KR101467556B1 - 컬러 특성이 향상된 전기변색 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러 특성이 향상된 전기변색 소자에 관한 것으로서, 제1 일렉트로크로믹 물질층이 코팅된 표시 전극과 상기 표시 전극에 대향하여 배치되며 백색 반사층이 코팅된 대향 전극을 포함하는 전기변색 소자에 있어서, 대향 전극측에 제2 일렉트로크로믹 물질층을 추가로 형성함으로써 시인성이 향상되고 다양한 개조 표현이 가능한 전기변색 소자에 관한 것이다. 본 발명의 전기변색 소자는 시인성이 우수하고 다양한 개조 표현이 가능하여, 각종 평판 디스플레이 및 전자 페이퍼로 응용될 수 있다.
전기변색 소자, 일렉트로크로믹 물질, 시인성, 개조, 표시 전극, 대향 전극, 반사층

Description

컬러 특성이 향상된 전기변색 소자{Electrochromic Device with Improved Color Properties}
도 1a는 종래의 전기변색 소자의 단면 개략도이고,
도 1b-c는 종래의 전기변색 소자에서 백색 및 특정 색상을 구현하는 원리를 도시한 도면이다.
도 2a-f는 적색, 녹색, 청색의 색상 소자를 단위 소자로 이용하는 종래 전기변색 소자의 색상 표현 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자의 특성과 단면 개략도이고,
도 3b-d는 백색, 특정 색상 및 검정색 을 구현하는 원리를 도시한 도면이다.
도 4a-b는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자에서, 다양한 개조를 표현하는 원리를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 분리형 전기변색 소자의 구조를 도시한 단면 개략도이다.
도 6a-b는 본 발명의 일 구현예에 따른 투과형 전기변색 소자의 색상 구현 원리를 도시한 도면이다.
도 7a-b는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자에서, 표시전극 측에 적색, 녹색, 청색 일렉트로크로믹 물질을 도포하고, 대향전극 측에 시안, 마젠타, 옐로우 일렉트로크로믹 물질을 도포한 상태를 도시한 도면이다.
도 8a-b는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자에서, 색상 시인성이 향상되는 원리를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 상기 7a의 전기변색 소자에 대하여 분리형 구조를 도시한 도면이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
110 : 표시 전극, 120 : 제1 일렉트로크로믹 물질층,
130 : 제2 일렉트로크로믹 물질층, 140 : 대향 전극,
150 : 전해질, 160 : 반사층,
170 : 카운터 물질, 121, 131 : 일렉트로크로믹 물질
본 발명은 컬러 특성이 향상된 전기변색 소자(electrochromic device)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1 일렉트로크로믹 물질층이 코팅된 표시 전극과 상기 표시 전극에 대향하여 배치되며 백색 반사층이 코팅된 대향 전극을 포함하는 전기변색 소자에 있어서, 상기 대향 전극측에 제2 일렉트로크로믹 물질층을 추가로 형성함으로써 시인성이 향상되고 다양한 개조 표현이 가능한 전기변색 소자에 관한 것이다.
전압을 인가할 때 전계 방향에 의해 가역적으로 색상이 변하는 현상을 일렉트로크로미즘(electrochromism)이라 하며, 이러한 특성을 지닌 전기 화학적 산화 환원 반응에 의해서 재료의 광특성이 가역적으로 변할 수 있는 물질을 일렉트로크로믹 물질이라고 한다. 즉, 일렉트로크로믹 물질은 외부에서 전기장이 인가되지 않는 경우에는 색을 띠지 않고 있다가 전기장이 인가되면 색을 띠게 되거나, 반대로 외부에서 전기장이 인가되지 않는 경우에는 색을 띠고 있다가 전기장이 인가되면 색이 소멸하는 특성을 갖는다. 이러한 일렉트로크로믹 물질로는 산화 텅스텐, 산화 몰리브덴 등의 금속 산화물과 피리딘계 화합물, 아미노퀴논계 화합물, 바이오롤젠 (viologen) 등의 유기화합물이 있으나 여기에 한정되지는 않는다.
