KR102024255B1 - 전기변색소자 및 그 제조방법 - Google Patents
전기변색소자 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102024255B1 KR102024255B1 KR1020160126261A KR20160126261A KR102024255B1 KR 102024255 B1 KR102024255 B1 KR 102024255B1 KR 1020160126261 A KR1020160126261 A KR 1020160126261A KR 20160126261 A KR20160126261 A KR 20160126261A KR 102024255 B1 KR102024255 B1 KR 102024255B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- electrochromic
- electrode
- auxiliary electrode
- electrolyte
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 48
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 34
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 31
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 18
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 16
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 15
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 description 3
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001101998 Galium Species 0.000 description 2
- 229910012305 LiPON Inorganic materials 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- VPXSRGLTQINCRV-UHFFFAOYSA-N dicesium;dioxido(dioxo)tungsten Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-][W]([O-])(=O)=O VPXSRGLTQINCRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 4-methylidene-3,5-dioxabicyclo[5.2.2]undeca-1(9),7,10-triene-2,6-dione Chemical compound C1(C2=CC=C(C(=O)OC(=C)O1)C=C2)=O LLLVZDVNHNWSDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N Carbazole Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N iron(2+);iron(3+);octadecacyanide Chemical compound [Fe+2].[Fe+2].[Fe+2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] DCYOBGZUOMKFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 125000005487 naphthalate group Chemical group 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920003217 poly(methylsilsesquioxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920001088 polycarbazole Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229960003351 prussian blue Drugs 0.000 description 1
- 239000013225 prussian blue Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007764 slot die coating Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/153—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/1506—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect caused by electrodeposition, e.g. electrolytic deposition of an inorganic material on or close to an electrode
- G02F1/1508—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect caused by electrodeposition, e.g. electrolytic deposition of an inorganic material on or close to an electrode using a solid electrolyte
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on an electrochromic effect
- G02F1/153—Constructional details
- G02F1/155—Electrodes
- G02F2001/1552—Inner electrode, e.g. the electrochromic layer being sandwiched between the inner electrode and the support substrate
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
본 출원은 전기변색소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 출원에 따른 전기변색소자는, 복수의 금속 라인을 포함하는 보조 전극이 스트라이프 또는 메쉬 형태로 형성된 전극층 상에, 두께가 균일한 전기변색층 또는 이온저장층이 마련된 구조를 가질 수 있다.
Description
본 출원은 전기변색소자, 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전기변색이란 전기화학적 산화 또는 환원 반응에 의하여 전기변색물질의 광학적 성질이 변하는 현상을 말하며, 상기 현상을 이용한 소자를 전기변색소자라 한다. 이러한 전기변색소자는 적은 비용으로도 넓은 면적의 소자를 제조할 수 있고, 소비전력이 낮다는 장점이 있으나, SPD나 PDLC와 같은 경쟁 기술에 비하여 반응 속도가 느린 단점이 있다. 특히, 전기변색소자는 ITO와 같은 투명 전도성 산화물을 전극 소재로서 주로 사용하고 있는데, ITO의 경우 비교적 높은 저항을 갖기 때문에 대면적 소자 구현시, 전압 강하로 인한 변색 반응속도의 저하뿐 아니라, 동일 면적 내에서도 불균일한 변색이 유발되는 등의 문제가 나타난다.
상기와 같은 반응속도 관련 문제를 개선하고자, 저저항의 투명 전극을 도입하는 등 전극의 저항을 낮추려는 시도가 이루어지고 있다.
본 출원의 일 목적은, 반응속도가 개선된 전기변색 소자를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 목적은, 균일한 착색 및 탈색 특성을 갖는 전기변색소자를 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은, 내구성이 개선된 전기변색소자를 제공하는 것이다.
본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원의 전기변색소자는 제1 전극층, 상기 제1 전극층 상에 마련된 전기변색층, 상기 전기변색층 상에 마련된 전해질층, 상기 전해질층 상에 마련된 제2 전극층, 및 상기 제1 전극층과 전기변색층 사이에 마련되는 제1 보조 전극을 포함하고, 상기 제1 보조 전극은, 복수의 금속 라인과 상기 금속 라인을 피복하는 절연부를 포함하고, 상기 전기변색층은 제1 전극층과 접하는 상기 전기변색층 면의 반대측 표면의 최대 높이 조도가 20 ㎛ 이하의 편탄층일 수 있다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원의 전기변색소자를 제공하는 방법은, 절연부가 복수의 금속 라인을 각각 피복하고 있는 보조 전극이 마련된 제1 전극층 상에, 피코팅면에 대한 접촉각이 60°(degree) 이상인 전기변색물질 함유 코팅액을 도포 후 열처리하여 전기변색층을 마련하는 단계, 및 상기 전기변색층 상에, 전해질층과 제2 전극층을 마련하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 본 출원에 관한 일례에를 도시한 도면과 함께 본 출원을 상세히 설명한다.
