KR20180077784A - 광셔터 및 반사형 표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제 1 및 제 2 화소가 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과, 상기 보호층 상에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 화소 전극과, 상기 제 1 및 제 2 화소를 둘러싸고 상기 제 1 기판으로부터 제 1 높이를 갖는 제 1 댐을 포함하는 댐과, 상기 화소 전극 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소에서 분리된 전기변색층과, 상기 댐과 상기 전기변색층을 덮고 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는 전해질층과, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 제 2 기판과 상기 전해질층 사이의 투명 전극과, 상기 투명전극과 상기 전해질층 사이에 위치하며 상기 전해질층과 접촉하는 카운터 전극을 포함하는 광셔터를 제공한다.
Description
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 독립적인 화소 구동이 가능한 광셔터 및 반사형 표시장치에 관한 것이다.
사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 유기발광다이오드표시장치(organic light emitting diode display device : OELD) 등과 같은 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이와 같은 표시장치는 그 내부에 광원을 필요로 한다. 예를 들어, 액정표시장치는 액정패널 하부에 백라이트 유닛을 배치하고 백라이트 유닛으로부터의 빛에 대한 액정패널의 투과율을 조절함으로써 영상을 구현하게 된다.
한편, 외부광을 이용하여 낮은 소비 전력의 장점을 갖는 반사형 표시장치가 제안된 바 있고, 반사형 표시장치는 빛을 선택적으로 투과 또는 차단하는 광셔터(light shutter)를 포함한다.
도 1은 종래 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광셔터(1)는 제 1 기판(10)에 각 화소(P)에 대응하여 형성된 화소 전극(20), 상기 화소 전극(20) 상에 형성된 전기변색층(30), 상기 제 1 기판(10)과 마주하는 제 2 기판(40), 상기 제 2 기판(40)에 형성된 투명 전극(50), 상기 투명 전극(50) 상에 형성된 카운터 전극(60), 상기 전기변색층(30)과 상기 카운터 전극(60) 사이에 위치하는 전해질층(70)을 포함한다.
도시하지 않았으나, 상기 화소 전극(20)에 전압을 인가하기 위한 박막트랜지스터가 상기 제 1 기판(10)과 상기 화소 전극(20) 사이에 배치된다.
예를 들어, 상기 화소 전극(20)이 투명한 경우 빛을 선택적으로 투과 또는 차단하는 광셔터가 된다. 즉, 전압 인가 여부에 따라 상기 전기변색층(30)이 광 투과 특성을 갖거나 광 차단 특성을 가져 빛이 투과 또는 차단된다.
한편, 상기 화소 전극(20)이 반사 특성을 갖는 경우, 상기 광셔터는 반사형 표시장치로서 이용될 수 있다.
그런데, 이와 같은 광셔터(1)에서는 화소 구동(픽셀 구동)에 문제가 발생한다. 즉, 선택된 화소(P) 뿐 아니라 선택되지 않은 인접 화소(P)도 구동되는 문제가 발생한다.
본 발명은, 종래 광셔터(또는 반사형 표시장치)에서의 화소 구동 불량 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 제 1 및 제 2 화소가 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과, 상기 보호층 상에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 화소 전극과, 상기 제 1 및 제 2 화소를 둘러싸고 상기 제 1 기판으로부터 제 1 높이를 갖는 제 1 댐을 포함하는 댐과, 상기 화소 전극 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소에서 분리된 전기변색층과, 상기 댐과 상기 전기변색층을 덮고 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는 전해질층과, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 제 2 기판과 상기 전해질층 사이의 투명 전극과, 상기 투명전극과 상기 전해질층 사이에 위치하며 상기 전해질층과 접촉하는 카운터 전극을 포함하는 광셔터를 제공한다.
또한, 본 발명은, 제 1 및 제 2 화소가 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과, 상기 보호층 상에 위치하는 반사층과, 상기 반사층 상에 위치하는 컬러필터층과, 상기 컬러필터층 상에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 화소 전극과, 상기 제 1 및 제 2 화소를 둘러싸고 상기 제 1 기판으로부터 제 1 높이를 갖는 제 1 댐을 포함하는 댐과, 상기 화소 전극 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소에서 분리된 전기변색층과, 상기 댐과 상기 전기변색층을 덮고 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는 전해질층과, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 제 2 기판과 상기 전해질층 사이의 투명 전극과, 상기 투명전극과 상기 전해질층 사이에 위치하며 상기 전해질층과 접촉하는 카운터 전극을 포함하는 반사형 표시장치를 제공한다.
본 발명의 광셔터와 반사형 표시장치에서는, 각 화소가 댐에 의해 둘러싸이고 댐이 전해질층에 의해 완전히 덮이므로, 각 화소의 구동 불량 없이 독립적인 화소 구동이 가능하다.
또한, 댐이 소수성을 갖기 때문에, 마스크 공정 없이 전기변색층이 각 화소마다 분리되어 화소 구동 특성이 더욱 향상된다.
또한, 댐이 서로 다른 높이를 갖는 제 1 및 제 2 댐을 포함함으로써, 인접한 화소로의 전해질 이온 이동을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광셔터의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 4는 전기변색입자를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광셔터의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8은 접촉각 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광셔터의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 4는 전기변색입자를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광셔터의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 8은 접촉각 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
다시 도 1을 참조하면, 종래 광셔터(1)에서 다수의 화소(P)에 대응하여 전해질층(70)이 형성된다.
