KR100271537B1 - 전자크롬장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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존이. 밴다인
브이.디. 파키
리사씨. 클레인
포리스트에이. 트룸보어
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존 이. 밴 다인
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Abstract

기판(12)에 부착된 전자 크롬 장치는 전자 크롬 전극층(20), 대향 전극층 (24) 및 상기 두 층 사이에 배치되어 그들을 서로 분리시키는 이온 전도층 (22)을 포함한다. 상기 이온 전도층(22)은 기판을 가로질러 실질적으로 균일하며, 관련 유기 물질 및 이온 전달을 용이하게 해주는 미세 구조를 갖는 무기 슈퍼 구조를 포함한다. 이들 장치의 제조 방법은 이온 전도층(22)을 기판(12)상에 용액의 형태로 증착시키는 단계와, 그 용액을 겔화시키는 단계를 포함한다.

Description

[발명의 명칭]
전자 크롬 장치 및 그 제조 방법
[기술분야]
본 발명은 전자 크롬 장치에 관한 것이다. 상세히 말하면, 본 발명은 광을 포함하는 에너지가 제어 상태에서 전송, 반사 또는 흡수될 수 있는 모놀리식 전자 크롬 장치(monolithic electrochromic devices)에 관한 것이다. 더욱 상세히 말하면, 본 발명은 전자 크롬 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
[기술배경]
여러 가지의 발색 물질(chromogenic materials)은 에너지의 전달 통로를 제어하는데 유용하다. 다양한 종류의 그러한 장치는 인가되는 자극(stimulus)이나 여기(exitation)에 따라 광학 특성의 변화를 발생시킴으로써 "색채(chromatically)"를 띠며 동작한다.
따라서, 열 크롬 장치는 온도의 변화에 응답하여 그의 광학 특성을 변화시킨다. 한편, 광학 크롬 장치는 노출되는 광의 세기 및 파장의 변화에 응답하여 그의 광학 특성을 변화시킨다. 그러나, 이러한 각 경우에 있어서 채색 효과의 정도는 외부 효과에 의존하고 사용자는 단지 그에 대한 제한된 제어만을 실행한다. 따라서 전계 또는 전류를 인가하여 유도되는 가역 채색을 행하는 발색 물질을 개발하기 위한 상당한 노력이 행해졌는데, 이들은 전자 크롬 물질로서 알려져 있다. 이들 고상의 무기성 전자 크롬층은 전자와 이온, 통상적으로 WO3및 MoO3등의 VI-B 산화물족의 이중 주입에 기인하여 색상을 변화시키는 물질을 포함한다.
실용적인 사용을 위해 건축용 윈도우, 스카이라이트 및 기타 투명 기판을 이용한 제조품 등의 대규모의 전자 크롬 장치의 제조에 바람직한 그러한 전자 크롬 장치는 전자 크롬 장치를 함께 형성하는 기타 물질층과의 연속적인 조합이 요구된다. 따라서, 이들 장치들은 전자 크롬 물질층, 이온 전도 물질층, 대향 전극 물질층 및 전자 전도 물질층 들을 포함한다. 다중 성분의 산화 물질층을 포함하는 그러한 박막 장치의 형성을 위한 종래 기술은 기한 내에 사실상 실용 가능한 장치를 제공할 수 없었다. 최근의 박막 형성 방법은 스퍼터링법, 열 및 전자 빔 기상법 및 플라즈마 강화 화학 기상법 등의 진공 증착 기술을 포함한다. 그러나 이들 공정은,
(a) 산화 물질의 낮은 증착 속도
(b) 층의 두께 및 그 화학 조성의 증착의 불균일성
(c) 화학 조성 및 미세 구조의 제한된 제어
(d) 개시 물질의 제한된 선택
(e) 저 수율
(f) 광범위한 유지의 필요성
과 같은 적어도 하나의 단점으로 인해 특히 대규모의 전자 크롬 구조물에 있어서 제작 비용이 많이 소모된다.
따라서 건축용 윈도우, 스카이라이트 및 기타 투명한 기판을 이용한 제조품용으로 특히 필요한 종류의 표면을 갖는 전자 크롬 장치의 패널을 제조하는 데에는 경제적인 어려움이 있다.
미국 특허 제4,996,083호에는 용액으로부터 제조되는 전자 크롬막이 개시되어 있다. 따라서, 이 특허에 따르면 WO3피막과 기타 금속 산화물과 같은 막이 무수 전이 금속 할로겐화물(anhydrous transition metal halide) 및 알코올로부터 제조된다.
다른 공지된 전자 크롬 장치는 미국 특허 제4,876,628호에 개시된 바와 같은 유기성 중합체를 구비한 이온 전도층을 포함한다. 이들 장치 또한 불충분하고 비경제적이다.
따라서 대규모의 전자 크롬 장치의 경제적인 제조를 용이하게 하고 비용면에서도 효율적인 전자 크롬 장치 및 그 제조 방법이 연구되고 있다.
[본 발명의 개요]
본 발명에 따르면 이들 및 다른 목적은 제1 전극으로 동작하는 전자 크롬층과, 제2 전극으로 동작하는 대향 전극층 및 상기 제1 및 제2 전극 사이에 이온 전도층을 포함하는 기판 위에 증착된 본 발명의 전자 크롬 장치에 의하여 실현될 수 있는데, 상기 이온 전도층은 거의 균일한 두께를 가지며, 배타적인 무기 물질을 주성분으로 하여 잔류의 수산기 및/또는 유기 물질을 가지고, 이온의 전이를 용이하게 하기 위한 미세 구조를 갖는다. 바람직하게 이온 전도층은 제1 및 제2 전극을 전기적으로 절연하도록 접촉되어 있다. 본 발명은 전자 크롬 장치의 바람직한 실시예에 따르면 전자 크롬층 및/또는 대향 전극층은 잔류의 수산기 및/또는 유기 물질을 포함한다.
본 발명의 전자 크롬 장치의 바람직한 실시예에 따르면 이온 전도층은 리튬 이온 전도층 혹은 하이드로겐 이온 전도층을 포함한다. 리튬 이온 전도층의 경우에 이온 전도층은 리튬에 기초한 세라믹 물질을 포함한다.
