에서 제조된 염료를 포함하지 않은 전기변색 박막 소자를 이용하여 종이 상에서 전기화학 스위칭을 실시하여 산화상태를 조절하였으며, 그 결과는 도 8을 통해 나타내었다. 도 8을 보면, 전기변색 박막 소자의 전압 스위칭을 통해, 산화상태를 조절하여 광원의 흡수도를 조절할 수 있으며, 이를 통해, 실내에서는 (b) 투명 전극의 본연의 특성을 유지할 수 있으며, 실외에서는 (b) 높은 선명도 및 시인성을 구현할 수 있다.
The electrochromic thin film device without the dye prepared in Example 1 was used for electrochemical switching on paper to control the oxidation state. The results are shown in FIG. Referring to FIG. 8, it is possible to control the degree of absorption of the light source by controlling the oxidation state through voltage switching of the electrochromic thin film device. Thus, (b) the nature of the transparent electrode can be maintained in the room, (b) High clarity and visibility can be realized.
실험예Experimental Example 3 3
상기 실시예 1에서 제조된 염료를 포함하고 있는 전기변색 박막 소자를 이용하여 종이 상에서 전기화학 스위칭을 실시하여 산화상태를 조절하였으며, 그 결과는 도 9를 통해 나타내었다. 도 9를 보면, 전기변색 박막 소자의 전압 스위칭을 통해, 산화상태를 조절하여 광원의 흡수도를 조절할 수 있으며, 이를 통해, 실내에서는 (b) 투명 전극의 본연의 색을 염료를 통해 다양한 색으로 형성할 수 있으며, 실외에서는 (b) 높은 선명도 및 시인성을 구현할 수 있다.
The electrochromic thin film device including the dye prepared in Example 1 was used for electrochemical switching on paper to control the oxidation state. The results are shown in FIG. Referring to FIG. 9, it is possible to control the degree of absorption of the light source by controlling the oxidation state through voltage switching of the electrochromic thin film device. Thus, in the room, (b) (B) high clarity and visibility can be realized outdoors.
10: 전극
20: 전기변색 박막
30: 전해질층
40: 전원
50: 스페이서
100, 200, 300, 400: 디스플레이 패널
110, 210, 310, 320: 터치 패널
120, 220, 320, 420: 전기변색 박막 소자층
130, 230, 330, 430: 보호 기판
140, 240, 340, 440: 광센서
150, 250, 350, 450: 전압부10: electrode
20: Electrochromic thin film
30: electrolyte layer
40: Power supply
50: Spacer
100, 200, 300, 400: Display panel
110, 210, 310, 320: a touch panel
120, 220, 320, 420: an electrochromic thin film element layer
130, 230, 330, and 430:
140, 240, 340, 440: Light sensor
150, 250, 350, 450:
Claims (12)
상기 전극들 중 어느 하나 이상의 전극의 일면에 형성되고, 외부 광원으로부터 입사되는 입사광의 흡수도를 조절하는 전기변색 박막;
대향 배치된 전극들 사이에 형성된 전해질층;
대향 배치된 전극들에 전기적으로 연결되어 전압을 인가하는 전원을 포함하는 전기변색 박막 소자.
Electrodes disposed at regular intervals;
An electrochromic thin film formed on one surface of at least one of the electrodes, the electrochromic thin film controlling the degree of absorption of incident light incident from an external light source;
An electrolyte layer formed between oppositely disposed electrodes;
And a power source electrically connected to the oppositely disposed electrodes to apply a voltage.
일정 간격으로 대향 배치된 전극들은 2 전극 또는 3 전극 형태인 전기변색 박막 소자.
The method according to claim 1,
Electrochromic thin film devices in which electrodes arranged at regular intervals are two-electrode or three-electrode type.
전기변색 박막은 전기화학 스위칭에 따라 변화된 산화상태를 갖는 전기변색 박막 소자.
The method according to claim 1,
The electrochromic thin film has an oxidized state changed by electrochemical switching.
전기변색 박막은 전도성 고분자를 포함하는 혼합용액인 것을 특징으로 하는 전기변색 박막 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the electrochromic thin film is a mixed solution containing a conductive polymer.
전기변색 박막은 패턴화된 형태인 것을 특징으로 하는 전기변색성 박막 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the electrochromic thin film is in a patterned form.
전기변색 박막에 형성된 패턴은 전기적 활성이 있는 변색부와 전기적 활성이 없는 비변색부가 교차적으로 나타나는 그레이팅을 보유하는 것을 특징으로 하는 전기변색 박막 소자.
6. The method of claim 5,
Wherein the pattern formed on the electrochromic thin film has a grating in which an electroactive discoloring portion and a non-discoloring portion having no electrical activity cross each other.
A display device comprising an electrochromic thin film element according to any one of claims 1 to 6.
상기 디스플레이 장치는 디스플레이 패널; 터치 패널; 및 보호기판을 포함하며,
전기변색 박막 소자는 터치 패널과 보호기판 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
8. The method of claim 7,
The display device includes a display panel; Touch panel; And a protective substrate,
Wherein the electrochromic thin film element is formed between the touch panel and the protective substrate.
상기 디스플레이 장치는 디스플레이 패널; 터치 패널; 및 보호기판을 포함하며,
상기 전기변색 박막 소자는 보호기판 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
8. The method of claim 7,
The display device includes a display panel; Touch panel; And a protective substrate,
Wherein the electrochromic thin film device is formed on the protective substrate.
디스플레이 장치는 실내 및 실외에서 가변적으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the display device is variable in use indoors and outdoors.
외부 광원이 존재하는 실외에서 전기변색 박막 소자는 외부 광의 흡수도를 조절하여 박막의 변색이 일어나며,
실내에서는 박막의 변색이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
11. The method of claim 10,
In an outdoor environment where an external light source is present, the electrochromic thin film device modulates the absorption of external light to cause discoloration of the thin film,
And the coloring of the thin film does not occur in the room.
디스플레이 장치는 투명 디스플레이 장치인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the display device is a transparent display device.
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|---|---|---|---|
| KR1020120137246A KR20140069679A (en) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | Light source controllable electrochromic thim film element and display device comprising the same |
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|---|---|
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ID=51124721
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| KR (1) | KR20140069679A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101599191B1 (en) * | 2014-11-11 | 2016-03-03 | 연세대학교 산학협력단 | Electrochromic material, electrochromic thim film element and display device comprising the same |
-
2012
- 2012-11-29 KR KR1020120137246A patent/KR20140069679A/en not_active Application Discontinuation
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