본 출원은, 보조 전극 용출로 인한 소자의 내구성 저하를 방지하면서도, 착탈색이 균일하고 반응속도가 개선된 전기변색소자를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 전해질에 의한 보조 전극 금속 라인의 용출과, 이를 방지하기 위해 금속 라인을 피복하도록 마련되는 절연부의 개념을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 출원의 일례에 따른, 보조 전극을 개략적으로 도시한 것이다
도 3은 본 출원의 일례에 따라, 전극층과 전기변색층 사이에 보조 전극이 마련된 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 출원의 일례에 따라, 제1 전극층, 제1 보조 전극, 전기변색층, 전해질층, 이온저장층, 제2 보조 전극, 제2 전극층 및 투광성기재를 포함하는 전기변색소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 출원의 일례에 따라 보조전극을 포함하도록 제조된 half-cell(5a)과, 일반적인 ? 코팅 방식을 이용하여 보조전극을 포함하도록 제조된 half-cell(5b)을 개략적으로 비교 도시한 것이다
도 6은 도 5(a) 및 5(b)에 해당하는 half-cell을 각각 제조한 후, 이들을 사용한 경우에 나타나는 착색과 탈색을 비교 촬영한 것이다. 도 6(a)는 도 5(a)에 해당하는 셀을, 도 6(b)는 도 5(b)에 해당하는 셀에 대한 이미지이다.
도 2는 본 출원의 일례에 따른, 보조 전극을 개략적으로 도시한 것이다
도 3은 본 출원의 일례에 따라, 전극층과 전기변색층 사이에 보조 전극이 마련된 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 출원의 일례에 따라, 제1 전극층, 제1 보조 전극, 전기변색층, 전해질층, 이온저장층, 제2 보조 전극, 제2 전극층 및 투광성기재를 포함하는 전기변색소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 출원의 일례에 따라 보조전극을 포함하도록 제조된 half-cell(5a)과, 일반적인 ? 코팅 방식을 이용하여 보조전극을 포함하도록 제조된 half-cell(5b)을 개략적으로 비교 도시한 것이다
도 6은 도 5(a) 및 5(b)에 해당하는 half-cell을 각각 제조한 후, 이들을 사용한 경우에 나타나는 착색과 탈색을 비교 촬영한 것이다. 도 6(a)는 도 5(a)에 해당하는 셀을, 도 6(b)는 도 5(b)에 해당하는 셀에 대한 이미지이다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 전기변색소자에 관한 것이다. 상기 전기변색소자는, 서로 대향하는 2개의 전극층 및 상기 2개의 전극층 사이에 마련된 보조 전극, 전기변색층 및 전해질층을 포함할 수 있다. 상기 2개의 전극층은, 각각 제1 전극층과 제2 전극층으로 호칭될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 전기변색소자는 보조 전극이 제1 전극층 상에 마련되고, 전기변색층이 상기 제1 전극층과 보조 전극 상에 마련되고, 상기 전해질층이 상기 전기변색층 상에 마련되고, 상기 제2 전극층이 상기 전해질층 상에 마련되는 구성을 가질 수 있다. 본 출원에서, 구성 간 위치에 관하여 사용되는 「상」이라는 용어는 “위” 또는 “상부”에 대응하는 의미로 사용되며, 특별히 다르게 기재되지 않는 이상, 해당 위치를 갖는 구성이 다른 구성에 직접 접하면서 그 위에 존재하는 경우를 의미할 수도 있고, 이들 사이에 다른 구성이 존재하는 경우를 의미할 수도 있다.
하나의 예시에서, 상기 2개의 전극층 각각은, 투명 전극일 수 있다. 구체적으로, 60% 이상, 70 % 이상, 또는 80 % 이상의 광 투과율을 갖는 전극을 포함할 수 있다. 본 출원에서 「광」이라 함은, 380 nm 내지 780 nm 범위의 가시광을 의미할 수 있다. 투명 전극의 광 투과율 상한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 95 % 또는 90 % 일 수 있다. 상기 광 투과율을 만족하는 경우, 상기 전극을 형성하는 재료는 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서, 상기 투명 전극은 400 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 투명 전극 두께의 하한은, 투명 전극을 형성하기 위한 재료 및/또는 투명 전극의 광 투과율을 고려하여 제어될 수 있으며, 예를 들어 1 nm 이상, 10 nm 이상, 또는 30 nm 이상일 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 전극은, 전극 형성 재료로서 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide)을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 투명 전도성 산화물로는, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), In2O3(indium oxide), IGO(indium galium oxide), FTO(Fluor doped Tin Oxide), AZO(Aluminium doped Zinc Oxide), GZO(Galium doped Zinc Oxide), ATO(Antimony doped Tin Oxide), IZO(Indium doped Zinc Oxide), NTO(Niobium doped Titanium Oxide), ZnO(zink oxide), 또는 CTO (Cesium Tungsten Oxide) 등이 사용될 수 있으나, 상기 나열된 물질로 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 전극은 OMO(oxide metal oxide) 전극일 수 있다. 상기 OMO 전극은, 제1 금속 산화물층과 제2 금속산화물층을 포함하고, 상기 2개의 금속산화물층 사이에 은(Ag)과 같은 저저항 재료를 포함하는 금속층을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 또는 제2 금속 산화물층은 Sb, Ba, Ga, Ge, Hf, In, La, Ma, Se, Si, Ta, Se, Ti, V, Y, Zn 및 Zr로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 금속층 형성에는 은(Ag) 외에도, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 금(Au), 백금(Pt), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 니켈(Ni) 등과 같은 저저항의 금속 재료가 사용될 수 있다. 일례에서, 상기 제1 및 제2 금속산화물층은 각각 20 ㎚ 내지 80 ㎚ 범위의 두께를 가질 수 있고, 상기 금속층은 5 ㎚ 이상 20 ㎚ 이하의 두께를 가질 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 전기변색소자의 외측면인 전극층의 일면에는 투광성 기재가 추가로 포함될 수 있다.
상기 투광성 기재는, 예를 들어 광 투과율이 약 60 % 내지 95 % 인 기재일 수 있다. 상기 범위의 투과율을 만족한다면, 사용되는 기재의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 유리 또는 고분자 수지가 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, PC(Polycarbonate), PEN(poly(ethylene naphthalate)) 또는 PET(poly(ethylene terephthalate))와 같은 폴리에스테르 필름, PMMA(poly(methyl methacrylate))와 같은 아크릴 필름, 또는 PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene)와 같은 폴리올레핀 필름 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광 투과율 범위를 만족할 경우, 상기 투광성 기재의 두께는 특별히 제한되지 않는다.
상기 보조 전극은 상기 전극층 중 어느 하나, 즉 제1 전극층의 일면에 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 보조 전극은, 상기 제1 전극층과 전기변색층이 접하는 제1 전극층 상에 마련될 수 있다.
상기 보조 전극은 복수의 금속 라인을 포함할 수 있다. 상기 복수의 금속 라인은 메탈 메쉬(metal mesh) 형태 또는 메탈 스트라이프(metal stripe)의 형태로 제1 전극층 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 금속 라인은, 제1 방향에서 평행하게 배열되는 복수의 금속 라인과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 평행하게 배열되는 복수의 금속 라인을 포함하는 메쉬 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 복수의 금속 라인은, 상기 제1 방향 또는 제2 방향중 어느 한 방향으로만 평행하게 배열된 스트라이프 형태일 수도 있다. 그에 따라, 상기 금속 라인은 전극층 상에서 불연속적인 격자 배열 또는 줄무늬 형상의 배열을 형성할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 금속 라인은 저저항의 금속 재료를 포함할 수 있다. 상기 저저항 금속 재료의 종류는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 금(Au), 백금(Pt), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 니켈(Ni) 등이 사용될 수 있다.
