KR101097856B1 - Method for manufacturing electrochromic device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구동 시 신속하게 변색이 이루어지는 전기 변색 소자를 용이하게 제조할 수 있도록 하는 전기 변색 소자 제조방법을 위하여, (a) 상호 대향된 작동전극과 대향전극 사이에 리튬이온 통과층이 개재되도록, 작동전극, 리튬이온 통과층 및 대향전극을 형성하되, 상기 작동전극과 상기 대향전극 중 적어도 어느 하나는 리튬이온을 포함하도록 형성하는 단계와, (b) 상기 작동전극과 상기 대향전극에 전위차를 인가하여, 상기 작동전극과 상기 대향전극 중 적어도 어느 하나에 포함되어 있던 리튬이온의 적어도 일부를 상기 리튬이온 통과층으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing an electrochromic device that can easily produce an electrochromic device that is quickly discolored when driving, (a) so that a lithium ion pass-through layer is interposed between the opposing working electrode and the counter electrode, Forming a working electrode, a lithium ion pass-through layer, and a counter electrode, wherein at least one of the working electrode and the counter electrode includes lithium ions; and (b) applying a potential difference to the working electrode and the counter electrode. The method provides a method of manufacturing an electrochromic device, comprising moving at least a portion of lithium ions included in at least one of the working electrode and the counter electrode to the lithium ion passage layer.

Description

전기 변색 소자 제조방법{Method for manufacturing electrochromic device}Method for manufacturing electrochromic device {Method for manufacturing electrochromic device}

본 발명은 전기 변색 소자 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 구동 시 신속하게 변색이 이루어지는 전기 변색 소자를 용이하게 제조할 수 있도록 하는 전기 변색 소자 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrochromic device, and more particularly, to a method for manufacturing an electrochromic device for easily manufacturing an electrochromic device in which color change occurs quickly when driven.

일반적으로 전기 변색 소자는 양 단자에 상이한 전위를 인가할 시, 전기 변색 소자가 구비하는 투명하던 층이 불투명해지거나 불투명하던 층이 투명해지는 특성을 가진 소자이다. 이러한 전기 변색 소자는 건물이나 자동차 등의 유리 등에 이용될 시, 특정 파장의 광의 투과율이나 전체적인 광의 투과율 등을 전기적으로 제어할 수 있게 된다.In general, an electrochromic device is a device having a characteristic in which a transparent layer included in an electrochromic device becomes opaque or an opaque layer becomes transparent when a different potential is applied to both terminals. When the electrochromic device is used in glass such as a building or an automobile, it is possible to electrically control the transmittance of light of a specific wavelength, the transmittance of light as a whole, and the like.

그러나 종래의 제조방법에 따라 제조된 전기 변색 소자의 경우, 전기적 신호를 통해 광의 투과율 등을 제어할 시 전기 변색 소자의 투과율 등이 조작자가 원하는 투과율에 이르기까지 소요되는 시간이 길다는 문제점이 있었다. 예컨대 투과율이 대략 100%인 상태에서 투과율이 대략 30%가 되도록 하기 위해 전위를 인가할 시, 투과율이 30%가 되기까지 소요되는 시간이 길다는 문제점이 있었다.However, in the case of the electrochromic device manufactured according to the conventional manufacturing method, there is a problem that the time required for the transmittance of the electrochromic device to reach the desired transmittance is long when controlling the transmittance of light through an electrical signal. For example, when a potential is applied to make the transmittance approximately 30% while the transmittance is approximately 100%, there is a problem that the time taken for the transmittance to be 30% is long.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 구동 시 신속하게 변색이 이루어지는 전기 변색 소자를 용이하게 제조할 수 있도록 하는 전기 변색 소자 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention The present invention is to solve various problems including the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrochromic device manufacturing method for easily manufacturing an electrochromic device in which discoloration occurs quickly during driving.

본 발명은 (a) 상호 대향된 작동전극과 대향전극 사이에 리튬이온 통과층이 개재되도록, 작동전극, 리튬이온 통과층 및 대향전극을 형성하되, 상기 작동전극과 상기 대향전극 중 적어도 어느 하나는 리튬이온을 포함하도록 형성하는 단계와, (b) 상기 작동전극과 상기 대향전극에 전위차를 인가하여, 상기 작동전극과 상기 대향전극 중 적어도 어느 하나에 포함되어 있던 리튬이온의 적어도 일부를 상기 리튬이온 통과층으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자 제조방법을 제공한다.The present invention (a) forming a working electrode, a lithium ion passing layer and a counter electrode so that a lithium ion pass-through layer is interposed between the opposing working electrode and the counter electrode, at least one of the working electrode and the counter electrode Forming at least one of lithium ions contained in at least one of the working electrode and the counter electrode by applying a potential difference to the working electrode and the counter electrode; It provides a method of manufacturing an electrochromic device comprising the step of moving to the passage layer.

이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 (a) 단계는 상기 리튬이온 통과층에 리튬이온이 포함되지 않도록 형성하는 단계인 것으로 할 수 있다.According to another feature of the present invention, the step (a) may be a step of forming so that the lithium ion is not included in the lithium ion pass-through layer.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (b) 단계에서 인가하는 전위차는, 제조 후의 전기 변색 소자 작동시 상기 작동전극과 상기 대향전극에 인가되는 전위차보다 큰 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the potential difference applied in the step (b) may be greater than the potential difference applied to the working electrode and the counter electrode during the operation of the electrochromic device after manufacture.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 작동전극은 내부 리튬이온의 양이 늘어날수록 광투과도가 낮아지고, 상기 대향전극은 내부 리튬이온의 양이 줄어들수록 광투과도가 낮아지는 것으로 할 수 있다.According to another feature of the present invention, the working electrode may have a low light transmittance as the amount of internal lithium ions increases, and the counter electrode may have a low light transmittance as the amount of internal lithium ions decreases.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 작동전극은 텅스텐 산화물을 포함하고, 상기 대향전극은 니켈-텅스텐 산화물을 포함하는 것으로 할 수 있다.According to another feature of the present invention, the working electrode may include tungsten oxide, and the counter electrode may include nickel-tungsten oxide.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 (a) 단계는, 리튬이온 통과층이 알루미늄옥사이드, 지르코늄옥사이드 및 니오븀옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함하도록 하는 단계인 것으로 할 수 있다.According to another feature of the present invention, step (a) may be a step in which the lithium ion pass-through layer includes at least one of aluminum oxide, zirconium oxide, and niobium oxide.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 전기 변색 소자 제조방법에 따르면, 구동 시 신속하게 변색이 이루어지는 전기 변색 소자를 용이하게 제조할 수 있도록 하는 전기 변색 소자 제조방법을 구현할 수 있다.According to the electrochromic device manufacturing method of the present invention made as described above, it is possible to implement the electrochromic device manufacturing method that can easily manufacture the electrochromic device that is quickly discolored when driving.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법의 제조공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 따라 제조된 전기 변색 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 따라 제조된 전기 변색 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.1 to 3 are cross-sectional views schematically illustrating a manufacturing process of a method of manufacturing an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view schematically showing an electrochromic device manufactured according to the method of manufacturing an electrochromic device according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view schematically showing an electrochromic device manufactured according to an electrochromic device manufacturing method according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 따른 제조공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다. 1 to 3 are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process according to the method of manufacturing an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 따르면, 도 3에 도시된 것과 같이, 상호 대향된 작동전극(21)과 대향전극(23) 사이에 리튬이온 통과층(40)이 개재되도록 작동전극(21), 리튬이온 통과층(40) 및 대향전극(23)을 형성한다. 여기서 작동전극(21)과 대향전극(23) 중 적어도 어느 하나는 리튬이온을 포함하도록 형성한다. 그 후, 작동전극(21)과 대향전극(23)에 전위차를 인가하여, 작동전극(21)과 대향전극(23) 중 적어도 어느 하나에 포함되어 있던 리튬이온의 적어도 일부를 리튬이온 통과층(40)으로 이동시켜, 전기 변색 소자를 제조한다.According to the method of manufacturing an electrochromic device according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the working electrode (eg, a lithium ion passing layer 40 is interposed between the opposing working electrode 21 and the opposing electrode 23). 21), the lithium ion passing layer 40 and the counter electrode 23 is formed. Here, at least one of the working electrode 21 and the counter electrode 23 is formed to include lithium ions. Thereafter, a potential difference is applied to the working electrode 21 and the counter electrode 23 so that at least a part of the lithium ions contained in at least one of the working electrode 21 and the counter electrode 23 is transferred to the lithium ion passage layer ( 40), an electrochromic device is manufactured.

작동전극(21), 리튬이온 통과층(40) 및 대향전극(23)을 형성하는 것은 다양한 방법 및 순서에 따라 이루어질 수 있다. 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Forming the working electrode 21, the lithium ion passing layer 40 and the counter electrode 23 can be made according to various methods and procedures. For example, as follows.

먼저 도 1에 도시된 것과 같이 작동전극(21)을 기판(11) 상에 형성한다. 작동전극(21)은 텅스텐 산화물을 포함하도록 형성할 수 있는바, 이는 산소를 포함하는 분위기 하에서 텅스텐 타겟을 이용한 스퍼터링 등으로 형성할 수 있다. 작동전극(21)이 리튬이온을 포함하도록 작동전극(21)을 형성할 시에는, 텅스텐 산화물막 등에 화학기상증착법 등을 통해 리튬을 증착함으로써, 리튬이온이 작동전극(21) 내에 포함되도록 할 수도 있다. 리튬은 반응성이 크기 때문에 작동전극(21) 내에서 리튬이온으로 존재하게 된다. 기판(11)은 글라스나 플라스틱 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. 특히, 필요에 따라 기판(11)의 재료로서 글라스나 투광성 플라스틱 등과 같이 광 투과성 재료를 이용함으로써, 제조 후의 전기 변색 소자의 변색을 기판(11)을 통해서 외부에서 관찰할 수 있도록 할 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the working electrode 21 is formed on the substrate 11. The working electrode 21 may be formed to include tungsten oxide, which may be formed by sputtering using a tungsten target in an atmosphere containing oxygen. When the working electrode 21 is formed such that the working electrode 21 includes lithium ions, the lithium ions may be included in the working electrode 21 by depositing lithium through chemical vapor deposition or the like on a tungsten oxide film. have. Since lithium is highly reactive, lithium is present as lithium ions in the working electrode 21. The substrate 11 may be formed of various materials such as glass or plastic. In particular, by using a light transmissive material such as glass or a transparent plastic as the material of the substrate 11 as necessary, it is possible to observe the discoloration of the electrochromic device after manufacture from the outside through the substrate 11.

