KR100194972B1 - 전기변색 표시소자의 제조방법 - Google Patents

전기변색 표시소자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기변색 표시소자의 제조방법에 관한 것으로, 전기변색 특성을 나타내는 전기변색 물질과 고체전해질을 혼합하고, 자외선 에폭시와 스페이서를 혼합한 물질을 최종적으로 혼합하여 상하부기판 사이에 형성시켜 전기변색 표시소자를 제조함으로써, 전기변색 소자의 효율을 높이고 종래의 전기변색 표시소자에서 발생하던 주울열로 인한 디바이스의 탈착현상을 방지하여 장수명의 전기변색 표시소자를 제조할 수 있다.

Description

전기변색 표시소자의 제조방법
제1도는 종래의 전기변색 표시소자를 나타낸 사시도.
제2도는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 전기변색 표시소자를 나타낸 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 20 : 전기변색 표시소자 11, 21 : 투명전극이 코팅된 상부기판
12 : 고체전해질 13 : 전기변색 물질
14, 23 : 투명전극이 코팅된 하부기판
15, 25 : 전원
22 : 전기변색 물질과 고체전해질 및 자외선 에폭시의 혼합물
24 : 스페이서
본 발명은 전기변색 표시소자(Electrochromic Display)의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전기변색 특성을 나타내는 전기변색 물질과 고체전해질을 혼합(Blending)한 다음, 스페이서와 자외선 에폭시(UV Epoxy)를 첨가시키고, 상기 혼합물을 투명전극과 접합시킨 후, 열처리를 통하여 전기변색 표시소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 전기변색 표시소자의 구조는 제1도에 도시된 바와 같다.
종래의 전기변색 표시소자(10)는 투명전극이 코팅된 하부기판(14) 상부에 전기변색 특성을 갖는 전기변색 물질(13)로 전도성 고분자가 형성되어 있고, 상기 전도성 고분자 상부에는 고체전해질(12)이 형성되어 있으며, 상기 고체전해질(12) 상부에는 투명전극이 코팅된 상부기판(11)이 접합되어 있는 구조로 되어 있다.
상기 전기변색 표시소자(10)의 제조방법은 하부기판상에 ITO와 같은 투명한 전도성 물질을 사용하여 투명전극을 형성한 다음, 상기 투명전극이 코팅된 하부기판(14) 상부에 전기장을 인가하였을 때 고유의 색을 나타낼 수 있는 전기변색 물질(13)로 전도성 고분자 물질을 형성한다. 다음으로 상부기판에 투명전극을 형성한 후, 상기 투명저극이 코팅된 상부기판(11) 상부에 고체전해질(12)을 용매에 녹여 드롭 캐스팅(Drop Casting)하여 고체전해질(12) 막을 형성한다. 다음으로 상기 전도성 고분자가 형성된 하부기판(14)가 고체전해질(12)이 형성되어 있는 상부기판(11)을 전도성 고분자와 고체전해질(12)이 접합되도록 붙인 다음, 열처리를 통하여 고체전해질(12)을 건조시킨다. 다음으로 상기 상하부 기판(11, 14)의 투명전극에 전원을 연결하여 전기변색 표시소자(10)를 제조할 수 있다.
그러나 상기 전기변색 표시소자는 전기변색 물질과 투명전극 사이의 경계면에서 발생하는 주울열로 인해 고체전해질이 녹게되고, 상기 고체전해질의 용융으로 인해 접합상태가 분리되는 현상이 발생한다는 문제점이 있다.
또한, 전기변색 물질과 고체전해질 경계면 부근에서만 전기변색 물질의 전기변색특성이 나타남으로 전체적인 전기변색 표시소자의 효율이 저하된다는 문제점이 있다.
따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전기변색 물질과 고체전해질을 혼합한 다음, 스페이서와 자외선 에폭시를 첨가시키고, 상하부 기판의 투명전극과 접합시킨 후, 열처리를 통하여 전기변색 표시소자를 제조함으로서, 전기변색 표시소자의 효율을 상승시키고 장시간 동안 사용할 수 있게하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기변색물질과 고체전해질을 혼합하는 단계와, 자외선 에폭시와 스페이서를 혼합시키는 단계와, 상기 혼합물들을 열처리를 통하여 점성을 낮추는 단계와, 상기 전기변색물질과 고체전해질 혼합물과 상기 에폭시와 스페이서 혼합물을 혼합하는 단계와, 상기 점성이 낮은 최종 혼합물을 투명전극이 코팅된 상하부 기판중 한 기판에 드롭 케스팅한 후, 다른 기판을 접합시켜 전기변색 디바이스를 제조하는 단계와, 상기 완성된 디바이스를 열처리를 통해 건조시키는 단계와, 상기 상하부기판의 투명전극들에 전원을 연결하는 단계를 포함하여 전기변색 표시소자를 제조하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
제2도는 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 전기변색 표시소자(20)를 나타낸 것으로서, 투명전극이 코팅된 하부기판(23) 상부에 전기변색 특성을 나타내는 전기변색 물질과 고체전해질의 혼합물과 자외선 에폭시와 스페이서의 혼합물(22)이 혼합되어 있는 물질이 형성되어 있고, 상기 혼합물질(22)의 상부에는 투명전극이 코팅된 상부기판(21)에 접합되어 있다. 이때 상부기판(21)과 하부기판(23)에 코팅되어 있는 투명전극에 전원을 연결함으로서 전기변색 표시소자(20)가 완성된다.
상술한 전기변색 표시소자의 제조방법은 먼저 유리기판 상부에 ITO와 같은 물질로 투명전극을 코팅하고, 다음으로 전기변색 특성을 나타내는 전기변색 물질인 전도성 고분자와 고체전해질을 혼합한다. 이때 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리파이롤(Polypyrrole), 폴리다이오펜(Polythiopene), 등이 사용되며, 상기 고체전해질로는 Poly(2- acrylamido-2-methyl anesulfonic acid)를 사용한다. 다음으로 자외선 에폭시와 약 2㎛크기의 스페이서(24)를 혼합한 후, 열처리를 통하여 점성도를 낮게 한다.
다음으로 상기 전도성 고분자와 고체전해질의 혼합물과 스페이서가 혼합되어 있는 자외선 에폭시를 혼합한다. 다음으로 상기 최종 혼합물(22)을 투명전극이 코팅되어 있는 하부기판(23) 상부에 스페이서(24)의 두께만큼 막을 형성하고, 상기 최종 혼합물(22)의 막 상부에 투명전극이 코팅되어 있는 상부기판(21)을 접합하여 전기변색 디바이스를 제조하게 된다. 이때 상기 최종 혼합물(22)의 막을 형성하는 방법은 드롭 캐스팅방법이 사용되며, 상기 상하부 기판사이의 간격은 스페이서(24)에 의해 유지된다.
다음으로 상기 완성된 디바이스를 열처리를 통하여 건조시키고 자외선 처리를 통하여 자외선 에폭시를 굳힘으로써 견고한 접합을 얻을 수 있으며, 상기 투명전극들에 전원을 연결함으로써, 전기변색 표시소자를 구동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전기변색 표시소자의 구동은 투명전극에 전원을 인가하게 되면 고체전해질의 분자가 이온화되면서 전도성 고분자를 프로토닉 액시드 도핑(Protonic Acid Doping)반응을 시키게 되며, 이로서 빛의 흡수 파장이 변하게 된다. 상기 결과로 인가한 전압에 따라 카라 변화(Color Tuning) 현상이 발생하게 된다.
본 발며에서는 전기변색 특성을 나타내는 전도성 고분자와 고체전해질을 혼합한 상태이므로 층구조를 가지는 종래의 전기변색 표시소자에 비해 도핑효과가 상대적으로 커짐으로 고효율의 전기변색 표시소자를 제조할 수 있다. 또한 종래에는 전도성 고분자와 고체전해질의 경계면 부근에서만 전기변색 특성이 발생하던 것에 비해 본 발명의 전기변색 소자는 전도성 고분자와 고체전해질 혼합물의 전영역에서 전기변색 특성을 나타냄으로 고효율의 전기변색 표시소자를 얻을 수 있으며, 또한 종래의 전기벽색 표시소자의 투명전극과 고체전해질의 경계면에서 발생하던 주울열로 인해 고체전해질이 녹는 현상을 나타나던 디바이스의 탈착현상을 자외선 에폭시를 사용함으로써 방지할 수 있어 장수명의 전기변색 표시소자를 얻을 수 있다.
또한 상술한 방법으로 ELD, LCD와 같은 다른 종류의 디바이스를 제조하는 방법으로도 사용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 전기변색물질과 고체전해질을 혼합하고,자외선 에폭시와 스페이서를 혼합시키고, 상기 혼하물들을 열처리를 통하여 점성을 낮추는 단계와, 상기 전기변색물질과 고체전해질 혼합물과 상기 에폭시와 스페이서 혼합물을 혼합하는 단계와,상기 점성이 낮은 최종 혼합물을 투명전극이 코팅된 상하부 기판중 한 기판에 드롭 캐스팅한 후, 다른 기판을 접합시켜 전기변색 디바이스를 제조하는 단계와, 상기 완성된 디바이스를 열처리를 통해 건조시키는 단계와, 상기 상하부기판의 투명전극들에 전원을 연결하는 단계를 포함하는 전기변색 표시소자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기변색 물질을 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리파이롤(Polypyrrole), 폴리다이오펜(Polythiopene) 등의 전도성 고분자를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기변색 표시소자의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고체전해질로 Poly(2-acrylamido-2-methyl anesufonic acid)를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기변색 표시소자의 제조방법.
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