본 발명의 전자 크롬 장치의 바람직한 실시예에 따르면, 기판에 인가되는 전자 크롬 장치는 제1 전극으로 동작하는 전자 크롬층과, 제2 전극으로 동작하는 대향 전극층 및 제1 전극과 제2 전극 사이에 이온 전도층을 구비하는데, 상기 이온 전도층은 거의 균일한 두께를 가지며, 잔류의 수산기 및/또는 유기 물질을 갖는 무기 물질을 주로 구비하고, 이온의 전이를 용이하게 하는 미세 구조를 가지며, 전자 크롬층과 대향 전극층이 각각 접촉하는 제1 및 제2 투명 전도층은 그들 사이에 전자의 흐름을 용이하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 기판에 인가되는 전자 크롬 장치는 전자 크롬층과, 대향 전극층 및 상기 층들 사이에 이온 전도층을 구비하는데, 적어도 하나의 금속 유기 화합물의 용해에 의해 제조되는 상기 이온 전도층은 금속 또는 알칼리 금속 알콕시화물과 같은 금속 유기 화합물의 젤라틴에 의해 실행된다. 적어도 하나의 금속 유기 화합물의 바람직한 용해는 유기 용매로 실행되고, 바람직하게 적어도 하나의 전자 크롬층과 대향 전극층은 전하 보상 이온, 즉 이온 전도층에 의해 전도되는 이온의 소오스로 화학적으로 환원된다. 또한 일실시예에서 전자 크롬층과 대향 전극층은 용매 내의 적어도 하나의 금속 유기 화합물의 용해에 의해 제조된다. 가장 바람직한 실시예에서 이온 전도층은 젤라틴 단계에 후속해서 열처리된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 기판 위에 증착되는 전자 크롬 장치의 제조 방법은 기판 위에 제1 전극으로 동작하는 전자 크롬층을 증착하는 단계와, 기판 위에 제2 전극으로 동작하는 대향 전극층을 증착하는 단계와, 이온 전도층의 전구체(precursor) 물질 용액의 형태로 양 전극에 이온 전도층을 증착하고 상기 이온전도층의 전구체 물질 용액을 겔화시킴으로써 상기 제1 및 제2 전극 사이에 이온 전도층을 증착하는 단계를 포함한다. 바람직하게 전자 크롬 장치 위의 기판은 투명한 유리 또는 플라스틱이다.
본 발명의 방법 및 기술을 이용함으로써 이들 전자 크롬 물질을 비교적 대규모의 기판에 점착시키는 것이 가능하고 바람직하게는 투명하게 된다.
본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따르면 이온 전도층의 전구체 물질 용액은 금속 유기 또는 금속염 화합물의 형태로 적어도 하나의 금속을 포함한다. 금속 유기 화합물이 사용될 때 이온 전도층의 전구체 물질 용액은 알칼리 금속 알콕시화물과 같은 금속 알콕시화물을 포함한다. 바람직한 실시예에서 전자 크롬층 및 /또는 대향 전극층의 설비의 용액의 형태로 전자 크롬 및/또는 대향 전극층을 제공하는 단계와 이들 용액을 겔화시키는 단계를 포함한다. 양자의 경우에 있어서 바람직하게 이들 용액은 금속 유기 또는 금속염 화합물, 가장 바람직하기로는 금속 알콕시화물의 형태로 적어도 하나의 금속을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법은 내부에 이온을 삽입함으로써 적어도 하나의 전자 크롬층 및/또는 대향 전극층을 감소시키는 단계를 포함한다. 바람직한 실시예에서 후속 열처리 단계는 후속해서 실행되며 바람직하게 진공 또는 비활성 분위기, 바람직하게 약 100℃이상의 온도, 가장 바람직하게는 약 150℃이상의 온도에서 전자 크롬 장치를 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따르면 이온 전도층은 이온 전도층의 전구체 물질 용액을 기판에 인가하여 축합 및 가수 분해 시킴으로써 이온 전도층의 전구체 물질 용액을 증착하고 겔화함으로써 기판에 하나의 전극이 증착된다. 바람직하게 이온 전도층의 전구체 물질을 기판 위의 하나의 전극에 인가하는 단계는 제어되는 두께의 코팅체를 얻기 위해 제어 속도로 이온 전도층의 전구체 물질 용액으로부터 기판을 제거하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서 가수 분해 단계는 용매가 증발하는 동안 이온 전도 전구체 물질 용액의 코팅체를 제어 환경하에서 노출시키는 단계를 포함한다. 가장 바람직하게 이 방법은 가수 분해되는 이온 전도층을 가열 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 하나 이상의 전자 크롬층과, 대향 전극층 및 이온 전도층이 졸-겔 처리를 이용하는 용액으로부터 생성되는데, 적어도 이온 전도층이 생성된다. 따라서, 이들 하나 이상의 박막은 용매로 하나 이상의 알콕시화물의 혼합물을 최초에 실행함으로써 생성되고, 이후에 알콕시화물 용액으로 도포될 표면을 처리한다. 이들 막의 응용은 표면의 종래의 디핑 또는 스핀 코팅 기술에 의해 달성된다. 후속해서 코팅된 막은 용매가 증발하는 동안 가수 분해 및 축합되고, 이어서 밀집된 막을 달성하기 위해 열 처리된다. 바람직하게 그 표면은 제어되는 두께의 박막을 제조하기 위해 적절한 알콕시화물 용액으로 연속 도포되고, 각 상기 막은 가수 분해 및 축합된 후에 상기 막의 응용에 앞서 열처리된다.
리튬에 기초한 이온 전도층에서 그 내부에 잔류의 수산기 및/또는 유기 또는 탄소 함유군이 존재함에도 불구하고 최종 완성된 전자 크롬 장치의 발색 성능이 저하되지 않는 사실은 놀란만한 발견이다. 이것은 리늄 실리케이트 등의 상기 층 내에서 이 분야에 통상의 지식의 가진자에 의해 상기 퇴성 물질(fugitive materials)에는 착색 이온의 이동에 의한 문제점이 생성될 것이라고 예상해 왔던 견지에서 특히 놀랄만한 일이다. 그러나 이 경우에 이러한 문제점이 없을 뿐 아니라 경제적으로 놀란만한 큰 결과와 이온 전도층의 박막의 코팅을 보다 손쉽게 제조할 수 있으며 궁극적으로는 본 발명의 전자 크롬 장치의 다층 구조가 얻어질 수 있다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로 더욱 명확히 이해할 수 있을 것이다.
제1도의 본 발명에 따라 생성된 전자 크롬 장치의 측단면도.
제2도는 본 발명에 따라 생성된 전자 크롬 장치의 제2 실시예의 측단면도.
[본 발명을 실행하는 최상의 모드]
도면을 참조하면 동일 부호는 동일 부분을 나타내며, 제1도는 윈도우(10)내에 사용되는 전자 크롬 장치의 단면도이다. 윈도우(10)의 경우에 기판(12)은 유리이다. 그러나, 다른 응용에 있어서 플라스틱 등을 포함한 기타의 투명한 기판이 사용될 수 있다. 윈도우(10)의 경우에 있어서 전자 크롬 장치(16)는 유리 기판(12)과 제2 기판(14) 사이에 샌드위치되어 있으며, 바람직하게는 유리 기판을 포함한다. 이 방식으로 윈도우(10)는 외부 조명 또는 방사선에 노출되는 투명 영역이 전기적으로나 혹은 전자적으로 제어될 수 있다는 점에서 전자 크롬 윈도우이다.