상기와 같이, 금속 라인을 전극층 상에 마련하는 경우, 종래 기술에서 나타났던 고저항 전극층에 의한 반응속도 저하를 개선할 수 있다. 그러나, 본 출원의 발명자는, 상기 보조 전극이 금속 라인만으로 구성된 경우에는, 전기화학적인 소자의 구동 중 전해질 성분이 금속 라인의 금속 성분을 용출시키면서, 소자의 구동 특성이 저하되는 것을 확인하였다. 그에 따라, 본 출원의 전기변색소자는, 상기 보조 전극이 금속 라인을 피복하는 절연부를 더 포함할 수 있도록 구성된다. 상기 절연부는 금속 라인에 대한 전해질의 침투를 방지함으로써, 금속 라인의 용출과 그로 인한 반응속도 저하 문제를 동시에 개선할 수 있다. 도 1은, 상기 설명된 금속 라인의 용출과, 이를 방지하기 위해 금속 라인을 피복하는 절연부의 개념을 개략적으로 도시한 것이다. 이와 같은 전해질 성분에 의한 금속 라인의 용출은, 전기변색층이 보조전극의 일부를 덮고 있는 경우에도 나타날 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 절연부는 친수성 또는 소수성 절연부일 수 있다. 본 출원에서, 「소수성 절연부」란 하기 언급되는 바와 같이, 상기 절연부를 형성하기 위해 사용되는 재료가 소수성인 경우와 동일한 의미로 사용될 수 있고, 이때 「소수성」이란 친수성과 불혼화성(immiscible)인 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, 어떤 물질을 물(또는 물과 섞이는 극성물질)과 혼합하였을 경우, 서로 섞이지 않고 상분리가 일어난 다면, 그 물질은 소수성을 가졌다고 할 수 있다. 마찬가지로, 「친수성 절연부」는 상기 절연부를 형성하기 위해 사용되는 재료가 친수성인 경우와 동일한 의미로 사용될 수 있다. 상기와 같이, 절연부가 친수성 또는 소수성 재료를 포함하는 경우, 코팅 방식에 의해 형성되는 전기변색층의 두께를 균일하게 형성할 수 있다. 예를 들어, 소수성 절연부를 갖는 보조 전극이 전극층 상에 형성된 후에는, 전기변색층 형성을 위한 코팅액이 도포되더라도, 상기 코팅액이 친수성을 갖는 경우라면 상기 소수성 절연부가 상기 코팅액을 밀어내기 때문에, 전기변색층의 두께가 균일하게 형성될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 절연부를 형성하기 위한 재료로는 아크릴 수지 또는 에폭시 수지가 사용될 수 있으며, 상기 재료를 구성하는 탄소사슬의 크기나 극성기의 존부나 종류 또는 그 수에 따라 절연부의 소수성 또는 친수성이 달라질 수 있다.
도 2는 본 출원의 일례에 따른, 보조 전극을 개략적으로 도시한 것이다. a는 절연부의 폭일 수 있고, b는 금속 라인의 폭일 수 있다. 또한, c는 금속라인의 높이 일 수 있고, d는 절연부의 높이일 수 있다. 상기 보조전극의 크기와 관련된 a 내지 d의 값은 전기변색소자의 사용처에 따라 다양하게 변화될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서, 상기 보조전극의 높이는, 약 50 ㎛와 같이 최대 수십 ㎛ 범위를 가질 수 있다.
상기 전기변색층은, 인가되는 전압에 의해 유발되는 전기화학 반응에 의해 변색가능한 물질, 즉 전기변색 물질을 포함하는 층일 수 있다. 전기변색물질로는, 예를 들어, 유기변색 물질 또는 무기변색 물질이 사용될 수 있다. 유기변색물질로는 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리피리딘, 폴리인돌, 폴리카바졸 등과 같은 고분자뿐 아니라, 비올로겐, 안트라퀴논, 페노사이아진과 같은 물질이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 전기변색 물질로는 무기변색 물질이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 산화 반응에 의해 변색이 가능한 산화성 무기변색 물질 또는 환원 반응에 의해 변색이 가능한 환원성 무기변색 물질이 사용될 수 있다. 산화성 변색 물질의 비제한적인 일례로는, 예를 들어, LiNiOx, IrO2, NiO, V2O5, LixCoO2 , Rh2O3 또는 CrO3 등과 같이, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, 및 Ir 중에서 선택된 금속 중 어느 하나 이상의 산화물, 또는 프러시안 블루(prussian blue) 가 사용될 수 있다. 또한, 환원성 변색물질의 비제한적인 일례로는, 예를 들어, WO3, MoO3, Nb2O5, Ta2O5 또는 TiO2 등과 같이, Ti, Nb, Mo, Ta 또는 W 중에서 선택된 금속 중 어느 하나 이상의 산화물이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 전기변색 물질은 입자 형태로 전기변색층에 포함될 수 있다. 구체적인 형태는 특별히 제한되지 않으나, 상기 전기변색물질은 예를 들어, 구형, 타원구형, 막대형, 무정형의 다면체 등과 같은 입자 형태를 가질 수 있다. 상기 전기변색물질 입자의 크기는 전기변색층의 두께와 하기 언급되는 표면조도 등을 고려하여 제어될 수 있으나, 예를 들어, 200 nm 이하로 제어될 수 있다. 