그 후 도 2에 도시된 것과 같이 작동전극(21) 상에 리튬이온 통과층(40)을 형성한다. 그리고 리튬이온 통과층(40)을 형성한 후, 도 3에 도시된 것과 같이 리튬이온 통과층(40) 상에 대향전극(23)을 형성한다. 대향전극(23)은 니켈-텅스텐 산화물을 포함하도록 형성할 수 있는바, 이는 산소를 포함하는 분위기 하에서 니켈과 텅스텐 타겟을 이용한 스퍼터링 등으로 형성할 수 있다. 니켈과 텅스텐 타겟의 경우 예컨대 니켈 금속층 상에 칩 형상의 텅스텐층이 적층된 것일 수 있다. 대향전극(23)이 리튬이온을 포함하도록 대향전극(23)을 형성할 시에는, 니켈-텅스텐 산화물막 등에 화학기상증착법 등을 통해 리튬을 증착함으로써, 리튬이온이 대향전극(23) 내에 포함되도록 할 수도 있다. 리튬은 반응성이 크기 때문에 대향전극(23) 내에서 리튬이온으로 존재하게 된다. Thereafter, as shown in FIG. 2, a lithium ion pass-through layer 40 is formed on the working electrode 21. After forming the lithium ion passage layer 40, the counter electrode 23 is formed on the lithium ion passage layer 40 as shown in FIG. 3. The counter electrode 23 may be formed to include nickel-tungsten oxide, which may be formed by sputtering using a nickel and a tungsten target in an atmosphere containing oxygen. In the case of the nickel and tungsten targets, for example, a chip-shaped tungsten layer may be stacked on the nickel metal layer. When the counter electrode 23 is formed such that the counter electrode 23 contains lithium ions, lithium is deposited in the counter electrode 23 by depositing lithium through a chemical vapor deposition method on a nickel-tungsten oxide film or the like. You may. Since lithium is highly reactive, lithium is present as lithium ions in the counter electrode 23.

물론 도 3에 도시된 것과 같이 대향전극(23)을 덮는 대향기판(13)을 형성할 수도 있다. 이와 달리 대향전극(23)을 대향기판(13) 상에 형성한 후 대향전극(23)이 리튬이온 통과층(40)을 향하도록 위치시켜 대향기판(13)과 기판(11)을 접합할 수도 있다. 또한, 대향전극(23)을 대향기판(13) 상에 형성하고 대향전극(23) 상에 리튬이온 통과층(40)을 형성한 후 그 상부에 작동전극(21)을 형성할 수도 있고, 대향전극(23)을 대향기판(13) 상에 형성하고 대향전극(23) 상에 리튬이온 통과층(40)을 형성한 후 작동전극(11)이 형성된 기판(13)을 대향기판(13)과 접합할 수도 있다. 물론 대향전극(23)을 대향기판(13) 상에 형성하고 대향전극(23) 상에 리튬이온 통과층을 형성하며, 작동전극(21)을 기판(11) 상에 형성하고 작동전극(21) 상에도 리튬이온 통과층을 형성한 후, 대향기판(23)과 기판(11)을 접합하여 전기 변색 소자를 제조할 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 필요에 따라 대향기판(13)의 재료로서도 글라스나 투광성 플라스틱 등과 같이 광 투과성 재료를 이용함으로써, 제조 후의 전기 변색 소자의 변색을 대향기판(13)을 통해서 외부에서 관찰할 수 있도록 할 수도 있다.Of course, as shown in FIG. 3, the counter substrate 13 may be formed to cover the counter electrode 23. Alternatively, the counter electrode 23 may be formed on the counter substrate 13, and then the counter electrode 23 may be positioned to face the lithium ion passage layer 40 to bond the counter substrate 13 to the substrate 11. have. In addition, the counter electrode 23 may be formed on the counter substrate 13, the lithium ion passage layer 40 may be formed on the counter electrode 23, and then the working electrode 21 may be formed thereon. After forming the electrode 23 on the counter substrate 13 and forming the lithium ion pass-through layer 40 on the counter electrode 23, the substrate 13 on which the working electrode 11 is formed is formed on the counter substrate 13. You may join. Of course, the counter electrode 23 is formed on the counter substrate 13, the lithium ion pass-through layer is formed on the counter electrode 23, the working electrode 21 is formed on the substrate 11, and the working electrode 21 is formed. After the lithium ion passage layer is formed on the substrate, the opposing substrate 23 and the substrate 11 may be bonded to each other to manufacture an electrochromic device. If necessary, by using a light transmissive material such as glass or a transparent plastic as the material of the counter substrate 13, discoloration of the electrochromic device after manufacture can be observed from the outside through the counter substrate 13.

리튬이온 통과층(40)은 다양한 방법을 통해 형성할 수 있다. 예컨대 작동전극(21)과 대향전극(23) 중 적어도 어느 하나 상에, 원자박막증착법(ALD; Atomic layer deposition)으로 금속옥사이드층을 형성할 수 있다. 금속옥사이드는 알루미늄옥사이드, 지르코늄옥사이드 및 니오븀옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있는데, 예컨대 알루미늄옥사이드를 포함할 경우에 대해 설명하면 다음과 같다.The lithium ion passage layer 40 may be formed through various methods. For example, a metal oxide layer may be formed on at least one of the working electrode 21 and the counter electrode 23 by atomic layer deposition (ALD). The metal oxide may include at least one of aluminum oxide, zirconium oxide, and niobium oxide. For example, the metal oxide will be described below.