이러한 전기변색 원리를 이용한 전기변색 소자는 반사율이 우수하고, 유연성과 휴대성이 뛰어나며, 경량화가 가능하여 각종 평판 디스플레이에 많은 활용이 예상되고 있다. 특히, 최근 종이를 대체하는 전자 매체로서 활발하게 연구가 진행중인 전자 페이퍼(E-paper)에 응용 가능성이 높아 많은 각광을 받고 있다.
도1a는 종래의 전기변색 소자의 단면 개략도이다. 상부의 투명 전극(10)에는 투명 반도체 물질과 (주로 TiO2) 일렉트로크로믹 물질(20)이 코팅되어 있고, 하부의 전극(50)에는 전기 화학 반응이 일어날 경우 대응되는 카운터(counter) 물질(40)과(주로 Antimony doped tin oxide (ATO) ) 빛을 반사하게 되는 반사물질(30)이 코팅되어 있다.
일렉트로크로믹 물질(20)은 전계가 가해지지 않으면 투명하게 되어 빛을 투 과하게 되고, 전계가 가해지면 산화 또는 환원되어 특유의 색상을 띄게 된다. 즉 전계가 가해지지 않으면, 일렉트로크로믹 물질(20)이 투명하기 때문에,　일렉트로크로믹 물질에서 흡수되는 빛의 파장은 없게 되고 입사된 모든 파장의 빛은 상부의 투명 기판(10)을 통과하여, 하부의 반사층(30)에서 반사되어 다시 전면으로 나오게 된다. 이에 의하여,　표시 소자의 앞에서 관찰하는 사람은 백색을 느끼게 된다 (도1 b).
한편, 전계가 가해지게 되면　전기변색 소자의 일렉트로크로믹 물질은 전자의 산화 또는 환원 반응에 따라 고유의 색상을 띄게 되고, 이로 인해 고유의 색상 외의 파장은 모두 흡수하게 된다. 그러므로 도 1c 와 같이 일렉트로크로믹 물질이 나타내는 색상만 상판을 통과하고, 나머지 파장의 빛은　일렉트로크로믹 물질에 흡수된다. 그러므로 고유 색상의 빛만 하부의 반사판을 통해 다시 전면으로 나오게 되기 때문에 관찰자는 이 고유 색상을 느끼게 된다.
　또한, 전기변색 소자는 일반적인 표시 소자와 같이 적색, 녹색, 청색의 소자를 한 단위 소자로 하는 컬러 표시 소자를 만들 수 있다. 도2는 이 세개의 색상 소자를 단위 소자로 이용하는 종래 표시소자의 색상 표현 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
이러한 종래의 전기변색 소자에서 백색을 표현하기 위해서는 모든 색상 표시부의 전계를 제거한다(도2 a). 그러면 모든 색상 표시부의 일렉트로크로믹 물질이 투명한 상태이기 때문에 모든 표시부가 백색광을 투과한 후 반사판에서 이를 반사하게 된다. 그러므로, 관찰자는 백색을 느낄 수 있다.
적색을 표현하기 위해서는 적색 표시부에는 전계를 가하고 나머지 색상부 (녹색, 청색)에는 전계를 가하지 않는다. 이로 인해 적색 표시부는 적색 빛을 통과후 반사하게 되어 적색을 나타나게 되고, 나머지 색상부는 백색을 나타나게 되어 관찰자는 적색을 인식하게 된다 (도 2 b). 녹색 청색인 경우도 마찬 가지로 표시할 색상에 해당하는 표시 소자에 전계를 가하여 이를 표시하게 된다 (도 2 c,d).
특히, 검정색인 경우는 모든 색상부에 전계를 인가하여 각각의 표시부가 각각 적색, 녹색, 청색을 발현하게 되고 이때 반사되는 빛이 양이 백색의 경우와 비교하여 작기 때문에 관찰자는 검정색으로 인식하게 된다 (도 2e).