입자가 구형, 타원 구형의 입자인 경우, 입자의 크기는 직경을 의미할 수 있고, 입자가 그 밖의 형태를 갖는 경우에는 그 형태에서 가장 큰 차원의 길이를 의미할 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 보조 전극의 금속 라인은 스트라이프 형태 또는 메쉬 형태로 제1 전극층 상에 불연속적으로 마련되고, 상기 절연부는 상기 금속 라인을 피복하므로, 하기 언급되는 코팅 방식에 의해 마련된 전기변색층은 상기 보조 전극의 상부뿐 아니라 상기 보조 전극이 형성되지 않은 제1 전극층의 상부에도 직접 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같은 방식으로, 전기변색층이 보조전극 상에, 그리고 상기 보조전극이 형성되지 않은 전극층 상에 직접 마련될 수 있다. 따라서, 코팅 과정에 따라, 단일의 전기변색층에서도 소정의 높이 차이가 발생할 수 있으며, 이러한 높이 차이는 인접하는 보조 전극의 간극이나 보조전극 절연부 상부에서 더욱 커질 수 있다. 결과적으로, 상기와 같은 전기변색층의 단차는 불균일한 착탈색을 야기할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 전기변색층은 평탄층일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전기변색층은, 상기 제1 전극층과 접하는 상기 전기변색층 면의 반대측 표면의 최대 높이 조도가 20 ㎛ 이하, 또는 10 ㎛ 이하인 편탄층일 수 있다. 본 출원에서, 최대 높이 조도는, 컷 오프(cut off) 내의 조도 곡선에서 중심선과 평행하면서, 상기 조도 곡선의 최고점을 지나는 직선과 최저점을 지나는 직선간의 거리를 의미할 수 있으며, 예를 들면, 평탄층 상에서 100 ㎛2 또는 그 이하의 면적을 가지는 임의의 영역에 대하여 측정한 수치일 수 있다. 상기 범위의 조도를 가질 경우, 두께 차이에 의한 불균일한 착탈색을 대폭 감소시킬 수 있다.
상기 표면 조도 관계를 만족하는 경우, 상기 전기변색층의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 상기 전기변색층은 수 ㎛ 이하의 두께, 즉 높이를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전기변색층은 0.05 ㎛ 이상 또는 0.1 ㎛ 이상의 두께를 가질 수 있고, 20 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이하 또는 5 ㎛ 이하 정도의 높이를 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제1 전극층의 상부에 직접 마련된 전기변색층의 최저 높이는, 상기 보조 전극 높이 이상 또는 그 이하의 값을 갖도록 마련될 수 있다. 본 출원에서 상기 보조 전극의 높이는 전극층 상면으로부터 측정된 것으로, 도 2에서와 같이, 금속 라인을 덮고 있는 소수성 절연재료의 높이(d)를 의미할 수 있다. 또한, 상기 제1 전극층의 상부에 직접 마련된 전기변색층의 최저 높이란, 소자를 그 법선 방향 상부나 하부에서 관찰하였을 때, 상기 보조 전극이 형성되어 있지 않은 전극층 일면의 어느 한 지점으로부터 전기변색층과 전해질층 간 계면을 향해 그어진 수선의 길이 중 가장 작은 길이를 의미할 수 있다.
상기 전해질층은 변색 반응에 관여하는 전해질 이온을 제공할 수 있다. 전해질층에 사용되는 전해질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 액체 전해질, 겔 폴리머 전해질 또는 무기 고체 전해질이 제한없이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 전해질은 겔 폴리머 전해질일 수 있다. 상기 겔 폴리머 전해질은 고분자, 금속염 화합물, 및 용매를 포함하는 조성물로부터 형성될 수 있다.
상기 겔 폴리머 전해질에 포함되는 고분자로는, 플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVdF), 폴리아크릴로나이트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리비닐 클로라이드(Polyvinyl chloride, PVC), 폴리에틸렌 옥사이드(Polyethylene oxide, PEO), 폴리프로필렌 옥사이드(Polypropylene oxide, PPO), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로 플루오로프로필렌)(Poly(vinylidene fluoride-hexafluoro propylene), PVdF-HFP), 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl acetate, PVAc), 폴리옥시에틸렌(Polyoxyethylene, POE), 폴리아미드이미드(Polyamideimide, PAI) 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 전해질은, 예를 들어 H+, Li+, Na+, K+, Rb+, 또는 Cs+를 포함하는 금속염 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 전해질층은 LiClO4, LiBF4, LiAsF6, 또는 LiPF6 와 같은 리튬염 화합물이나, NaClO4와 같은 나트륨염 화합물을 포함할 수 있다.