먼저 챔버 내로 제1반응원을 피딩하여(제1피딩단계) 트리메틸 알루미늄(TMA: Al(CH3)3)막을 작동전극(21) 상에 형성한다. 그 후 챔버 내의 제1반응원을 제거하는 제1퍼지단계를 거친 후, 챔버 내에 제2반응원인 수증기 또는 오존 등을 피딩하여(제2피딩단계) 이미 형성된 트리메틸 알루미늄막과 제2반응원이 반응을 일으키도록 함으로써 트리메틸 알루미늄막을 알루미늄옥사이드막으로 변화시킨다. 그리고 트리메틸 알루미늄막과 반응하지 않은 잔존 제2반응원 또는 반응하여 생성된 부산물을 제거하는 제2퍼지단계를 추가적으로 거칠 수도 있다. 이와 같은 과정을 거쳐 작동전극(21) 상에 알루미늄 옥사이드막을 형성할 수 있다.First, a first reaction source is fed into the chamber (first feeding step) to form a trimethyl aluminum (TMA: Al (CH 3 ) 3 ) film on the working electrode 21. Thereafter, the first purge step of removing the first reactant in the chamber is performed, and then, the previously formed trimethyl aluminum film and the second reactant are reacted by feeding steam or ozone, which is the second reactant, into the chamber (second feeding step). The trimethyl aluminum film is changed into an aluminum oxide film by causing it to occur. In addition, a second purge step of removing the remaining second reactant or the by-products generated by the reaction may not be performed. Through this process, an aluminum oxide film may be formed on the working electrode 21.

물론 리튬이온 통과층(40)의 형성방법이 원자박막증착법에 한정되는 것은 아니며 습식 금속옥사이드층 형성방법 등과 같은 다른 방법을 이용할 수도 있다. Of course, the method of forming the lithium ion pass-through layer 40 is not limited to the atomic thin film deposition method, and other methods such as a wet metal oxide layer formation method may be used.

이와 같이 작동전극(21), 리튬이온 통과층(40) 및 대향전극(23)을 형성한 후, 작동전극(21)과 대향전극(23)에 전위차를 인가함으로써 작동전극(21)과 대향전극(23) 중 적어도 어느 하나에 포함되어 있던 리튬이온의 적어도 일부를 리튬이온 통과층(40)으로 이동시켜, 전기 변색 소자를 제조한다. 이와 같이 제조가 완료된 전기 변색 소자의 경우, 리튬이온 통과층(40)이 리튬이온을 포함하게 된다. 즉, 최초 리튬이온 통과층(40)을 형성할 시에는 리튬이온 통과층(40)에 리튬이온이 포함되지 않도록 형성되지만, 제조 완료 후에는 리튬이온 통과층(40) 내에 리튬이온이 포함된다. 이와 같이 제조된 전기 변색 소자에 있어서 리튬이온 통과층(40)은 전자의 이동은 제한하는 전자절연체(electronically insulator)이면서도 이온의 이동은 가능한 이온전도체(ionic conductor)로서, 리튬이온을 포함한다. 이에 따라 인가되는 전기장에 따라 리튬이온이 리튬이온 통과층(40)을 통과할 수 있다.After forming the working electrode 21, the lithium ion pass-through layer 40, and the counter electrode 23, the potential difference is applied to the working electrode 21 and the counter electrode 23. At least a part of the lithium ions contained in at least one of (23) is moved to the lithium ion passage layer 40 to manufacture an electrochromic device. In the case of the electrochromic device manufactured as described above, the lithium ion passing layer 40 includes lithium ions. That is, when the first lithium ion pass-through layer 40 is formed, the lithium ion pass-through layer 40 is formed so that lithium ions are not included, but after completion of manufacturing, lithium ions are included in the lithium ion pass-through layer 40. In the electrochromic device manufactured as described above, the lithium ion pass-through layer 40 is an electronic insulator that restricts the movement of electrons and is an ionic conductor capable of moving ions, and includes lithium ions. Accordingly, lithium ions may pass through the lithium ion pass-through layer 40 according to the electric field applied thereto.

이와 같이 제조된 전기 변색 소자의 경우, 작동전극(21)과 대향전극(23) 중 적어도 어느 하나는 리튬이온을 포함한다. 즉, 작동전극(21)과 대향전극(23) 모두가 리튬이온을 포함할 수도 있고, 어느 하나만 리튬이온을 포함할 수도 있다. 전극의 리튬이온의 포함여부는 해당 전극의 광투과도와 관련된다. 즉, 작동전극(21)은 내부 리튬이온의 양이 늘어날수록 광투과도가 낮아지고, 대향전극(23)은 내부 리튬이온의 양이 줄어들수록 광투과도가 낮아진다. 이러한 작동전극(21)과 대향전극(23)의 특성을 위해, 전술한 바와 같이 작동전극(21)은 텅스텐 산화물을 포함하고 대향전극(23)은 니켈-텅스텐 산화물을 포함하도록 형성할 수 있다.In the electrochromic device manufactured as described above, at least one of the working electrode 21 and the counter electrode 23 includes lithium ions. That is, both the working electrode 21 and the counter electrode 23 may include lithium ions, and only one of them may contain lithium ions. Inclusion of lithium ions in an electrode is related to the light transmittance of the electrode. That is, the light transmittance of the working electrode 21 decreases as the amount of internal lithium ions increases, and the light transmittance of the counter electrode 23 decreases as the amount of internal lithium ions decreases. For the characteristics of the working electrode 21 and the counter electrode 23, as described above, the working electrode 21 may include tungsten oxide and the counter electrode 23 may include nickel-tungsten oxide.

제조된 전기 변색 소자의 동작에 관하여 구체적으로 설명하면, 대향전극(23)에는 리튬이온이 포함되어 있지 않고 작동전극(21)에만 리튬이온이 존재하는 상태에서, 작동전극(21)과 대향전극(23)이 모두 광투과도가 최소일 수 있다. 이 경우 전기 변색 소자는 대략 불투명하도록 처리된 유리처럼 보이게 된다. 이때 작동전극(21)은 텅스텐 산화물을 포함하며, 대향전극(23)은 니켈-텅스텐-리튬 산화물을 포함한다. 이런 상황에서 작동전극(21)에 대향전극(23)보다 더 높은 전위를 인가하면, 작동전극(21)에 포함된 리튬이온이 리튬이온 통과층(40)으로 이동하게 되며, 리튬이온 통과층(40)에 포함된 리튬이온 중 적어도 일부는 대향전극(23)으로 이동하게 된다. 이에 따라 시간이 지남에 따라 작동전극(21)에 포함된 리튬이온의 양이 줄어들고 대향전극(23)에 포함된 리튬이온의 양이 늘어나며, 결과적으로 작동전극(21)과 대향전극(23)의 광투과도가 높아져, 전기 변색 소자는 최종적으로 대략 투명한 유리와 같은 상태가 된다.The operation of the manufactured electrochromic device will be described in detail. In the state in which the counter electrode 23 does not contain lithium ions and only lithium ions exist in the working electrode 21, the working electrode 21 and the counter electrode ( 23) All of these light transmissions may be minimal. In this case the electrochromic device will look like glass that has been treated to be approximately opaque. In this case, the working electrode 21 includes tungsten oxide, and the counter electrode 23 includes nickel-tungsten-lithium oxide. In such a situation, when a potential higher than that of the counter electrode 23 is applied to the working electrode 21, lithium ions included in the working electrode 21 are moved to the lithium ion passing layer 40, and the lithium ion passing layer ( At least some of the lithium ions included in 40 are moved to the counter electrode 23. Accordingly, as time passes, the amount of lithium ions contained in the working electrode 21 decreases and the amount of lithium ions contained in the counter electrode 23 increases. As a result, the amount of the lithium ions contained in the counter electrode 23 increases. The light transmittance becomes high, and the electrochromic element finally becomes in a state like a substantially transparent glass.

전술한 바와 같이, 이와 같은 본 실시예에 따른 전기 변색 소자의 제조방법에 따라 제조되는 전기 변색 소자는 리튬이온 통과층(40)이 리튬이온을 포함하고 있다. 이에 따라 거시적으로는 대향전극(23)에 포함된 리튬이온이 작동전극(21)으로 이동할 수도 있지만, 미시적으로는 대향전극(23)에 포함된 리튬이온이 리튬이온 통과층(40)으로 이동하고 리튬이온 통과층(40)에 포함된 리튬이온이 작동전극(21)으로 이동할 수 있다. 이 경우 리튬이온 통과층(40)이 본질적으로 리튬이온을 포함하지 않은 상태이고 단순히 대향전극(23)에 포함된 리튬이온이 리튬이온 통과층(40)을 통해 작동전극(21)으로 이동하는 경우보다, 거시적 입장에서의 대향전극(23)에서의 리튬이온의 배출과 작동전극(21)에서의 리튬이온 주입이 더욱 신속하게 이루어진다. 따라서 본 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 따라 제조되는 전기 변색 소자의 경우 외부에서 인가된 전위에 따라 신속하게 전기 변색 소자의 투과도 변화가 일어나게 된다. 이와 같이 본 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법의 경우 제조되는 전기 변색 소자의 리튬 이온통과층(40)이 리튬 이온을 포함하도록 함으로써, 조작자가 의도한 투과도에 이르기까지 소요되는 시간이 획기적으로 줄어들게 된다.As described above, in the electrochromic device manufactured according to the method of manufacturing the electrochromic device according to the present embodiment, the lithium ion pass-through layer 40 includes lithium ions. Accordingly, although the lithium ions contained in the counter electrode 23 may move to the working electrode 21, the lithium ions included in the counter electrode 23 may move to the lithium ion pass-through layer 40. Lithium ions included in the lithium ion passage layer 40 may move to the working electrode 21. In this case, the lithium ion pass-through layer 40 is essentially free of lithium ions, and the lithium ions contained in the counter electrode 23 simply move to the working electrode 21 through the lithium ion pass-through layer 40. Further, the discharge of lithium ions from the counter electrode 23 and the injection of lithium ions from the working electrode 21 from the macroscopic position are made more quickly. Therefore, in the case of the electrochromic device manufactured according to the electrochromic device manufacturing method according to the present embodiment, the permeability change of the electrochromic device occurs quickly according to the potential applied from the outside. As described above, in the method of manufacturing the electrochromic device according to the present embodiment, the lithium ion transmissive layer 40 of the electrochromic device manufactured includes lithium ions, thereby significantly reducing the time required for the operator to reach the intended transmittance. do.

본 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 있어서, 전술한 바와 같이, 작동전극(21), 리튬이온 통과층(40) 및 대향전극(23)을 형성한 후 작동전극(21)과 대향전극(23)에 전위차를 인가함으로써, 작동전극(21)과 대향전극(23) 중 적어도 어느 하나에 포함되어 있던 리튬이온의 적어도 일부를 리튬이온 통과층(40)으로 이동시켜 전기 변색 소자를 제조한다. 이때, 작동전극(21)과 대향전극(23)에 전위차를 인가하는 것은 작동전극(21)과 대향전극(23) 중 적어도 어느 하나에 포함되어 있던 리튬이온의 적어도 일부를 강제로 리튬이온 통과층(40)으로 이동시켜, 리튬이온을 포함하지 않았던 리튬이온 통과층(40)이 리튬이온을 포함하도록 하는 것이다. 따라서 리튬이온을 리튬이온 통과층(40)에 강제로 주입하기 위해서 인가하는 전위차는, 제조 후의 전기 변색 소자 작동시 작동전극(21)과 대향전극(23)에 인가되는 전위차보다 큰 것일 수 있다. 제조 후의 전기 변색 소자 작동시에는 리튬이온을 리튬이온 통과층(40)에 강제로 주입하는 것이 아니라 거시적으로 볼 시 리튬이온이 리튬이온 통과층(40)을 통과하도록 하는 것이며, 리튬이온이 존재하지 않았던 리튬이온 통과층(40)에 리튬이온을 강제로 주입하기 위해서는 제조 후의 전기 변색 소자 작동시 인가하는 전위차보다 커야하기 때문이다. 제조 과정에서 리튬이온 통과층(40)에 리튬이온을 강제로 주입하기 위해 인가하는 전위차는 예컨대 절연파괴(dielectric breakdown) 등을 유발하는 전위차일 수 있다.In the method of manufacturing an electrochromic device according to the present embodiment, as described above, the working electrode 21, the lithium ion pass-through layer 40, and the counter electrode 23 are formed, and then the working electrode 21 and the counter electrode ( By applying a potential difference to 23, at least a part of the lithium ions contained in at least one of the working electrode 21 and the counter electrode 23 is moved to the lithium ion pass-through layer 40 to manufacture an electrochromic device. In this case, applying a potential difference to the working electrode 21 and the counter electrode 23 may force at least a part of the lithium ions included in at least one of the working electrode 21 and the counter electrode 23 to pass through the lithium ion passing layer. Moving to 40, the lithium ion pass-through layer 40, which did not contain lithium ions, contains lithium ions. Therefore, the potential difference applied to forcibly injecting lithium ions into the lithium ion pass-through layer 40 may be greater than the potential difference applied to the working electrode 21 and the counter electrode 23 during operation of the electrochromic device after manufacture. When the electrochromic device is operated after manufacture, lithium ions are not forced to be injected into the lithium ion pass-through layer 40, but the lithium ions pass through the lithium ion pass-through layer 40 when viewed macroscopically, and lithium ions do not exist. This is because in order to forcibly inject lithium ions into the lithium ion pass-through layer 40, it must be larger than the potential difference applied during operation of the electrochromic device after manufacture. In the manufacturing process, the potential difference applied to forcibly injecting lithium ions into the lithium ion pass-through layer 40 may be, for example, a potential difference causing a dielectric breakdown or the like.

한편, 본 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 따라 제조된 전기 변색 소자의 작동 중에는, 리튬이온 통과층(40) 내의 리튬이온의 양은 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 대향전극(23)에 포함되어 있던 리튬이온이 모두 리튬이온 통과층(40)으로 이동하게 되면, 대향전극(23)에서 리튬이온 통과층(40)으로 이동한 리튬이온의 양만큼의 리튬이온이 리튬이온 통과층(40)에서 작동전극(21)으로 이동하게 되어, 리튬이온 통과층(40) 내의 리튬이온의 양은 일정하게 유지될 수 있다. 물론 전기 변색 소자가 조작자가 원하는 투과도를 갖게 되면 전기 변색 소자의 작동전극(21)과 대향전극(23)에는 더 이상 전위차를 인가하지 않게 되며, 이 경우 작동전극(21)과 대향전극(23) 각각에서의 리튬이온의 양은 일정하게 유지되어 전기 변색 소자의 투과도 역시 일정하게 유지될 수 있다. 한편, 전기 변색 소자의 작동전극(21)과 대향전극(23)에 계속해서 (제조 과정에서와 같은 큰 전위차가 아닌 작동 범위 내의) 전위차를 인가하여 최초 대향전극(23)에 포함되어 있던 모든 리튬이온이 리튬이온 통과층(40)으로 이동하게 되면, 리튬이온 통과층(40)에 리튬이온이 포함되어 있다고 하더라도 이는 작동전극(21)으로 더 이상 이동하지 않게 되어, 리튬이온 통과층(40) 내의 리튬이온의 양이 일정하게 유지될 수 있다. 이와 같은 리튬이온 통과층(40)은 전술한 바와 같이 알루미늄옥사이드, 지르코늄옥사이드 및 니오븀옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함하도록 형성할 수 있다.On the other hand, during the operation of the electrochromic device manufactured according to the electrochromic device manufacturing method according to the present embodiment, the amount of lithium ions in the lithium ion passage layer 40 can be kept constant. That is, when all the lithium ions contained in the counter electrode 23 move to the lithium ion passage layer 40, the amount of lithium ions transferred from the counter electrode 23 to the lithium ion passage layer 40 is increased. Since the ions are transferred from the lithium ion pass-through layer 40 to the working electrode 21, the amount of lithium ions in the lithium ion pass-through layer 40 can be kept constant. Of course, when the electrochromic device has a desired transmittance, the potential difference is no longer applied to the working electrode 21 and the counter electrode 23 of the electrochromic device, and in this case, the working electrode 21 and the counter electrode 23. The amount of lithium ions in each can be kept constant so that the permeability of the electrochromic device can also be kept constant. On the other hand, all of the lithium contained in the first counter electrode 23 was continuously applied to the working electrode 21 and the counter electrode 23 of the electrochromic device by applying a potential difference (within the operating range rather than the large potential difference as in the manufacturing process). When the ions move to the lithium ion pass-through layer 40, even if lithium ion is included in the lithium ion pass-through layer 40, it is no longer moved to the working electrode 21, the lithium ion pass-through layer 40 The amount of lithium ions in it can be kept constant. As described above, the lithium ion pass-through layer 40 may be formed to include at least one of aluminum oxide, zirconium oxide, and niobium oxide.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 따라 제조된 전기 변색 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 본 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법이 전술한 실시예에 따른 전기 변색 소자와 상이한 점은, 작동투명전극(31)과 대향투명전극(33)이 형성되도록 한다는 점이다. 이를 위해 기판(11) 상에 작동투명전극(31)을 스퍼터링 등을 통해 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전도성 물질로 형성하고, 작동투명전극(31) 상에 순차로 작동전극(21), 리튬이온통과층(40), 대향전극(23)을 형성한 후, 역시 스퍼터링 등을 통해 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전도성 물질로 대향투명전극(33)을 형성할 수 있다. 대향투명전극(33) 상에 대향기판(13)이 위치하도록 할 수도 있다.4 is a cross-sectional view schematically showing an electrochromic device manufactured according to the method of manufacturing an electrochromic device according to another embodiment of the present invention. The electrochromic device manufacturing method according to the present embodiment differs from the electrochromic device according to the above-described embodiment in that the transparent electrode 31 and the opposing transparent electrode 33 are formed. To this end, the transparent electrode 31 is formed of a transparent conductive material such as ITO, IZO, ZnO, or In 2 O 3 on the substrate 11 by sputtering, and the operating electrode is sequentially formed on the transparent electrode 31. 21, after forming the lithium ion passing layer 40 and the counter electrode 23, the counter transparent electrode 33 is formed of a transparent conductive material such as ITO, IZO, ZnO, or In 2 O 3 through sputtering or the like. Can be formed. The opposing substrate 13 may be positioned on the opposing transparent electrode 33.

물론 구체적인 제조공정은 다양한 변형이 가능한데, 기판(11) 상에 작동투명전극(31)과 작동전극(21) 및 리튬이온 통과층(40)을 형성하고, 대향기판(13) 상에 대향투명전극(33)과 대향전극(23)을 형성한 후, 대향전극(23)이 리튬이온 통과층(40)을 향하도록 위치시켜 대향기판(13)과 기판(11)을 접합할 수도 있다. 또한, 대향투명전극(33)과 대향전극(23)을 대향기판(13) 상에 형성하고 대향전극(23) 상에 리튬이온 통과층(40)을 형성한 후 그 상부에 작동전극(21)과 작동투명전극(31)을 형성할 수도 있고, 대향투명전극(33)과 대향전극(23)을 대향기판(13) 상에 형성하고 대향전극(23) 상에 리튬이온 통과층(40)을 형성한 후 작동투명전극(31)과 작동전극(11)이 형성된 기판(13)을 대향기판(13)과 접합할 수도 있다. 물론 대향투명전극(33)과 대향전극(23)을 대향기판(13) 상에 형성하고 대향전극(23) 상에 리튬이온 통과층을 형성하며, 작동투명전극(31)과 작동전극(21)을 기판(11) 상에 형성하고 작동전극(21) 상에도 리튬이온 통과층을 형성한 후, 대향기판(23)과 기판(11)을 접합하여 전기 변색 소자를 제조할 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 물론 작동투명전극(31)과 대향투명전극(33) 중 어느 하나만 형성할 수도 있다. 이와 같은 작동투명전극(31)이나 대향투명전극(33)은 외부로 연장되어, 작동전극(21)이나 대향전극(23)에 전기적 신호를 인가하기 위한 단자로 이용될 수 있다.Of course, the specific manufacturing process can be modified in various ways, the operation transparent electrode 31, the operating electrode 21 and the lithium ion pass-through layer 40 is formed on the substrate 11, the opposing transparent electrode on the counter substrate 13 After forming the 33 and the counter electrode 23, the counter electrode 23 may be positioned to face the lithium ion pass-through layer 40 to bond the counter substrate 13 and the substrate 11 to each other. In addition, the opposing transparent electrode 33 and the opposing electrode 23 are formed on the opposing substrate 13 and the lithium ion pass-through layer 40 is formed on the opposing electrode 23, and then the working electrode 21 is formed thereon. And an operation transparent electrode 31, the opposing transparent electrode 33 and the opposing electrode 23 are formed on the opposing substrate 13, and the lithium ion pass-through layer 40 is formed on the opposing electrode 23. After formation, the substrate 13 on which the operation transparent electrode 31 and the operation electrode 11 are formed may be bonded to the counter substrate 13. Of course, the opposing transparent electrode 33 and the opposing electrode 23 are formed on the opposing substrate 13 and the lithium ion passing layer is formed on the opposing electrode 23, and the actuating transparent electrode 31 and the actuation electrode 21 are formed. Is formed on the substrate 11 and the lithium ion pass-through layer is formed on the working electrode 21, and then the opposing substrate 23 and the substrate 11 may be bonded to produce an electrochromic device. Of course this is possible. Of course, only one of the operation transparent electrode 31 and the counter transparent electrode 33 may be formed. The operation transparent electrode 31 or the counter transparent electrode 33 extends to the outside, and may be used as a terminal for applying an electrical signal to the working electrode 21 or the counter electrode 23.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법에 따라 제조된 전기 변색 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 본 실시예에 따른 전기 변색 소자 제조방법의 경우에는 기판(11)과 대향기판(13) 사이에 스페이서(50)가 위치하도록 하여, 제조가 완료된 전기 변색 소자의 기판(11)과 대향기판(13) 사이의 간격을 일정하게 유지하여 전기 변색 소자의 내구성을 강화시킨다. 스페이서(50)는 리튬이온 통과층(40)을 형성한 후 이를 포토리지스트 등을 이용하여 일정 영역에서 제거하고 그 제거된 영역에 실리콘옥사이드나 실리콘나이트라이드 등으로 형성할 수 있다.5 is a cross-sectional view schematically showing an electrochromic device manufactured according to an electrochromic device manufacturing method according to another embodiment of the present invention. In the electrochromic device manufacturing method according to the present exemplary embodiment, the spacers 50 are positioned between the substrate 11 and the opposing substrate 13, and thus the substrate 11 and the opposing substrate 13 of the completed electrochromic device are manufactured. By maintaining a constant gap between the) to enhance the durability of the electrochromic device. After forming the lithium ion pass-through layer 40, the spacer 50 may be removed in a predetermined region using a photoresist and the like, and may be formed of silicon oxide or silicon nitride in the removed region.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

11: 기판 13: 대향기판
21: 작동전극 23: 대향전극
31: 작동투명전극 33: 대향투명전극
40: 리튬이온 통과층 50: 스페이서11: substrate 13: counter substrate
21: working electrode 23: counter electrode
31: transparent working electrode 33: opposing transparent electrode
40: lithium ion passage layer 50: spacer

Claims (6)

(a) 상호 대향된 작동전극과 대향전극 사이에 리튬이온 통과층이 개재되도록, 작동전극, 리튬이온 통과층 및 대향전극을 형성하되, 상기 작동전극과 상기 대향전극 중 적어도 어느 하나는 리튬이온을 포함하도록 하고 상기 리튬이온 통과층은 리튬이온을 포함하지 않도록, 형성하는 단계; 및
(b) 상기 작동전극과 상기 대향전극에 전위차를 인가하여, 상기 작동전극과 상기 대향전극 중 적어도 어느 하나에 포함되어 있던 리튬이온의 적어도 일부를 상기 리튬이온 통과층으로 이동시키는 단계;를 포함하는 전기 변색 소자 제조방법.(a) forming a working electrode, a lithium ion passing layer, and a counter electrode such that a lithium ion pass-through layer is interposed between the opposing working electrode and the counter electrode, wherein at least one of the working electrode and the counter electrode is a lithium ion; Forming the lithium ion passage layer so that the lithium ion pass-through layer does not contain lithium ions; And
(b) applying a potential difference between the working electrode and the counter electrode to move at least a portion of the lithium ions contained in at least one of the working electrode and the counter electrode to the lithium ion passage layer; Electrochromic device manufacturing method. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 인가하는 전위차는, 제조 후의 전기 변색 소자 작동시 상기 작동전극과 상기 대향전극에 인가되는 전위차보다 큰 전기 변색 소자 제조방법.The method of claim 1,
The potential difference applied in the step (b) is greater than the potential difference applied to the working electrode and the counter electrode during manufacturing the electrochromic device manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 작동전극은 내부 리튬이온의 양이 늘어날수록 광투과도가 낮아지고, 상기 대향전극은 내부 리튬이온의 양이 줄어들수록 광투과도가 낮아지는 전기 변색 소자 제조방법.The method of claim 1,
The operation electrode has a low light transmittance as the amount of the internal lithium ions increases, the counter electrode is a method of manufacturing an electrochromic device that the light transmittance is lowered as the amount of the internal lithium ions decreases. 제1항에 있어서,
상기 작동전극은 텅스텐 산화물을 포함하고, 상기 대향전극은 니켈-텅스텐 산화물을 포함하는 전기 변색 소자 제조방법.The method of claim 1,
The working electrode includes a tungsten oxide, the counter electrode comprises a nickel-tungsten oxide electrochromic device manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 (a) 단계는, 리튬이온 통과층이 알루미늄옥사이드, 지르코늄옥사이드 및 니오븀옥사이드 중 적어도 어느 하나를 포함하도록 하는 단계인 전기 변색 소자 제조방법.The method of claim 1,
The step (a) is a step of allowing the lithium ion pass-through layer to include at least one of aluminum oxide, zirconium oxide and niobium oxide.
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