이때, 제 1 화소(P)를 온(On)시키고 이에 인접한 제 2 화소(P)를 오프(Off)시키는 동작이 장시간 구동되면, 제 1 화소(P)의 전해질의 이온(ion)이 인접한 제 2 화소(P)로 유입될 수 있다. 따라서, 제 2 화소(P)의 전기변색층(30)이 구동되어 광셔터(1)의 화소 구동에 문제가 발생한다.
이와 같은 문제의 해결을 위해, 본 발명은, 제 1 및 제 2 화소가 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과, 상기 보호층 상에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 화소 전극과, 상기 제 1 및 제 2 화소를 둘러싸고 상기 제 1 기판으로부터 제 1 높이를 갖는 제 1 댐을 포함하는 댐과, 상기 화소 전극 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소에서 분리된 전기변색층과, 상기 댐과 상기 전기변색층을 덮고 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는 전해질층과, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 제 2 기판과 상기 전해질층 사이의 투명 전극과, 상기 투명전극과 상기 전해질층 사이에 위치하며 상기 전해질층과 접촉하는 카운터 전극을 포함하는 광셔터를 제공한다.
본 발명의 광셔터에 있어서, 상기 댐은 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 2 높이와 동일한 제 3 높이를 가져 상기 카운터 전극과 접촉하는 제 2 댐을 더 포함한다.
본 발명의 광셔터에 있어서, 상기 제 2 댐은 상기 제 1 및 제 2 화소 사이에 위치하고, 상기 제 1 댐은 상기 제 2 댐의 양 측에 위치한다.
본 발명의 광셔터에 있어서, 상기 댐은 소수성을 갖는다.
본 발명의 광셔터에 있어서, 상기 댐에 대한 증류수의 접촉각은 94~99°이다.
본 발명의 광셔터에 있어서, 상기 댐은 상기 화소 전극보다 낮은 표면에너지를 갖는다.
다른 관점에서, 본 발명은, 제 1 및 제 2 화소가 정의된 제 1 기판과, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과, 상기 보호층 상에 위치하는 반사층과, 상기 반사층 상에 위치하는 컬러필터층과, 상기 컬러필터층 상에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 화소 전극과, 상기 제 1 및 제 2 화소를 둘러싸고 상기 제 1 기판으로부터 제 1 높이를 갖는 제 1 댐을 포함하는 댐과, 상기 화소 전극 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소에서 분리된 전기변색층과, 상기 댐과 상기 전기변색층을 덮고 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는 전해질층과, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과, 상기 제 2 기판과 상기 전해질층 사이의 투명 전극과, 상기 투명전극과 상기 전해질층 사이에 위치하며 상기 전해질층과 접촉하는 카운터 전극을 포함하는 반사형 표시장치를 제공한다.
본 발명의 반사형 표시장치에 있어서, 상기 댐은 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 2 높이와 동일한 제 3 높이를 가져 상기 카운터 전극과 접촉하는 제 2 댐을 더 포함한다.
본 발명의 반사형 표시장치에 있어서, 상기 제 2 댐은 상기 제 1 및 제 2 화소 사이에 위치하고, 상기 제 1 댐은 상기 제 2 댐의 양 측에 위치한다.
본 발명의 반사형 표시장치에 있어서, 상기 댐은 소수성을 갖는다.
본 발명의 반사형 표시장치에 있어서, 상기 댐에 대한 증류수의 접촉각은 94~99°이다.
본 발명의 반사형 표시장치에 있어서, 상기 댐은 상기 화소 전극보다 낮은 표면에너지를 갖는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 광셔터의 개략적인 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광셔터(100)에는 다수의 화소(P)가 정의되고, 광셔터(100)는 각 화소(P)를 둘러싸는 격벽(150)을 포함한다.
즉, 각 화소(P)가 격벽(150)에 의해 분리되며, 이에 따라 인접한 화소(P) 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 차단된다.
따라서, 종래 광셔터에서 발생되는 인접한 화소 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 방지되고, 본 발명의 광셔터(100)는 우수한 화소 구동 특성을 갖는다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광셔터(100)에는 다수의 화소(P1, P2)가 정의되며, 각 화소(P)는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(110, 170)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170) 사이에 위치하는 화소 전극(130), 전기변색층(140), 전해질층(160), 카운터 전극(174), 투명 전극(172), 격벽(150)을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 기판(110, 170) 각각은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.
또한, 화소(P)를 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 화소 전극(130)에 연결되며 위치한다.
보다 구체적으로, 상기 제 1 기판(110) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 화소영역(P)을 정의하고, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(112), 반도체층(116), 소스 전극(120), 드레인 전극(122)을 포함한다.
이때, 상기 게이트 전극(112)과 상기 반도체층(116) 사이에는 게이트 절연막(114)이 위치한다. 상기 게이트 절연막(114)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 전극(112)은 상기 게이트 배선에 연결되고, 상기 소스 전극(120)은 상기 데이터 배선에 연결된다.
상기 게이트 전극(112), 상기 소스 전극(120), 상기 드레인 전극(122) 각각은 알루미늄, 구리와 같은 저저항 금속물질로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(116)은 상기 게이트 전극(112)과 중첩하고 산화물 반도체 물질로 이루어진다. 이와 달리, 상기 반도체층(116)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.
상기 소스 전극(120)과 상기 드레인 전극(122)은 서로 이격하며 상기 반도체층(116) 상에 위치한다.
상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮고 상기 드레인 전극(122)을 노출하는 드레인 콘택홀(126)을 갖는 보호층(124)이 형성된다.
예를 들어, 상기 보호층(124)은 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 보호층(124)과 상기 소스 및 드레인 전극(120, 122) 사이에는 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어지는 절연층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.
상기 화소 전극(130)은 상기 드레인 콘택홀(126)을 통해 상기 드레인 전극(122)에 연결되며 상기 보호층(124) 상에 형성된다. 예를 들어, 상기 화소 전극(130)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질층일 수 있다.
한편, 광셔터(100)가 반사형 표시장치에 이용되는 경우, 상기 화소 전극(130)은 반사율이 높은 도전성 물질, 예를 들어 알루미늄으로 이루어지는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(130) 상에는 전기변색입자(142, electrochromic particle)를 포함하는 전기변색층(140)이 형성된다.
전기변색입자를 설명하기 위한 도면인 도 4를 참조하면, 상기 전기변색입자(142)는 코어(144)와 상기 코어(144)를 덮고 전기변색물질로 이루어지는 쉘(146)의 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 코어(144)는 In2O3, SnO2, ZnO, ITO, ATO, IZO, TiO2 중에서 선택되는 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 쉘(146)은 전압에 따라 광 흡수 정도를 달리하여, 전기변색입자(142)가 투명 또는 차광 특성을 갖게 한다. 예를 들어, 상기 쉘(146)은 비올로겐 유도체로 형성될 수 있다, 그러나, 상기 코어(144)와 상기 쉘(146)의 물질은 이에 한정되지 않는다.
상기 전기변색층(140) 상에는 전해질층(160)이 위치한다. 예를 들어, 상기 전해질층(160)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 상기 이온성 염은 리튬 이온(Li+), BF4-, ClO4 -, RSO3-(R= alkyl or phenyl), RCOO- (R= alkyl or phenyl), PF6-, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3-, (CF3)5PF2 -, (CF3)6PF-, (CF3SO3 -)2로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전해질층(160) 상에는 투명 전극(172)과 카운터 전극(174)이 형성된 제 2 기판(170)이 위치한다.
상기 투명 전극(172)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 투명 전극(172)이 각 화소(P)마다 분리된 것으로 보여지고 있으나, 상기 투명 전극(172)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 카운터 전극(174)은 상기 투명 전극(172)과 상기 전해질층(160) 사이에 위치한다. 상기 카운터 전극(174)은 전기변색입자(142)에서의 산화-환원 반응이 원활하게 일어나도록 하기 위해 형성된다.
예를 들어, 상기 카운터 전극(174)은 PEDOT, 페로센 화합물, 트리페닐 아민, 다이페닐 아민, 페녹사진계 고분자와 같은 도전성 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 격벽(150)은 각 화소(P)를 둘러싸 밀폐시킨다. 상기 격벽(150)의 하부면은 상기 보호층(150)과 접촉하고, 상기 격벽(150)의 상부면은 상기 카운터 전극(174)과 접촉한다. 즉, 상기 격벽(150)은 상기 제 1 기판(110)으로부터 상기 카운터 전극(174)과 동일한 높이를 갖는다.
이와 같은 구조의 광셔터(100)에서는, 전압 인가에 따른 전기변색입자(142)의 광흡수 정도(또는 투과도) 변화에 의한 광 투과 및 차단이 조절된다.
이때, 각 화소(P)의 상기 전해질층(160) 및/또는 상기 전기변색층(140)이 상기 격벽(150)에 의해 분리되기 때문에, 인접한 화소(P) 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 차단된다. 즉, 제 1 화소(P1)가 온되고 제 2 화소(P2)가 오프된 경우, 제 1 화소(P1)의 이온이 제 2 화소(P2)로 이동하여 제 2 화소(P2)가 온되는 것이 방지된다.
따라서, 본 발명의 광셔터(100)는 우수한 화소 구동 특성을 갖는다.
그런데, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광셔터(100)에서는 각 화소(P)의 구동에 문제가 발생할 수 있다.
광셔터(100)에서는, 각 화소(P)에 화소 전극(130)과 전기변색층(140)이 형성된 후, 각 화소(P)를 분리시키는 격벽(150)이 형성된다. 이후, 전해질층(160)을 이루는 용액(전해질 용액)을 각 화소(P)에 주입한 후 경화 공정을 진행함으로써 상기 전해질층(160)이 형성된다. 다음, 투명 전극(172)과 카운터 전극(174)이 형성된 제 2 기판(180)을 상기 전해질층(160)과 마주하도록 제 1 기판(110)과 합착시켜 광셔터(100)가 제작된다.
그런데, 도 3의 A 부분에 대한 확대도인 도 5를 참조하면, 전해질 용액에 대한 경화 공정이 진행되면, 전해질층(160)의 상부면이 카운터 전극(174)과 접촉하지 못하게 될 수 있고, 이에 따라 전해질층(160)의 이온이 전기변색층(140)에 전달되지 못하여 광셔터(100)의 구동에 문제가 발생할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광셔터(200)에는 다수의 화소(P1, P2)가 정의되며, 각 화소(P)는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 270)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 270) 사이에 위치하는 화소 전극(230), 전기변색층(240), 전해질층(260), 카운터 전극(274), 투명 전극(272), 댐(250, dam)을 포함한다.
또한, 화소(P)를 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 화소 전극(230)에 연결되며 위치한다.
상기 제 1 기판(210) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 화소영역(P)을 정의하고, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(212), 반도체층(216), 소스 전극(220), 드레인 전극(222)을 포함한다.
