透光率可变元件及包括该元件的显示装置用滤色器及智能窗制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种透光率可变元件及包括该元件的显示装置用滤色器及智能窗，透光率可变元件包括透光率可变结构，该结构包括：第一电极；透光率可变层，其由金属纳米粒子分散的透明半导体物质形成，与第一电极进行电连接；第二电极；以及绝缘层，其介入在透光率可变层和第二电极之间，根据本发明专利技术的透光率可变元件，通过向包括含有电极/绝缘层/金属纳米粒子的透明半导体层的透光率可变层叠结构的两端施加电压，诱导被限制的局域表面等离子体共振状态变化，从而可以自由改变含有金属纳米粒子的透明半导体层的透光率及颜色，因此不仅是现有显示装置用滤色器，而且还可以有用地使用于智能窗、智能眼镜等透明的信息显示产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】透光率可变元件及包括该元件的显示装置用滤色器及智能窗
本专利技术涉及一种透光率可变元件及包括该元件的显示装置用滤色器及智能窗，更详细地，涉及一种包括金属纳米粒子的透光率可变元件及包括该元件的显示装置用滤色器及智能窗。
技术介绍
如果透明的非导电性介质包括金属纳米粒子，则可带颜色。这是由被限制的局域表面等离子体共振(localizedsurfaceplasmonresonance，LSPR)现象导致的。简单说明的话，金属纳米粒子内部的自由电子和光(电磁波)的电场产生相互作用，此时，产生共振现象的特定波长的光被吸收、散射，从而整体上带颜色。并且，该颜色可以根据金属纳米粒子的大小、间隔、形状而不同。其事例就是欧洲古城或者教堂的彩色玻璃。对这些彩色玻璃进行分析的话，非常小的尺寸的金(Au)粒子包含在玻璃中，该金粒子的大小根据密度(间隔)、形状使得彩色玻璃的颜色不同。由此，为了利用这样的现象，在现有的研究中，主要是金属纳米粒子的大小调节粒子之间的间隔，或使用特殊的合成技术形成各种各样的形状，从而改变外观的颜色。另外，液晶显示装置可以由滤色器基板、阵列基板(TFT阵列基板)及形成于滤色器基板和阵列基板之间的液晶层构成。液晶显示装置的制造工艺基板上需要多个掩模工艺，即光刻(photolithography)工艺，因此在生产性方面要求减少掩模数量的方法。就所述使用于液晶显示装置的滤色器而言，利用染料或者颜料吸收不必要的颜色的光并使其消灭，仅使得想要体现的颜色的光透过，从而体现颜色，由此，在以一个子像素为基准入射的白色光中仅使得RGB三原色中的一种颜色透过，从而在颜色过滤层难以实现30(％)以上的透过率。由于这些理由，面板(LCD面板)的透过效率非常低，可能增加背光造成的电力消耗。此外，所述滤色器可以按各原色反复进行防染涂覆、曝光、显影及硬化工艺，因此工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术想要解决的技术课题是提供一种透光率可变元件，其包括基于LSPR现象的结构，从而不仅是具有前述问题的现有的滤色器，而且还可以适用于各种透明信息显示装置。为了实现所述技术课题，提出了一种透光率可变元件，其包括透光率可变结构，特征在于，透光率可变结构包括：第一电极；透光率可变层，其由金属纳米粒子分散的透明半导体物质形成，与第一电极进行电连接；第二电极；以及绝缘层，其介入在透光率可变层和第二电极之间。此外，提出了一种透光率可变元件，其特征在于，透明半导体物质是选自Zn、In及Sn中的一种以上的氧化物。此外，提出了一种透光率可变元件，其特征在于，透明半导体物质还包括选自Si、Ge、Al及Ga中的一种以上的元素。此外，提出了一种透光率可变元件，其特征在于，所述金属纳米粒子是选自Au、Ag、Cu、Al、Pt、Pd、Ni、Co、Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ta、Nb、Hf、Zr、Ti、Zn、In、Sn、Sb及Bi中的一种金属或者两种以上的金属的合金。此外，提出了一种透光率可变元件，其特征在于，第一电极及第二电极是透明电极或者反射电极。此外，提出了一种透光率可变元件，其特征在于，向透光率可变层叠结构施加电压，对透光率可变层所包括的透明半导体物质的导电性进行控制，由此使得金属纳米粒子的被限制的局域表面等离子体共振状态变化，从而使得透光率可变层的透光率变化。此外，提出了一种透光率可变元件，其特征在于，还包括透明半导体层，其介入在透光率可变层和第一电极之间。此外，提出了一种透光率可变元件，其特征在于，在透光率可变结构的一面包括基板，第一电极及第二电极是透明电极，透光率可变元件还包括介入在透光率可变结构及基板之间的下部涂覆层。此外，提出了一种透光率可变元件，其特征在于，还包括反射膜，该反射膜形成于透光率可变结构的另一面或形成于透光率可变结构和下部涂覆层之间。并且，本专利技术在专利技术的另一个侧面提出了一种显示装置用滤色器，其包括透光率可变元件。并且，本专利技术在专利技术的又另一侧面提出了一种智能窗，其包括透光率可变元件。根据本专利技术的透光率可变元件，通过向包括含有电极/绝缘层/金属纳米粒子的透明半导体层的透光率可变层叠结构的两端施加电压，诱导被限制的局域表面等离子体共振(LSPR)状态变化，从而可以自由改变含有金属纳米粒子的透明半导体层的透光率及颜色，因此不仅是现有显示装置用滤色器，还可以有用地使用于智能窗、智能眼镜等透明的信息显示产品。附图说明图1是根据本专利技术的透光率可变元件中所包括的透光率可变层叠结构(透射型及反射型)的模式图。图2a至图2h作为根据本专利技术的透光率可变元件的一个例子，是第一电极及第二电极通过一次图案形成工艺而同时形成的“一面型”元件的截面图。图3a至图3f作为根据本专利技术的透光率可变元件的一个例子，是第一电极及第二电极分别通过单独的图案形成工艺而形成的“两面型”元件的截面图。图4a至图4c作为根据本专利技术的透光率可变元件的一个例子，是还包括下部涂覆层及/或反射膜的元件的截面图。具体实施方式在说明本专利技术时，判断对于相关的公知功能或者构成的具体说明可能不必要地模糊本专利技术的要旨的情况下，省略对其的详细说明。就根据本专利技术的概念的实施例而言，可进行各种变更，可具有各种形态，因此将特定实施例示例在附图中，想在本说明书或者申请中进行详细说明。但是，这并非是将根据本专利技术的概念的实施例限定于特定的公开形态，应理解为将本专利技术的思想及技术范围内的所有变更、均等物或者代替物包括在内。本说明书中使用的术语仅仅是为了说明特定的实施例而使用的，并不是想限定本专利技术的意图。只要在上下文没有明显不同的意思，单数的表达包括复数的表达。本说明书中，“包括”或者“具有”等术语应理解为想要指定所说明的特征、数字、步骤、动作、构成要素、零部件或它们组合的存在，而不是事先排除一个或者一个以上的其他特征或者数字、步骤、动作、构成要素、零部件或它们组合的存在或附加可能性。下面，参照附图对本专利技术的实施例进行详细说明，以便本专利技术所属的
中具有通常知识的技术人员能够容易实施。本专利技术可实现为各种不同的形态，并非限定于在此说明的实施例。如前所述，就被限制的局域表面等离子体共振(LSPR)现象而言，当金属纳米粒子在透明的非导电性介质里面时，与从外部进来的光进行相互作用，使得介质的透光率发生变化，最终带有颜色。更详细说明的话，电子在金属内部可自由移动，但是电子在非导电性介质中无法自由移动。在这样的情况下，如果从外部施加电场，则金属内部的自由电子由于电场而像云一样向一侧方向聚集，从而金属纳米粒子产生电子较多的部分和电子不足的部分。但是，使得电磁波即光振动的电场可引起金属纳米粒子内部的自由电子的移动。金属纳米粒子的大小和间隔、形状等与可相互作用的电磁波的波长有关。如果光的电磁波的特定波长和金属纳米粒子的电子进行共振，则其特定波长可被吸收、散射。这种现象在金属纳米粒子被非导电性介质包围的情况下出现。其原因是自由电子不能通过非导电性介质移动而被限制在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透光率可变元件，其包括透光率可变结构，特征在于，透光率可变结构包括：/n第一电极；/n透光率可变层，其由金属纳米粒子分散的透明半导体物质形成，与第一电极进行电连接；/n第二电极；以及/n绝缘层，其介入在透光率可变层和第二电极之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181129 KR 10-2018-01511301.一种透光率可变元件，其包括透光率可变结构，特征在于，透光率可变结构包括：
第一电极；
透光率可变层，其由金属纳米粒子分散的透明半导体物质形成，与第一电极进行电连接；
第二电极；以及
绝缘层，其介入在透光率可变层和第二电极之间。


2.根据权利要求1所述的透光率可变元件，其特征在于，
透明半导体物质是选自Zn、In及Sn中的一种以上的氧化物。


3.根据权利要求2所述的透光率可变元件，其特征在于，
透明半导体物质还包括选自Si、Ge、Al及Ga中的一种以上的元素。


4.根据权利要求1所述的透光率可变元件，其特征在于，
所述金属纳米粒子是选自Au、Ag、Cu、Al、Pt、Pd、Ni、Co、Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ta、Nb、Hf、Zr、Ti、Zn、In、Sn、Sb及Bi中的一种金属或者两种以上的金属的合金。


5.根据权利要求1所述的透光率可变元件，其特征在于，
第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳民基，
申请(专利权)人：研制知有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR