KR101682866B1 - 전기 변색 박막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기 변색 소자 - Google Patents

전기 변색 박막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기 변색 소자 Download PDF

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Abstract

전기 변색 박막의 제조 방법이 제공된다. 상기 전기 변색 박막의 제조 방법은, 안티몬(Sb), 주석(Sn), 및 산소(O)를 포함하는 소스 분말(source powder)을 분말 저장 탱크 내에 준비하는 단계, 상기 분말 저장 탱크와 챔버의 압력 차이를 이용하여, 상기 소스 분말을 가속시키는 단계, 및 가속된 상기 소스 분말을 상기 챔버 내의 기판 상으로 제공하여, 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 전기 변색 박막을 상기 기판 상에 제조하는 단계를 포함한다.

Description

전기 변색 박막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기 변색 소자{Electrochromic layer, method of fabricating the same, and electrochromic device comprising the same}
본 발명은 전기 변색 박막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기 변색 소자에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 안티몬, 주석, 및 산소를 포함하는 소스 분말을 이용하여, 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 전기 변색 박막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기 변색 소자에 관련된 것이다.
전기 변색이란, 전압을 인가하였을 때, 전계 방향에 의해, 가역적으로 색이 변화하는 현상을 말하며, 전기 변색의 재료는 이러한 전기 화학적 산화 및 환원 반응에 의해 재료의 광 특성이 가역적으로 변화할 수 있는 물질을 이용하고 있다.
즉, 인가되는 전압에 의해 산화 및 환원 반응이 발생되며, 환원 상태에서 color가 나타나고 산화 상태에서 colorless 현상을 보이는 것을 환원 발색(cathodic coloration)이라고 하며, 환원 상태에서 colorless 현상을 보이고, 산화 상태에서 color를 나타내는 것을 산화 발색(anodic coloration)이라고 한다. 대표적으로, WO3, MoO3, 및 TIO3 등이 환원 발색의 재료로 알려져 있으며, V2O5, IrO2 등이 산화 발색 재료로 알려져 있다.
현재 디스플레이 시장 및 산업은, 유기 발광 디스플레이, 또는 액정 디스플레가 주도하고 있으나, 저에너지 구동이 가능하고, 눈에 부담이 적은 전기 변색 소자를 이용한 디스플레이 장치들이 연구 개발되고 있다.
예를 들어, 대한민국 특허공개 공보 10-2006-0020110(출원인 엘지화학, 출원번호 10-2004-0068865)에는 투명 전극층과 전기 변색 물질층 사이에 전도성 산화 아연층을 배치하여, 투명 전극층과 전기 변색 물질층 사이의 전도도 및 계면 접촉 면적을 증가시켜, 안정성 및 내구성이 향상된 표시 소자를 개시하고 있다.
대한민국 특허공개 공보 10-2006-0020110
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고신뢰성의 전기 변색 박막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기 변색 소자를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전기 변색 효율이 향상된 전기 변색 박막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 전기 변색 소자를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 대면적 제조가 용이하고, 친환경적인 전기 변색 박막의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제들을 해결하기 위해, 본 발명은 전기 변색 박막의 제조 방법을 제공한다
일 실시 예에 따르면, 상기 전기 변색 박막의 제조 방법은, 안티몬(Sb), 주석(Sn), 및 산소(O)를 포함하는 소스 분말(source powder)을 분말 저장 탱크 내에 준비하는 단계, 상기 분말 저장 탱크와 챔버의 압력 차이를 이용하여, 상기 소스 분말을 가속시키는 단계, 및 가속된 상기 소스 분말을 상기 챔버 내의 기판 상으로 제공하여, 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 전기 변색 박막을 상기 기판 상에 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 챔버 내부는 대기 분위기인 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전기 변색 박막은 다공성인 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전기 변색 박막 내에 상기 소스 분말의 입자가 관찰되는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제들을 해결하기 위해, 본 발명은 전기 변색 소자를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전기 변색 소자는, 제1 전극, 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상의 이온 저장층, 상기 이온 저장층 및 상기 제1 전극 사이에 배치되고, 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 전기 변색 박막, 및 상기 전기 변색 박막 및 상기 이온 저장층 사이에 배치되고, 인산을 포함하는 전해질을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전기 변색 박막은, 입사되는 광의 특정 파장 대역에 대한 투과도의 변화량이 35%인 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 안티몬, 주석 및 산소를 포함하는 소스 분말을 이용하여, 기판 상에 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 갖는 다공성 전기 변색 박막이 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 전기 변색 박막의 변색 효율이 증가될 수 있다.
또한, 상기 전기 변색 박막이 건식 공정으로 제조될 수 있다. 이에 따라, 대면적 제조가 용이하고, 친환경적인 고신뢰성의 전기 변색 박막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 전기 변색 박막 및 인산을 포함하는 전해질을 이용하여, 전기 변색 소자가 제조될 수 있다. 이에 따라, 변색 효율이 향상된 전기 변색 소자가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 변색 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 전기 변색 박막을 제조하기 위한 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법으로 전기 변색 박막을 제조하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 제조된 전기 변색 박막의 표면을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 제조된 전기 변색 박막을 갖는 전기 변색 소자의 투과도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 제조된 전기 변색 박막을 갖는 전기 변색 소자의 파장에 따른 투과도 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 전기 변색 소자의 파장에 따른 투과도 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 전기 변색 소자에 포함된 전해질에 따른 특성 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 변색 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 소스 분말이 준비된다(S110). 상기 소스 분말은, 안티몬(Sb), 주석(Sn), 및 산소(O)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 소스 분말은, 안티몬이 도핑된 주석 산화물 분말일 수 있다. 상기 소스 분말은 분말 저장 탱크 내에 준비될 수 있다.
상기 분말 저장 탱크, 및 상기 분말 저장 탱크와 연결된 챔버 사이의 압력 차이를 이용하여, 상기 소스 분말이 가속될 수 있다(S120). 일 실시 예에 따르면, 상기 분말 저장 탱크 내의 상기 소스 분말은 분무될 수 있고, 분무된 상기 소스 분말이, 상기 분말 저장 탱크 및 상기 챔버 사이의 압력 차이에 의해, 초음속(supersonic)으로 가속되어, 상기 챔버 내로 분사될 수 있다.
가속된 상기 소스 분말은 상기 챔버 내의 기판 상으로 제공되어, 상기 기판 상에 전기 변색 박막이 제조될 수 있다(130). 상기 전기 변색 박막은, 가속된 상기 소스 분말이 상기 기판 상에 흡착되어 형성된 것으로, 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함할 수 있다. 상기 기판은 투명하고 도전성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 기판은 FTO일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 안티몬, 주석, 및 산소를 포함하는 상기 소스 분말이, 상기 분말 저장 탱크와 상기 챔버 사이의 압력 차이에 의해 가속되고, 가속된 상기 소스 분말이 상기 기판 상에 제공되어, 다공성의 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 상기 전기 변색 박막이 상기 기판 상에 형성될 수 있다. 이로 인해, 상기 전기 변색 박막의 표면적이 증가될 수 있고, 이에 따라 변색 반응이 가능한 영역이 증가되어, 변색 효율이 향상된 전기 변색 박막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
만약, 상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 안티몬이 도핑된 주석 산화물 박막이 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating), 또는 졸-겔(sol-gel)법으로 형성되는 경우, 안티몬 및 주석이 함유된 용액을 제조하는 과정에서 화학 약품이 사용될 수 있다. 또한, 안티몬 및 주석이 함유된 용액을 이용하여 안티몬이 도핑된 주석 산화물 박막을 제조하는 경우, 부피 팽창으로 인해, 안티몬이 도핑된 주석 산화물 박막에 균열이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 스퍼터링 방법으로 안티몬이 도핑된 주석 산화물 박막을 제조하는 경우, 고 진공 조건으로 인해 제조 비용이 증가될 수 있고, 안티몬이 도핑된 주석 산화물 박막의 조성 조절이 용이하지 않다. 또한, 펄스 레이저 증착 방법으로 안티몬이 도핑된 주석 산화물 박막을 제조하는 경우, 대면적화가 용이하지 않으며, 레이저를 조절하기 쉽지 않은 문제가 있다.
하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 소스 분말을 이용하여, 건식으로, 상기 기판 상에 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 전기 변색 박막이 제조될 수 있다. 이에 따라, 대면적 제조가 용이하고, 친환경적인 고신뢰성의 전기 변색 박막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법으로 전기 변색 박막을 제조하기 위한 장치가 도 2를 참조하여 설명된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 전기 변색 박막을 제조하기 위한 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전기 변색 박막의 제조 장치는, 챔버(100), 스테이지(110, stage), 노즐(120), 카메라(130), 제어부(132), 챔버 압력 조절부(140), 펌프(142), 공기 압축부(210), 필터(220), 레귤레이터(230, regulator), 분말 저장 탱크(240), 및 분무 발생기(242)를 포함할 수 있다.
상기 스테이지(110)는, 상기 챔버(100) 내에 배치될 수 있다. 상기 스테이지(110) 상에 기판(112)이 안착될 수 있다. 상기 스테이지(110)는, 지면에 평행한 제1 및 제2 방향, 그리고, 지면에 수직한 제3 방향으로 움직이도록 구성될 수 있다.
상기 공기 압축부(210)는 공기를 압축하여 압축 공기를 제공할 수 있다. 상기 압축 공기는 상기 필터(220)를 투과하면서, 먼지, 기름 등이 제거될 수 있다. 상기 압축 공기는 상기 레귤레이터(230)를 통과하여, 상기 분말 저장 탱크(240)에 제공될 수 있다.
상기 분말 저장 탱크(240) 내에 소스 분말(244)이 저장될 수 있다. 상기 소스 분말(244)은, 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 안티몬, 주석, 및 산소를 포함할 수 있다.
상기 분말 저장 탱크(240) 내에 상기 분무 발생기(242)가 배치될 수 있다. 상기 분무 발생기(242)에 의해, 상기 분말 저장 탱크(240) 내에 저장된 상기 소스 분말(244)이 분무될 수 있다. 분무된 상기 소스 분말(244)은, 상기 공기 압축부(210)로부터 제공된 상기 압축 공기에 의해 상기 챔버(100) 내의 상기 기판(112) 상으로 분사되되, 상기 분말 저장 탱크(240)와 상기 챔버(100) 사이의 압력에 의해 가속 분사될 수 있다.
상기 챔버 압력 조절부(140) 및 상기 펌프(142)는 상기 챔버(100) 내부를 저 진공 상태로 유지할 수 있다. 이에 따라, 상기 분말 저장 탱크(240)와 상기 챔버(100) 사이에 압력의 차이가 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 압력의 차이에 의해, 분무된 상기 소스 분말(244)이 가속되어, 상기 노즐(120)을 통해, 상기 기판(112) 상으로 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 챔버(100) 내부는 대기 분위기일 수 있다. 상기 챔버 압력 조절부(140)는 상기 제어부(132)에 의해 제어될 수 있다.
상기 기판(112) 상으로 분사된 상기 소스 분말(244)에 의해, 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 기판(112) 상에 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 전기 변색 박막이 제조될 수 있다.
상기 카메라(130)는 상기 기판(112) 상에 형성되는 상기 전기 변색 박막을 촬영하여, 상기 제어부(132)로 전송할 수 있다. 사용자는 상기 제어부(132)를 통해, 상기 전기 변색 박막의 형성 과정을 관찰할 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 제조된 전기 변색 박막을 포함하는 전기 변색 소자가 도 3을 참조하여 설명된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법으로 전기 변색 박막을 제조하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 전기 변색 소자는, 제1 전극(310), 제2 전극(320), 이온 저장층(330), 전기 변색 박막(340), 전해질(340), 제1 기판(360), 제2 기판(370), 및 전압 공급부(380)를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(310), 및 상기 제2 전극(320)은 서로 대향될 수 있다. 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)은 투명한 산화물 박막(TCO)일 수 있다. 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)은 서로 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320) 사이에, 상기 이온 저장층(330)이 배치될 수 있다. 상기 이온 저장층(330)은 고분자 물질(예를 들어, PEDOT), 또는 금속 산화물(예를 들어, V2O5)로 형성될 수 있다.
상기 이온 저장층(330) 및 상기 제1 전극(310) 사이에 상기 전기 변색 박막(340)이 배치될 수 있다. 상기 전기 변색 박막(340)은, 도 1을 참조하여 설명된 방법으로 제조된 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전기 변색 박막(340)은, 도 2를 참조하여 설명된 제조 장치를 이용하여 제조될 수 있다.
상기 전기 변색 박막(340) 및 상기 이온 저장층(330) 사이에 상기 전해질(350)이 배치될 수 있다. 상기 전해질(350)은 인산(P2O5 H2O)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전해질(350)은 리튬염을 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전기 변색 박막(340)이 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하고, 상기 전해질(350)은 리튬염을 포함하지 않고, 인산을 포함할 수 있다. 이로 인해, 상기 전기 변색 박막(340)의 변색 효율이 향상될 수 있다.
상기 제1 기판(360) 및 상기 제2 기판(370) 사이에, 상기 제1 및 제2 전극들(310, 320), 상기 이온 저장층(330), 상기 전기 변색 박막(340), 및 상기 전해질(350)이 배치될 수 있다. 상기 제1 기판(360) 및 상기 제2 기판(370)은 투명한 기판(예를 들어, 유리)일 수 있다.
상기 전압 공급부(380)는 상기 제1 전극(310) 및 상기 제2 전극(320)과 연결되어, 상기 전기 변색 박막(340)에 전압을 인가할 수 있다. 상기 전기 변색 박막(340)에 인가된 전압에 의해, 상기 전기 변색 박막(340)이 산화 및/또는 환원되어, 변색될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 기판(370)의 일면으로 광(390)이 입사되는 경우, 입사된 상기 광(390)은 상기 전기 변색 박막(340)을 투과하고, 상기 제1 기판(360)의 일면으로 방출될 수 있다. 상기 전압 공급부(380)에서 인가되는 전압의 극성, 및/또는 레벨에 따라서, 상기 전기 변색 박막(340)의 파장에 따른 투과도가 변경되어, 방출된 광(392)의 파장 및 강도가 조절될 수 있다.
이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 제조된 전기 변색 박막 및 이를 포함하는 전기 변색 소자의 특성 평가 결과가 설명된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 제조된 전기 변색 박막의 표면을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 안티몬이 도핑된 주석 산화물 분말을 이용하여, FTO 기판 상에 830nm 두께로, 안티몬이 도핑된 주석 산화물(Antimony doped Tin Oxide, ATO)의 전기 변색 박막을 제조하였다. 도 4의 (a)는 상기 ATO 전기 변색 박막의 두께 변화량을 측정한 것이고, 도 4의 (b)는 상기 ATO 전기 변색 박막의 SEM 사진이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 상기 ATO 전기 변색 박막의 표면 조도는 290nm인 것으로 측정되었으며, 상기 ATO 전기 변색 박막이 상기 안티몬이 도핑된 주석 산화물 분말 입자 그대로 구성되어, 다공성을 갖는 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, SEM 사진을 통해, 상기 ATO 전기 변색 박막 내에 상기 안티몬이 도핑된 주석 산화물 분말 입자가 관찰되었다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 제조된 전기 변색 박막을 갖는 전기 변색 소자의 투과도 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 4를 참조하여 설명된 방법으로 제조된 ATO 전기 변색 박막, 및 인산 전해질을 이용하여, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 소자를 제조하였다. 상기 전기 변색 소자를 대상물 상에 위치시키고, 상기 ATO 전기 변색 박막에 전압의 인가 여부에 따라, 상기 대상물의 투과 정도를 관찰하였다.
도 5에서 알 수 있듯이, 상기 ATO 전기 변색 박막에 인가되는 전압에 따라서, 상기 전기 변색 소자의 투과도가 변화되어, 상기 대상물의 투과 정도가 달라지는 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 박막의 제조 방법에 따라 제조된 전기 변색 박막을 갖는 전기 변색 소자의 파장에 따른 투과도 변화를 설명하기 위한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 전기 변색 소자의 파장에 따른 투과도 변화를 설명하기 위한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 전기 변색 소자에 포함된 전해질에 따른 특성 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 도 4를 참조하여 설명된 방법으로 제조된 ATO 전기 변색 박막, 및 0.1M LIClO4와 PC(propylene carbonate)를 혼합한 전해질을 이용하여, 본 발명의 실시 예에 대한 비교 예에 따른 전기 변색 소자를 제조하였다.
이후, 도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이, 도 5를 참조하여 설명된 방법으로 제조된 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 소자와, 상술된 비교 예에 따른 전기 변색 소자에 대해서, 전압이 인가되지 않는 경우(bleached)와 전압이 인가되는 경우(colored), 파장에 따른 투과도 변화를 측정하였다.
또한, 도 8에 도시된 것과 같이, 본 발명의 비교 예에 따른 전기 변색 소자의 경우, LiClO4의 농도를 0.1M, 0.4M, 및 0.8M로 달리하면서, 펄스 전압에 대한 투과도 변화를 도 8과 같이 측정하였다.
도 6 및 도 7에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 소자의 경우, 630nm 파장 대역에서, 투과도의 변화량이 최대 35%까지 변화되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 변색 소자의 coloration efficiency는 15.5cm2/C인 것으로 측정되었다. 또한, 상대적으로 높은 파장대역에서 투과도의 변화량이, 상대적으로 낮은 파장대역에서 투과도의 변화량보다, 작은 것을 확인할 수 있다.
반면, 본 발명의 비교 예에 따른 전기 변색 소자의 경우, 630nm 파장 대역에서, 투과도의 변화량이 약 10% 정도인 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 8에서 알 수 있듯이, 전해질에 포함된 리튬염(LiClO4)의 농도가 변화되더라도, 투과도의 변화량이 약 8~10%인 것을 확인할 수 있다. 특히, 리튬염(LiClO4)의 농도가 증가되는 경우, 투과도 변화량의 신뢰성이 저하되는 것을 확인할 수 있다.
결론적으로, 본 발명의 실시 예와 같이, ATO 전기 변색 박막과 인산을 포함하고 리튬염을 포함하지 않는 전해질을 이용하여 전기 변색 소자를 제조하는 것이, 전기 변색 소자의 신뢰성을 향상시키고, 변색 효율을 증가시키는 효율적인 방법임을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 챔버 110: 스테이지
112: 기판 120: 노즐
132: 제어부 140: 챔버 압력 조절부
142: 펌프 210: 공기 압축부
220: 필터 230: 레귤레이터
240: 분말 저장 탱크 242: 분무 발생기
244: 소스 분말 310, 320: 제1, 제2 전극
330: 이온 저장층 340: 전기 변색 박막
350: 전해질

Claims (5)

  1. 안티몬(Sb), 주석(Sn), 및 산소(O)를 포함하는 소스 분말(source powder)을 분말 저장 탱크 내에 준비하는 단계;
    상기 분말 저장 탱크와 챔버의 압력 차이를 이용하여, 상기 소스 분말을 가속시키는 단계;
    가속된 상기 소스 분말을 상기 챔버 내의 기판 상으로 제공하여, 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 다공성의 전기 변색 박막을 상기 기판 상에 제조하는 단계; 및
    상기 전기 변색 박막 상에, 리튬염을 포함하는 전해질을 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 전해질 내의 상기 리튬염의 농도에 따라서, 투과도 변화량 특성이 조절되고,
    상기 전해질 내 상기 리튬염의 농도는 0.4M 이하인 것을 포함하는 전기 변색 소자의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버 내부는 대기 분위기인 것을 포함하는 전기 변색 소자의 제조 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전기 변색 박막 내에 상기 소스 분말의 입자가 관찰되는 것을 포함하는 전기 변색 소자의 제조 방법.
  4. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상의 이온 저장층;
    상기 이온 저장층 및 상기 제1 전극 사이에 배치되고, 안티몬이 도핑된 주석 산화물을 포함하는 다공성의 전기 변색 박막; 및
    상기 전기 변색 박막 및 상기 이온 저장층 사이에 배치되고, 리튬염을 포함하는 전해질을 포함하되,
    상기 전해질 내의 상기 리튬염의 농도에 따라서, 투과도 변화량 특성이 조절되고,
    상기 전해질 내 상기 리튬염의 농도는 0.4M 이하인 것을 포함하는 전기 변색 소자.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 전기 변색 박막은, 입사되는 광의 특정 파장 대역에 대한 투과도의 변화량이 35%인 것을 포함하는 전기 변색 소자.
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