상기 게이트 전극(212)과 상기 반도체층(216) 사이에는 게이트 절연막(214)이 위치하며, 상기 드레인 전극(222)을 노출하는 드레인 콘택홀(226)을 갖는 보호층(224)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
상기 화소 전극(230)은 상기 드레인 콘택홀(226)을 통해 상기 드레인 전극(222)에 연결되며 상기 보호층(224) 상에 형성된다. 예를 들어, 상기 화소 전극(230)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질층일 수 있다.
한편, 광셔터(200)가 반사형 표시장치에 이용되는 경우, 상기 화소 전극(230)은 반사율이 높은 도전성 물질, 예를 들어 알루미늄으로 이루어지는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(230) 상에는 전기변색입자(242)를 포함하는 전기변색층(240)이 형성된다.
도 4를 통해 설명한 바와 같이, 상기 전기변색입자(242)는 코어(144)와 상기 코어(144)를 덮고 전기변색물질로 이루어지는 쉘(146)의 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 코어(144)는 In2O3, SnO2, ZnO, ITO, ATO, IZO, TiO2 중에서 선택되는 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 쉘(146)은 전압에 따라 광 흡수 정도를 달리하여, 전기변색입자(242)가 투명 또는 차광 특성을 갖게 한다. 예를 들어, 상기 쉘(146)은 비올로겐 유도체로 형성될 수 있다, 그러나, 상기 코어(144)와 상기 쉘(146)의 물질은 이에 한정되지 않는다.
상기 전기변색층(240) 상에는 전해질층(260)이 위치한다. 예를 들어, 상기 전해질층(260)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 상기 이온성 염은 리튬 이온(Li+), BF4-, ClO4 -, RSO3-(R= alkyl or phenyl), RCOO- (R= alkyl or phenyl), PF6-, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3-, (CF3)5PF2 -, (CF3)6PF-, (CF3SO3 -)2로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전해질층(260) 상에는 투명 전극(272)과 카운터 전극(274)이 형성된 제 2 기판(270)이 위치한다.
상기 투명 전극(272)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 투명 전극(272)이 각 화소(P)마다 분리된 것으로 보여지고 있으나, 상기 투명 전극(272)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 카운터 전극(274)은 상기 투명 전극(272)과 상기 전해질층(260) 사이에 위치한다. 상기 카운터 전극(274)은 전기변색입자(242)에서의 산화-환원 반응이 원활하게 일어나도록 하기 위해 형성된다.
예를 들어, 상기 카운터 전극(274)은 PEDOT, 페로센 화합물, 트리페닐 아민, 다이페닐 아민, 페녹사진계 고분자와 같은 도전성 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 댐(250)은 각 화소(P)를 둘러싸고 상기 제 1 기판(210)으로부터 제 1 높이(H1)를 갖고, 상기 카운터 전극(174)은 상기 제 1 기판(210)으로부터 상기 제 1 높이(H1)보다 큰 제 2 높이(H2)를 갖는다.
즉, 상기 댐(250)의 상부 끝은 상기 카운터 전극(274)으로부터 이격된다. 다시 말해, 상기 댐(250)의 하부면은 상기 보호층(224)과 접촉하고, 상기 댐(250)의 상부면은 상기 전해질층(260)과 접촉한다.
따라서, 상기 댐(250)이 형성된 제 1 기판(210) 상에 전해질 용액을 주입(또는 코팅)하고 이에 대한 경화 공정을 진행하여 형성된 상기 전해질층(260)은 제 2 기판(270)의 카운터 전극(274)과의 접촉에 문제가 발생하지 않는다. 즉, 제 1 실시예에 따른 광셔터(도 3의 100)에서 발생될 수 있는 광셔터의 구동 문제가 방지된다.
또한, 상기 댐(250)은 소수성을 갖는 물질로 이루어진다. 이 경우, 이웃한 화소(P)의 상기 전기변색층(240)이 서로 연결되어 화소 구동 불량의 문제가 방지된다.
예를 들어, 상기 댐(250)은 아크릴레이트 화합물과 불소계 화합물을 포함할 수 있다.
소수성 댐(250)을 형성하지 않는 경우, 친수성의 전기변색층(240)은 친수성의 화소 전극(230) 또는 보호층(224)을 따라 이웃한 화소(P)로 연장된다. 즉, 이웃한 화소(P)의 전기변색층(240)이 서로 연결되며, 한 화소(P)를 온시키는 경우 인접한 화소(P) 역시 온 상태가 되어 화소 구동에 문제가 발생한다.
그러나, 상기 댐(250)이 소수성을 갖는 경우, 상기 전기변색층(240)은 화소(P) 별로 분리되어 전술한 문제가 방지된다.
또한, 각 화소(P)의 상기 전해질층(260) 및/또는 상기 전기변색층(240)이 상기 격벽(250)에 의해 분리되기 때문에, 인접한 화소(P) 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 차단된다.
종래 광셔터에서 발생되는 인접한 화소 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 방지되고, 본 발명의 광셔터(200)는 우수한 화소 구동 특성을 갖는다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광셔터의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 각 화소(P)에 대응하여 제 1 기판(210) 상에 박막트랜지스터(Tr)를 형성한다.
구체적으로, 상기 제 1 기판(210) 상에 제 1 금속물질층(미도시)을 형성하고 마스크 공정을 진행함으로써 게이트 전극(212)과 이에 연결된 게이트 배선(미도시)을 형성한다.
다음, 상기 게이트 전극(212)과 상기 게이트 배선 상에 무기절연물질을 증착하여 게이트 절연막(214)을 형성한다.
다음, 상기 게이트 절연막(214) 상에 산화물 반도체 물질층(미도시)을 증착하고 마스크 공정을 진행함으로써, 상기 게이트 전극(212)에 대응하는 반도체층(216)을 형성한다.