이러한 목적으로 스카이라이트 등과 같은 윈도우를 함유하는 공간 또는 구획의 점유자는 원하는 정도의 명암을 성취하기 위해 전기적으로 제어 동작할 수 있다. 따라서 본 발명이 윈도우 또는 스카이라이트에 관하여 설명될지라도 전송 및/또는 반사의 조명의 제어가 요구되는 다른 영역에 동일하게 응용될 수 있음을 예상할 수 있다. 따라서 많은 다른 응용은 선글라스, 거울 등을 포함한다. 여하튼간에 투명도에 있어서 전기 제어의 힘으로 윈도우는 주간이거나 또는 야간의 어두운 기간 중에도 완전히 어두운 상태가 될 수 있다.
제1도에 도시한 바와같이 윈도우(10) 자체는 기판(12)위에 증착되는 박막의 연속층을 구비하는 전자 크롬층(16)을 포함한다. 이들은 제1 투명 전도층(18), 전자 크롬층(20), 이온 전도층(22), 대향 전극층(24) 및 제2 투명 전도층(26)을 포함한다. 제1도에 도시한 장치는 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 폴리비닐 뷰티렐과 같은 투명한 접착제가 적층될 수 있는 편리한 매체(28)를 사용하는 추가의 기판(14)에 접착되므로서 완성될 수 있다. 또한, 이 접착층은 진공 장벽으로 동작할 수 있다.
하나 이상의 층(18,20,22,24,26)이 "졸-겔" 기술을 바람직하게 사용하고 디핑(dipping), 스피닝(spinning), 롤 코팅(roll coating), 커튼 코팅(curtain coating), 사전 측정된 슬롯 기술 등의 기술을 사용하는 용액으로부터 층(20)(또는 이들 층들의 응용을 위해 연속 채용에 종속되는 층(24))에 인가되는데, 적어도 이온 전도층(22)이 인가된다. 이들 층은 각각 그러한 기술을 사용하여 기판(즉 전술한 층)위에 증착되는 것이 좋다. 그러나, 이온 전도층(22)이외의 층을 위해 본 발명의 범위 내에는 진공 증착 기술 및 상술한 바와같은 종래 기술로 인가된 전자 크롬층(20) 및 대향 전극층(24)을 포함한다.
따라서 본 발명의 이온 전도층(22)은 이온의 용이한 전달 통로로 허용 가능한 "고속"의 이온 전도체이다. 이들 졸-겔 기술에 의해 생성되는 이온 전도층(22)은 내부에 상호 연결된 나노스케일 다공의 존재로 비교적 개방성을 갖는다. 이들 비다공성 겔은 높은 이온 이동도 및 높은 이온 농도를 보여준다.
투명 전도층(18,26)은 단위 면적당 약 10Ω이하, 더욱 바람직하기로는 단위 면적당 약 5Ω이하의 낮은 시이트 저항을 갖는 투명한 전도성 박막이다. 플루오르도우핑 주석 산화물, 도우핑 아연 산화물 등을 포함하는 다른 코팅제가 이용될지라도 주석 도우핑 인듐 산화물(ITO)의 코팅제가 사용되는 것이 좋다. 이들 전도성 막은 종래 방식의 종래의 DC 전류 소스(도시 생략)에 연결되어 있다.
활성 전자 크롬층(20)은 기판(12) 위의 층(18)에 인가되어 있다. 전자 크롬층은 전류가 인가될 때 완성된 장치의 색을 변화시킨다. 따라서 그것은 흡수, 반사 또는 그 조합의 변화로 인하여 색채를 띄게 되는 전자 및 전하 보상 이온의 삽입에 의해 감소될지라도 통상적으로 투명하거나 혹은 무색이 된다(이들 이온은 "착색" 이온이라 부른다). 따라서, 그 투명도 및 전송광을 변화시키기 위해 그러한 층의 성능은 그 층 내에 리튬 또는 수소 이온과 같은 다수의 기생종(guest species)의 직접 함수이다. 전자 크롬층(20)은 텅스텐 산화물(WO3)이 좋지만 기타 다른 전자 크롬층은 니오븀 산화물, 티타늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 니켈 산화물, 이리듐 산화물 및 상기 산화물의 고체 용액 혼합물과 같은 각종 전이 금속 산화물을 포함할 수 있다.
이온 전도층(22)이 층(20)에 인가된다. 이 층은 시각 범위 내에서 투명하고, 높은 전기 저항율과 높은 이온 전도율을 갖는다. 따라서, 이러한 전기적으로 절연된 이온 전도층(22)은 대향 전극층(24)으로부터 전자 크롬층(20)을 전기적으로 절연시킨다. 이온 전도층(22)은 전자가 아닌 이온을 통과시키므로 "메모리"를 갖는 장치를 제공한다. 후술하는 바와같이 용액으로부터 본 발명의 방법에 따라 형성된 본 발명의 이온 전도층은 유기 성분으로부터 잔류물을 포함하는 무기 물질의 층을 포함한다. 따라서 이온 전도층(22)은 주로 배타적인 무기 물질인데, 이 층을 준비하기 위해 사용되는 알콕시화물 그룹 및 또는 무기 물질과 결합되는 잔류 용매의 잔류물인 작은 양의 수산기 및/또는 유기 잔류물로도 가능하다. 일반적으로는 상기 수산기 및/또는 유지 잔류물의 약1wt%이하가 될 것이다. 정확한 양은 표면 영역에 대한 통상의 경험 및 문제의 특정 박막에 대한 증착 상태를 토대로 당업자에 의해 산정될 수 있다. 본 발명의 박막은 대체로 극히 높은 표면 영역의 졸-겔 시스템은 아니고 높은 표면 영역의 막이 이용될 수 있을지라도 약 1㎡/gram과 같은 낮은 표면 영역을 가질 수도 있다.
최종 완성된 층(22)은 전자 크롬 장치와 결합하여 사용되는 이온, 바람직하게는 리튬 이온 또는 양자를 전도시킬 수 있는 규산염에 기초한 구조를 포함한다. 적당한 이온 전도체는 리튬 규산염, 리튬 알루미늄 규산염, 리튬 알루미늄 붕산염, 리튬 붕산염, 리튬 지르코늄 규산염, 리튬 니오브산염, 리튬 붕산규산염, 리튬 인규산염, 리튬 질화물, 리튬 알루미늄 플루오르화물 및 기타 다른 리튬에 기초한 세라믹 물질을 포함하는 리튬 이온 전송을 위해 특히 채택된다. 상술한 바와같이 다른 적합한 리튬 이온 전도 전해질은 양자(수소)에 기초한 전자 크롬 장치용으로 실리콘 이산화물 또는 탄탈륨 산화물이 사용될 수 있다.