이와 같이 전기변색 소자에서는　검정색을 나타내는 경우 일반적인 발광형 디스플레이소자와 반대의 현상을 보이게 된다. 즉 일반적인 발광형 디스플레이에서는 적색, 녹색, 청색 표시부가 모두 구동되어 빛을 발광할 때가 백색인데 반하여, 전기변색 소자에서는 이 경우 검정색으로 나타나게 된다.
즉, 빛이 발광되고는 있으나 백색을 표현하는 경우와 대비하여 발광되는 빛의 양이 적어, 관찰자가 검정색으로 인식하게 하는 원리를 사용하고 있다. 하지만 이 경우 실제로는 빛이 관찰자의 눈에 입사되고 있기 때문에 시인성이 필연적으로 저하된다.
즉, 도 2f 에 도시한 바와 같이 전면적으로 빛이 발현되지 않는 상태가 되어야 좋은 시인성을 확보할 수 있으나, 종래의 전기변색 소자에서는 구조적 특성상 검정색을 표시하는 경우 이와 같이 전면적으로 빛이 발현되지 않는 상태를 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 제1 일렉트로크로믹 물질 층이 코팅된 표시 전극과 상기 표시 전극에 대향하여 배치되며 백색 반사층이 코팅된 대향 전극을 포함하는 전기변색 소자에 있어서, 상기 대향 전극측에 제2 일렉트로크로믹 물질층을 추가로 형성함으로써 시인성을 향상시킨 전기변색 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기와 같이 대향 전극측에 제2 일렉트로크로믹 물질층을 추가로 형성함으로써 다양한 개조(gray scale) 표현이 가능한 전기변색 소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 투명기판상에 도전층이 형성된 표시 전극, 상기 표시 전극과 대향하여 배치되며 백색 반사층이 형성된 대향 전극, 상기 표시 전극 및 대향 전극 사이에 수용되는 전해질 및 상기 표시 전극상에 형성되는 제1 일렉트로크로믹 물질층을 포함하는 전기변색 소자에 있어서, 상기 대향 전극상에 형성되는 제2 일렉트로크로믹 물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자에 관계한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은, 상기의 전기변색 소자에서 제1 일렉트로크로믹 물질층과 제2 일렉트로크로믹 물질층 사이에, 양쪽 표면에 도전층이 형성된 투명 기판을 추가로 구비함으로써 상기 제1 일렉트로크로믹 물질층과 제2 일렉트로크로믹 물질층이 별도로 구동되는 분리 구조의 전기변색 소자에 관계한다.
본 발명의 상기 전기변색 소자는 상기 반사층을 투명 물질로 대체한 투과형 전기변색 소자일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 전기변색 소자는, 대향 전극상에 제2 일렉트로크로믹 물질층을 추가로 포함하며, 상기 제2 일렉트로크로믹 물질로서 검정색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질을 사용함으로써, 표시소자의 시인성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 전기변색 소자는, 상기 검정색 발현 일렉트로크로믹 물질의 색상 및 농도 변화에 의하여 다양한 개조 표현이 가능한 것을 또 다른 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 전기변색 소자는, 상기 제1 일렉트로크로믹 물질층의 적색, 녹색, 청색에 대응하여 제2 일렉트로크로믹 물질층에 시안, 마젠타, 옐로우 발현 일렉트로크로믹 물질을 분포시킴으로써, 표시 소자의 색상 시인성을 향상시키는 것을 또 다른 특징으로 한다.
이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도3a는 본 발명의 일구현예에 따른 전기변색 소자의 단면 개략도 이다. 도3a 를 참조하면 본 발명의 상기 전기변색 소자(100)는, 투명기판상에 도전층이 형성된 표시 전극(110), 상기 표시 전극(110)과 대향하여 배치되며 백색 반사층(160)이 형성된 대향 전극(140), 상기 표시 전극(110) 및 대향 전극(140) 사이에 수용되는 전해질(150), 상기 표시 전극(110)상에 형성되는 제1 일렉트로크로믹 물질층(120) 및 상기 대향 전극(140)상에 형성되는 제2 일렉트로크로믹 물질층(130)을 포함하는 이루어진다.