다음, 상기 반도체층(216) 상에 제 2 금속물질층(미도시)을 형성하고 마스크 공정을 진행함으로써 소스 전극(220), 드레인 전극(222), 데이터 배선(미도시)을 형성한다.
다음, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 박막트랜지스터(Tr) 상에 절연물질층(미도시)을 형성하고 이에 대한 마스크 공정을 진행함으로써, 드레인 콘택홀(226)을 갖는 보호층(224)을 형성한다.
다음, 상기 보호층(224) 상에 투명 도전성 물질층(미도시)을 증착하고 마스크 공정을 진행함으로써 화소 전극(230)을 형성한다. 상기 화소 전극(230)은 상기 드레인 콘택홀(226)을 통해 상기 드레인 전극(222)에 연결된다.
다음, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극(230) 상에 유기물질층(미도시)을 형성하고 마스크 공정을 진행함으로써, 각 화소를 둘러싸는 댐(250)을 형성한다. 이후, 메탄올을 이용한 세정 공정 및 건조 공정이 진행될 수 있다.
상기 유기물질층은 소수성을 갖고 광경화 가능한 유기물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 유기물질층은 아크릴레이트 화합물과 불소계 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, polyethlene glycol monoacrylate 및 polyethylene dimethacrylate가 3:1(중량비)로 준비된 용액에PTFE(polytetrafluoroethylene)가 용액 대비 약 5~10wt%로 첨가될 수 있다.
다음, 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 화소 전극(230) 상에 전기변색입자 분산액을 도포하고 건조 공정(약 50℃)을 진행함으로써 전기변색입자(242)를 포함하는 전기변색층(240)을 형성한다.
본 발명에서는 소수성을 갖는 댐(250)을 형성한 후 전기변색층(240)을 형성하기 때문에, 상기 전기변색층(240)은 상기 댐(250)에 의해 둘러싸인 화소(P)에만 형성된다.
즉, 상기 댐(250)은 상기 화소 전극(230)보다 낮은 표면에너지를 갖기 때문에, 상기 전기변색층(240)은 상기 댐(250)에 의해 마스크 공정 없이 각 화소(P) 별로 패턴된다.
만약 댐(250)이 소수성을 갖지 않거나 댐(250) 형성 전에 전기변색층(240)을 형성하는 경우, 인접한 화소의 전기변색층(240)은 서로 연결되어 화소 구동에 문제가 발생한다.
소수성의 댐(250)이 형성된 기판(실험예)에서 댐(250)과 ITO로 이루어지는 화소 전극(230)에 대한 증류수의 접촉각과, 댐 형성 전 기판(비교예)에서 화소 전극(230)과 산화실리콘으로 이루어진 보호층(224)에 대한 증류수의 접촉각을 측정하여 아래 표1에 기재하였다. 즉, 접촉각 측정을 설명하기 위한 도 8을 참조하면, 베이스(base) 상의 증류수(500)에 대한 접촉각(θ)을 측정하여 표1에 기재하였다.
[표1]
표1에서 보여지는 바와 같이, 화소 전극(230)에 대한 증류수의 접촉각에 비해 댐(250)에 대한 증류수의 접촉각이 매우 크다. 따라서, 도포되는 전기변색입자 분산액은 댐(250) 상에 형성되지 않고 화소 전극(230) 상에만 형성된다.
한편, 댐(250) 형성 전에 전기변색층(240)을 형성하는 경우, 전기변색층(240)은 화소 전극(230)과 보호층(224) 상에서 서로 연결되어 화소 구동에 문제가 발생한다.
예를 들어, 댐에 대한 증류수의 접촉각은 약 94-99°일 수 있다. 이와 같은 증류수 접촉각 범위에서, 마스크 공정 없이 전기변색층이 화소 별로 패터닝될 수 있다.
다음, 도 7e에 도시된 바와 같이, 상기 전기변색층(240)과 상기 댐(250)을 덮는 전해질층(260)을 형성한다. 상기 제 1 기판(210)으로부터 상기 전해질층(260)은 상기 댐(250)보다 큰 높이를 가져 상기 댐(250)의 상부면이 상기 전해질층(260)에 의해 덮인다. 상기 전해질층(260) 역시 소수성을 가질 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 전해질층(260)의 형성 공정 전에 광셔터의 가장자리를 따라 스페이서가 형성될 수 있다.
다음, 투명 전극(272)과 카운터 전극(274)이 형성된 제 2 기판(270)을 부착시켜, 본 발명의 광셔터(200)가 제조된다.
전술한 바와 같이, 소수성을 갖는 댐(250)을 형성한 후 전기변색층(240)이 형성되기 때문에, 인접한 화소의 전기변색층이 서로 연결되어 발생되는 화소 구동 불량의 문제가 방지된다.
또한, 댐(250)은 제 1 기판(210)으로부터 제 1 높이(H1)를 갖고, 전해질층(260)은 제 1 기판(210)으로부터 제 1 높이(H1)보다 큰 제 2 높이(H2)를 갖기 때문에, 전해질층(260)과 카운터 전극(274)의 접촉 불량 문제 역시 방지된다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 반사형 표시장치(300)에는 다수의 화소(P1, P2)가 정의되며, 각 화소(P)는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(310, 370)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(310, 370) 사이에 위치하는 화소 전극(330), 전기변색층(340), 전해질층(360), 카운터 전극(374), 투명 전극(372), 댐(350)을 포함한다.
또한, 화소(P)를 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 화소 전극(330)에 연결되며 위치한다.
상기 제 1 기판(310) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 화소영역(P)을 정의하고, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(312), 반도체층(316), 소스 전극(320), 드레인 전극(322)을 포함한다.
상기 게이트 전극(312)과 상기 반도체층(316) 사이에는 게이트 절연막(314)이 위치하며, 상기 드레인 전극(322)을 노출하는 드레인 콘택홀(326)을 갖는 보호층(324)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(324) 상에는 컬러필터층(380)이 형성된다. 예를 들어, 상기 컬러필터층(380)은 적색, 녹색 및 청색 컬러필터패턴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보호층(324)과 상기 컬러필터층(380) 사이에는 알루미늄과 같은 고 반사 물질로 이루어지는 반사층(미도시)이 형성된다.
상기 화소 전극(330)은 상기 드레인 콘택홀(326)을 통해 상기 드레인 전극(322)에 연결되며 상기 컬러필터층(380) 상에 형성된다. 예를 들어, 상기 화소 전극(330)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질층일 수 있다.
상기 반사층이 상기 화소 전극(330)에 연결될 수 있고, 이 경우 상기 화소 전극(330)은 이중층 구조이며 화소 전극(330) 내에 컬러필터층(380)이 샌드위치 구조로 배치된 형상일 수 있다.
상기 화소 전극(330) 상에는 전기변색입자(342)를 포함하는 전기변색층(340)이 형성된다.
도 4를 통해 설명한 바와 같이, 상기 전기변색입자(342)는 코어(144)와 상기 코어(144)를 덮고 전기변색물질로 이루어지는 쉘(146)의 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 코어(144)는 In2O3, SnO2, ZnO, ITO, ATO, IZO, TiO2 중에서 선택되는 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 쉘(146)은 전압에 따라 광 흡수 정도를 달리하여, 전기변색입자(342)가 투명 또는 차광 특성을 갖게 한다. 예를 들어, 상기 쉘(146)은 비올로겐 유도체로 형성될 수 있다, 그러나, 상기 코어(144)와 상기 쉘(146)의 물질은 이에 한정되지 않는다.
상기 전기변색층(340)이 광투과 상태인 경우, 빛은 상기 전기변색층(340), 화소 전극(330), 컬러필터층(380)을 통과하고 반사층(미도시)에 의해 반사되어 원하는 영상이 구현될 수 있다.
상기 전기변색층(340) 상에는 전해질층(360)이 위치한다. 예를 들어, 상기 전해질층(360)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 상기 이온성 염은 리튬 이온(Li+), BF4-, ClO4 -, RSO3-(R= alkyl or phenyl), RCOO- (R= alkyl or phenyl), PF6-, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3-, (CF3)5PF2 -, (CF3)6PF-, (CF3SO3 -)2로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전해질층(360) 상에는 투명 전극(372)과 카운터 전극(374)이 형성된 제 2 기판(370)이 위치한다.
상기 투명 전극(372)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 투명 전극(372)이 각 화소(P)마다 분리된 것으로 보여지고 있으나, 상기 투명 전극(372)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 카운터 전극(374)은 상기 투명 전극(372)과 상기 전해질층(360) 사이에 위치한다. 상기 카운터 전극(374)은 전기변색입자(342)에서의 산화-환원 반응이 원활하게 일어나도록 하기 위해 형성된다.
예를 들어, 상기 카운터 전극(374)은 PEDOT, 페로센 화합물, 트리페닐 아민, 다이페닐 아민, 페녹사진계 고분자와 같은 도전성 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 댐(350)은 각 화소(P)를 둘러싸고 상기 제 1 기판(310)으로부터 제 1 높이(H1)를 갖고, 상기 카운터 전극(174)은 상기 제 1 기판(310)으로부터 상기 제 1 높이(H1)보다 큰 제 2 높이(H2)를 갖는다.
즉, 상기 댐(350)의 상부 끝은 상기 카운터 전극(374)으로부터 이격된다. 다시 말해, 상기 댐(350)의 하부면은 상기 보호층(324)과 접촉하고, 상기 댐(350)의 상부면은 상기 전해질층(360)과 접촉한다.
따라서, 상기 댐(350)이 형성된 제 1 기판(310) 상에 전해질 용액을 주입(또는 코팅)하고 이에 대한 경화 공정을 진행하여 형성된 상기 전해질층(360)은 제 2 기판(370)의 카운터 전극(374)과의 접촉에 문제가 발생하지 않는다. 즉, 제 1 실시예에 따른 광셔터(도 3의 100)에서 발생될 수 있는 구동 문제가 방지된다.
또한, 상기 댐(350)은 소수성을 갖는 물질로 이루어진다. 이 경우, 이웃한 화소(P)의 상기 전기변색층(340)이 서로 연결되어 화소 구동 불량의 문제가 방지된다.
예를 들어, 상기 댐(350)은 아크릴레이트 화합물과 불소계 화합물을 포함할 수 있다.
소수성 댐(350)을 형성하지 않는 경우, 친수성의 전기변색층(340)은 친수성의 화소 전극(330) 또는 보호층(324)을 따라 이웃한 화소(P)로 연장된다. 즉, 이웃한 화소(P)의 전기변색층(340)이 서로 연결되며, 한 화소(P)를 온시키는 경우 인접한 화소(P) 역시 온 상태가 되어 화소 구동에 문제가 발생한다.
그러나, 상기 댐(350)이 소수성을 갖는 경우, 상기 전기변색층(340)은 화소(P) 별로 분리되어 전술한 문제가 방지된다.
또한, 각 화소(P)의 상기 전해질층(360) 및/또는 상기 전기변색층(340)이 상기 격벽(350)에 의해 분리되기 때문에, 인접한 화소(P) 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 차단된다.
종래 광셔터에서 발생되는 인접한 화소 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 방지되고, 본 발명의 반사형 표시장치(300)는 우수한 화소 구동 특성을 갖는다.
도 10은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광셔터의 개략적인 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광셔터(400)에는 다수의 화소(P1, P2)가 정의되며, 각 화소(P)는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(410, 470)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(410, 470) 사이에 위치하는 화소 전극(430), 전기변색층(440), 전해질층(460), 카운터 전극(474), 투명 전극(472), 댐(450)을 포함한다.
또한, 화소(P)를 구동하기 위한 박막트랜지스터(Tr)가 화소 전극(430)에 연결되며 위치한다.
광셔터(400)가 반사층과 컬러필터층을 포함하여 반사형 표시장치로 이용될 수도 있다.
상기 제 1 기판(410) 상에 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 화소영역(P)을 정의하고, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결된다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 전극(412), 반도체층(416), 소스 전극(420), 드레인 전극(422)을 포함한다.
상기 게이트 전극(412)과 상기 반도체층(416) 사이에는 게이트 절연막(414)이 위치하며, 상기 드레인 전극(422)을 노출하는 드레인 콘택홀(426)을 갖는 보호층(424)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
상기 화소 전극(430)은 상기 드레인 콘택홀(426)을 통해 상기 드레인 전극(422)에 연결되며 상기 보호층(424) 상에 형성된다. 예를 들어, 상기 화소 전극(430)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질층일 수 있다.
한편, 광셔터(400)가 반사형 표시장치에 이용되는 경우, 상기 화소 전극(430)은 반사율이 높은 도전성 물질, 예를 들어 알루미늄으로 이루어지는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 전극(430) 상에는 전기변색입자(442)를 포함하는 전기변색층(440)이 형성된다.
도 4를 통해 설명한 바와 같이, 상기 전기변색입자(442)는 코어(144)와 상기 코어(144)를 덮고 전기변색물질로 이루어지는 쉘(146)의 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 코어(144)는 In2O3, SnO2, ZnO, ITO, ATO, IZO, TiO2 중에서 선택되는 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 쉘(146)은 전압에 따라 광 흡수 정도를 달리하여, 전기변색입자(442)가 투명 또는 차광 특성을 갖게 한다. 예를 들어, 상기 쉘(146)은 비올로겐 유도체로 형성될 수 있다, 그러나, 상기 코어(144)와 상기 쉘(146)의 물질은 이에 한정되지 않는다.
상기 전기변색층(440) 상에는 전해질층(460)이 위치한다. 예를 들어, 상기 전해질층(460)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 상기 이온성 염은 리튬 이온(Li+), BF4-, ClO4 -, RSO3-(R= alkyl or phenyl), RCOO- (R= alkyl or phenyl), PF6-, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3-, (CF3)5PF2 -, (CF3)6PF-, (CF3SO3 -)2로부터 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전해질층(460) 상에는 투명 전극(472)과 카운터 전극(474)이 형성된 제 2 기판(470)이 위치한다.
상기 투명 전극(472)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 투명 전극(472)이 각 화소(P)마다 분리된 것으로 보여지고 있으나, 상기 투명 전극(472)은 일체로 형성될 수 있다.
상기 카운터 전극(474)은 상기 투명 전극(472)과 상기 전해질층(460) 사이에 위치한다. 상기 카운터 전극(474)은 전기변색입자(442)에서의 산화-환원 반응이 원활하게 일어나도록 하기 위해 형성된다.
예를 들어, 상기 카운터 전극(474)은 PEDOT, 페로센 화합물, 트리페닐 아민, 다이페닐 아민, 페녹사진계 고분자와 같은 도전성 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 댐(450)은 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하는 제 1 댐(452)과 상기 제 1 댐(452)의 양측에 위치하는 제 2 댐(454)을 포함한다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각은 상기 제 1 및 제 2 댐(452, 454)에 의해 둘러싸인다.
상기 제 2 댐(454)은 상기 제 1 기판(410)으로부터 제 1 높이(H1)를 갖고, 상기 제 1 댐(452)은 상기 제 1 기판(410)으로부터 상기 제 1 높이(H1)보다 큰 제 2 높이(H2)를 갖는다.
즉, 상기 제 1 댐(452)의 상부 끝은 상기 카운터 전극(474)과 접촉하고, 상기 2 댐(454)의 상부 끝은 상기 카운터 전극(474)으로부터 이격된다. 다시 말해, 상기 제 1 댐(452)의 하부면은 상기 보호층(424)과 접촉하고, 상기 제 1 댐(452)의 상부면은 상기 카운터 전극(474)과 접촉한다. 또한, 상기 제 2 댐(454)의 하부면은 상기 보호층(424)과 접촉하고, 상기 제 2 댐(454)의 상부면은 상기 전해질층(460)과 접촉한다.
따라서, 상기 댐(450)이 형성된 제 1 기판(410) 상에 전해질 용액을 주입(또는 코팅)하고 이에 대한 경화 공정을 진행하여 형성된 상기 전해질층(460)은 제 2 기판(470)의 카운터 전극(474)과의 접촉에 문제가 최소화되고 인접한 화소(P1, P2) 간 전해질 이온의 이동 역시 최소화할 수 있다.
즉, 예를 들어 제 2 실시예에 따른 광셔터(도 6의 200)에서는 댐(250) 전부가 카운터 전극(274)에서 이격하기 때문에, 댐(250)과 카운터 전극(274) 사이 공간을 통해 전해질 이온이 이동할 수 있고 이 경우 구동 불량이 발생할 수 있다.
그러나, 제 4 실시예에 따른 광셔터(400)에서는 제 1 댐(452)에 의해 이와 같은 전해질 이온 이동 문제를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 댐(450)은 소수성을 갖는 물질로 이루어진다. 이 경우, 이웃한 화소(P)의 상기 전기변색층(440)이 서로 연결되어 화소 구동 불량의 문제가 방지된다.
예를 들어, 상기 댐(450)은 아크릴레이트 화합물과 불소계 화합물을 포함할 수 있다.
소수성 댐(450)을 형성하지 않는 경우, 친수성의 전기변색층(440)은 친수성의 화소 전극(430) 또는 보호층(424)을 따라 이웃한 화소(P)로 연장된다. 즉, 이웃한 화소(P)의 전기변색층(440)이 서로 연결되며, 한 화소(P)를 온시키는 경우 인접한 화소(P) 역시 온 상태가 되어 화소 구동에 문제가 발생한다.
그러나, 상기 댐(450)이 소수성을 갖는 경우, 상기 전기변색층(440)은 화소(P) 별로 분리되어 전술한 문제가 방지된다.
또한, 각 화소(P)의 상기 전해질층(460) 및/또는 상기 전기변색층(440)이 상기 격벽(450)에 의해 분리되기 때문에, 인접한 화소(P) 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 차단된다.
종래 광셔터에서 발생되는 인접한 화소 간 전기변색층의 전기변색 입자 또는 전해질층의 이온 이동이 방지되고, 본 발명의 광셔터(400)는 우수한 화소 구동 특성을 갖는다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200, 400: 광셔터
300: 반사형 표시장치
110, 170, 210, 270, 310, 370, 410, 470: 기판
140, 240, 340, 440: 전기변색층 150, 250, 350, 450: 댐
160, 260, 360, 460: 전해질층 172, 272, 372, 472: 투명 전극
174, 274, 374, 474: 카운터 전극
110, 170, 210, 270, 310, 370, 410, 470: 기판
140, 240, 340, 440: 전기변색층 150, 250, 350, 450: 댐
160, 260, 360, 460: 전해질층 172, 272, 372, 472: 투명 전극
174, 274, 374, 474: 카운터 전극
Claims (12)
- 제 1 및 제 2 화소가 정의된 제 1 기판과;
상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과;
상기 보호층 상에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 화소 전극과;
상기 제 1 및 제 2 화소를 둘러싸고 상기 제 1 기판으로부터 제 1 높이를 갖는 제 1 댐을 포함하는 댐과;
상기 화소 전극 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소에서 분리된 전기변색층과;
상기 댐과 상기 전기변색층을 덮고 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는 전해질층과;
상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;
상기 제 2 기판과 상기 전해질층 사이의 투명 전극과;
상기 투명전극과 상기 전해질층 사이에 위치하며 상기 전해질층과 접촉하는 카운터 전극
을 포함하는 광셔터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 댐은 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 2 높이와 동일한 제 3 높이를 가져 상기 카운터 전극과 접촉하는 제 2 댐을 더 포함하는 광셔터.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 댐은 상기 제 1 및 제 2 화소 사이에 위치하고, 상기 제 1 댐은 상기 제 2 댐의 양 측에 위치하는 광셔터.
- 제 1 항에 있어서,
상기 댐은 소수성을 갖는 광셔터.
- 제 4 항에 있어서,
상기 댐에 대한 증류수의 접촉각은 94~99°인 광셔터.
- 제 4 항에 있어서,
상기 댐은 상기 화소 전극보다 낮은 표면에너지를 갖는 광셔터.
- 제 1 및 제 2 화소가 정의된 제 1 기판과;
상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터를 덮는 보호층과;
상기 보호층 상에 위치하는 반사층과;
상기 반사층 상에 위치하는 컬러필터층과;
상기 컬러필터층 상에 위치하며 상기 박막트랜지스터에 연결되며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 화소 전극과;
상기 제 1 및 제 2 화소를 둘러싸고 상기 제 1 기판으로부터 제 1 높이를 갖는 제 1 댐을 포함하는 댐과;
상기 화소 전극 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소에서 분리된 전기변색층과;
상기 댐과 상기 전기변색층을 덮고 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는 전해질층과;
상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;
상기 제 2 기판과 상기 전해질층 사이의 투명 전극과;
상기 투명전극과 상기 전해질층 사이에 위치하며 상기 전해질층과 접촉하는 카운터 전극
을 포함하는 반사형 표시장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 댐은 상기 제 1 기판으로부터 상기 제 2 높이와 동일한 제 3 높이를 가져 상기 카운터 전극과 접촉하는 제 2 댐을 더 포함하는 반사형 표시장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 댐은 상기 제 1 및 제 2 화소 사이에 위치하고, 상기 제 1 댐은 상기 제 2 댐의 양 측에 위치하는 반사형 표시장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 댐은 소수성을 갖는 반사형 표시장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 댐에 대한 증류수의 접촉각은 94~99°인 반사형 표시장치.
- 제 10 항에 있어서,
상기 댐은 상기 화소 전극보다 낮은 표면에너지를 갖는 표시장치.
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| KR1020160182472A KR102674011B1 (ko) | 2016-12-29 | 2016-12-29 | 광셔터 및 반사형 표시장치 |
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| Publication number | Publication date |
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