용액에 기초한 방법이 준비를 위해 사용되기 때문에 이온 전도층(22)은 신중히 제어되는 두께를 가질 수 있다. 따라서, 필요한 이온 전도층보다 더 두껍게 인가 될 필요성을 방지하기 위해 상기 원하는 두께보다 크게 생성되지는 않는 원하는 두께(즉, 요구되는 전기 절연을 실행하는데 충분한 두께)의 상기 층을 생성하는 것이 가능하다. 이들 두터운 층들은 지나치게 장애가 될 수 있고 비용이 많이 들며, 또한 전자 크롬 장치가 엷게 되거나 혹은 표백 상태로 변환될 수 있는 "스위칭" 시간 또는 속도를 감소시킨다. 특히, 이들 이온 전도층은 바람직하게 약 200 내지 5,000옹스트롬 사이의 두께, 더욱 바람직하게는 약 500 내지 2,000옹스트롬 사이의 두께를 갖는다. 이것은 예컨대 적층의 형태로 중합 전해질 층을 사용하는 다수의 종래 기술의 장치와 비교될 수 있는데, 더욱 큰 두께, 즉 약 10 미크론 이상의 두께를 갖는다.
이온 전도층(22)에 인가되는 다음 층은 대향 전극층(24)이다. 대향 전극층은 전류가 인가될 때는 색을 변화시키는 전자 크롬이 될 수도 있으나, 반드시 전자 크롬일 필요는 없다. 어째든간에 대향 전극층의 목적은 전자 크롬층(20) 내에서 사용되지 않을 때에 리튬 또는 수소 이온과 같은 착색 이온을 주로 축적시키는데 있다. 또한 대향 전극 물질이 그들의 내부와 외부로 원자가 이동함에 따라 음영 또는 투명도가 변화하는 점에서 전자 크롬일 때 이들 물질들은 전자 크롬층(20)의 채색을 보충하도록 작용한다. 특히, 대향 전극층에 대한 바람직한 상기 물질은 바나듐 오산화물(V2O5), 니오븀 산화물, 인듐 산화물, 니켈 산화물, 니켈 수산화물, 이리듐 산화물, 코발트 산화물, 몰리브덴 산화물 및, 크롬-바나듐 산화물 등과 같은 이들 물질의 혼합물을 포함한다. 따라서 바람직한 실시예에서 대향 전극층은 통상식 Ax(MO)을 갖는데, 여기서 MO는 바나듐 산화물 또는 크롬 산화물 또는 니오븀, 티타늄, 탄탈륨 등과 같은 추가 물질의 산화물의 혼합물이다. A는 전자 크롬층 내의 삽입 또는 착색 이온과 이온 전도층을 통한 전송 이온과 동일한 원자이다. 이들 혼합된 산화물은 V2O5와 비교하여 더욱 감소된 상태의 가시광 투과를 가지며 예컨대 활성도의 손실이 없거나 또는 광학 특성의 변화없이 가역 방식의 Li+ 삽입 이온의 몇배로 산화 및 환원될 수 있다.
최종적으로 상술한 바와같이 인듐 주석 산화물 코팅체와 같은 본 발명에 따른 또 다른 투명 전도 물질층(26)이 그 위에 증착된다.
윈도우(10)의 완성에 앞서 착색 이온을 장치, 특히 적어도 하나의 전자 크롬(20) 및/또는 대향 전극층(24)내로 도입시키는 것이 필요하다. 사실상 이 2개의 층 중 적어도 하나의 층은 이들 성분 중 하나에 이들 원자의 소스를 이미 갖지 않는 리튬 또는 원자 수소와 같은 착색 원자의 삽입에 의해 화학적으로 환원된다. 따라서 전자 크롬 및/또는 대향 전극층은 상기 환원된 상태에서 증착될 수 있다. 이것은 예컨대 LixV2O5(또는 다른 대향 전극)의 진공 증착, 분리 단계의 원소 Li의 환원 또는 Li+의 전해질 용액의 대향 전극층의 전기 화학 환원에 의해 실행될 수 있다. 유사하게 Li는 유사한 방법을 사용하여 전자 크롬층(즉, WO3)에 초기에 유입될 수 있다.
전자 크롬 및/또는 대향 전극층이 그들 증착에 후속해서 환원되면 이것은 리튬 이온의 경우에 n-부틸 리튬, 수소 이온의 경우에 황산과 같은 적절한 환원제로 처리함으로서 종래의 방법으로 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 완성된 장치는 열처리 공정이 실행된다. 이 열처리 절차는 장치의 제조 이후에 실행되는데, 즉 전자 크롬층이 증착된 이후에 적어도 하나의 전자 크롬층 및/또는 대향 전극층은 상술한 방식으로 환원된다. 이 접에서 열처리 공정의 실행은 전자 크롬 장치의 스위칭 특성, 즉 전체 광학 특성 뿐만아니라 엷어지고 환원되는 상태 사이에 양의 효과를 갖는다. 그 처리는 진공 또는 불활성 분위기 내의 약 100℃이상, 바람직하게는 약 150℃이상, 가장 바람직하기로는 약 200 내지 300℃사이의 온도에서 발생한다.
제2도를 참조하면 본 발명의 전자 크롬 장치의 제2 실시예가 도시되어 있다. 이 경우에 동일 참조 부호는 모두 동일한 부분을 나타내는데, 기판(12)위에는 상술한 바와같이 동일한 제1 전도성 산화물층(18), 전자 크롬층(20), 이온 전도층(22) 및 대향 전극층(24)이 인가되어 있다. 그러나 이 경우에는 제1도에 도시한 바와같이 제2 전도성 산화물층(26) 대신에 바람직하게는 은 등과 같은 얇은 금속층(32)이 인가되어 잇다. 더욱이 대향 전극층(24)과 은의 얇은 금속층(32) 사이의 중간 생성물은 층(32)과 대향 전극층(24) 사이에 직접 접촉하는 것을 방지하기 위해 구리, 티타늄, 니켈 등의 얇은 층의 얇은 금속층 또는 장벽층을 포함하는 은에 대한 얇은 프리머층(primer layer)이 인가되어 있다. 이 경우에 그것은 광학 튜닝층(34)을 인가하는 것이 필연적이다. 이듐 주석 산화물, 아연 산화물, 지르코늄 산화물 등과 같은 금속 산화물층을 포함하는 광학 동조층(34)은 1991년 9월 4일 출원된 계류 중인 미국 출원 번호 제07/754,650호에 개시된 내용에 따라 제공된다.
상술한 바와같이, 본 발명에 따르면 적어도 이온 전도층(22)과 본 발명의 전자 크롬 장치의 추가의 층은 스퍼터링 등의 종래의 증착 기술과 대조되는 용액을 사용하는 방법에 의해 인가된다. 금속 산화물의 증착의 경우에 상기 층은 알코올과 같은 유기 용매의 알콕시화물의 형태로 금속을 제공함으로서 이 기술을 사용하여 증착될 수 있다. 특히 사용되는 알코올은 C1내지 C5알코올, 바람직하게는 C1내지 C3알코올이 될 수 있다. 따라서 바람직한 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 및 그 혼합물이다. 부틸 및 펜틸 알코올은 광범위하게 동작 가능하지만 더 높은 알코올과 부틸 및 펜틸 알코올은 때때로 금속 침전을 가져오게 한다. 몇몇의 경우에 포름아미드, 디메틸포름아미드 또는 테트라히드로푸란 등의 다른 양성자성 혹은 비양성자성 유기 용매가 사용될 수 있다. 전자 크롬층 및/또는 대향 전극층의 경우에 있어서는 미국 특허 제4,996,083호, 특히 칼럼 3, 라인 1 내지 68에 개시된 바와같은 용액 기술이 사용될 수 있다. 이온 전도층의 경우에는 많은 대안이 있다. 본 발명의 목적에 있어서 "금속"은 종래의 모든 금속 화합물을 포함하지만 실리콘, 붕소, 알루미늄, 주석 등과 같은 원소 주기율표의 III-A족 및 IV-A족의 금속들을 포함할 수 있다는 점에 주목할 필요가 있다. 따라서 본 명세서 및 특허 청구 범위를 통하여 이 항은 상기한 의미를 포함할 수 있다. 어째든 간에 금속 성분은 알칼리 금속 알콕시화물 또는 금속 아릴록시화물을 포함하는 금속 알콕시화물 등과 같은 금속 유기 화합물의 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 금속 또는 알칼리 금속 알콕시화물은 더욱 긴 연쇄 알콕시화물이 입체적인 문제를 제공하기 때문에 C1내지 C3알콕시화물, 바람직하게는 메톡시화물과 에톡시화물을 포함한다. 아릴록시화물은 페녹시화물등을 포함할 수 있다. 더욱이 실리콘과 같은 금속의 경우에는 테트라에틸오르토 규산염과 같은 유기 테트라-알콕시 실란이 바람직하다. 그러나 그것은 식 R'Si(OR)3또는 R'Si(OR)2의 유기 트리-또는 디알콕시실란을 사용할 수 있는데, 여기에서 R'는 비가수 분해성 유리 기판이다. 예컨대 이들 화합물은 테트라 n-뷰톡시 실란과 테트라-n-프로폭시 실란을 포함한다. 일반적으로 대부분의 졸-겔 물질은 중합 금속 산화물이다. 따라서, 이들에 대한 초기의 반응 물질 또는 전구체 물질은 졸(이산적인 콜로이드 입자의 현탁액 또는 분산)과 겔(유체 성분을 포함하는 콜로이드 또는 중합 고체) 내로 연속적으로 가수 분해와 축합에 의해 변환되는 금속 알콕시화물이다.
따라서, 통상의 금속 산화물의 겔은 이하의 방식의 금속 알콕시화물로부터 제조된다.
가수 분해 반응:
축합 반응 :
이들 예가 가수 분해 반응을 위해 종래의 개시 인자로서 물을 사용하였지만 수산기 이온의 다른 소스가 물 대신에 대체될 수 있음은 이해할 수 있을 것이다. 예컨대 그 하나는 상기 목적으로 분자당 최소한 하나의 수산기를 포함하는 폴리에틸렌 글리콜 화합물을 이용할 수 있고 그 경우에는 비수용액성 매체를 잠정적으로 사용한다.
졸-겔 상태, 신중한 열적 처리내로 용액의 후속 전이는 안정화된 다공성 유리 모놀리식으로 유도된다. 통상의 졸-겔 시스템은 실리카에 의존하고 가수 분해된 테트라에틸오르토규산염(TEOS=Si(OC2H5)4)은, 예컨대 접착제로서 사용된다. 많은 양의 용매와 촉매가 제공됨에 따라 가수 분해와 그와 관련된 반응이 완성될 수 있는데, 가수 분해의 경우에 -OR기는 수산기(-OH)로서 대체된다. 또한 금속 유기 화합물 이외에 무기 전구체 물질은 이러한 방식으로 가수 분해될 수 있다.
부분적이거나 혹은 완전한 가수 분해 상태하에서 분자는 물 및/또는 알코올과 같은 소량의 분자를 유리시키는 축합 반응으로 함께 결합시킬 수 있다. 그 반응은 분자를 조합하기 위해 계속된다. 축합 반응은 졸로서 공지된 콜로이드 교차 결합 중합체가 발생된다.
콜로이드 졸은 비중합체의 고체 입자가 유체 내로 분산되는 미립자이다. 미립자 실리카 졸은 통상적으로 수용액으로 형성된다. 한편 중합체 실리카 졸은 대부분 비수용액의 알콕시화물의 가수 분해로부터 얻어진다. 실리카는 중합체 졸을 형성하지만 대부분의 다른 산화물은 미립자 졸을 형성한다.
실질적으로 알콕시화물과 알코올의 비수용액에 있어서 고체 상의 용해도는 제한되고 축합 반응은 반드시 비가역성을 띈다. 따라서, 분자가 거시적 치수에 이르고 용액을 통해 연장하면 겔 위치는 최종 결합이 분자를 완성하기 위해 형성될 때 도달된다. 결국에 겔은 연속 액체상을 덮는 연속 고체상을 갖는다. 이 구조의 연속성은 탄성을 제공한다. 중합체 겔은 인력이 미립자를 고착시키고 네트워크를 형성할때 미립자 졸로부터 형성된다.
일반적으로 겔은 콜로이드 치수의 유체상의 액체를 포함하는 2상의 반고체이다. 결합이 중합 시스템에서와 같이 가역적이거나 혹은 영구적일 수 있기 때문에 결합의 형태는 특성이 없다. 겔 처리가 시작될 때 특히 집합체는 서로 충돌에 의해 형성되고 추출에 의해 함께 결합된다. 다른 겔 위치에서 결합은 랜덤하게 형성된다. 주조 이후의 고체화는 모놀리쓰(monolith)를 생성하는 반면에 용매의 빠른 증발을 갖는 기판 상의 코팅 처리 이후의 겔화는 막을 생성한다.
겔은 통상 비정질이지만 구멍의 붕괴에 의해 높은 온도로 가열하여 결정화될 수 있다. 비정질 겔이 충분히 가열되면 점성 유동에 의해 원자의 이동이 발생되고 그 결과 점성 소결된다. 결정 물질 내에서 소결은 비교적 저 확산된다.
본 발명의 졸-겔 처리에서 그 처리는 많은 단계로 진행된다. 첫번째 단계에서 혼합물의 용액은 하나 이상의 알콕시화물 및/또는 금속 화합물을 포함한다.
본 발명의 박막의 준비를 위한 용액을 이용하거나 또는 졸-겔 처리에서의 처리는 하나 이상의 알콕시화물 또는 그들 당량 및/또는 금속 화합물을 포함하는 성분의 분해에 의해 개시된다. 다음 단계는 스핀 코팅, 디핑 등에 의한 바람직하게 투명 유리 또는 플라스틱 기판과 같은 기판 또는 그 기판 위에 이미 증착된 물질의 층의 코팅이다. 다음 단계는 동시에 가수 분해 및 건조를 포함한다. 바람직하게 가수 분해 단계는 제어된 환경에서의 용매의 증발을 포함한다. 따라서, 제어되는 습도 상태의 환경이 이용될 수 있다. 한편, 이 환경은 용매의 부분 압력을 조절함으로써 제어될 수 있다. 이들 경우에서 임계 소자는 물(또는 상술한 바와같이 가능한 또 다른 수산기 함유의 가수 분해 개시 인자)의 압력이다. 용액 자체에 물과 같은 수산기 함유 화합물을 부가하는 것은 이론상 가능하지만, 이 절차는 문제의 용액의 불안정성에 대한 의심 때문에 대체로 유용하지 않다. 따라서 바람직한 방법은 막의 생성 다음에, 제어된 습도 환경 등에서와 같은 물의 접촉에 의한 가수 분해 처리를 포함한다. 상술한 바와 같이, 용매의 부분 압력은 가수 분해의 속도를 추가로 제어하기 위하여 그 환경 내에서 제어될 수 있다. 최종적으로 열처리는 용매와 물을 제거하고 막 축합을 촉진시킨다. 겔화 처리의 완성시에 이온 전도층(또는 준비되었으면 기타의 다른층)은 무기 다공성 구조를 포함하지만 탄소 성분과 같은 잔류의 수산기 및/또는 유기 물질이 함께 결합된 무기 다공성 구조를 포함한다. 또한 이들 잔류의 유기 물질의 존재는 이들 전자 크롬 장치의 특성 및 동작에 불리한 효과를 갖는 것은 발견할 수 없었다.
본 기술에 따라 본 발명의 장치의 적어도 이온 전도층을 생성하기 위해, 특히 스퍼터링 등에 의한 이온 전도층의 증착 이전 및/또는 다양한 중합체 전해질 시스템의 사용과 비교하여, 더욱 높은 이온 전도성을 산출하기 위해 상호 접속된 채널의 네트워크를 생성시키는 것이 가능하다. 더욱이 스퍼터링 등과 같은 종래의 기술과 비교하여, 본 발명의 기술에 의하면 전체 표면이 습기에 차 있기 때문에 더욱 균일한 코팅을 달성할 수 있다. 그러므로, 이온 전도층과 인접층 사이의 경계면은 높은 확산이 이루어진다. 반면에 종래의 박막 기술에 의하면, 예리하거나 또는 비확산 경계면이 생성될 수 있다. 또한 본 발명에 의하면, 고속의 막 형성 속도와 균일한 화학 증착이 달성될 수 있으며 높은 처리 온도는 필요하지 않게 된다. 실제로 리튬에 기초한 전자 크롬 장치는 약 200℃이하의 온도에서 본 발명에 따라 준비될 수 있다.
본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위하여 본 발명의 실시예에 관하여 이하에 기술한다.
[실시예 1]
본 발명에 따른 전자 크롬층(20)은 알코올과 같은 유기 용매 내에 텅스텐 또는 몰리브덴 알콕시화물과 같은 금속 알콕시화물을 용해시킴으로써 생성될 수 있다. 이어서, 그 용매는 응축된 코팅을 생성시키기 위해 제어 분위기에서 증발될 수 있다. 상기 코팅은 텅스텐 산화물 또는 몰리브덴 산화물과 같은 경화된 층으로 변화하도록 가열될 수 있다.
[실시예 2]
본 발명에 따른 텅스텐 산화물의 전자 크롬층을 형성하는 또 다른 방법은 200CC양의 드라이 에탄올의 텅스텐 에톡시화물(W(OC2H5)5)에 의한 것이다. 필요할 경우, 용액은 에탄올로 추가로 희석된 다음에, 제어된 두께로 기판 위에 코팅될 수 있다. 그 코팅체는 500℃이하의 약 10분 동안 분당 약50℃의 속도로 가열 처리된 잔류물을 남기도록 가수 분해 및 건조될 수 있다. 이어서, 기판은 추가로 20분 동안 그 온도에서 굽고 분당 약 50℃의 유사 속도로 냉각될 수 있다. 그 다음에 세정 및 경화된 투명한 텅스텐 산화물층이 얻어질 수 있다.
[실시예 3]
본 발명에 따른 이온 전도층(22)을 제조하기 위하여 금속 알콕시화물, 리튬 알콕시화물(즉, 리튬 메톡시화물), 리튬 질화물 또는 리튬 염화물과 같은 질화물 또는 할로겐화물은 TEOS가 부가된 유기 용매 내에서 용해될 수 있다. 지르코늄, 알루미늄 또는 티타늄과 같은 제2 성분이 층 내에 포함되면, 지르코늄, 알루미늄 또는 티타늄의 금속염이 부가될 수 있고, 용액은 적절한 온도로 유지된다. 그 이후에 코팅 단계는 용매가 가수 분해된 겔을 생성하기 위해 남아있는 수분을 증발시킨 이후에 실행될 수 있다. 바람직하게는, 최종적으로 겔은 리튬 규산염 또는 리튬 함유 유리의 경화된 층을 생성시키기 위해 약 300℃로 상승된 온도로 가열될 수 있다.
[실시예 4]
대향 전극층(24)은 알코올과 같은 유기 용매에 바나듐 이소프로폭시화물과 같은 금속 알콕시화물을 용해시킴으로써 졸-겔 처리 절차에 따라 제조될 수 있다.
이어서 코팅은 그 용액으로부터 얻어질 수 있고 가수 분해된 이후에 바나듐 산화물의 경화된 막을 생성시키기 위해 열처리된다.
[실시예 5]
본 발명에 따른 또 다른 대향 전극층(24)은 메탄올 내의 바나듐 트리이소프로폭시화물, 산화물 및 크롬 이소프로폭시화물의 혼합물을 용해시킴으로써 준비될 수 있다. 이어서, 기판은 제어 분위기의 제어 속도로 용액에 디프(dipped)될 수 있다. 가수 분해 동작 및 열처리 이후에 바나듐과 크롬 산화물의 조밀한 막이 얻어질 수 있다.
[실시예 6]
전자 크롬 장치는 유리 기판의 전자 크롬 장치의 층의 연속 증착에 의한 본 발명의 방법에 따라 제조된다. 따라서, 기판은 처음에 590℃의 질소 분위기에서 주석 테트라 염화물, 1.1 디플루오로에탄 및 물의 화학 증기 증착에 의해 플루오르 도핑 주석 화합물로 코팅될 수 있다. 이어서, 전자 크롬층(20)은 아르곤 및 산소내에서 텅스텐의 반응 스퍼터링에 의해 기판 위에 코팅한 텅스텐 산화물을 증착시키는 단계에 의해 증착된다. 계속하여, 본 발명의 이온 전도층은 에탄올의 TEO를 리튬 메톡시화물과 혼합함에 의한 본 발명의 방법에 따라 용액으로부터 인가된 다음에, 이 용액의 디핑에 의해 제어된 속도로 기판을 코팅시킨다. 상기 코팅층은 가수 분해되고, 리튬 규산염의 경화층을 생성시키기 위해 300℃의 온도에서 열처리 된다. 이어서, 대향 전극층(24)은 아르곤 및 산소하에서 바나듐의 반응 스퍼터링에 의해 바나듐 산화물층을 인가함으로써 도포된다. 이어서, 바나듐 산화물층은 리튬 이온의 응용에 의해 감소될 수 있다. 계속해서 투명 전도 산화물의 또 다른 층은 인듐 주석 산화물의 스퍼터링에 의해 도포될 수 있다. 다음에, 전체 장치는 250℃의 진공 상태에서 열처리되고 에틸렌 비닐 아세테이트의 층을 이용하는 제2 유리 기판에 적층된다.
본 발명이 특정 실시예를 참고로 개시하였지만, 이들 실시예들은 단지 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것임을 이해하여야 한다. 그러므로 본원 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 첨부한 특허청구의 범위를 한정함이 없이 다수의 변형 및 수정이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
[산업상 이용 분야]
전자 크롬 장치는 건축용 윈도우, 스카이라이트, 기타 투명한 기판에 기초한 생산품의 사용을 위해 제공되어 제어 상태에서 빛을 포함하는 에너지가 투과, 반사 또는 흡수될 수 있다. 따라서, 이들 장치는 그들 제품들로 하여금 에너지 효율 등을 향상시키기 위해 전계 또는 전류의 응용에 의해 유도된 가역 착색을 견디도록 한다.

Claims (62)

  1. 제1 전극으로서 작용하는 전자 크롬층(20), 제2 전극으로서 작용하는 대향 전극층(24) 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에서 이온을 전도하기 위한 이온 전도층(22)으로 구성되는 기판(12)에 부착된 전자 크롬 장치에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 가시 범위에서 실질적으로 투명하고 실질적으로 균일한 두께를 가지며, 배타적인 무기 물질을 주성분으로 하여 관련된 잔류 수산기 및/또는 유리 물질을 가지고, 통과하는 이온의 전달을 용이하게 하는 미세 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 크롬 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 약 200~5,000 옹스트롬의 실질적으로 균일한 두께를 갖는 것인 전자 크롬 장치.
  3. 제1항에 있어서, 또는 제2항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 약 500~2,000 옹스트롬의 실질적으로 균일한 두께를 갖는 것인 전자 크롬 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 잔류 수산기 및 유기 물질은 약 1중량%미만의 양인 것인 전자 크롬 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 상기 제1 전극(20) 및 제2 전극(24)에 직접 접촉하여 전기적으로 절연시키는 것인 전자 크롬 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전자 크롬층(24)은 잔류 수산기 및/또는 유기 물질을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대향 전극층(24)은 내부에 잔류 수산기 및/또는 유기 물질을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이온 전도층(22) 리튬 이온 전도층인 것인 전자 크롬 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이온 전도층(22) 리튬계 세라믹 물질인 것인 전자 크롬 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 리튬계 세라믹 물질은 리튬 실리게이트, 리튬 보로실리케이트, 리튬 알루미늄 실리케이트, 리튬 니오베이트, 리튬 질화물 및 리튬 알루미늄 플루오라이드로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 것인 전자 크롬 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 수소 이온 전도층을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  12. 제12항에 있어서, 상기 수소 이온 전도층은 이산화 실리콘을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 기판(12)은 유리를 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전자 크롬층(20)은 텅스텐 산화물, 니오브 산화물, 탄타늄 산화물, 몰리브덴 산화물, 니켈 산화물, 이리듐 산화물 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것인 전자 크롬 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대향 전극층(24)은 바나듐 오산화물, 니오브 산화물, 인듐 산화물, 니켈 산화물, 코발트 산화물, 몰리브덴 산화물 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인 전자 크롬 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 적어도 하나의 금속 유기 화합물의 용해에 이어서 상기 금속 유기 화합물의 겔화에 의해 제조되는 것인 전자 크롬 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 금속 유기 화합물은 금속 알콕시화물을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 금속 알콕시화물은 알칼리 금속 알콕시화물을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 전자 크롬층(20)과 상기 대향 전극층(24)중 적어도 하나는 전하 보상 이온의 소스에 의해 화학적으로 환원되며, 상기 전하 보상 이온은 상기 이온 전도층(22)에 의해 전도될 이온을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  20. 제16항에 있어서, 상기 전자 크롬층(20)과 상기 대향 전극층(24)중 적어도 하나는 용매에서 적어도 하나의 금속 유기 화합물의 용해에 의해 생성되는 것인 전자 크롬 장치.
  21. 제16항에 있어서, 상기 전자 크롬층(20)은 텅스텐 산화물, 니오브 산화물, 몰리브덴 산화물, 니켈 산화물, 이리듐 산화물 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것인 전자 크롬 장치.
  22. 제16항에 있어서, 상기 대향 전극층(24)은 바나듐 오산화물, 니오브 산화물, 인듐 산화물, 니켈 산화물, 코발트 산화물, 몰리브덴 산화물 및 그들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인 전자 크롬 장치.
  23. 제16항에 있어서, 상기 전자 크롬층(20) 및 상기 대향 전극층(24)과 각각 접촉하는 제1, 제2 투명 전도층(18, 26)을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  24. 제16항에 있어서, 상기 겔화 단계에 이어서 상기 이온 전도층(22)을 가열하는 단계를 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  25. 제1 전극으로서 작용하는 전자 크롬층(20), 제 2 전극으로서 작용하는 대향 전극층(24) 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 이온을 전도하기 위한 이온 전도층(22)으로 구성되는 기판(12)에 부착된 전자 크롬 장치에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 가시 범위에서 실질적으로 투명하고 실질적으로 균일한 두께를 가지며, 관련된 잔류 수산기 또는 유기 물질을 갖는 무기 물질을 포함하고, 통과하는 이온의 전달을 용이하게 하는 미세 구조를 가지며, 상기 전자 크롬층(20) 및 상기 대향 전극층(24)에 각각 접촉하여 그들 사이에 흐르는 전자의 흐름을 용이하게 하는 제1 및 제2 투명 전도층(18,26)을 포함하는 것을 특징으로 한는 전자 크롬 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 약 200~5,000 옹스트롬의 실질적으로 균일한 두께를 갖는 것인 전자 크롬 장치.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 상기 제1 전극과 제2 전극(20, 24)에 직접 접촉하여 그들을 전기적으로 절연시키는 것인 전자 크롬 장치.
  28. 제25항에 있어서, 상기 기판(12)은 유리를 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  29. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 제1, 제2 전도층(18, 26)은 전도성 금속 산화물을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  30. 제25항 또는 제26항에 있어서, 상기 제1, 제2 투명 전도층(18, 26)중의 적어도 하나는 금속 박층 및 광튜닝층을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 광튜닝층은 금속 산화물층을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  32. 제29항에 있어서, 상기 전도성 금속 산화물은 주석 도핑된 인듐 산화물을 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  33. 기판(12) 위에 제1 전극으로서 작용하는 전자 크롬층(20)을 증착하는 단계와; 제2 전극으로서 작용하는 대향 전극층(24)을 증착하는 단계와; 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 이온 전도층(22)을 증착하는 단계를 포함하는 전자 크롬 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 제1 또는 제2 전극(20,24)에 이온 전도층 전구체 용액의 형태로 상기 이온 전도층(22)을 증착하는 단계와; 상기 이온 전도층 전구체 용액을 겔화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 기판(12)은 유리를 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  35. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 이온 전도층 전구체 용액은 금속 유기 또는 금속염 화합물 형태의 적어도 하나의 금속을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 금속 유기 화합물은 금속 알콕시화물을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  37. 제35항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 리튬 이온 전도층을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 이온 전도층 전구체 용액은 알칼리 금속 알콕시화물 화합물 형태의 알칼리 금속을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 알칼리 금속은 리튬을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  40. 제37항에 있어서, 상기 리튬 이온 전도층은 리튬계 세라믹 물질을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  41. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 이온 전도층(22)은 상기 제1 전극(20) 및 제2 전극(24)과 직접 접촉하여 그들을 전기적으로 절연시키는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  42. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 전자 크롬(20)의 상기 증착 단계는 전자 크롬층 전구체 용액의 형태로 상기 전자 크롬층을 증착하는 단계와; 상기 전자 크롬층 전구체 용액을 겔화시키는 단계를 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  43. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 대향 전극층(24)의 상기 증착 단계는 대향 전극층 전구체 용액의 형태로 상기 대향 전극층을 증착하는 단계와; 상기 대향 전극층 전구체 용액을 겔화하는 단계를 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조방법.
  44. 제42항에 있어서, 상기 이온 전도층 전구체 용액과 전자 크롬층 전구체 용액은 모두 금속 유기 또는 금속염 화합물 형태의 적어도 하나의 금속을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 금속 유기 화합물은 금속 알콕시화물을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  46. 제43항에 있어서, 상기 이온 전도층 전구체 용액과 상기 대향 전극층 전구체 용액은 모두 금속 유기 또는 금속염 화합물에 따르는 형태의 적어도 하나의 금속을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 금속 유기 화합물은 금속 알콕시화물을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  48. 제44항에 있어서, 상기 전자 크롬층 전구체 용액의 상기 금속은 텅스텐, 니오브, 티타늄, 몰리브덴, 니켈, 이리듐 및 그들의 화합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  49. 제46항에 있어서, 상기 대향 전극층 전구체 용액의 상기 금속은 바나듐, 니오브, 니켈, 코발트, 몰리브덴 및 그들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  50. 제33항 또는 제34항에 있어서, 상기 전자 크롬층(20)과 상기 대향 전극층 (24)에 상기 이온을 투입함으로써 상기 두 층(20, 24) 중 적어도 하나의 층을 환원시키는 단계를 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 환원 단계는 상기 전자 크롬층과 상기 대향 전극층 중 적어도 하나를 증착하는 단계 동안 실행되는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  52. 제50항에 있어서, 상기 이온은 리튬과 양자(protons)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  53. 제50항에 있어서, 상기 전자 크롬층(20)과 상기 대향 전극층(24) 중 적어도 하나를 계속해서 열처리 단계에 적용시키는 단계를 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  54. 제53항에 있어서, 상기 열처리 단계는 진공 또는 불활성 환경에서 실행되는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  55. 제53항에 있어서, 상기 열처리 단계는 약 100℃이상의 온도에서 실행되는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  56. 기판(12)위에 제1전극으로서 작용하는 전자 크롬층(20)을 증착하는 단계와, 제2 전극으로서 작용하는 대향 전극층(24)을 증착하는 단계와, 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 이온 전도층(22)을 증착하는 단계를 포함하는 전자 크롬 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 이온 전도층(22)을 이온 전도층 전구체 용액의 형태로 증착시키는 단계와; 상기 제1 또는 제2 전극에 상기 이온 전도층 전구체 용액을 인가하고, 상기 이온 전도층 전구체 용액을 가수 분해함으로써 상기 이온 전도층 전구체 용액을 겔화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  57. 제56항에 있어서, 상기 제1 또는 제2 전극에 상기 이온 전도층 전구체 용액을 인가하는 상기 단계는 제어된 두께의 코팅을 얻을 수 있도록 상기 이온 전도층 전구체 용액으로부터 상기 기판(12)을 제어된 속도로 제거하는 단계를 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 가수 분해 단계는 상기 이온 전도층 전구체 용액의 코팅을 함유하는 상기 기판을 제어된 환경에 노출시키는 단계를 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  59. 제58항에 있어서, 상기 제어된 환경은 제어된 습도 환경을 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  60. 제56항에 있어서, 상기 가수 분해된 이온 전도층 전구체 용액을 가열하는 단계를 포함하는 것인 전자 크롬 장치의 제조 방법.
  61. 제1항에 있어서, 상기 이온 전도층은 실질적으로 부동 음이온 구조를 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
  62. 제25항에 있어서, 상기 이온 전도층은 실질적으로 부동 음이온 구조를 포함하는 것인 전자 크롬 장치.
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