또한 상기 전해질은, 용매로서 카보네이트 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 카보네이트계 화합물은 유전율이 높기 때문에, 금속염이 제공하는 이온 전도도를 높일 수 있다. 카보네이트계 화합물로는, 예를 들어, PC(propylene carbonate), EC(ethylene carbonate), DMC(dimethyl carbonate), DEC(diethyl carbonate) 또는 EMC(ethylmethyl carbonate) 와 같은 용매가 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 전해질층에 무기 고체 전해질이 사용될 경우, 상기 전해질은 LiPON 또는 Ta2O5을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무기 고체 전해질은 LiPON 또는 Ta2O5에 B, S, W와 같은 성분이 첨가된 전해질일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 전해질층의 가시광선에 대한 투과율은 60 % 내지 95 % 범위일 수 있고, 그 두께는 10 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위일 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 전기변색소자는 이온저장층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 이온저장층은, 전기변색층에 포함되는 전기변색물질의 변색을 위한 가역적 산화·환원 반응시, 전기변색층과의 전하 균형(charge balance)을 맞추기 위해 형성된 층을 의미할 수 있다. 상기 이온저장층은 전해질층과 제2 전극층 사이에 마련될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 이온저장층은 전기변색물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 이온저장층은, 상기 전기변색층에 포함되는 전기변색물질의 변색 특성과 상보적인 변색 특성을 갖는 전기변색물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기변색층이 환원성 변색물질을 포함하는 경우, 상기 이온저장층은 산화성 전기변색물질을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상긱 이온저장층은 평탄층일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 이온저장층은, 상기 제2 전극층과 접하는 상기 전기변색층 면의 반대측 표면의 최대 높이 조도가 20 ㎛ 이하, 또는 10 ㎛ 이하인 편탄층일 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 전기변색소자는, 제2 전극층과 이온저장층 사이에 마련되는 보조 전극을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 전극층과 이온저장층 사이에 마련되는 보조 전극을 제1 보조 전극으로 호칭할 수 있고, 제2 전극층과 이온저장층 사이에 마련되는 보조 전극은 제2 보조 전극으로 호칭할 수 있다. 상기 제2 보조 전극의 구체적인 구성이나 특징은, 상기 언급된 제1 보조 전극의 그것과 동일하다.
상기 전기변색소자는, 각 기판에 포함된 전극에 전압을 인가하는 전원을 포함할 수 있다. 전압에 의해 인가되는 전기변색소자의 구동전압은, 사용되는 전기변색물질에 따라 적절히 조절될 수 있다. 또한, 전원과 소자의 전기적 연결방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 방법에 의해 이루어질 수 있다.
본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 전기변색소자의 제조방법에 관한 것이다. 상기 언급한 바와 같이, 전기변색소자는 제1 전극층, 전기변색층, 전해질층, 제2 전극층 및 제1 보조 전극을 포함할 수 있으며, 선택적으로는 이온저장층과 제2 보조 전극을 추가로 포함할 수 있다.
상기 전기변색소자의 제조방법은 소수성 또는 친수성 절연부에 의해 코팅된 복수의 금속 라인을 포함하는 제1 보조 전극이 스트라이프 또는 메쉬 형태로 형성된 제1 전극층 상에, 전기변색물질을 포함하는 코팅 용액을 도포 후 열처리 함으로써 마련될 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 보조 전극의 금속 라인은 스트라이프 형태 또는 메쉬 형태로 제1 전극층 상에 불연속적으로 마련되고, 상기 절연부는 상기 금속 라인 각각의 둘레만을 피복하므로, 상기 전기변색물질을 포함하는 코팅액은 상기 보조 전극의 상부뿐 아니라 상기 보조 전극이 형성되지 않은 제1 전극층의 상부에도 도포될 수 있다. 따라서, 단순히 전기변색층 형성을 위한 코팅액을 도포 후 열처리 할 경우에는, 보조 전극 상에 형성된 전기변색층과 제1 전극층 상에 형성된 전기변색층 사이에 큰 단차가 발생하게 된다. 또한, 이러한 단차는 각 보조 전극 별로 서로 다르게 나타날 수도 있다. 이처럼 하나의 전기변색층임에도 나타나는 두께의 불균일은, 예를 들어 얼룩 또는 그라데이션(gradation) 모양의 착탈색 불량을 야기한다.