상기 제1 일렉트로크로믹 물질층(120)은 단일의 색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질을 포함하여 이루어지거나, 서로 다른 색을 발현하는 2 이상의 일렉트로크로믹 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2 일렉트로크로믹 물질층(130)은 단일의 색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질을 포함하여 이루어지거나, 서로 다른 색을 발현하는 2 이상의 일렉트로크로믹 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 단일의 색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질은 검정색 일렉트로크로믹 물질일 수 있다.
또한, 상기 제2 일렉트로크로믹 물질층은 상기 제1 일렉트로크로믹 물질층이 적색, 녹색, 청색 발현의 일렉트로크로믹 물질들로 이루어지는 경우, 각각 이에 대응하여 시안, 마젠타. 옐로우 발현 일렉트로크로믹 물질일 수 있다
이때, 상기 검정색을 발현하는 단일의 일렉트로크로믹 물질은 이에 한정되는 것은 아니나, 금속 산화물과 피리딘계 화합물, 아미노퀴논계 화합물, 바이오롤젠 (viologen)으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
또한 2 이상의 일렉트로크로믹 물질이 혼합되어 검정색을 발현하는 경우, 상 기 일렉트로크로믹 물질은 산화 텅스텐, 산화 몰리브덴 등의 금속 산화물과 피리딘계 화합물, 아미노퀴논계 화합물, 바이오롤젠 (viologen)로 이루어지는 군으로부터 2종 이상이 선택될 수 있다.
상기 대향 전극(140)상에는 일렉트로크로믹 물질의 전기 화학적 반응을 효율적으로 수행할 수 있도록 카운터 물질층(170)(전자 또는 전공을 제공)을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 투명기판으로는, 석영 및 유리와 같은 투명 무기 기판 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등의 투명 플라스틱 기판을 제한없이 사용할 수 있다.
또한, 상기 투명기판 상에 코팅되는 전도성 물질로는 투명성을 띠는 전도성 물질을 제한없이 사용할 수 있는데 그 구체적인 예로는 인듐틴 옥사이드(ITO), 플로린 도핑된 틴 옥사이드(FTO) 등이나 페닐폴리아세틸렌 폴리머 및 폴리티오펜과 같은 전도성 고분자 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 상기 전해질로는 공지의 물질을 제한없이 사용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 리튬염 (Lithium salt), 포타슘염 ( potassium salt) , 소듐염 (sodium salt)가 용해되어진 용매등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 사용되는 상기 백색 반사층 물질로는 공지의 물질을 제한없이 사용할 수 있으며, 그 구체적인 예로는 TiO2, BaSO4, Al2O3, ZnO, MgO등을 들 수 있 으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 전기변색 소자(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
도 3b-d는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자에서 백색, 검정색 및 특정 색상을 구현하는 원리를 도시한 도면이다.
먼저, 상기 전기변색 소자(100)에 전계가 인가 되지 않으면, 상부와 하부에 있는 일렉트로크로믹 물질 모두가 투명한 상태를 띄게 되므로 입사된 백색광이 표시 전극(110)을 투과한 후 반사층(160)에서 반사되어 백색을 구현하게 된다(도3b)
한편 표시 전극(110)에 전계를 인가하면, 표시 전극(110)에 코팅된 제1 일렉트로크로믹 물질층(120)에 전자또는 전공이 공급되어 고유의 색상을 띄게 된다(도 3 c). 예를 들어, 제1 일렉트로크로믹 물질층(120)이 녹색 일렉트로크로믹 물질로 이루어진 경우, 녹색의 빛은 투과된 후　반사층(160)에서 반사되어 녹색을 띄게 된다.
반대로 대향 전극(140)에 전계를 인가 하면, 표시 전극(110)측의 녹색 일렉트로크로믹 물질(121)은 투명하게 되고, 대향전극(140)측의 검정색 일렉트로크로믹 물질(131)은 검정색으로 변하게 되므로 표시 전극(110)을 투과한 모든 빛을 흡수 하게 되어, 빛이 전면으로 발현되지 않아 검정색을 구현하게 된다(3d). 물론 시간차 또는 다양한 구동방법으로 양쪽 전극의 일렉트로 크로믹 물질이 녹색과 검정색으로 변하게 하여도 빛이 전면에 발현되지 않아 검정색을 구현할 수도 있다.
따라서, 빛의 발현 없이 검정색을 표현하기 때문에, 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색의 표시부가 모두 발현되어 검정색으로 인식되는 표시 소자에 비하여 관찰자는 매우 명확하게 검정색을 인식할 수 있게 된다.
이때, 검정색을 나타내는 일렉트로크로믹 물질(131)은 자체가 검정색을 나타내는 일렉트로크로믹 물질을 사용할 수도 있고, 서로 다른 색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질을 2가지 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
　
본 발명의 일구현예에 따른 상기 전기변색 소자는 다양한 개조 표현이 가능한 점을 또 다른 특징으로 한다.
즉, 도 1과 같은 종래의 전기변색 소자에서는 인가되는 전압의 세기를 조절하거나 전압이 인가되는 시간을 조절하여 일렉트로크로믹 물질의 투명도를 조절하게 된다. 즉 색상의 농도를 조절하여 이를 통하여 색상의 그레이(gray)를 조절하게 되는데, 이 경우에 다양한 그레이를 나타나기 위하여는 인가되는 전압의 세기, 또는 전압이 인가되는 시간에 따라 일렉트로크로믹 물질이 적절하게 비례하여 농도가 변하여야 하는 제약을 갖게 된다.
그러나, 본 발명을 이용하면 용이하게 다양한 개조를 구현할 수 있다. 즉, 도4a에 도시된 바와 같이 일렉트로크로믹 물질들이 단순히 투명과 색상을 나타나는 두 경우의 특성만 가지더라도, 3가지의 개조를 가지게 된다. 또한 도 4b에 도시된 바와 같이 대향 전극의 검정색 일렉트로크로믹 물질을 전압의 세기 또는 전압이 인가되는 시간을 적절히 조절하여 다양한 개조를 표시할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 다른 구현예의 전기변색 소자의 단면 개략도이다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 상기 전기변색 소자는, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 일렉트로크로믹 물질층(120)과 제2일렉트로크로믹 물질층(130)이 분리된 구조인 것을 특징으로 한다.
도5를 참조하면, 본 발명의 상기 전기변색 소자(200)는 표시 전극(210)과 대향 전극(250) 사이에 양쪽 면에 도전층(251,252)이 형성된 투명 기판(250)이 추가로 구비된다. 이 경우 색상을 표현하는 제1일렉트로크로믹 물질층(220)과 검정색을 표현하는 제2일렉트로크로믹 물질층(230)에 가해지는 전계가 독립적으로 구동될 수 있기 때문에 도 3의 경우와 비교하여 더 많은 자유도를 얻을 수 있다.
예를 들어 제1일렉트로크로믹 물질층(220)에 전계를 인가하여 색상을 띄게 한 후, 하부의 검정색 일렉트로크로믹 물질층(230)에 인가되는 전압의 세기 또는 시간을 조절하여 검정색 일렉트로크로믹 물질의 농도를 조절함으로써, 반사층의 반사율을 변화시킬 수 있기 때문에 이를 통하여 다양한 개조를 표현할 수 있다.
　
본 발명의 또 다른 구현예에 따른 전기변색 소자는, 도 6에 도시된 바와 반사층이 없는 투과형인 것을 특징으로 한다.
도6을 참조하면, 본 발명의 상기 전기변색 소자(300)는 표시 전극(310), 제1일렉트로크로믹 물질층(320), 제2일렉트로크로믹 물질층(330) 및 대향 전극(340)을 포함하여 이루어진다. 즉, 표시 전극(310) 상에 고유의 색상을 발현하는 제1일렉트 로크로믹 물질층(320)을 형성하고, 투명한 대향 전극(340) 상에는 검정색을 발현하는 제2 일렉트로크로믹 물질층(330)을 형성한다. 상기 전기변색 소자(300)는 대향 전극(340)쪽에서 백색광이 입사되는 경우, 일렉트로크로믹 물질층(320,330)의 색상과 빛의 양을 조절하여 디스플레이로 사용하게 된다. 도 6 a 는 색상을 구현할 때의 개략도 이며, 도6b는 검정색을 구현할 때의 개략도이다.
이때 상기 일렉트로크로믹 물질들은 나노 구조체에 담지시켜 일렉트로크로믹 물질층을 형성하면 더 많은 표면적에 일레트로크로믹 물질을 도포할수 있기 때문에 물질 농도가 증가하기 때문에 빛의 조절이 더 용이하게 되어 디바이스 구동에 도움이 될 수 있다. 나노 구조체로는 다양한 반도체 개열의 나노 구조체를 사용할수 있는데, TiO2, ZnO2, CuO등이 바람직하고, 이에 한정되지는 않는다.
상기 투과형 전기변색 소자(300) 역시 도 5의 경우와 마찬가지로 두개의 분리층을 갖는 구조로 제조될 수도 있다.
도 7은 본 발명에 따른 전기변색 소자의 또 다른 구현예를 도시한다.
도 7a는 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자에서, 제1 일렉트로크로믹층에 적색, 녹색, 청색 발현 일렉트로크로믹 물질을 도포하고, 제2 일렉트로크로믹층에는 이에 대응하여 시안, 마젠타, 노랑 발현 일렉트로크로믹 물질을 도포한 상태를 도시한 도면이고,
도 7a를 참조하면, 표시 전극(410)측의 제1 일렉트로크로믹 물질층(420)에는 적색(421), 녹색(422), 청색(423)을 발현하는 일렉트로크로믹 물질들이 코팅되며, 대향 전극(440)측의 제2 일렉트로크로믹 물질층(430)에는 제1 일렉트로크로믹 물질층(420)의 적색, 녹색, 청색에 대응하여 시안(431), 마젠타(432), 노랑(433) 색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질들이 코팅된다.
이때 상기 전기변색 소자(400)에 전계가 가해지지 않으면 적색, 녹색, 청색 과 시안, 마젠타, 노랑의 일렉트로크로믹 물질이 모두 투명한 상태가 되며, 입사된 백색광이 반사층(450)에서 모두 반사가 되기 때문에 백색을 표현하게 된다.
이때, 빨간색을 표현하고자 한다면 도 7b와 같이 적색 표시부(421)의 적색 일렉트로크로믹 물질에 적절한 전계를 가해 빨간색이 구현되게 하고, 녹색 표시부(422)는 대향 전극측에 코팅된 마젠타 색상을, 청색표시부(433)엔 노랑 색상을 구현하게 된다. 이를 통하여 도8에 도시된 바와 같이 종래 전기변색 소자에서 빨간색을 구현하는 경우(도 8a) 보다 더 높은 빨간색 (도 8b)의 시인성을 확보할 수 있게 된다.
도9는 본 발명에 따른 전기변색 소자의 또 다른 구현예를 도시한다.
도9를 참조하면, 상기 전기변색 소자(500)는 상기 도7의 전기변색 소자(400)에서 제1 일렉트로크로믹 물질층(420)과 제2 일렉트로크로믹 물질층(430)이 분리되어 있는 경우이다. 이와 같은 분리 구조에 의해 서로 별개의 구동을 할 수 있기 때문에 제시된 색상 표시 방법을 나타낼 때 더　많은 자유도와 다양한 구동 방법을 구현 할 수 있다.
한 예로써 제1 일렉트로크로믹 물질층(520)과 제2 일렉트로크로믹 물질 층(530)의 일렉트로크로믹 물질들이 모두 고유의 색을 발현하는 경우, 도7의 경우와는 달리 모든 빛이 흡수되는 모드의 검정색을 구현할 수 있다. 즉 제1일렉트로크로믹 물질층(520)의 적색 표시 물질(521)이 적색만 통과 시키게 되나 제2 일렉트로크로믹 물질층(530)의 시안색 표시 물질(531)은 적색만 흡수하게 되므로 반사되어 나가는 빛은 없게 되기 때문이다.
도 9의 구조 역시 하층부의 반사층을 투명한 물질로 대체시키면 전술한 투과형 모드로 사용할 수도 있다.
본 발명의 상기 상기 전기변색 소자는 각종 평판 디스플레이 장치에 폭넓게 이용될 수 있으며, 특히 향후 플렉서블 디스플레이 장치나 전자 페이퍼 등에 많은 응용이 예상된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 전기변색 소자는 대향 전극상에 일렉트로크로믹 물질층을 추가로 포함함으로써 표시소자의 시인성을 향상시키는 효과가 있으며, 특히 대향 전극측의 일렉트로크로믹 물질로 검정색 발현 일렉트로크로믹 물질을 사용함으로써 다양한 개조 표현이 가능한 효과가 있다.
또한, 제1 일렉트로크로믹 물질층의 적색, 녹색, 청색에 대응하여 제2 일렉트로크로믹 물질층에 시안, 마젠타, 노랑 발현 일렉트로크로믹 물질을 분포시킴으로써, 표시 소자의 색상 시인성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 투명기판상에 도전층이 형성된 표시 전극, 상기 표시 전극과 대향하여 배치되며 백색 반사층이 형성된 대향 전극, 상기 표시 전극 및 대향 전극 사이에 수용되는 전해질, 상기 표시 전극상에 형성되는 제1 일렉트로크로믹 물질층을 포함하는 전기변색 소자에 있어서,
    상기 대향 전극상에 형성되는 제2 일렉트로크로믹 물질층을 포함하되,
    상기 제1 일렉트로크로믹 물질층과 제2 일렉트로크로믹 물질층은 발현 색상이 서로 상이하며,
    상기 제1 일렉트로크로믹 물질층과 제2 일렉트로크로믹 물질층은 전계의 인가 방향에 따라 제1 일렉트로크로믹 물질층만이 색상을 발현하거나 제2 일렉트로크로믹 물질층만이 색상을 발현하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 일렉트로크로믹 물질층은 검정색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 검정색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질은 단일의 일렉트로크로믹 물질이거나, 2 이상의 서로 다른 색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질들이 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 검정색을 발현하는 단일의 일렉트로크로믹 물질은 금 속 산화물과 피리딘계 화합물, 아미노퀴논계 화합물, 바이오롤젠 (viologen)이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  5. 제2항에 있어서, 상기 검정색을 발현하는 2 이상의 일렉트로크로믹 물질은 산화 텅스텐, 산화 몰리브덴 등의 금속 산화물과 피리딘계 화합물, 아미노퀴논계 화합물, 바이오롤젠 (viologen)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2종 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 일렉트로크로믹 물질층은 각각 적색, 녹색, 청색을 발현하는 일렉트로크로믹 물질들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  7. 제6항에 있어서, 제2 일렉트로크로믹 물질층은 상기 제1 일렉트로크로믹 물질층의 적색, 녹색, 청색 발현 일렉트로크로믹 물질에 대응하여 시안, 마젠타, 노랑 발현 일렉트로크로믹 물질들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제2 일렉트로크로믹 물질층은 인가되는 전압 세기 및 인가 시간에 따라 농도가 변하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 일렉트로크로믹 물질층은 인가되는 전압 세기 및 인가 시간에 따라 농도가 변하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소자가 상기 제1 일렉트로크로믹 물질층과 제2 일렉트로크로믹 물질층 사이에 양쪽 표면에 도전층이 형성된 투명 기판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 일렉트로크로믹 물질층과 제2 일렉트로크로믹 물질층은 각각 독립하여 구동되는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 백색 반사층 없이 대향 전극은 투명물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  13. 제10항에 있어서, 상기 백색 반사층 없이 상기 대향 전극은 투명물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  14. 제12항에 있어서, 일렉트로크로믹 물질들은 나노 구조체에 담지되어 일렉트로크로믹 물질층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  15. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소자가 대향 전극 측에 카운터 물질(counter material)층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  16. 제10항에 있어서, 상기 소자가 대향 전극 측에 카운터 물질(counter material)층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
  17. 제12항에 있어서, 상기 소자가 대향 전극 측에 카운터 물질(counter material)층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.
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