본 출원의 발명자는 상기와 같은 전기변색층 두께의 불균일을 방지하고, 그로 인한 착탈색 불량을 개선고자, 보조 전극의 절연부를 소수성 또는 친수성 재료로 형성하고, 상기 전기변색층을 형성하기 위한 코팅액으로는 피코팅면에 대한 접촉각이 60도 이상인 코팅액을 사용하는 방안을 고안하였다. 상기 접촉각은 동접촉각(static constact angles)일 수 있으며, 공지된 장치와 방법을 통해 측정될 수 있다. 접촉각이 측정되는 피코팅면은 상기 전기변색층을 형성하기 위한 코팅액이 도포되는 대상을 의미할 수 있고, 예를 들어, 전극층 또는 보조전극의 절연부일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 절연부가 소수성 재료로부터 형성되는 경우, 상기 코팅액은 상기 접촉각 범위를 만족하도록 구성된 전기변색물질 함유 친수성 코팅액일 수 있다. 반대로, 상기 절연부가 친수성 재료로부터 형성되는 경우, 상기 코팅액은 상기 접촉각 범위를 만족하도록 구성된 전기변색물질 함유 소수성 코팅액일 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 성질을 갖는 피코팅면과 코팅액이 사용될 경우, 서로 간의 비친화성으로 인해, 코팅액과 절연부 재료 사이에 반발력이 발생할 수 있고, 그에 따라 상기 코팅액이 균일한 두께를 가지면서 도포될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 코팅액은 용매, 전기변색물질, 및 바인더 및/또는 첨가제를 포함할 수 있다. 피코팅면에 대한 상기 접촉각 범위를 만족할 수 있다면, 코팅액을 형성하는 각 성분의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 코팅액에 친수성 부여가 요구되는 경우에는 물 및/또는 알코올계 용매가 적절히 사용될 수 있다. 전기변색물질로는 상기 언급된 환원성 또는 산화성 전기변색물질이 사용될 수 있고, 바인더나 첨가제로는 본 출원 개념을 해하지 않는 범위에서 적절한 물질이 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 피코팅면에 대하여 60 도 이상의 접촉각을 갖는 코팅액은 특정 범위의 표면 에너지를 가질 수 있다..
상기 코팅액을 도포하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 스핀코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 그라비아 코팅, 플로우 코팅, 슬롯 다이 코팅 또는 바 코팅 등과 같은 습식 코팅(wet coating) 방식을 사용할 수 있다.
상기 제1 전극층 상에 보조 전극을 마련하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 공지된 프린팅 방식을 통해 마련할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제2 전극은 그 일면에 제2 보조 전극과 이온저장층이 마련된 전극 적층체일 수 있다. 제2 보조 전극의 구체적인 구성이나 특성, 및 이를 형성하는 방법은 상기 제1 보조 전극의 그것과 동일하다. 상기 이온저장층의 경우에도, 전기변색층에 사용되는 물질과 상보적인 변색 특성의 전기변색 물질이 사용되는 점을 제외하고, 동일한 용매와 바인더 및 그 밖의 성분을 사용하여 마련될 수 있다.
전해질층을 마련하는 방법 역시 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 액체 전해질이 사용될 경우, 상기 언급된 금속염 화합물을 상기 언급된 용매에 용해시킨 전해질 용액을 상기 제1 전극 적층체, 및 제2 전극층(또는 제2 전극 적층체) 사이에 주입하여 전해질층을 마련할 수 있다. 겔 폴리머 전해질의 경우에는, 상기 언급된 고분자, 금속염 화합물, 및 용매를 포함하는 전구체를 가열하여 용매를 증발시키고, 제조된 겔 폴리머를 기판과 합착시켜 전해질층을 마련할 수 있다. 또한, 무기고체 전해질이 사용되는 경우에는, 증착 등의 방법을 통해 무기고체전해질층을 상기 전극층이나 적층체 중 어느 하나의 일면에 마련할 수 있다.
상기와 같은 방식으로 소자를 제조할 경우, 전극층 상에 불연속적으로 형성된 보조 전극을 포함함에도 불구하고, 전기변색층이나 이온저장층의 두께를 균일하게 형성할 수 있다.
110, 120: 투광성 기재
130, 140: 전극층
150, 160: 전기변색층, 이온저장층
170: 전해질층
180, 190: 보조 전극
130, 140: 전극층
150, 160: 전기변색층, 이온저장층
170: 전해질층
180, 190: 보조 전극
Claims (6)
- 제1 전극층; 상기 제1 전극층 상에 마련된 전기변색층; 상기 전기변색층 상에 마련된 전해질층; 상기 전해질층 상에 마련된 제2 전극층; 상기 전해질층과 상기 제 2 전극층 사이에 마련되는 이온저장층; 및 상기 제1 전극층과 전기변색층 사이에 마련되는 제1 보조 전극을 포함하는 전기변색소자이고,
상기 제1 보조 전극은, 복수의 금속 라인과 상기 금속 라인을 피복하는 절연부를 포함하며,
상기 전기변색층은, 제1 전극층과 접하는 상기 전기변색층 면의 반대측 표면의 최대 높이 조도가 20 ㎛ 이하의 평탄층이고,
상기 전기변색소자는, 상기 이온저장층과 제2 전극층 사이에 마련되는 제2 보조 전극을 더 포함하며,
상기 제2 보조 전극은 복수의 금속 라인과 상기 금속 라인을 피복하는 절연부를 포함하고,
상기 이온저장층은, 제2 전극층과 접하는 상기 이온저장층 면의 반대측 표면의 최대 높이 조도가 20 ㎛ 이하의 평탄층인 전기변색소자.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 절연부가 복수의 금속 라인 각각을 코팅하고 있는 보조 전극이 마련된 제1 전극층 상에, 피코팅면에 대한 접촉각이 60°이상인 전기변색물질 함유 코팅액을 도포 후 열처리하여 전기변색층을 마련하는 단계; 및
상기 전기변색층 상에, 전해질층과 제2 전극층을 마련하는 단계를 포함하는 제 1 항에 따른 전기변색소자의 제조방법. - 제5항에 있어서, 복수의 금속 라인이 절연부에 의해 피복되어 있는 보조 전극이 마련된 제2 전극층 상에, 피코팅면에 대한 접촉각이 60 º 이상인 전기변색물질 함유 수성 코팅액을 도포 후 열처리하여 이온저장층을 마련하는 단계;
를 더 포함하는 전기변색소자의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160126261A KR102024255B1 (ko) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 전기변색소자 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160126261A KR102024255B1 (ko) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 전기변색소자 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180036105A KR20180036105A (ko) | 2018-04-09 |
| KR102024255B1 true KR102024255B1 (ko) | 2019-09-23 |
Family
ID=61978081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160126261A KR102024255B1 (ko) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 전기변색소자 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102024255B1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020033506A1 (en) * | 2018-08-09 | 2020-02-13 | Purdue Research Foundation | Multi-layer optical materials systems and methods of making the same |
| WO2020149988A1 (en) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | Gentex Corporation | Electrodes for electro-optic devices and methods of making the electrodes |
| KR102305870B1 (ko) * | 2020-06-08 | 2021-09-28 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 전기변색 특성과 진동 특성을 모두 갖는 컬러 진동 모터, 그 구동 제어 방법, 및 제조 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011170364A (ja) | 2004-03-12 | 2011-09-01 | Boeing Co:The | 多色システム、低蒸気圧溶媒、およびエレクトロクロミック装置のためのアレイ調光制御装置 |
| US20140177026A1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-06-26 | Leader Optronics Technology Co., Ltd. | Electrochromic device including metal lines |
| JP2015508189A (ja) | 2012-02-28 | 2015-03-16 | セイジ・エレクトロクロミクス，インコーポレイテッド | マルチゾーンエレクトロクロミックデバイス |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09309173A (ja) * | 1996-03-21 | 1997-12-02 | Showa Denko Kk | イオン伝導性積層物、その製造方法及び用途 |
| KR100758379B1 (ko) * | 2004-08-31 | 2007-09-14 | 주식회사 엘지화학 | 산화아연을 함유한 전기변색소자 및 그 제조방법 |
-
2016
- 2016-09-30 KR KR1020160126261A patent/KR102024255B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011170364A (ja) | 2004-03-12 | 2011-09-01 | Boeing Co:The | 多色システム、低蒸気圧溶媒、およびエレクトロクロミック装置のためのアレイ調光制御装置 |
| JP2015508189A (ja) | 2012-02-28 | 2015-03-16 | セイジ・エレクトロクロミクス，インコーポレイテッド | マルチゾーンエレクトロクロミックデバイス |
| US20140177026A1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-06-26 | Leader Optronics Technology Co., Ltd. | Electrochromic device including metal lines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20180036105A (ko) | 2018-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6770087B2 (ja) | 電気変色素子 | |
| KR102141635B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| US11467460B2 (en) | Electrochromic film and an electrochromic device comprising the same | |
| KR102056596B1 (ko) | 전기변색 소자, 그 제조방법, 및 상기 소자의 광학 특성 제어방법 | |
| KR102024255B1 (ko) | 전기변색소자 및 그 제조방법 | |
| EP3617789B1 (en) | Electrochromic device | |
| JP6932141B2 (ja) | 電気変色素子 | |
| KR102079142B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102010734B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102211098B1 (ko) | 코팅 조성물, 전기변색소자, 및 그 제조방법 | |
| KR102126684B1 (ko) | 전기변색소자의 구동방법 | |
| KR102126683B1 (ko) | 전기변색소자의 구동방법 | |
| JP6896304B2 (ja) | 電気変色素子 | |
| KR102113478B1 (ko) | 전기변색필름, 전기변색소자 및 그 제조방법 | |
| KR102071901B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| EP3617771B1 (en) | Light-transmissive film and electrochromic element comprising same | |
| KR20230099657A (ko) | 전기변색소자 | |
| KR20180036052A (ko) | 전기변색소자 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |