KR102029304B1 - 플라스틱 기판을 가지는 전기 화학적 장치 - Google Patents

플라스틱 기판을 가지는 전기 화학적 장치 Download PDF

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레로이 제이. 크뢰프네
윌리엄 엘. 토나르
개리 제이. 도제만
켈빈 엘. 바우만
마리오 에프. 생어 내이버
재커리 제이. 페트로엘제
가렛 데놀프
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Abstract

전기 변색 장치는 전방 표면, 및 후방 표면을 포함하는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판으로서, 후방 표면은 제1 전도성 재료를 포함하고; 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하는, 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판; 전방 표면, 및 후방 표면을 포함하는 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판으로서, 전방 표면은 제2 전도성 재료를 포함하고, 제1 기판은 밀봉 부재에 의해 제2 기판에 접합되고, 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 밀봉 부재로 그 사이에 챔버를 정의한다.

Description

플라스틱 기판을 가지는 전기 화학적 장치{ELECTROCHEMICAL DEVICES WITH PLASTIC SUBSTRATES}
관련출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2015년 3월 9일에 출원된 미국 가특허출원 제62/130,354호; 2015년 3월 18일에 출원된 제62/135,003호; 2015년 6월 25일에 출원된 제62/184,704호; 2015년 11월 20일에 출원된 제62/257,950; 2015년 11월 20일에 출원된 제62/258,051호의 이익을 주장하며, 이들 출원의 전체 개시 내용은 임의의, 그리고 모든 목적으로 본원에 참조로서 원용된다.
기술분야
본 기술은 일반적으로 전기 변색 장치에 관한 것이다. 보다 특히, 본 기술은 적어도 하나의 플라스틱 기판을 가지는 전기 변색 장치에 관한 것이다.
일 양태에서, 전기 변색 장치는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판 및 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판을 포함한다. 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판은 전방 표면 및 후방 표면을 포함하고, 후방 표면은 제1 전도성 재료를 포함하고, 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다. 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판은 전방 표면 및 후방 표면을 포함하고, 전방 표면은 제2 전도성 재료를 포함한다. 전술한 경우에, 장치에서, 제1 기판은 밀봉 부재에 의해서 제2 기판에 접합되고, 밀봉 부재로 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 그 사이에 챔버를 정의한다. 일부 구현예에서, 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 챔버는 음극 재료 및 양극 재료를 포함하는 전기 변색 매체를 포함할 수 있다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 제1 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 절연체/금속/절연체 스택(stack)(IMI 스택), (인듐 주석 산화물 입자와 같은) 나노 입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함할 수 있다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 제2 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 부가적인 전도성 코팅이 제1 또는 제2 전도성 금속 메시 또는 전도성 나노와이어 코팅의 어느 하나 또는 둘 모두 위에 놓일 수 있다.
전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 밀봉 부재는 제1 기판을 제2 기판에 대해서 유지하는 열-경화성 밀봉부, 자외선-경화성 밀봉부, 제3 열적 플라스틱을 이용하는 핫 멜트, 용접부, 감압형 접착제(PSA), 또는 열 밀봉 막을 포함할 수 있다.
전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 챔버는 제1 중합체-계 전기 변색 막을 포함할 수 있다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 중합체-계 전기 변색 막이 가교-결합된 전기 변색 막 또는 열가소성 전기 변색 막일 수 있다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 제1 중합체-계 전기 변색 막은 제1 전기 활성 재료 및 제1 열가소성 중합체를 포함할 수 있다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 제1 전기 활성 재료는 음극 재료, 양극 재료, 또는 음극 재료 및 양극 재료의 혼합물이다.
전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 챔버는 제2 중합체-계 전기 변색 막을 포함할 수 있다. 중합체-계 전기 변색 막이 가교-결합된 전기 변색 막 또는 열가소성 전기 변색 막일 수 있다. 중합체-계 전기 변색 막은 제2 전기 활성 재료 및 제2 열가소성 중합체를 포함할 수 있다. 장치가 제1 및 제2 중합체-계 전기 변색 막(예를 들어, 열가소성 전기 변색 막) 둘 모두를 포함하는, 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 막은 전해질 층에 의해서 분리될 수 있다. 전해질 층은 다공성 멤브레인 또는 이온을 전달할 수 있는 이온-교환 멤브레인을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 전기 변색 장치는 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판, 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판; 및 제1 기판의 제2 표면을 제2 기판의 제1 표면에 접합하여 그 사이에 챔버를 형성하는 밀봉 부재를 포함한다. 장치에서, 제1 기판의 표면 또는 양 표면이 자외선 광 흡수 층 또는 재료로 코팅되거나, 기판이 자외선 광 흡수 층 또는 재료로 함침되고, 제2 표면은 전도성 재료, 및 양극 재료를 포함하는 제1 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅되고, 챔버는 UV-경화성 또는 열-경화성 겔화제(gelling agent)를 함유하는 유체 매체를 포함한다. 일부 구현예에서, 유체 매체는 음극 재료를 더 포함한다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 유체 매체는 자외선 흡수 재료를 더 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 제2 기판의 제1 표면은 음극 재료를 포함하는 제2 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅된다. 다른 구현예에서, 제2 기판의 제1 표면은 전도성 코팅으로 코팅된다. 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이에서 UV-경화성 수지, 열 경화 수지, 핫 멜트 플라스틱, PSA, 열 밀봉 막, 또는 용접부를 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 전기 변색 장치는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판 및 제2 가요성 또는 강성 기판을 포함한다. 장치에서, 제1 가요성 또는 강성 기판은 전방 표면, 및 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, IMI 스택, (인듐 주석 산화물 입자와 같은) 나노입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 가지는 후방 표면을 포함하고, 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 갖는다. 전도성 와이어 메시 또는 전도성 나노와이어 코팅이 다른 전도성 코팅과 함께 코팅될 수 있다. 장치에서, 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판은 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, IMI 스택, (인듐 주석 산화물 입자와 같은) 나노입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 가지는 전방 표면, 및 후방 표면을 포함하고, 제1 기판은 밀봉 부재에 의해서 제2 기판에 접합되고, 밀봉 부재로 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 그 사이에 챔버를 정의한다. 일부 구현예에서, 제2 기판은 플라스틱 기판이고, 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다. 기판은, UV 광을 흡수하는 부가적인 코팅을 포함할 수 있거나, UV 흡수 재료가 기판 내로 통합될 수 있다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 챔버는 음극 재료 및 양극 재료를 포함하는 전기 변색 매체를 포함한다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 제1 기판의 후방 표면은 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, IMI 스택, (인듐 주석 산화물 입자와 같은) 나노입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함하고; 제2 기판의 전방 표면은 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, IMI 스택, (인듐 주석 산화물 입자와 같은) 나노입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함한다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면 각각은 전도성 재료와 챔버 사이에 배치된 전도성 코팅을 포함한다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 제1 기판의 제1 표면 및/또는 제2 기판의 제2 표면은 스크래치-방지 코팅을 포함한다. 표면에 도포되는 부가적인 코팅은 반사-방지 코팅 및/또는 얼룩-방지 또는 지문-방지 코팅을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
다른 양태에서, 전기 변색 장치에 대한 기판을 형성하기 위한 프로세스가 제공된다. 이와 같은 프로세스는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 표면을 제1 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅하는 것을 포함한다. 제1 중합체-계 전기 변색 막은 적어도 하나의 제1 전기 활성 재료 및 제1 열가소성 중합체를 가지며, 제1 표면은 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, IMI 스택, (인듐 주석 산화물 입자와 같은) 나노입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체, 및 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 제2 표면 상의 가스 장벽 코팅을 더 포함한다. 전도성 나노와이어 코팅 또는 전도성 금속 메시는 부가적인 전도성 코팅으로 더 코팅될 수 있다. 프로세스의 일부 구현예에서, 코팅은 슬롯 다이 코팅, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 그라비어(gravure) 코팅, 커튼 코팅, 분무 코팅, 침지 코팅, 압출 코팅, 또는 활주 코팅을 이용하여 도포된다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 프로세스는 또한 밀봉 부재를 이용하여 제1 중합체-계 전기 변색 막을 포함하는 제1 기판의 표면을 제2 기판의 제1 표면에 접합하는 것, 그리고 그 사이에 챔버를 형성하는 것을 포함한다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 프로세스는 또한 제2 기판의 제1 표면을 제2 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅하는 것을 포함하고, 제2 전기 변색 막은 적어도 하나의 제2 전기활성 재료 및 제2 열가소성 중합체를 포함한다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 프로세스는 또한 유체 또는 겔 전해질 매체로 챔버를 충진하는 것을 포함할 수 있다. 유체 매체는 후속하여 현장에서(in situ) 겔화되거나 고화될 수 있다.
다른 양태에서, 전기 변색 장치는 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 가요성 기판으로서; 후방 표면은: 제1 전도성 재료를 포함하고; 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하는, 가요성 기판; 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 강성 기판으로서; 전방 표면이 제2 전도성 재료를 포함하는, 강성 기판을 포함하고; 가요성 기판은 강성 기판에 일치되는 형상이고; 가요성 기판은 밀봉 부재에 의해서 강성 기판에 접합되고, 밀봉 부재로 가요성 기판의 후방 표면 및 강성 기판의 전방 표면은 그 사이에 챔버를 형성한다.
다른 양태에서, 전기 변색 장치는 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 강성 기판으로서; 후방 표면은 제1 전도성 재료를 포함하고; 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하는, 강성 기판; 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 가요성 기판을 포함하며; 전방 표면은 제2 전도성 재료를 포함하고; 가요성 기판은 강성 기판에 일치되는 형상이고; 가요성 기판은 밀봉 부재에 의해서 강성 기판에 접합되고, 밀봉 부재로 가요성 기판의 후방 표면 및 강성 기판의 전방 표면은 그 사이에 챔버를 형성한다.
도 1은 일부 구현예에 따른, 전기 변색 장치의 개략적인 횡단면도이다.
도 2는 일부 구현예에 따른, 하나의 표면 상에 전도성 층을 가지는 기판의 개략도이다.
도 3은 전도성 와이어 및 메시 패턴의 개략적인 도면이다.
도 4는 적용 실시예에 따른, 장치 내로의 산소 침투로 인한 전기 변색 장치의 흡수도 증가를 도시한다.
이하에서 다양한 구현예가 설명된다. 구체적인 구현예가 한정적인 설명으로 또는 본원에서 논의된 더 넓은 양태에 대한 제한으로서 의도된 것이 아님을 주목하여야 한다. 특별한 구현예와 함께 설명된 일 양태는 이와 같은 구현예로 반드시 제한되지 않고, 임의의 다른 구현예(들)와 함께 실시될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "약(about)"은 당업자에게 이해될 것이고 사용되는 문맥에 따라 어느 정도 가변적일 것이다. 당업자에게 명확하지 않은 용어가 사용된다면, 용어가 사용되는 문맥이 주어지는 경우, "약(about)"은 특정 용어의 플러스 또는 마이너스 10%까지를 의미할 것이다.
(특히 아래의 청구범위의 문맥에서) 요소를 설명하는 문맥에서의 용어 "임의의 하나(a)" 및 "임의의 하나(an)"와 "정해진 하나(the)" 그리고 유사한 지시 대상의 사용은, 여기에서 달리 지시되지 않거나 문맥에서 명확히 부정되지 않는다면, 단일형과 복수형 모두를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 여기에서 값의 범위의 설명은, 여기에서 달리 지시되지 않는 한, 단지 범위 내에 해당하는 각각의 별도 값을 개별적으로 참조하는 속기 방법의 역할을 하고자 의도되며, 각각의 별도 값은 마치 여기서 개별적으로 인용되는 바와 같이 명세서로 원용된다. 여기에 설명되는 모든 방법은 여기에 달리 지시되지 않거나 또는 달리 문맥으로 명확히 부정되지 않는 한 임의의 적합한 지시로 실행될 수 있다. 임의의 그리고 모든 실시예, 또는 여기에 제공되는 예시적인 언어(예컨대, "와 같은(such as)")의 사용은 달리 언급하지 않는 한 단지 구현예를 보다 양호하게 분명히 하기 위한 것이지 청구항의 범위에 대한 제한을 하고자 의도된 것은 아니다. 본 명세서 내의 어떠한 언어도 필수적인 것으로 임의의 청구되지 않는 요소를 지시하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 투명한"이라는 용어는 당업자에 의해 이해될 것이고, 사용되는 문맥에 따라 어느 정도 변경될 것이다. 만약 당업자에게 명확하지 않은 용어가 사용된 경우에, 이와 같은 용어가 사용된 문맥을 고려하여, 이와 같은 용어는, 재료가 재료의 2 mm의 두께를 통해서 10°의 반사각으로, 재료로 지향된 400 nm의 파장을 가지는 광의 빔의 약 75% 이상의 광 투과를 허용한다는 것을 의미한다.
플라스틱 기판을 가지는 전기 변색 장치가 수년간 요구되어 왔다. 본 발명자는 본원에서 플라스틱 기판 전기 변색 장치의 구현을 방해하였던 문제점에 대한 다수의 해결책을 제공한다. 이와 같은 문제점은, 산소 침투, 저저항 전도성 코팅의 불용성, 자외선(UV) 광을 이용하여 재료를 경화할 수 있는 능력, 기판과 함께 휘어질 전기 변색 막, 및 이와 같은 재료 및 장치를 제조하는 방법을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본원에서 설명된 전기 변색 장치는 제1 전도성 표면을 가지는 제1 기판, 제2 전도성 표면을 가지는 제2 기판, 및 제1 및 제2 전도성 표면이 밀봉 부재의 적어도 일부와 접촉되는 상태로 제1 기판을 제2 기판에 접합하는 밀봉 부재에 의해서 정의되는 적어도 하나의 챔버를 포함한다. 본원에서 정의된 챔버 내에, 전기 변색 매체가 배치될 수 있고, 전기 변색 매체는 전도성 표면 중 하나 또는 둘 모두에 전위가 인가될 때 장치의 컬러 변화를 제공한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 전기 변색 매체는 적어도 음극 재료(즉, 환원 가능한 재료), 양극 재료(즉, 산화 가능한 재료), 또는 음극 재료 및 양극 재료의 혼합물을 함유할 수 있다. 전기 변색 매체는 고체 상태, 용액 상, 겔, 또는 열가소성 재료 또는 가교-결합 재료와 같은 중합체-계 재료일 수 있다. 음극 및 양극 재료의 하나 또는 둘 모두가 제1 및 제2 기판의 하나 또는 둘 모두에 한정될 수 있다. 음극 및 양극 재료의 하나 또는 둘 모두가 표면 한정되는 일부 구현예에서, 양극 재료는 제1 또는 제2 전도성 표면 상에서 격리될 수 있고, 음극 재료는 제2 또는 제1 전도성 표면 상에서 격리될 수 있다. 전기 변색 매체는 또한 하나의 전극으로부터 다른 전극으로의 전하 이동을 용이하게 하기 위해서 전해질을 함유할 수 있다. 제1 및 제2 전도성 표면으로 전기 접촉이 이루어질 수 있게 하기 위해서, 제1 및 제2 기판이 서로 오프셋 될 수 있다.
이들이 전기 변색 장치이기 때문에, 충분한 전위가 장치에 인가될 때, 전기 변색 매체 또는 코팅에서 투과 변화를 겪는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 광 투과의 변화는 매체 또는 코팅 내의 컬러 변화의 결과일 수 있고, 그에 따라 양극 및 음극 종의 산화 및 환원은 매체 또는 코팅의 흡수를 변화시켜, 전위 인가시에 투과 감소를 초래한다. 양극 및 음극 재료가 챔버를 통한 이동과 관련하여 한정될 때, 전위의 해제는 감소된 투과 상태의 유지를 초래할 수 있고, 또는 양극 및 음극 재료가 챔버를 통해서 이동게 하는 경우에 또는 환원된 음극 및 산화된 양극이 챔버 내에서 분리되어 유지되지 않는 경우에, 전위의 해제는 투과 증가를 초래할 수 있다. 전위의 인가 이후의 장치 단락은 투과 상태가 원래의 전위-전 광 투과로 복귀되는데 필요한 시간을 가속할 수 있다. 인가되는 전위를 일시적으로 반전시키는 것은 또한 낮은 광 투과로부터 높은 광 투과로의 투과 변화를 가속할 수 있다.
일반적으로 도 1을 참조하면, 전기 변색 장치(100)가 제공된다. 장치(100)는 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)을 가지며, 각각의 기판은 전방 표면 및 후방 표면을 갖는다. 제1 기판(110)은 밀봉 부재(130)에 의해서 제2 기판(120)에 접합될 것이고, 그에 따라 챔버가 형성된다. 챔버는 제1 기판(110)의 후방 표면, 제2 기판(120)의 전방 표면, 및 밀봉 부재(130)의 내부 표면에 의해서 정의된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110)의 후방 표면은 제1 전도성 재료(112)를 포함할 수 있다. 장치는 미러일 수 있고, 여기에서 제1 기판은 실질적으로 투명하고 제2 기판은 미러형 기판이며, 전방 또는 후방 표면이 미러형 표면이다. 장치는 또한, 건물 창, 차량 창, 또는 항공기 창과 같은 창일 수 있고, 여기에서 양 기판이 실질적으로 투명하다. 장치는 또한 광 필터일 수 있다. 장치는 또한 안경 렌즈일 수 있다. 장치는 또한 임의의 다른 특별한 적용예를 위한 미러형인, 중간 투명인, 또는 실질적으로 투명한, 가요성 또는 강성 전기 변색 장치일 수 있다.
가스 확산 장벽
장치에서, 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다. 가스 확산 장벽은, 산소 또는 수증기와 같은 가스의 장치 내로의 침투에 대한 장벽이다. 그에 따라, 가스 확산 장벽은 가스가 장치로 진입하는 것을 방지하거나, 적어도 제한한다. 제2 기판이 투기성인 재료(이하 참조)로 제조되는 경우에, 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두가 또한 가스 확산 장벽을 포함할 수 있다. 전기 변색 매체에 가장 근접한 기판 표면 상에 가스 장벽을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 기판의 후방 표면 및/또는 제2 기판의 전방 표면.
가스 확산 장벽이 장치 내에서 이용될 때, 가스 확산 장벽이 장치 내로의 가스 침투를 최소화 또는 방지할 수 있다. 예를 들어, 확산 장벽에 의해서 배제되는 가스가 산소이고, 가스 확산 장벽은 산소가 장치 내로 침투하는 것을 방지하거나 적어도 최소화한다. 배제되는 가스가 수증기인 경우에, 가스 확산 장벽은 물이 장치 내로 침투하는 것을 방지하거나 적어도 최소화한다. 일부 구현예에서, 가스 확산 장벽은 단일 가스에 대한 장벽인 반면, 다른 실시예에서 가스 확산 장벽은 복수 가스에 대한 장벽이다. 이는 단일 층 가스 확산 장벽 또는 복수 층 가스 확산 장벽에 의해서 제공될 수 있다. 전기 변색 장치의 경우에, 기판 및 가스 장벽은 10-2 cm3/m2/일(day) atm 미만의 산소 투과율을 가져야 한다. 이는 10-3 cm3/m2/일 atm 미만 및 10-4 cm3/m2/일 atm 미만을 포함할 수 있다.
예시적인 가스 확산 장벽은 기판에 도포되는 중합체 및/또는 무기 막(들), 진공 증발 또는 스퍼터링과 같은 물리적 증착, 플라즈마-강화 화학적 증착(PECVD)에 의해 기판에 도포된 층(들); 원자 층 침착(ALD)에 의해 도포된 층(들); 또는 중성 빔 보조 스퍼터링(NBAS)에 의해 기판에 도포된 층(들)을 포함할 수 있다. 예시적인 장벽 막은, 비제한적으로, Al2O3, Si3N4, SN, TiN, SiOxNy, 인듐 주석 산화물(ITO), SiO2, ZnO2, 또는 TiO2의 막을 포함할 수 있고, 여기에서 x 및 y는 0 초과 내지 4이다. 기체 확산 층이 중합체인 경우; 예시적인 중합체는, 폴리이미드, (폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및/또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)와 같은) 폴리에스테르, 시클로올레핀 공중합체(COC), 시클로올레핀 중합체(COP), 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)(EVOH), 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 폴리비닐 알코올(PVOH), Saran®(PVDC), Saranex®(HDPE, EVA 및 PVDC), 에피클로로히드린, Barex® (아크릴로니트릴 공중합체)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다른 예시적인 장벽은, Vitex® 장벽 시스템, Fujifilm 장벽 및 3M 장벽과 같은, 자가-조립 나노입자(SNAP), 다층 혼합 유기 및 무기 박막을 포함한다. Vitex 시스템은 DC 반응성 스퍼터링된 알루미늄 산화물 및 UV-경화된 증착된 유기 단량체의 교번 층으로 이루어진 막이다. Fujifilm 및 3M 시스템은, 무기 막 및 중합체 막으로 이루어진 교번 막이라는 점에서, Vitex와 유사하다. 다층 장벽 막은 일반적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 기판 상의 교번 유기(일반적으로 아크릴레이트) 층 및 무기(금속 산화물 또는 질화물) 층(다이아드(dyad))으로 구성된다. 상업적으로 입수 가능한 장벽 막은 일반적으로 2 내지 3개의 다이아드 및 보호 탑코트를 갖는다. 다른 예시적인 장벽 시스템은, 이하의 참조 문헌에 예시된 바와 같은 층별 침착 기법에 의해서 침착된, 양이온 중합체 및 음이온 중합체의 교번 박막이다: Yang, Y. H. 외. Macromol, 2011, 44, 1450-1459. 다른 예시적인 장벽 막은 플라스틱 기판에 도포된 가요성의, 얇은 유리 막(0.5 mm 두께 미만)을 포함한다. 얇은 유리는 액체 광학적 결합 접착제를 이용하여 플라스틱 기판에 접착될 수 있거나, 광학적으로 투명한 감압형 접착제를 이용하여 적층될 수 있다. 적합한 가요성의 얇은 유리 막의 일 예에는, Corning Inc.(뉴욕, 코닝)로부터 입수할 수 있는 Willow® 유리가 포함되지만 이에 제한되지 않는다.
기판
장치에서, 적어도 하나의 제1 기판이 플라스틱 기판이다. 플라스틱 기판은, 폴리에틸렌(저밀도 및 고밀도 둘 모두), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리메타릴레이트를 포함하지만 이에 제한되지 않는 아크릴 중합체, 시클로알파닉 디아민 도데카네디오닉 산 중합체(즉, Trogamid® CX7323), 에폭시, Zeonor 1420R과 같은 시클릭 올레핀 중합체(COP), Topas 6013S-04 또는 Mitsui Apel과 같은 시클릭 올레핀 공중합체(COC), 폴리메틸펜텐, 셀룰로오스 트리아세테이트와 같은 셀룰로오스 에스테르계 플라스틱, 및 폴리아크릴로 니트릴을 포함하지만 이에 제한되지 않는 폴리이미드를 포함하지만 이에 제한되지 않는 중합체 기판일 수 있다. 제2 기판과 관련하여, 제1 기판과 동일하거나 상이한 중합체 재료로 이루어진 플라스틱 기판일 수 있다. 제1 및 제2 기판 둘 모두가 플라스틱 기판인 경우에, 이와 같은 기판은 가요성 또는 강성 기판일 수 있고, 그에 따라 그에 의해서 형성된 전기 변색 장치가 가요성 또는 강성 전기 변색 장치일 수 있다.
플라스틱 기판 상의 투명 전도성 산화물(TCO) 코팅에서 만연하는 하나의 문제는, 전기 변색 장치를 위한 충분히 낮은 시트 저항을 달성할 수 없다는 것이다. 제1 기판의 후방(또는 제2) 표면 및 제2 기판의 전방(또는 제1) 표면은 전도성 재료를 포함한다. 제2 기판이 금속인 경우에, 시트 저항은 충분히 낮으나, 실질적으로 투명한 기판인 제1 기판의 경우에, 후방 표면은 기판 상의 전도성 표면을 제공하기 위해서 전도성 재료를 포함한다. 예를 들어, 전도성 재료가 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물, 및 주석 산화물과 같은 TCO일 수 있다. 그러나, 가요성이 적어도 제1 기판에 의해서 나타나야 하는 경우에, 그리고 특히 양 기판이 가요성 또는 강성인 경우에, 인듐 주석 산화물은 매우 취성적이고 반복되는 휘어짐을 견디지 못할 수 있다. 따라서, 본 기술에서, 전도성 재료는, 미러의 경우에 반사에 또는 창의 경우에 투명도에 실질적으로 영향을 미치지 않는 치수를 가지는 전도성 나노와이어 코팅 또는 전도성 금속 메시 재료일 수 있다. 예를 들어, 메시 또는 나노와이어 코팅이 50% 초과의 투과를 가질 수 있다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 메시는 60% 초과, 70% 초과, 80% 초과, 또는 90% 초과의 투과를 가질 수 있다. 전도성 재료는 또한, 미국 특허 제7,830,583호 및 제8,368,992호에 개시된 것과 같은 절연체/금속/절연체 스택("IMI 스택")일 수 있다. 절연체는 ITO와 같은 TCO일 수 있고, 금속은 은과 같은 전도성 금속일 수 있다. 이와 같은 구조는 5 내지 9 Ω/sq의 시트 저항을 획득할 수 있는 한편, 80% 초과의 투과 및 110 nm 미만의 두께를 가질 수 있고, 이는 860 nm 두께에서 5 Ω/sq를 가지는 플라스틱 상의 ITO 코팅보다 상당히 작은 것이다. 또한, 메시, 나노와이어 코팅, 및 IMI 스택은 50 Ω/sq 미만의 시트 저항을 가질 수 있다. 이는 10 Ω/sq 미만 1 Ω/sq 미만, 0.5 Ω/sq 미만, 0.2 Ω/sq 미만, 0.1 Ω/sq 미만, 0.05 Ω/sq 미만, 또는 0.01 Ω/sq 미만의 시트 저항을 포함할 수 있다. 전술한 구현예들 중 임의의 구현예에서, 메시는 약 0.0001 Ω/sq 내지 약 50 Ω/sq의 시트 저항을 가질 수 있다. 이는 약 0.0001 Ω/sq 내지 약 10 Ω/sq, 약 0.0001 Ω/sq 내지 약 5 Ω/sq, 약 0.0001 Ω/sq 내지 약 1Ω/sq, 약 0.001 Ω/sq 내지 약 10 Ω/sq, 및 약 0.001 Ω/sq 내지 약 1 Ω/sq의 시트 저항을 가지는 메시, 나노와이어 코팅, 및 IMI 스택을 포함할 수 있다. ITO와 같은 취성 TCO는, 기판 휘어짐에 더 큰 내성을 가지게 하기 위해서, 전도성 중합체 또는 (ITO 나노입자와 같은) 전도성 나노입자로 충진된 투명 중합체와 같이 더 가요성인 전도성 막으로 코팅될(언더코팅될, 오버코팅될, 또는 둘 모두로 코팅될) 수 있다. 만약 균열이 취성 TCO 내에서 발생한다면, 가요성 전도성 막이 갭을 전기적으로 가교 연결할 것이고 손상된 영역 내에서 전도도를 유지할 것이다.
COC 또는 COP와 같은, 플라스틱 기판, 특히 화학적으로 불활성인 경향이 있는 기판 상의 코팅의 하나의 문제점은, 가스 확산 장벽 및 전도성 코팅의 도포 이전의 기판 표면 활성화 또는 접착 촉진 층이 없는 경우에, 기판 상의 코팅이 층 분리 영역을 가지는 경향이 있을 수 있다는 것이다. 기판으로부터의 코팅의 층 분리는, 특히 밀봉부에 근접하여 층 분리가 존재하는 경우에, 요소 챔버 내로의 산소 또는 수증기의 침투를 위한 채널을 제공한다. 대안적으로, EC 장치의 중심에 근접하여 발생되는 층 분리는 또한 산소 또는 수증기를 위한 가스 확산 장벽 내의 개구부를 유발할 수 있고 그에 따라 그 목적을 달성하지 못하게 할 수 있다. 따라서, 접착 촉진 층은, 바람직하게 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 20 nm 미만, 바람직하게 5 nm 미만의 두께 및 50% 초과의 투과로 코팅된, 알루미늄, 티타늄, 구리 또는 크롬, 바람직하게 크롬과 같은 금속 코팅의 반투명 층일 수 있다. 폴리이미드 코팅과 같은, 중합체-계 접착 촉진 층 또는 프라이머가 이용될 수 있다. 기판은, 질소, 아르곤 및 산소와 같은 가스의 혼합물을 이용하여, 코로나 플라즈마와 같은 대기압에서의 플라즈마 제트를 이용하여 코팅에 앞서서 표면 활성화될 수 있다. 다른 선택 사항은, 또한 산소 및 질소와 같은 가스를 이용하는, 진공 분위기 내의 이온 빔 에칭의 이용이며, 이온 에너지는 100 내지 5000 keV 및 1x1014 내지 1x1018 이온 선량일 수 있다. 표면 활성화를 위한 다른 선택 사항은 산소 플라즈마 에칭 및 오존 대기 내의 자외선 광이다. 표면의 활성화를 위한 또 다른 선택 사항은 화염 처리의 이용, 및 SiO2 화염 열분해 처리의 이용이다.
예시적인 나노와이어 코팅 또는 전도성 금속 메시시 재료는, 은, 금, 스테인리스 강, 알루미늄, 구리, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 이리듐, 로듐, 루테늄, 백금, 코발트, 팔라듐, 크롬, 티타늄, 및 그 합금을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 나노와이어계 막은 용액 코팅 화학, 인쇄 프로세스, 사진 기술, 롤링 리소그래피, 또는 자가-조립을 통해서 형성될 수 있다. 용액 코팅 화학을 통한 막의 예는 Cambrios Technologies Corporation로부터의 ClearOhm™(10 내지 300 Ω/□, 80% T 초과) 및 Carestream Advanced Materials로부터의 Flexx™(10 내지 100 Ω/□, 80% T 초과)을 포함한다. 이들 막은 PET를 기초로 한다. 자가-조립을 통해서 생산되는 나노와이어계 막은 Cima NanoTech로부터의 Sante®(10 내지 100 Ω/sq, 80% T 초과)이다. 전도성 금속 메시 막은 인쇄, 롤링 리소그래피, 및 사진 기술을 포함하는 다양한 프로세싱의 어레이를 이용하여 생산된다. Applied Nanotech로부터의 Exclucent™ 막(0.1 Ω/sq 미만, 80% T)이 인쇄 프로세스를 통해서 생산된다. Rolith Inc.로부터의 NanoWeb™ 금속 메시(5 Ω/sq, 80% T 초과)가 롤링 리소그래피를 통해서 생산된다. Fujifilm은, 은 할로겐화물 사진 프로세스를 이용하여 생산된 Exclear™ 금속 메시(1 내지 50 Ω/sq, 80% T 초과)를 제공한다.
나노와이어-계 막은 무아레(moire) 문제를 최소화하는 랜덤 패턴의 장점을 갖는다. 금속 메시 전도체의 반복적인 패턴은 무아레 문제를 유발하는 경향이 있고 이와 같은 효과를 최소화하기 위한 중첩 막의 적절한 배향을 필요로 한다.
금속 와이어 메시 전도체 내에서와 같은 반복 패턴의 하나의 주요 문제점은, 헤드램프, 가로등 또는 태양과 같은 근점 광원으로 조명될 때, 투과 및/또는 반사 전도체를 통해서 관찰하는 경우에, 강한 회절 패턴이 보일 수 있다는 것이다. 이와 같은 패턴이 너무 심각하여, 건물용 및 항공기용 창 및 자동 조광 후방미러와 같은 많은 상업적 적용예에서 이와 같은 전도체를 사용할 수 없게 할 수 있다. 회절 패턴의 가시성은, 메시 내의 금속 라인들 사이의 간격을 변경하는 것, 메시 패턴 내의 금속 라인들의 폭을 변경하는 것, 라인들 사이의 상대적인 거리가 변경되도록 메시 라인들의 서로에 대한 각도를 연속적으로 변경하는 것, 또는 금속 메시 특징(메시 간격 및 금속 라인 폭)의 크기를 가시 광선 범위 내에서 회절 패턴을 생성하지 않을 정도로 충분히 크게 또는 충분히 작게하는 것에 의해서 최소화될 수 있다. 이들 회절 패턴의 가시적인 세기를 감소시키기 위한 다른 방식은, 그 위에 입사된 광을 흡수하도록 금속 표면을 흑색이 되게 하거나 비-반사적이 되게 하는 것이다. 이는, 금속 메시 아래에, 금속 메시의 상단부 상에 또는 둘 모두에 흑색 잉크를 인쇄하는 것에 의해서, 또는 니켈 또는 크롬 또는 다른 금속의 흑색 수지상 층을 금속 메시의 표면 상에 형성하는 것과 같은 다수의 방식으로 수행될 수 있다. 하나의 코팅이 금속 메시 층의 위에 또는 아래에 도포된 경우에, 흑색의 광을 흡수하는 패터닝된 코팅이 제2의 연속적 전도성 코팅의 상단부 상에 또는 아래에 도포될 수 있다. 전기 변색 장치 적용예의 경우에, 금속 메시의 상단부 상에 도포되는 흑색 코팅이 전도성인 것이 바람직하다.
다른 구현예에서, 하나의 기판 상의 메시의 패턴이 제2 기판 상의 패턴으로부터 오프셋 될 수 있다. 예를 들어, 메시가 10 내지 80도만큼 오프셋 될 수 있다. 또는, 일 방향으로 와이어가 규칙적으로 이격되지 않도록, 그에 따라 기판의 표면에 걸쳐 무작위적인 전도성 재료의 변경이 존재하도록, 패턴이 변경될 수 있다. 도 3은 다양한 전도성 메시 또는 코팅의 침착 패턴 및 오프셋을 도시한다.
전기 변색 장치 구성에 따라서, 다른 방향 보다 일 방향으로 더 큰 전도도 또는 더 낮은 저항을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 전형적으로, 더 큰 전도도가, 전기 변색 장치의 주변부에 일반적으로 위치되는 큰 전도도 전기 버스에 수직으로 배향될 수 있다. 이는 버스에 평행한 것보다 버스에 수직으로 더 많은 나노와이어를 배향하는 것에 의해서, 또는 버스에 수직인 더 많은 메시 라인 또는 버스에 수직인 더 넓은 라인, 또는 버스에 수직인 더 두꺼운 라인을 가지는 와이어 메시 패턴을 가지는 것에 의해서 달성될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 장치는 투과 손실이 없이, 또는 최소한으로, 보다 신속하게 채색될 수 있다. 버스에 수직인 저항 대 버스에 평행한 저항의 비율은 약 10% 이상, 또는 20% 이상, 또는 50% 이상일 수 있다. 반복적으로 굽혀질 수 있는 가요성 기판의 경우에, 가요성 및 연신성을 부여하는 데 있어서, 90도 각도로 교차되는 직선형 라인 이외의 메시 패턴이 바람직하다. 메시 내로 연신성을 부여하는, 90도 미만의 각도로 교차되는 라인 및/또는 곡선형 또는 구불구불한 패턴을 포함하는 라인이 바람직하다.
다른 구현예에서, 전도성 층은, 매우 얇은 층으로 기판에 도포되는 금속 시트일 수 있다. 예를 들어, 구리, 은, 또는 금 시트가 잉크젯 기술을 이용하여 도포될 수 있고, 시트는 50% 초과의 투과 및 0.1 Ω/sq 이하의 저항을 갖는다. 이는, 시트가 60%, 70%, 또는 80% 초과의 투과를 가지는 경우를 포함한다. 이는, 시트가 50% 내지 90%의, 또는 그 사이의 임의 범위의 투과를 가지는 경우를 포함한다.
잉크젯 기술에 의해서 금속 패턴을 도포하는 것이 부가적 프로세스로서 지칭된다는 것을 주목하여야 할 것이다. 다른 부가적 인쇄 프로세스에는 그라비어 인쇄 및 스크린 인쇄가 포함된다. 에칭 또는 레이저 삭마를 이용하는 차감 방법을 이용하여 패턴을 형성할 수 있다.
비록 금속 메시 전도체가 매우 낮은 시트 저항을 가지지만, 금속 트레이스의 밀도는 트레이스 주위의 선택적인 채색을 방지할 정도로 높지 않다. 기판 및 전도성 재료로부터 챔버 및 그 내부에 한정된 전기 변색 매체로의 전하의 이송을 추가적으로 보조하기 위해서, 그리고 사이클 중에 금속 메시가 전기 변색 매체 내로 용해되는 것으로부터 보호하기 위해서, 전도성 코팅이 전도성 나노와이어 코팅 또는 전도성 금속 메시에 걸쳐 도포될 수 있다. 코팅은 금속 만을 보호하기 위해서 금속에 걸쳐서 도포될 수 있거나, 코팅이 금속 및 이와 같은 금속에 의해서 덮이지 않은 기판에 걸칠 수 있다. 금속들 사이의 코팅은 10,000 Ω/sq 미만의 시트 저항을 가질 수 있다. 이는 1,000 Ω/sq 미만, 100 Ω/sq 미만, 또는 10 Ω/sq 미만을 포함할 수 있다. 예시적인 전도성 코팅 재료는, 금과 같은 얇은 금속 코팅, 투명 전도성 금속 산화물(예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 아연 산화물 및 주석 산화물), 그래핀, 탄소 나노튜브, 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술폰산염(PEDOT-PSS), 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 및 폴리페닐렌 비닐렌과 같은 전도성 중합체를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 재료는 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 그래핀, 또는 탄소 나노튜브일 수 있다.
TCO 코팅의 다른 문제점은, ITO와 같은 전형적인 TCO는, 재료의 가장 큰 전도도에 도달하기 위한 열처리를 필요로 한다는 것이다. 플라스틱에서, 열처리 온도는 매우 제한되는데, 이는, 전형적으로 100 미만인 기판의 낮은 유리 전이 온도 때문이다. 그에 따라, 플라스틱 상의 TCO의 다른 단점은, 재료가 차선의 전도도를 갖는다는 것인데, 이는 열처리된 ITO보다 3배 내지 5배 낮은 열적 제약 때문이다. 낮은 시트 저항에 도달하기 위해서, TCO의 두께를 증가시켜 감소된 전기 전도도를 보상할 필요가 있다. TCO와 같은 취성 막의 문제점은, 막이 두꺼워 짐에 따라, 코팅이 굽힘에 더 민감해진다는 것이고 - 다시 말해서, 동일한 양의 굽힘에 대해서, 두꺼운 코팅은 더 얇은 코팅보다 더 빨리 고장이 날 것이고, 그에 따라 더 두꺼운 코팅과 동일한 시트 저항을 가지는 더 얇은 코팅이 바람직하다. 제논 램프 또는 레이저로부터의 큰 세기의 광 펄스로 TCO를 플래시 처리하는 것(flash treating)에 의해서, 기판을 상당히 가열하지 않고 ITO와 같은 TCO의 전기 시트 저항을 낮출 수 있다. 이와 같은 처리는 더 얇은 TCO 코팅을 허용하고, 동시에 더 두꺼운 미처리 코팅과 동일한 시트 저항을 허용한다.
다른 양태에서, 제1 기판 상의 자외선 광-흡수 막을 더 포함하는 전술한 임의의 전기 변색 장치가 제공된다. 이와 같은 막은 제1 기판의 전방 표면 또는 후방 표면 상에 포함될 수 있다. 자외선 광-흡수 재료는 또한, 형성 시에, 플라스틱 기판 재료 자체 내로 직접적으로 포함될 수 있다. 이하에서 예시되는 바와 같이, 전기 변색 매체는, 자외선 광에 의한 전기 변색 매체 및 플라스틱 기판의 열화를 방지하거나 적어도 최소화하기 위해서, 자외선 광-흡수 재료를 포함할 수 있다. 자외선 광-흡수 막의 도포와 관련된 이러한 특별한 논의의 목적을 위해서, 제1 기판은 자외선 광원과 대면하는 기판이다. 예를 들어, 전기 변색 장치가 창인 경우에, 제1 기판은, 건물의 외측에 노출될 것이고, 태양으로부터 광이 입사되는 기판이다. 따라서, 제1 기판의 제1 표면은 자외선 광-흡수 막을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제1 기판의 제2 표면이 자외선 광-흡수 재료를 포함할 수 있다. 각각의 기판 자체가 자외선 광-흡수 재료를 포함할 수 있다. 이는 두 가지 장점을 제공할 것이다.
제1 장점은 전기 변색 매체의 보존과 관련된다. 전기 변색 매체는 자외선 광에 의한 열화에 민감할 수 있다. 따라서, 자외선-흡수 막은 제1 기판을 통한 자외선 광 노출로부터 전기 변색 매체를 보호할 수 있다. 제2 장점은, 더 큰 UV 투과를 가지는 제2 기판을 통한 UV 광 노출에 의한 전기 변색 매체의 일부 또는 전부의 UV-경화 능력을 허용한다는 것이다. 전기 변색 매체는, 장치 내의 전기 변색 매체의 이동을 방지하기 위해서, 파괴의 경우에 장치로부터의 누출을 방지하기 위해서, 또는 제1 기판의 제2 기판에 대한 결합에 의해서 일체형 구조를 제공하기 위해서, 겔화 될 수 있다. 그러나, 많은 경우에, 전기 변색 매체는 용해된 자외선 광-흡수 종을 포함하고; 그에 따라 자외선 광을 이용하여 경화될 수 있는 겔이 이용될 수 없다. 제1 기판 상에서의 자외선 광-흡수 막의 이용은 전기 변색 매체가 더 적은 양의 자외선 광-흡수 종을 포함할 수 있게 하거나, 자외선 광-흡수 종을 포함하지 않게 할 수 있게 하는 한편, 챔버 내에서 겔을 생성하기에 충분한 시간 동안 제2 기판을 통해서 자외선 광으로 조명하는 것에 의해 활성화될 수 있음에 따라, 전기 변색 매체로서 자외선 광-경화성 겔을 경화시키는 것을 허용한다. EC 장치의 주변부를 밀봉하기 위해서 이용되는 재료가 또한 이와 같은 방식으로 UV 경화될 수 있다.
본원에서 설명된 임의의 플라스틱 기판은, 장치의 외부 표면에 대한 손상을 방지하기 위해서 또는 가능한 한 정도를 최소화하기 위해서, 표면 상에 스크래치-방지 코팅을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 장치는 장치의 외부 표면 상에서 스크래치 방지 코팅을 가지는 한편, 가스 확산 장벽은 장치의 내부 표면(들) 상에 포함되며, 그에 따라 플라스틱 기판은 장치 내로의 가스 침투에 대한 제1 장벽을 제공하는 한편, 가스 확산 장벽은 플라스틱 기판을 통해서 가스가 도달하는 것에 대한 제2 장벽을 제공한다.
임의의 장치 상의 다른 코팅은 지문-방지 코팅, 김서림-방지 코팅, 및 얼룩-방지 코팅, 및 반사-방지 코팅을 포함할 수 있다.
전기 변색 매체
전기 변색 매체는 열가소성 중합체 막, 용액 상, 또는 겔화 된 상과 같은 다수의 다른 형태를 취할 수 있다. 예시적인 전기 변색 매체는, 미국 특허 제4,902,108호; 제5,888,431호; 제5,940,201호; 제6, 057, 956호; 제6,268,950호, 제6,635,194호, 및 제8,928,966호, 그리고 미국 특허출원 제2002/0015214호에서 설명된 것과 같은 것이다. 양극 및 음극 전기 변색 재료가 또한 미국 특허 제6,249,369호에 기재된 바와 같은 커플링된 재료를 포함할 수 있다. 그리고, 전기 변색 재료의 농도는 미국 특허 제6,137,620호에서 교시된 바와 같이 선택될 수 있다. 부가적으로, 단일-층, 단일-상 매체가, 국제 특허출원 제 PCT/EP98/03862호 및 제PCT/US98/05570호에서 설명된 바와 같이, 양극 및 음극 재료가 중합체 매트릭스 내에 포함되는 매체를 포함할 수 있다.
전기 변색 매체는 다층 또는 다중 상일 수 있다. 다층형에서, 매체는 층들로 구성될 수 있고, 전기 화학적으로 산화 또는 환원될 때 부착 또는 한정되어 유지되는, 전기 전도성 전극에 직접 부착되거나 이에 매우 근접하여 한정되는 전기 활성 재료를 포함한다. 다중 상에서, 매체 내의 하나 이상의 재료가 장치의 동작 중에 상 변화를 겪으며, 예를 들어, 전기화학적으로 산화 또는 환원될 때, 이온 전도성 전해질 내의 용액에 함유된 재료가 전기 전도성 전극 상에서 별개의 층을 형성한다.
전기 변색 매체는, 양극, 음극, 광 흡수제, 광 안정화제, 열적 안정화제, 산화방지제, 증점제, 점도 조정제, 색조 제공제, 산화환원 완충제, 및 그 혼합물과 같은 재료를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 적합한 산화환원 완충제에는, 다른 것들 중에서, 미국 특허 제6,188,505호에 개시된 것을 포함한다. 적합한 UV 안정화제는: 2-에틸-2 시아노-3,3-디페닐 아크릴레이트, (2-에틸헥실)-2-시아노-3,3-디페닐 아크릴레이트, 2-(2'- 히드록시-4'-메틸페닐)벤조 트리아졸, 3-[[3-(2H-벤조트리아졸-2-일)-5-(1,1-디메틸 에틸)-4-히드록시 페닐]프로피온산 펜틸 에스테르, 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-에틸-2'-에톡시알라닐리드 등을 포함할 수 있다.
일부 구현예에 따라서, 양극 재료는, 페로센, 페로세닐 염, 페나진, 페노티아진, 및 티안트렌을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 양극 재료의 예시적인 실시예는 디-tert-부틸-디에틸페로센; 5,10-디메틸-5,10-디히드로페나진(DMP); 3,7,10-트리메틸페노티아진, 2,3,7,8-테트라메톡시-티안트렌, 10-메틸페노티아진, 테트라메틸페네티진(TMP), 및 비스(부틸트리에틸암모늄)-파라-메톡시트리 페닐디티아진(TPDT)을 포함할 수 있다. 양극 재료는 또한, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 중합체 메탈로센, 또는 고체 전이 금속 산화물(바나듐, 니켈, 이리듐의 산화물을 포함하지만 이에 제한되지 않음), 뿐만 아니라 수많은 헤테로시클릭 화합물과 같은, 중합체 막 내로 포함되는 재료를 포함할 수 있다. 다른 양극 재료는 미국 특허 제4,902,108호; 제6,188,505호; 및 제6,710,906호에서 설명된 것과 같은 것을 포함할 수 있다.
전술한 임의의 양태에서, 양극 재료는 제2 중합체 매트릭스 내에 한정된 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센일 수 있고, 제2 중합체 매트릭스는 활성화된 상태에서 양극 재료의 실질적인 확산을 방지하거나 최소화하도록 구성된다. 비올로겐에서와 같이, 양극 재료는 내부에 물리적으로 포획되는 것에 의해서 중합체 매트릭스 내에서 격리될 수 있거나, 양극 재료는 중합체화에 대해서 적응될 수 있도록 또는 중합체와 반응하여 중합체에 공유 결합되도록 기능화될 수 있다.
일부 구현예에서, 양극 재료는 이하에 의해서 표현되는 화합물일 수 있다:
Figure 112017129979841-pat00001
또는
Figure 112017129979841-pat00002
.
전술한 식에서, E는 S 또는 NR10이고; R1 및 R10은 개별적으로 적어도 하나의 암모늄기에 의해서 차단된 알킬기이며; R2 내지 R9는 개별적으로 H, F, Cl, Br, I, CN, OR11, SR11, NO2, 알킬, 아릴, 아미노이거나, R2 내지 R9의 2개의 인접한 기들이 접합되어 모노시클릭, 폴리시클릭, 또는 헤테로시클릭 기를 형성할 수 있고; 각각의 R11은 개별적으로 H 또는 알킬이며; 그리고 R12는 알킬렌 기이다. 일부 구현예에서, E는 NR10이고, R2 내지 R9는 H 또는 OR11이다. 다른 구현예에서, E는 S이고, R7 및 R8 이 접합되어, 헤테로시클릭 기를 형성한다.
양극 재료는 이하에 의해서 표현되는 화합물일 수 있다:
Figure 112017129979841-pat00003
.
전술한 식에서, R14는 적어도 하나의 암모늄 기에 의해서 차단된 알킬 기이다. 전술한 임의의 화합물, R1, R14, 및 R13는 이 이하에 의해서 표현될 수 있다:
Figure 112017129979841-pat00004
또는
Figure 112017129979841-pat00005
,
여기에서, R15 내지 R18는 개별적으로 H 또는 알킬이고; n은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12이고; n'는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12이며; 그리고 x는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 또는 12이다. 일부 구현예에서, n은 4이고, x는 2이며, n'는 11이다.
음극 재료는, 예를 들어, 메틸 비올로겐, 옥틸 비올로겐 또는 벤질 비올로겐과 같은 비올로겐; (6-(트리-tert 부틸페로세늄)헥실)트리에틸암모늄과 같은 페로시늄 염을 포함할 수 있다. 모든 이와 같은 종은 분자의 양이온 부분만을 지칭하고, 매우 다양한 음이온이 반대이온(들)로서 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 단지 예시적인 목적을 위해서 특정 음극 재료가 제공되었지만, 이전에 참조되고 미국 특허 제4,902,108호, 미국 특허 제6,188,505호, 및 미국 특허 제6,710,906호에 포함된 것을 개시하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는 것에 의해 수많은 다른 통상적인 음극 재료가 유사하게 고려된다. 또한, 음극 재료가 다양한 폴리티오펜, 중합체 비올로겐, 무기 막과 같은 중합체 막, 또는 텅스텐 산화물을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 고체 전이 금속 산화물을 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
본원에서 설명된 임의의 장치에서 이용하기 위한, 예시적인 음극 재료는 비올로겐 및 금속 산화물을 포함한다. 예시적인 금속 산화물은 텅스텐 산화물과 같은 전기 변색적인 것을 포함한다. 텅스텐 산화물은 음극 재료뿐만 아니라 전도성 재료 둘 모두로 작용할 수 있다.
전술한 임의의 양태에서, 음극 재료는 비올로겐 또는 비-이합체화 또는 저-이합체화 비올로겐일 수 있다. 예시적인 비올로겐은, 메틸 비올로겐, 옥틸 비올로겐, 벤질 비올로겐, 중합체 비올로겐, 및 미국 특허 제7,372,609호; 제4,902,108호; 제6,188,505호; 및 제6,710,906호에서 설명된 비올로겐을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 다른 비올로겐은 식(I), (III), 또는 (IV)의 비올로겐을 포함할 수 있다:
Figure 112017129979841-pat00006
(I).
식(I)에서, R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 실록시알킬, 히드록시알킬, 알케닐, 또는 아랄킬이고; R4, R6, R8, 및 R10은 개별적으로 H, OH, F, Cl, Br, I, CN, NO2, 알킬, 또는 아릴이며; R3, R5, R7, 및 R9는 개별적으로 H, OH, F, Cl, Br, I, CN, NO2, 알킬, 또는 아릴이고, X는 음이온이다. 그러나, 식(I)은, R3 및 R5, 또는 R7 및 R9, 또는 R3, R5, R7, 및 R9이 개별적으로 이차 알킬, 삼차 알킬, 또는 아릴인 경우에 제공된다. 식(III):
Figure 112017129979841-pat00007
(III).
식(III)에서, R1 및 R2는 개별적으로 알킬, 실록시알킬, 히드록시알킬, 알케닐, 또는 아랄킬이고; R4, R6, R8, 및 R10은 개별적으로 H, OH, F, Cl, Br, I, CN, NO2, 알킬, 또는 아릴이고; R3, R5, R7, 및 R9는 개별적으로 H, OH, F, Cl, Br, I, CN, NO2, 알킬, 또는 아릴이며; R19는 (CH2)n' 또는 아릴렌이고, n'는 1 내지 12이고; X는 음이온이고; R3, 및 R5, 또는 R7 및 R9는 개별적으로 이차 알킬, 삼차 알킬, 또는 아릴이다. 식(IV)
Figure 112017129979841-pat00008
식(IV)에서, R1 및 R1'는 개별적으로 알킬, 실록시알킬, 히드록시알킬, 알케닐, 또는 아랄킬이고; R4, R6, R8, R10，R4', R6', R8', 및 R10'은 개별적으로 H, OH, F, Cl, Br, I, CN, NO2, 알킬, 또는 아릴이고; R7, R9, R7', 및 R9'는 개별적으로 H, OH, F, Cl, Br, I, CN, NO2, 알킬, 또는 아릴이며; R19는 (CH2)n' 또는 아릴렌이고, n'는 1 내지 12이고; X는 음이온이고; R3，R5, R3', 및 R5'는 개별적으로 이차 알킬, 삼차 알킬, 또는 아릴이며;　R7, R9, R7', 및 R9'는 개별적으로 이차 알킬, 삼차 알킬, 또는 아릴이다. 일부　구현예에서，식(IV)에　의해서　표현된　비－이합체화　전기　변색　화합물의　경우에，R19는　(CH2)n' 또는　아릴렌이고, n'는 1 내지 12이다. 설명된　임의의　비올로겐의　경우에，　반대이온（음이온）은　할로겐화물，보레이트, 플루오로보레이트, 테트라아릴보레이트, 헥사플루오로　금속 또는 메탈로이드, 술페이트, 술포네이트, 술폰아미드, 카르복실레이트, 퍼클로레이트, 테트라클로로레페이트, 등,　또는　이들 중 임의의　둘 이상의 혼합물일　수　있다. 예시적인 반대이온/음이온은 비제한적으로: F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, ClO4 -, SO3CF3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF3SO2)3 -, 트리플레이트(트리플루오로메탄술포네이트), N(SO2C2F5)-, 또는 BAr4 -를 포함하고, 여기에서 Ar은 아릴 또는 플루오르화 아릴 또는 비스(트리플로오로메틸)아릴 기이다. 일부 구현예에서, X는 테트라플루오로보레이트 또는 비스(트리플루오로메틸술포닐) 이미드 음이온이다.
음극 재료는, 2015년 11월 20일에 출원된 미국 가출원 제62/257,950호, 및 2015년 11월 20일에 출원된 미국 가출원 제62/258,051호에 기재된 바와 같은, (예를 들어, 알코올 및/또는 물과 같은 양성자성 용매 내에서 용해 가능한) 양성자 용해성 전기 변색 재료, 또는 단일 성분 전기 변색 재료(즉, 전기 변색 재료는 동일한 분자 또는 양이온/음이온 조합 내에서 음극 및 양극 구성 요소 둘 모두를 포함하는 화합물을 포함한다)일 수 있다.
양극 및 음극 재료의 추가적인 예를 미국 특허 제4,902,108호; 제5,294,376호; 제5,998,617호; 제6,193,912호; 및 제8,228,590호에서 발견할 수 있다.
단지 예시적인 목적을 위해서, 전기 변색 매체 내의 양극 및/또는 음극 재료의 농도는 약 1 밀리몰(mM) 내지 약 500 mM 그리고 더 바람직하게 약 2 mM 내지 약 100 mM의 범위일 수 있다. 양극 및 음극 재료의 특별한 농도가 제공되었지만, 전기 변색 매체를 함유하는 챔버의 기하학적 구성에 따라서, 원하는 농도가 크게 변경될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 개시 내용의 목적을 위하여, 전기 변색 매체의 용매는, 3-메틸술폴란, 디메틸 술폭시드, 디메틸 포름아미드, 테트라글림 및 다른 폴리에테르; 에톡시에탄올과 같은 알코올; 아세토니트릴, 글루타로니트릴, 3-하이드록시프로피오니트릴, 및 2-메틸글루타로니트릴과 같은 니트릴; 2-아세틸부티로락톤, 및 시클로펜타논을 포함하는 케톤; 베타-프로피오락톤, 감마-부티로락톤, 및 감마-발레로락톤을 포함하는 시클릭 에스테르; 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트 및 메틸 에틸 카보네이트를 포함하는 유기 카보네이트; 및 그의 임의의 둘 이상의 혼합물을 포함하는 다수의 일반적인 상업적으로 입수 가능한 용매 중 임의의 용매를 포함할 수 있다.
전기 변색 매체는, 전기 변색 재료가 내부에서 한정되는 열가소성 중합체("전기 변색 열가소성체)를 포함할 수 있다. 이와 같은 매체는 2015년 5월 25일에 출원된 미국 가출원 제62/184,704호에서 설명되어 있다. 이와 같은 매체는 열가소성 중합체, 전기 변색 재료, 및 용매 또는 가소제를 포함할 수 있고, 열가소성 중합체는 전기 변색 재료의 실질적으로 형성 가능한 겔 매트릭스를 형성하기에 충분한 양으로 존재한다(즉, 매트릭스가 용매를 함유하지만, 매트릭스는 자가-지지, 몰딩 가능, 및 형성 가능하다). 이와 같은 매체는 용매 내에서 가열하는 것 하에서 열가소성 중합체를 용해하는 것, 그리고 또한 용매 내에서 전기 변색 재료를 용해시키는 것에 의해서 제조된다. 냉각 시에, 열가소성 중합체는 형성 가능한 겔 재료의 형성을 시작한다. 형성 가능한 겔 재료가 몰딩되거나 소정의 크기로 절단될 수 있다.
형성 가능한 겔 재료는 전기 변색 재료로서, 음극 재료, 양극 재료, 또는 음극 및 양극 재료 둘 모두를 함유할 수 있다. 전기 변색 재료가 음극만이거나 양극만인 경우에, 제1 기판이 음극 재료를 포함하는 열가소성 중합체 재료와 연관될 수 있도록, 그리고 제2 기판이 양극 열가소성 중합체 재료와 연관될 수 있도록, 장치가 샌드위치 스타일로 제조될 수 있고, 2개의 기판은 분리 측면들 사이에 전해질 층을 가지거나 가지지 않은 상태로 접합된다. 다시 말해서, 별개의 전해질 층 또는 이온-교환 멤브레인 또는 다공성 멤브레인을 그 사이에 가지거나 가지지 않은 상태로, 음극 재료는 장치의 절반체 내에 한정되는 한편, 양극 재료는 장치의 다른 절반체 내에 한정된다. 일부 구현예에서, 열가소성 재료는 양극 재료만을 포함할 수 있고, 제1 기판과 연관될 수 있는 한편, 제2 기판은 금속 산화물 코팅과 같은 음극 코팅을 함유한다. 물론, 열가소성 재료는 양극 재료 및 음극 재료 둘 모두를 함유할 수 있다.
전술한 바와 같이, 형성 가능한 겔은, 전기 변색 재료, 및 전해질, UV 흡수 재료, 전기 변색 완충제, 및 다른 안정화제와 같은, 원하는 임의의 다른 첨가제와 함께, 열가소성 재료를 용매 내에서 용해하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 열가소성 재료의 용액이 제조되면, 이와 같은 용액을 몰드 내로 주입할 수 있고, 층을 인발 나이프로 원하는 두께까지 인발할 수 있거나, 원하는 두께로 롤링될 수 있도록 분리 층들 사이에 위치시킬 수 있다. 재료가 냉각되고 형성 가능한 겔로서 형성된 후에, 분리 라이너가 이제 전기 변색 열가소성 매트릭스로부터 분리될 수 있도록, 몰딩 또는 주입이 분리 라이너 상에서 이루어질 수 있다. 결과적인 형성 가능한 겔이 원하는 형상으로 절단되거나 트리밍될 수 있다.
열가소성 전기 변색 막은, 막-형성 조성물을 형성하기 위해서 열가소성 중합체 및 전기 변색 재료, 그리고 선택적으로 다른 첨가제를 용매 내에서 용해시키는 것에 의해서 형성될 수 있다. 재료의 용해는 고온에서 실시될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 고온은 약 30 내지 약 150일 수 있다. 냉각 시에 열가소성 중합체가 자가-지지 매트릭스를 형성하게 하는 농도로 열가소성 중합체가 용매 내에 포함되며, 이와 같은 매트릭스는 용매, 전기 변색 재료, 및, 존재하는 경우에, 임의의 선택적인 첨가제를 유지한다. 막을 형성하기 위해서, 용해 시에, 그러나 자가-지지 매트릭스의 형성에 앞서서, 막-형성 조성물이 전도성 기판 상으로 주조될 수 있거나, 막-형성 조성물이 분리 라이너 상으로 주조될 수 있다. 냉각 시에, 열가소성 중합체, 전기 변색 재료, 및 선택적인 첨가제로 이루어진 자가-지지 막이 형성된다. 분리 라이너가 이용되는 경우에, 막-형성 조성물이 분리 라이너에 도포되면, 제2의 중첩 분리 라이너가 도포될 수 있고, 막-형성 조성물이 그 사이에 개재되며, 전체 조립체는 압출 프레스 또는 롤러 시스템을 통과하며, 그에 따라 균일한 두께의 열가소성 전기 변색 막이 형성된다. 이어서 분리 라이너가 제거될 수 있고 막이 제1 기판의 전도성 표면에 도포될 수 있고, 그 후에 제2 분리 라이너가 제거될 수 있고 제2 기판의 전도성 표면이 도포될 수 있다. 에지 밀봉 시에, 전기 변색이 그에 따라 형성된다.
전기 변색 장치가 열가소성 막을 이용하여 구성된 경우에, 추가적인 후처리가 생각될 수 있고, 여기에서 열가소성체의 부가적인 가교결합을 수행하여, 열가소성 막의 장기간의 기계적 안정성을 높이고, 그에 따라 가교-결합 전기 변색 막을 생성한다. 이는 열가소성 막의 부가적인 UV 경화를 통해서 수행될 수 있다.
전기 변색 장치가 하나 초과의 열가소성 막 및/또는 가교-결합 전기 변색 막, 예를 들어 음극 재료를 함유하는 제1 열가소성 막, 및 양극 재료를 포함하는 제2 열가소성 막을 포함하는 경우에, 제1 및 제2 열가소성 막은 이온-교환 또는 다공성 멤브레인에 의해서, 또는 제1 및 제2 막을 분리하기 위한 제3 열가소성 막에 의해서 분리될 수 있다. 제3 열가소성 막은 제1 막과 제2 막 사이의 전도를 보조하기 위해서 전해질 또는 염을 함유할 수 있다. 유사하게, 제1 가교-결합 막이 음극 재료를 함유하고, 제2 가교-결합 막이 양극 재료를 함유하는 경우에, 제1 및 제2 가교-결합 막은 이온-교환 또는 다공성 멤브레인에 의해서, 또는 제1 및 제2 막을 분리하기 위한, 열가소성체인 또는 가교-결합된 제3 막에 의해서 분리될 수 있다. 제3 막은 제1 막과 제2 막 사이의 전도를 보조하기 위해서 전해질 또는 염을 함유할 수 있다. 추가적인 실시예로서, 제1 열가소성 막이 음극 재료를 함유하고, 제2 가교-결합 막이 양극 재료를 함유하는 경우에, 제1 및 제2 막은 이온-교환 또는 다공성 멤브레인에 의해서, 또는 제1 및 제2 막을 분리하기 위한, 열가소성체인 또는 가교-결합된 제3 막에 의해서 분리될 수 있다. 제3 막은 제1 막과 제2 막 사이의 전도를 보조하기 위해서 전해질 또는 염을 함유할 수 있다. 또 다른 실시예는 음극 재료를 함유하는 제1 가교-결합 막, 및 양극 재료를 함유하는 제2 열가소성 막을 포함하고, 제1 및 제2 막은 이온-교환 또는 다공성 멤브레인에 의해서, 또는 제1 및 제2 막을 분리하기 위한, 열가소성체인 또는 가교-결합된 제3 막에 의해서 분리될 수 있다. 제3 막은 제1 막과 제2 막 사이의 전도를 보조하기 위해서 전해질 또는 염을 함유할 수 있다.
중합체-계 전기 변색 막 내에 포함되는 전기 변색 재료는 음극 재료, 양극 재료, 또는 음극 및 양극 재료 둘 모두를 포함할 수 있다. 그에 따라, 상이한 상황들을 위한 수많은 조합이 가능하다. 중합체-계 전기 변색 막은 다양한 적용예를 위한 다양한 재료를 함유할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 중합체-계 전기 변색 막은, 이와 같은 막이 전도성 기판들 사이에 단지 배치될 필요가 있도록, 그에 따라 전위가 컬러 변화를 가져오기 위해서 장치에 인가될 수 있도록, 전기 변색 장치에 필요한 구성 요소 모두를 함유할 수 있다.
예시적인 열가소성 중합체는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리락트산, 폴리비닐 에스테르, 폴리우레탄, 셀룰로오스 에스테르, 폴리 비닐 포르말, 폴리 비닐 부티랄, 폴리에틸렌-코-비닐 아세테이트, 및 그 임의의 2개 이상의 공중합체를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 가교-결합 막은 이와 같은 열가소성 중합체를 가교-결합시키는 것에 의해서 추가적으로 생성될 수 있다.
밀봉 부재
밀봉 부재는 제1 기판을 제2 기판에 접합하기 위해서 이용된다. 밀봉 부재는 하나의 기판 또는 다른 기판에 도포되는 접착제 재료일 수 있거나, 제1 구성 요소가 하나의 기판에 도포되고, 제2 구성 요소가 다른 기판에 도포되며, 2개의 구성 요소가 접촉 시에 조합되어 기판들을 함께 결합하는 이중 시스템 접착제일 수 있다. 예시적인 접착제는, 에폭시, 우레탄, 시아노아크릴레이트, 아크릴, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리술파이드, 페녹시 수지, 폴리올레핀 및 실리콘을 포함하지만 이에 제한되지 않는 접착제를 포함한다. 밀봉 부재는 열 경화 에폭시와 같은 열 경화 시스템 또는 자외선 광 경화성 밀봉부를 포함할 수 있다.
밀봉 부재는 대안적으로 제1 기판과 제2 기판 사이의 용접부일 수 있다. 다시 말해서, 2개의 플라스틱 기판을 용융시키고 서로 접합시키거나 핫-멜트를 이용할 때와 같이 제3 재료를 이용한다. 물론, 장치 단락이 발생되지 않도록, 기판의 표면 상에 전도성 재료를 도포할 때 주의를 기울여야 한다. 일부 구현예에서, 제1 기판과 제2 기판 사이의 용접부는 초음파 용접부이다. 기법의 조합을 이용하여 장치를 밀봉할 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 예를 들어, 밀봉부의 일부가 기판의 미코팅 영역을 함께 용접하는 것, 그리고 그에 이어서 금속 메시 코팅 또는 나노와이어 코팅과 같은 코팅으로 코팅된 기판의 영역에 UV 경화되는 밀봉 접착제를 도포하는 것에 의해서 형성될 수 있다.
밀봉 부재는, 장치의 외주 주위의 제1 및 제2 기판의 에지에서 제1 및 제2 기판에 부착되는 열 밀봉 막일 수 있다. 그에 따라, 열 밀봉 막은 제1 기판의 전방 표면의 에지를 덮고, 제2 기판의 후방 표면의 에지까지 연장된다. 이와 같은 밀봉 부재는 수분 및 산소에 대한 전기 변색 매체 또는 막을 위한 장벽을 제공한다. 열 밀봉 막은 전형적으로, 내부 실런트(sealant) 층, 중간 코어 층, 및 알루미늄 호일 층을 포함하거나 포함하지 않을 수 있는 외부 장벽 층으로 이루어진 다층이다. 막을 장치의 에지에 부착하기 위해서, 열 밀봉제를 이용하여 막이 도포될 수 있다. 호일 층이 없는 열 밀봉 막의 일 예는 Toray로부터의 Torayfan® CBS2를 포함하고, 금속화된 열 밀봉 막의 일 예는 Toray로부터의 Torayfan® PWX5이다. 부가적으로, 감압형 접착제가 내부 실런트 층에 부가되어 상온에서 막을 접착시킬 수 있거나 열 밀봉 중의 접착을 개선할 수 있다. 이와 같은 목적을 위한 감압형 접착제의 일 예로서 3MTM으로부터의 8142KCL가 있다.
다른 양태에서, 전기 변색 매체에 더하여 또는 그 대신에, 전기 변색 막을 더 포함하는 전술한 임의의 전기 변색 장치가 제공된다. 전기 변색 막은, 열가소성 중합체에 더하여 하나 이상의 전기 변색 종을 포함하는 (본원에서 설명된 바와 같은) 중합체-계 막일 수 있다. 전기 변색 막은, 열가소성 중합체에 더하여, 양극 재료, 음극 재료, 또는 음극 및 양극 재료 둘 모두를 포함할 수 있다. 막은 또한 가소제, 가교-결합제, 전기 변색 완충제, 자외선 광-흡수 종, 전해질 염, 안정화제, 및 겔-형성 재료와 같은 다른 첨가제를 포함할 수 있다.
챔버 내에서, 제2 기판의 제1 표면, 제1 기판의 제2 표면, 또는 이와 같은 양 표면이, 하나 이상의 전기 변색 종을 포함하는 중합체-계 막으로 코팅될 수 있다. 일 예시로서, 제2 기판의 제1 표면은, 전술한 바와 같이, 양극 재료 및 열가소성 중합체를 포함하는 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅될 수 있다. 이와 같은 예시에서, 이어서, 챔버는 음극 재료를 포함하는 매체를 포함할 수 있거나, 음극 재료가 중합체-계 전기 변색 막으로서 또는 텅스텐 산화물과 같은 금속 산화물로서 제1 기판의 제2 표면 상에 코팅될 수 있다.
열가소성 중합체 막을 포함하는 전기 변색 장치가 가요성 기판으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 가요성 기판은 가요성 코팅을 가지는 가요성 플라스틱 기판일 수 있다. 이는 가요성 전기 변색 장치의 형성을 제공할 것이다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 가요성 플라스틱 기판이 가스 장벽 층 및 전도성 재료로 코팅된다. 제1 기판의 제2 표면이 제2 기판의 제1 표면에 근접하도록 장치가 제조되고, 밀봉 부재는 제1 기판을 제2 기판에 접합하고, 그 사이에 챔버를 형성한다. 그러나, 기판들을 접합하기에 앞서서, 제1 기판의 제2 표면은, 텅스텐 산화물과 같은 금속 산화물, 또는 열가소성 전기 변색 막과 같은 전기 변색 재료로 코팅되는 한편, 제2 기판의 제1 표면은 금속 산화물 또는 열가소성 전기 변색 막으로 코팅된다. 대안적으로, 음극 재료, 양극 재료, 열가소성 중합체, 및 용매를 포함하는 열가소성 전기 변색 막이 형성될 수 있고 전도성 재료를 가지는 기판에 도포될 수 있다. 이어서, 전기 변색 장치는 전도성 표면으로 제2 기판을 도포하는 것, 그리고 장치의 챔버 내의 열가소성 전기 변색 막을 유지하고 보호하기 위해서 장치를 에지 밀봉하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 에지 밀봉은 에폭시-함유 재료와 같은 중합체-계 접착제를 포함할 수 있거나, 에지 밀봉이 플라스틱 용접부, 열 밀봉 막, 핫 멜트, 열경화성 재료 또는 UV 경화 재료일 수 있다.
그렇게 설명된 장치, 방법 또는 이와 같은 장치의 제조가 설명되었다. 예를 들어, 중합체-계 전기 변색 막을 가지는 장치는 제1 기판, 제2 기판, 및 그 사이에 배치된 중합체-계 전기 변색 막을 조립하는 것에 의해서 형성될 수 있다. 이는 다양한 부품의 단순한 조립, 또는 막 제조로부터 장치 제조까지의 완전한 조립을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 중합체 막을 가지는 전기 변색 장치를 위한 기판을 형성하기 위한 프로세스가 제공된다. 프로세스는 제1 중합체-계 전기 변색 막으로 제1 기판의 제1 표면을 코팅하는 것을 포함할 수 있고, 중합체-계 전기 변색 막은 적어도 하나의 제1 전기 활성 재료 및 제1 열가소성 중합체를 갖는다. 예시적인 코팅 기법은, 슬롯 다이 코팅, 그라비어 코팅, 커튼 코팅, 분무 코팅, 침지 코팅, 압출 코팅, 또는 활주 코팅을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 이와 같은 프로세스는 비올로겐, 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센의 이용을 포함하는 넓은 범위의 전기 변색 재료에 대해서 적응될 수 있어야 한다. 이는, 다층 장치에 대해서, 또는 동일한 막 내의 음극 종, 양극 종, 또는 음극 및 양극 종 둘 모두인, 상이한 유형의 중합체-계 전기 변색 막을 각각 함유하는 분리된 기판에 대해서, 복수의 횟수로 반복될 수 있다.
다른 양태에서, 전기 변색 장치는 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 제1 기판; 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 제2 기판; 및 제1 기판의 제2 표면을 제2 기판의 제1 표면에 접합하여 그 사이에 챔버를 형성하는 밀봉 부재를 포함하며; 제1 기판은 자외선 광 흡수 재료를 함유하고; 제2 표면은, 양극 재료를 포함하는 (본원에서 설명된 바와 같은) 제1 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅되고; 그리고 챔버는 UV-경화성 겔화제를 포함하는 유체 매체를 포함한다. UV-경화성 겔화제는 다작용성 비닐 화합물 또는 올리고머, 예를 들어 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 또는 비닐 에테르, 및 라디칼 광개시제를 포함할 수 있다. 예시적인 비닐 화합물은, 몇 가지만 예를 들어, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 트리스[[2-(아크릴로일옥시)에틸] 이소시아누레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 디아크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 프로폭실레이트 트리아크릴레이트 및 1,4-부탄디올 디비닐 에테르, 및 그 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 다작용성 비닐 화합물에 더하여, 단량체 비닐 화합물이 UV-경화성 겔에 또한 포함되어, 몇가지만 예를 들면, 메틸 메타크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트와 같은 겔의 최종 특성을 수정하는 것을 도울 수 있다. 또한 포함되지만 이에 제한되지 않을 필요가 있을 수 있는 라디칼 광개시제는, 비제한적으로, 2-히드록시-2-메틸프로피오폰, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논(Irgacure® 651), 2,2-디에톡시아세토페논 및 페닐 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 산화물(Irgacure® 819)일 수 있다.
일부 구현예에서, 유체 매체는 전술한 바와 같은 음극 재료를 함유한다. 예를 들어, 음극 재료가 비올로겐일 수 있다.
다른 구현예에서, 유체 매체는 자외선 광-흡수 재료, 자외선-경화성 겔화제, 또는 그 임의의 둘 이상의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제2 기판의 제1 표면은 음극 재료를 포함하는 제2 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅된다. 이와 같은 구현예에서, 음극 재료는 전술한 바와 같은 것 중 임의의 것일 수 있다. 일부 구현예에서, 음극 재료가 비올로겐이다.
이와 같은 장치 내의 양극 재료는, 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 전술한 것 중 임의의 것일 수 있다.
일부 구현예에서, 제2 기판의 제1 표면은 금속 산화물로 코팅된다. 예를 들어, 금속 산화물이 텅스텐 산화물일 수 있다.
장치 내의 유체 매체가 용매를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 유체 매체는 또한 전해질 염을 포함할 수 있다.
다른 양태에서, 전기 변색 장치 내의 유체 매체를 겔화하는 프로세스가 제공되고, 여기에서 전기 변색 장치가 제공되고, 이와 같은 장치는 자외선 흡수 층을 포함하는 제1 표면, 및 제2 표면을 가지는 제1 기판; 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 제2 기판; 및 제1 기판의 제2 표면을 제2 기판의 제1 표면에 접합하여 그 사이에 챔버를 형성하는 밀봉 부재를 포함한다. 챔버는 자외선 광-경화성 겔화제를 포함하는 유체 매체를 포함할 수 있고, 프로세스는 자외선 광으로 제2 기판을 통해서 자외선 광-경화성 겔화제를 조사하는 것을 더 포함한다.
이와 같은 구현예에서, 유체 매체는 임의의 전술한 음극 재료, 자외선 광-흡수 재료, 또는 그의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 프로세스에서, 제1 기판의 제2 표면은 양극 재료를 포함하는 제1 중합체-계 전기 변색 층을 포함할 수 있다. 예시적인 양극 재료는, 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 전술한 것이다. 프로세스에서, 제2 기판의 제1 표면은 전술한 바와 같은 음극 재료, 또는 음극인 금속 산화물을 포함하는 제2 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅된다.
프로세스에서, 밀봉 부재를 제1 기판 또는 제2 기판에 도포하는 단계 및 나머지 기판을 밀봉 부재에 도포하는 단계가 또한 포함될 수 있다. 프로세스는 또한 밀봉 부재를 경화하는 것을 포함할 수 있다.
프로세스에서, 밀봉 부재는 열 경화 수지, 자외선 광 경화성 수지, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 이와 같은 수지는, 에폭시 수지, 시아노아크릴레이트, 실리콘, 우레탄, 폴리이미드, 아크릴레이트 수지 및/또는 메타크릴레이트 수지, 그리고 그의 임의의 둘 이상의 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 수지가 UV 경화성인 경우에, 이와 같은 수지는 제2 기판을 통해서 자외선 광으로 밀봉 부재를 조사하는 것에 의해서 경화될 수 있고, 수지가 열적으로 경화될 수 있는 경우에, 이와 같은 수지는 가열에 의해서 또는 수지를 열에 노출시키는 것에 의해서 경화될 수 있다. 대안적으로, 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이의 용접부, 핫 멜팅 제3 열적 플라스틱, 또는 열 밀봉 막을 포함한다.
다른 양태에서, 전기 변색 장치가 제공된다. 이와 같은 장치는 전방 표면, 및 전도성 나노와이어 또는 전도성 금속 메시를 포함하는 후방 표면을 가지는 제1 기판을 갖는다. 장치에서, 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다. 이와 같은 장치는 또한 전도성 나노와이어 또는 전도성 금속 메시를 포함하는 전방 표면을 가지는 제2 기판을 갖는다. 장치에서, 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다. 장치에서, 제1 기판은 밀봉 부재에 의해서 제2 기판에 접합되고, 밀봉 부재로 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 그 사이에 챔버를 정의하고, 제1 기판은 플라스틱 기판이다.
일부 구현예에서, 제2 기판은 플라스틱 기판이고, 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다. 장치의 챔버는, 음극 재료, 양극 재료, 또는 음극 및 양극 재료 둘 모두를 가지는 전기 변색 매체를 포함할 수 있다. 이와 같은 구현예에서, 굽혀지고 휘어지는 2개의 플라스틱 기판을 가지는 전기 변색 장치는 가요성 또는 강성이다.
제1 기판의 후방 표면은 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함할 수 있고, 제2 기판의 전방 표면은 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 또한 포함할 수 있다. 금속 메시 재료 및 IMI 스택은 전술한 바와 같다. 금속 메시, 나노와이어 코팅, 및 IMI 스택에 더하여, 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택과 챔버 사이에 배치된 전도성 코팅을 포함할 수 있다. 대안적으로, 금속 메시 및 IMI 스택에 더하여, 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 나노와이어 코팅/전도성 금속 메시/IMI 스택과 챔버 사이에 또는 나노와이어 코팅/전도성 금속 메시/IMI 스택과 기판 사이에 배치된 전도성 코팅을 포함할 수 있다.
예시적인 전도성 코팅은 얇은 금속 층, 투명한 전도성 금속 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전도성 코팅은 얇은 금 층, 얇은 백금 그룹 금속 층, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트(PEDOT-PSS)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 전도성 코팅이 인듐 주석 산화물을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 제1 기판이 플라스틱 기판을 포함할 수 있고, 제2 기판이 플라스틱 기판일 수 있고, 또는 제1 기판 및 제2 기판 둘 모두가 플라스틱이다. 제1 및 제2 기판의 하나 또는 둘 모두가 또한 가요성 또는 강성일 수 있다.
본원에서 설명된 다른 장치에서와 같이, 장치의 밀봉 부재는 UV-경화성 수지, 열 경화성 수지, 핫 멜트, 용접부, 또는 열 밀봉 막을 포함할 수 있다. 예시적인 이와 같은 밀봉 부재가 전술되어 있다.
전술한 임의의 장치에서와 같이, 제1 기판의 제1 표면 및 제2 기판의 제2 표면 중 어느 하나 또는 둘 모두가 스크래치-방지 코팅을 포함할 수 있다. 스크래치-방지 코팅은 유기질, 무기질, 또는 그 둘 모두의 조합일 수 있다. 경질 코팅은 단독적인 유기 수지, 유기 수지와 무기 수지의 결합을 통한 하이브리드 코팅, 또는 유기 수지와 무기 충진제로 이루어진 복합 코팅으로 구성될 수 있다. 플라스틱 기판을 위해서 일반적으로 이용되는 경질 코트는 실리카 충진제를 가지는 용매 기반의, UV 경화성 아크릴이다. 예시적인 스크래치-방지 코팅은, 하이브리드 유기질/무기질, UV 경화성, 아크릴-계 경질 코트인, Nidek Company로부터 입수할 수 있는 Acier C50PG를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 물리적 증착 또는 화학적 증착에 의해서 도포된 무기 코팅을 이용하여 경질 코트를 형성할 수 있다. 이들 층은 전형적으로 100 nm 내지 25 ㎛ 범위의 두께이다. 경질 코트는 기저부 코트로서의 경질 유기 층과 이어지는 훨씬 더 경질인 무기 층의 조합을 이용할 수 있다. 경질 코트는 또한, 다이아몬드 유사 탄소(DLC)가 무기 경질 코트 층에 걸쳐서 도포되는 경우일 수 있다. 유기 층은 전형적으로 25 내지 1000 미크론의 두께이고, 무기 층은 전형적으로 100 nm 내지 25 미크론 두께이며, 다이아몬드 유사 탄소 층은 전형적으로 1 내지 100 nm 두께이다.
장치상의 가스 확산 장벽(들)은, 플라즈마-강화 화학 증착(PECVD)에 의해 도포된 층, 중성 빔 보조 스퍼터링(NBAS)에 의해 도포된 층, 원자 층 침착(ALD)에 의해 도포된 층, 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)(EVOH) 코팅, 폴리비닐 알코올(PVOH) 코팅, 자가-조립 나노입자의(SNAP)의 중합체 막, 층별 침착에 의해 침착된 양이온 및 음이온 중합체의 교번 박막들로 이루어진 다층 장벽 또는 유기 및 무기 재료의 교번 층들을 포함하는 다층 장벽, 또는 가요성의 얇은 유리 막을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
음극 또는 양극 재료가 중합체 매트릭스 내에서 격리되는 경우에, 중합체 매트릭스는 열가소성의 또는 가교결합된 고체 중합체 또는 겔 중합체일 수 있다. 예를 들어, 실시예에 의해서 예시되는 바와 같이, 중합체는, 양극 또는 음극 재료를 포함하는 용매 내에 용해된 아크릴레이트-계 중합체일 수 있다. 이어서, 이와 같은 용액은 기판의 전도성 표면 상에 코팅되고, 이어서 용매가 제거된다. 결과적인 막은, 접촉하기 어렵거나 점착성일 수 있는 아크릴레이트 막이다. 또한, 중합체 막은, 양극 또는 음극 재료뿐만 아니라 용매를 함유하는 겔일 수 있다. 또한, 중합체 막은 증가된 기계적 안정성을 위해서 후속하여 가교-결합될 수 있다. 양극 및 음극 재료를 격리하기 위해서 이용될 수 있는 다른 가능한 중합체 매트릭스 시스템은: 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및 폴리우레탄, 폴리실록산, 폴리실란, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 폴리메타크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리비닐리덴할라이드, 폴리비닐 부티랄 및 이들 중 임의의 둘 이상의 공중합체 또는 조합이다. 전기 변색 장치에서 이용되는 중합체 매트릭스 재료의 추가적인 예를 미국 특허 제6,635,194호 및 제5,940,201호에서 찾을 수 있다.
전술한 바와 같이, 양극 또는 음극 재료는 또한 중합체에 공유 결합된 양극 또는 음극 재료를 가지는 중합체 매트릭스의 일부일 수 있다. 이는, 중합체를 구성하는 단량체 또는 중합체와 반응된 양극 또는 음극 재료 상의 작용기의 존재로 달성될 수 있다. 예를 들어, 양극 또는 음극 재료가 히드록실 기를 함유하는 경우에, 양극 또는 음극 재료는 축합 반응을 통해서 중합체 매트릭스 내로 결합될 수 있거나, 이소시아네이트 작용기와 반응하여 폴리우레탄-계 중합체 매트릭스를 형성할 수 있다. 아민이 또한 이소시아네이트 작용기와 반응하여 우레아 및 뷰렛 결합을 형성할 수 있다. 아민, 알코올 또는 무수물과 같은 경화제와 조합된 다작용성 에폭시 또는 중합체를 이용하여 또는 염기 또는 산 촉매 단일중합을 통해서, 다른 가교-결합된 중합체 매트릭스가 형성될 수 있다는 것을 또한 예상할 수 있을 것이다.
제1 및 제2 중합체 매트릭스 재료로서 이용될 수 있는 예시적인 재료는, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리실록산, 폴리실란, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메타크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리비닐리덴할라이드, 폴리비닐 부티랄 및 공중합체 및 그의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 중합체 매트릭스 재료의 추가적인 예를 미국 특허 제6,635,194호 및 제5,940,201호에서 발견할 수 있다.
전해질이 용매 및 염을 포함할 수 있다. 염은 금속 염 또는 암모늄 염일 수 있다. 전해질 내에서 이용하기 위한 예시적인 용매는, 3-메틸술폴란, 디메틸 술폭시드, 디메틸 포름아미드, 테트라글림 및 다른 폴리에테르; 에톡시에탄올과 같은 알코올; 아세토니트릴, 글루타로니트릴, 3-하이드록시프로피오니트릴, 및 2-메틸글루타로니트릴과 같은 니트릴; 2-아세틸부티로락톤, 및 시클로펜타논을 포함하는 케톤; 및 베타-프로피오락톤, 감마-부티로락톤, 및 감마-발레로락톤을 포함하는 시클릭 에스테르; 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트, 메틸 에틸 카보네이트를 포함하는 카보네이트; 및 그 균질한 혼합물을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 특정 용매를 전해질과 연관된 것으로 개시하였지만, 본 개시 내용 이전에 본 개시 내용과 관련된 당업자에게 공지되어 있을 수 있는 수많은 다른 용매가 마찬가지로 사용하기 위해 고려된다. 예시적인 염은, 금속 또는 암모늄 염, 예를 들어, Li+, Na+, K+, NR'4를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않고, 각각의 R'은 개별적으로, 이하의 음이온 F-, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, ClO4 -, SO3CF3 -, N(CF3SO2)2 -, C(CF3SO2)3 -, N(SO2C2F5)-, Al(OC(CF3)3)4 -, 또는 BAr4 -의 H, 알킬, 또는 시클로알킬이며, Ar은, C6H5, 3,5-(CF3)2C6H3, 또는 C6F5와 같지만 이에 제한되지 않는 아릴 또는 불소화 아릴 기를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
따라서 일반적으로 설명된 본 발명은, 예시에 의해 제공되고, 본 발명을 제한하고자 의도된 것이 아닌 이하의 실시예를 참조하는 것에 의해 보다 용이하게 이해될 것이다.
실시예
실시예1 : 전기 변색 겔 매체. 전기 변색 매체는 38 mM의 N, N'-비스(n-옥틸) 비올로겐 테트라플루오로보레이트; 27 mM의 5,10-디하이드로-5,10-디메틸페난진; BASF로부터의 15 mM의 Tinuvin® 384-2; 50 mM의 에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트; 0.5 mM의 데카메틸 페로센; 0.5 mM의 데카메틸 페로시늄 테트라플루오로보레이트; 1:10의 몰비의 2-히이드록시에틸메타크릴레이트 및 메틸아릴레이트로 제조된 2.2 중량%의 랜덤 공중합체; 0.15 중량%의 이소시아네이트 가교 결합제(BASF의 Luprnate® MI), 및 약 0.3 내지 2.0 ppm의 디부틸틴 디아세테이트 우레탄 촉매를 프로필렌 카보네이트 용매 내에서 조합하는 것에 의해 제조되었다.
실시예 2: 열 경화된 밀봉부를 가지는 강성 플라스틱 기판을 이용하는 전기 변색 장치. 강성 플라스틱 기판(약 50 mm의 폭, 125 mm의 길이, 1.8 mm의 두께)가 Zeonor 1420R의 사출 몰딩에 의해서 형성되었다. 상단부 판의 제2 표면 및 하단부 판의 제1 표면이 중합체 기판에 적절한 조건에서 인듐 아연 산화물(IZO)로 코팅되었다. 이격체 비드를 함유하는 에폭시 비드가 IZO 코팅의 상단부 상의 하단부 판의 주변부 주위로 분배되었다. 밀봉이 경화된 후에 충진 포트로서 작용하기 위한 작은 갭을 비드 내에 남겼다. 상단부 판은 하단부 판에 대해서 오프셋 되어 위치되었고, 그에 따라 에지로부터 전도성 코팅으로의 접근 및 전기적 접촉을 허용하였다. 상단부 판을 에폭시 상에서 이격체 비드에 하향 압착하여 셀을 형성하였다. 에폭시 밀봉부를 밀봉부 및 중합체 기판에 적합한 온도에서 열적으로 경화시켰다. 셀을 실시예 1의 전기 변색 겔 매체로 충진하였고, UV 경화성 에폭시를 이용하여 충진 포트를 막았다. 버스바(busbar)를 오프셋 에지에 적용하여, 열 경화된 밀봉부를 가지는 강성 플라스틱 전기 변색 장치를 생성하였다.
실시예 3: UV 경화된 밀봉부를 가지는 강성 플라스틱 기판을 이용하는 전기 변색 장치. 실시예 2와 동일한 기판의 제조. 이격체 비드를 함유하는 에폭시 비드가 IZO 코팅의 상단부 상의 하단부 판의 주변부 주위로 분배되었다. 밀봉이 경화된 후에 충진 포트로서 작용하기 위한 작은 갭을 비드 내에 남겼다. 상단부 판은 하단부 판에 대해서 오프셋 되어 위치되었고, 그에 따라 에지로부터 전도성 코팅으로의 접근 및 전기적 접촉을 허용하였다. 상단부 판을 에폭시 상에서 이격체 비드에 하향 압착하여 셀을 형성하였다. 에폭시 밀봉부를 밀봉부 및 중합체 기판에 적합한 시간 및 세기에서 UV 경화시켰다. 셀을 실시예 1의 전기 변색 겔 매체로 충진하였고, UV 경화성 에폭시를 이용하여 충진 포트를 막았다. 버스바를 오프셋 에지에 적용하여, UV 경화된 밀봉부를 가지는 강성 플라스틱 전기 변색 장치를 생성하였다
실시예 4: 가스 장벽 코팅 및 열 경화된 밀봉부를 가지는 강성 플라스틱 기판을 이용하는 전기 변색 장치. 강성 플라스틱 기판(약 50 mm의 폭, 125 mm의 길이, 1.8 mm의 두께)가 Zeonor 1420R의 사출 몰딩에 의해서 형성되었다. 상단부 판의 제2 표면 및 하단부 판의 제1 표면을 가스 장벽 층으로 코팅되었고, 이어서 중합체 기판에 적절한 조건에서 인듐 아연 산화물(IZO)로 코팅되었다. 이격체 비드를 함유하는 에폭시 비드가 IZO 코팅의 상단부 상의 하단부 판의 주변부 주위로 분배되었다. 밀봉이 경화된 후에 충진 포트로서 작용하기 위한 작은 갭을 비드 내에 남겼다. 상단부 판은 하단부 판에 대해서 오프셋 되어 위치되었고, 그에 따라 에지로부터 전도성 코팅으로의 접근 및 전기적 접촉을 허용하였다. 상단부 판을 에폭시 상에서 이격체 비드에 하향 압착하여 셀을 형성하였다. 에폭시 밀봉부를 밀봉부 및 중합체 기판에 적합한 온도에서 열적으로 경화시켰다. 셀을 실시예 1의 전기 변색 겔 매체로 충진하였고, UV 경화성 에폭시를 이용하여 충진 포트를 막았다. 버스바를 오프셋 에지에 적용하여, 가스 장벽 코팅 및 열 경화된 밀봉부를 가지는 강성 플라스틱 전기 변색 장치를 생성하였다. 이하와 같이 예시적인 가스 장벽 코팅을 도포하였다: SiO2 - 스퍼터링된 단일 또는 이중 층, 아큐코트(accucoat) SiO2 - 저온 PVD 프로세스, Excapsulix ALD - Al2O3의 원자 층 침착, Gencoa - AlOx/폴리 HMDSO 다층, 또는 PlasmaSi -PECVD Si
실시예 5: 가스 장벽 막 및 열 경화된 밀봉부를 가지는 강성 플라스틱 기판을 이용하는 전기 변색 장치. 강성 플라스틱 기판(약 50 mm의 폭, 125 mm의 길이, 1.8 mm의 두께)가 Zeonor 1420R의 사출 몰딩에 의해서 형성되었다. 플라스틱 기판을 향해서 배향된 장벽 층 및 외측으로 배향된 PET 운반체 막을 가지는 장벽 광학적 투명 접착제 또는 UV 경화성 액체 광학적 투명 접착제를 이용하여, 가스 장벽 막을 상단부 판의 제2 표면 및 하단부 판의 제1 표면에 도포하였다. 노출된 PET 막이 중합체 기판에 적합한 조건에서 인듐 아연 산화물(IZO)로 코팅되었다. 이격체 비드를 함유하는 에폭시 비드가 IZO 코팅의 상단부 상의 하단부 판의 주변부 주위로 분배되었다. 밀봉이 경화된 후에 충진 포트로서 작용하기 위한 작은 갭을 비드 내에 남겼다. 상단부 판은 하단부 판에 대해서 오프셋 되어 위치되었고, 그에 따라 에지로부터 전도성 코팅으로의 접근 및 전기적 접촉을 허용하였다. 상단부 판을 에폭시 상에서 이격체 비드에 하향 압착하여 셀을 형성하였다. 에폭시 밀봉부를 밀봉부 및 중합체 기판에 적합한 온도에서 열적으로 경화시켰다. 셀을 실시예 1의 전기 변색 겔 매체로 충진하였고, UV 경화성 에폭시를 이용하여 충진 포트를 막았다. 버스바를 오프셋 에지에 적용하여, 가스 장벽 막 및 열 경화된 밀봉부를 가지는 강성 플라스틱 전기 변색 장치를 생성하였다. 예시적인 가스 배리어 막은 Kuraray EVAL-EvOH 막(에틸렌 비닐 알코올), Kuraray Exceval-PvOH 막(프로필렌 비닐 알코올), Fujifilm-Transparent Super Gas Barrier 막, 및 3M-FTB3-125 Barrier 막을 포함한다.
실시예 6: 가스 장벽 막, 금속 메시 전도체 및 UV 경화된 밀봉부를 가지는 가요성 플라스틱 기판을 이용하는 전기 변색 장치. 가요성 가스 장벽 막(약 75 mm의 폭, 82 mm의 길이, 125 미크론의 두께)을 스톡(stock)으로부터 절단하였다. 저온 ITO가 오버코팅된 가요성 금속 메시 전도체 막(약 75 mm의 폭, 82 mm의 길이, 125 미크론의 두께)을 스톡으로부터 절단하였다. 플라스틱 기판을 향해서 배향된 장벽 층 및 외측으로 배향된 PET 운반체 막을 가지는 장벽 광학적 투명 접착제 또는 UV 경화성 액체 광학적 투명 접착제를 이용하여, 금속 메시 막을 상단부 가스 장벽 막의 제2 표면 및 하단부 가스 장벽 막의 제1 표면에 도포하였다. 전도성 은 잉크 트레이스를 조립된 막의 오프셋 에지에 도포하였고 열적으로 경화시켰다. 장치가 조립될 때, 은 잉크 트레이스는 버스바로서 작용할 것이다. 이격체 비드를 함유하는 에폭시 비드가 ITO 오버코팅된 금속 메시의 상단부 상의 하단부 기판의 주변부 주위로 분배되었다. 밀봉이 경화된 후에 충진 포트로서 작용하기 위한 작은 갭을 비드 내에 남겼다. 상단부 기판이 하단부 기판에 대해서 오프셋 되어 위치되었고, 그에 따라 에지상의 은 잉크에 대한 접근 및 전기적 접촉을 허용하였다. 상단부 기판을 에폭시 상에서 이격체 비드에 하향 압착하여 셀을 형성하였다. 에폭시 밀봉부를 밀봉부 및 중합체 기판에 적합한 시간 및 세기에서 UV 경화시켰다. 셀을 실시예 1의 전기 변색 겔 매체로 충진하였고, UV 경화성 에폭시를 이용하여 충진 포트를 막았다. 전기 연결부를 오프셋 에지에 적용하여, 가스 장벽 막, 금속 메시 전도체 및 UV 열 경화된 밀봉부를 가지는 가요성 플라스틱 전기 변색 장치를 생성하였다. 사용된 금속 메시 막은 Applied Nanotech, Inc, Exclucent™ 구리 금속이었고, 가스 장벽 막은 3M FTB3-125 Barrier 막이었다.
실시예 7: 열 경화된 밀봉부를 가지는 유리 클래드 강성 플라스틱 기판을 이용하는 전기 변색 장치. 강성 플라스틱 기판(약 100 mm의 폭, 100 mm의 길이, 2.0 mm의 두께)가 폴리카보네이트 시트로부터 절단되었다. 폴리카보네이트 기판의 일 측면을 인듐 아연 산화물(IZO)로 코팅된 0.3 mm의 소다 석회 유리로 클래딩하였다. 유리 클래딩은 UV 경화성 액체 광학적 투명 접착제를 이용하여 플라스틱 기판에 접착되었고, 또는 외향 대면하는 IZO 코팅을 가지는 열가소성 또는 열경화성 광학적 중간층을 이용하여 적층되었다. 이격체 비드를 함유하는 에폭시가 IZO 코팅의 상단부 상의 하단부 기판의 주변부 주위로 분배되었다. 밀봉이 경화된 후에 충진 포트로서 작용하기 위한 작은 갭을 비드 내에 남겼다. 상단부 기판은 하단부 기판에 대해서 오프셋 되어 위치되었고, 그에 따라 에지로부터 전도성 코팅으로의 접근 및 전기적 접촉을 허용하였다. 하단부 기판 IZO 코팅을 향해서 배향된 IZO 코팅을 가지는 상단부 기판을 에폭시 상에서 이격체 비드에 하향 압착하여 셀을 형성하였다. 에폭시 밀봉부를 밀봉부 및 중합체 기판에 적합한 온도에서 열적으로 경화시켰다. 셀을 전기 변색 유체로 충진하였고, UV 경화성 에폭시를 이용하여 충진 포트를 막았다. 버스바를 오프셋 에지에 적용하여, 열 경화된 밀봉부를 가지는 유리 클래드, 강성 플라스틱 전기 변색 장치를 생성하였다.
실시예 8: 본 기술의 대표적인 플라스틱 장치를 산소 고압용기 챔버(400 psi) 내에 배치하였고, 그 광학적 특성을 UV/Vis 분광기로 규칙적으로 측정하였다. 461 nm에서의 흡수도가 전기 변색 매체의 산소 오염으로 인해서 발생되었고, 모니터링 되었으며, 기준 부분(01_Glass/IZO, 및 02_Zeonor/IZO)과 비교되었다. 가스 장벽 코팅을 가지지 않는 플라스틱 장치는 시간에 걸친 가장 큰 흡수도 변화를 나타낸다. 도 4는 다양한 가스 장벽 재료에 대한 산소 테스팅 성능의 결과를 도시한다. 장벽이 없는 플라스틱 장치[[02_Zeonor/IZO(-18)]는 3일의 노출 이후에 0.1 유닛 초과의 흡수도 변화를 나타낸다. ALD [[21-2B-02_100 nmSiO2/50 nm ALD-Al2O3/IZO]에 의해서 침착된 SiO2 및 Al2O3를 가지는 플라스틱 장치가 더 양호한 안정성을 나타내고, 8일의 시점까지 0.1 흡수도 유닛 증가 임계값을 넘지 않았다. EVOH [04_EVOH(-35)] 및 SiO2 [16_ SiO2 100 nm/100 nm(-102)] 가스 장벽을 포함하는 장치의 경우에, 0.1 유닛 흡수도 변화 임계값이 9일 이후에 발생되었다. 또한, 플라스틱 기판[[21-1C-01_100SiO2/Zeo/100 nmSiO2/25 nm ALD-Al2O3/IZO]의 양 측면 상에 코팅된 100 nm SiO2 층은 장벽이 없는 플라스틱 장치 보다 거의 5배 더 양호하게 수행되었다. 도 4를 기초로 하여, AlOx/ 폴리 - 아크릴레이트 다층 장벽[P232-3_1_ AlOx/폴리-아크릴레이트 다층(-R302)]을 가지는 장치는, 3일의 테스팅 이후에 0.1 유닛의 흡수도 변화에 도달하는 산소 고압용기 테스트 내의 장벽이 없는 [[02_Zeonor/IZO(-18)] 플라스틱 장치와 유사한 성능을 획득하였다. 그러나, 3일 이후의 열화 속도는 장벽이 없는 장치보다 느렸다. 그에 따라, 가스 장벽을 가지는 모든 플라스틱 장치는, 가스 장벽이 없는 장치보다 상당히 느린 열화 속도를 나타냈다.
실시예 9: 가요성 플라스틱 가재를 가지는 전기 변색 장치가 구성되었다. 8"x10"PET(6 mil의 두께; 120 Ω/sq의 시트 저항)의 인듐 주석 산화물(ITO) 코팅된 단편을, 1.02 g의 비스(11-히도록시운데실) 비올로겐 비스[[비스트리플루오로메탄술포닐 이미드](NTf) 및 0.38 g의 HDT(Sigma-Aldrich로부터 구매한 헥사메틸렌 디이소시아네이트 삼량체)를 7.0 그램의 용매 혼합물("SMI"), 플러스 SM1 내의 디부틸틴 디아세테이트(DBTDA) 촉매의 0.6 중량%의 117 마이크로리터 내에서 용해시킴으로써 제조된 혼합물로 코팅하였고, 그에 의해서 제1 막을 형성하였다. #10 Mayer 로드(rod)를 이용하여 이와 같은 코팅을 제어 두께로 제조하였다. 8"x10" PET의 제2 단편을, 1.02 그램의 비스[[5, 10-(4-(3-히드록시프로필 디메틸암모늄) 부틸]-5, 10-디히드로페나진 NTf 및 0.38 그램의 HDT을 7.0 그램의 SM1 및 SM1 내의 117 마이크로리터 내에서 용해시킴으로써 제조된 용액으로 코팅하였으며, 그에 의해서 제2 막을 형성하였다. 이와 같은 막은 또한 # 10 Mayer 로드로 제조되었다. 막을 60 오븐에서 밤새 질소 분위기 하에서 경화되게 하였다. 제3 코팅은, 15 그램의 Vinylec H(SPI Suppplies), 15 그램의 Vinylec E(SPI Suppplies), 1.6 그램의 테트라메틸암모늄 테트라플루오로보레이트, 및 88 그램의 프로필렌 카보네이트를 조합하는 것 그리고 기계적 교반과 함께 질소 하에서 가열(120)하여, 2개의 분리 라이너(3M 4935) 사이에 도포되는 비교적 큰 점도의 용액을 형성하는 것에 의해서 제조되었다. 250 미크론의 코팅을 전달하기 위해서, 분리 라이너 및 유체가 수동 압출기 상의 닙(nip)을 통해서 공급되었다. 이어서 코팅을 상온으로 냉각되게 하였고 사용 시까지 질소 하에서 유지하였다. 3.5"x3.5" 정사각형의 제1 및 제2 코팅을 절단하였고, 메탄올 및 면봉을 이용하여 EC 코팅을 하나의 에지를 따라 제거하였으며, 3M 접착 스트립(3011)을 통해서 ITO에 전기적으로 접촉시켰다. 3.5"x3.5"보다 약간 큰 제3 코팅의 섹션을 절단하였고 제1 코팅에 도포하였으며, 그에 따라 제1 코팅의 전체 표면을 제3 코팅으로 덮었다. 이어서, 제1 및 제2 코팅에 대한 전기적 접촉이 요소의 대향 측면들 상에 존재하도록, 제2 코팅을 제3 코팅의 노출된 표면에 도포하였다. 이어서, 요소를 유리의 2개의 단편(각각 2.2 mm, 5"x5") 사이에 위치시키고 30분 동안 감압 하에 위치시켜 코팅 계면에서 기포를 제거하였으며, 그 이후에 저속 질소 배출을 통해서 요소를 상온으로 복귀시켰다. 에폭시 밀봉부를 주변부 및 전기 접촉부 주위에 위치시켰고, 후속하여 밤새 상온에서 경화시켜 요소를 완성하였다.
예시적인 구현예
이하는 비제한적인 예시적인 구현예에 관한 설명이다.
문단 A. 전기 변색 장치는: 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판으로서; 후방 표면은 제1 전도성 재료를 포함하고; 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하는, 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판; 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판으로서; 전방 표면은 제2 전도성 재료를 포함하는, 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판을 포함하고, 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 밀봉 부재로 그 사이에 챔버를 정의한다.
문단 B. 문단 A의 전기 변색 장치에 있어서, 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하고; 그리고 선택적으로 제1 및 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 접착 촉진 층을 포함한다.
문단 C. 문단 A 또는 B의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는 음극 재료 및 양극 재료를 포함하는 전기 변색 매체를 포함한다.
문단 D. 문단 A 내지 C 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 가스 확산 장벽(들)은 플라즈마-강화 화학 증착(PECVD)에 의해 도포된 층, 중성 빔 보조 스퍼터링(NBAS)에 의해 도포된 층, 원자 층 침착(ALD)에 의해 도포된 층, 에틸렌 비닐 알코올의 공중합체, 폴리비닐 알코올, 자가-조립 나노입자의(SNAP)의 중합체 막, 유기 및 무기 재료의 교번 층들을 포함하는 다층 장벽, 양이온 중합체 및 음이온 중합체의 교번하는 박막을 포함하는 다층 장벽, 또는 기판에 접착 또는 적층된 가요성의 얇은 유리 막을 포함한다.
문단 E. 문단 A 내지 D 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 기판, 제2 기판, 또는 제1 및 제2 기판의 둘 모두가 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트, 시클로올레핀 중합체(COP), 시클로올레핀 공중합체(COC), 아크릴, 폴리아미드, 또는 에폭시를 포함한다.
문단 F. 문단 A 내지 E 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함한다.
문단 G. 문단 A 내지 F 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제2 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 절연체/금속/절연체 스택(IMI 스택), (인듐 주석 산화물 입자와 같은) 나노 입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함한다.
문단 H. 문단 A 내지 G 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전도성 재료는 제1 전도성 나노와이어 코팅, 제1 전도성 금속 메시, 또는 제1 IMI 스택을 포함하고; 제2 전도성 재료는 제2 전도성 나노와이어 코팅, 제2 전도성 금속 메시, 제2 IMI 스택, (인듐 주석 산화물 입자와 같은) 나노입자로 충진된 제2 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 제2 전도성 중합체를 포함한다.
문단 I. 문단 A 내지 H 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, IMI 스택, 나노입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체가 50 Ω/sq 미만의 저항을 나타낸다.
문단 J. 문단 A 내지 I 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, IMI 스택, 나노입자로 충진된 투명 중합체, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체가 10 Ω/sq 미만, 또는 5 Ω/sq 미만의 저항을 나타낸다.
문단 K. 문단 A 내지 J 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 또는 제2 전도성 재료의 어느 하나 또는 둘 모두에 중첩되는 전도성 코팅을 더 포함한다.
문단 L. 문단 K의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 투명한 전도성 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함한다.
문단 M. 문단 K 또는 L의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트(PEDOT-PSS)를 포함한다.
문단 N. 문단 M의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 인듐 주석 산화물 또는 인듐 아연 산화물을 포함한다.
문단 O. 문단 A 내지 N 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 열-경화성 밀봉부 또는 자외선-경화성 밀봉부를 포함한다.
문단 P. 문단 A 내지 O 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재가 에폭시를 포함한다.
문단 Q. 문단 A 내지 P 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이의 용접부를 포함한다.
문단 R. 문단 A 내지 Q 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이의 핫 멜트 또는 초음파 용접부, 또는 제1 기판의 전방 표면의 에지를 덮고 제2 기판의 후방 표면의 에지까지 연장되는 열 밀봉 막을 포함한다.
문단 S. 문단 A 내지 R 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는 제1 중합체-계 전기 변색 막, 바람직하게 제1 열가소성 전기 변색 막을 포함한다.
문단 T. 문단 S의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막은 제1 전기 활성 재료 및 제1 열가소성 중합체를 포함한다.
문단 U. 문단 S 또는 T의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전기 활성 재료는 음극 재료, 양극 재료, 또는 음극 재료 및 양극 재료의 혼합물이다.
문단 V. 문단 U의 전기 변색 장치에 있어서, 음극 재료가 비올로겐을 포함한다.
문단 W. 문단 U 또는 V의 전기 변색 장치에 있어서, 양극 재료는 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센을 포함한다.
문단 X. 문단 S 내지 W 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막이 가소제를 포함한다.
문단 Y. 문단 S 내지 X 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막이 가교-결합된 막이다.
문단 Z. 문단 S 내지 Y 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는, 제2 전도성 재료 및 제2 열가소성 중합체를 포함하는 제2 중합체-계 전기 변색 막을 포함하고, 바람직하게 제2 중합체-계 전기 변색 막은 열가소성 전기 변색 막이다.
문단 AA. 문단 Z의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 및 제2 중합체-계 전기 변색 막이 이온-교환 또는 다공성 멤브레인에 의해서 분리되고, 제1 및 제2 중합체-계 전기 변색 막은 각각 독립적으로 열가소성 전기 변색 막이다.
문단 AB. 전기 변색 장치용 기판을 형성하는 프로세스이며, 프로세스는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 제1 표면을 제1 중합체-계 막으로 코팅하는 단계를 포함하고, 중합체-계 전기 변색 막은 적어도 하나의 제1 전기 활성 재료 및 제1 열가소성 중합체를 포함하고, 제1 표면은 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택, 그리고 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 제2 표면 상의 가스 장벽 코팅을 더 포함하며, 제2 표면은 제1 표면에 실질적으로 평행하고 그에 대향한다.
문단 AC. 문단 AB의 프로세스에 있어서, 코팅은 슬롯 다이 코팅, 그라비어 코팅, 커튼 코팅, 분무 코팅, 침지 코팅, 압출 코팅, 또는 활주 코팅을 포함한다.
문단 AD. 문단 AB 또는 AC의 프로세스에 있어서, 밀봉 부재를 이용하여 제1 중합체-계 전기 변색 막(바람직하게 열가소성 전기 변색 막)을 포함하는 제1 기판의 제1 표면을 제2 기판의 제1 표면에 접합하는 단계, 그리고 그 사이에 챔버를 형성하는 단계를 더 포함한다.
문단 AE. 문단 AD의 프로세스에 있어서, 제2 기판의 제1 표면을 제2 중합체-계 전기 변색 막(바람직하게 열가소성 전기 변색 막)으로 코팅하는 단계를 더 포함하고, 제2 전기 변색 막은 적어도 하나의 제2 전기 활성 재료 및 제2 열가소성 중합체를 포함한다.
문단 AF. 문단 AB 내지 AE 중 어느 하나의 프로세스에 있어서, 제1 전기 활성 재료가 음극 재료이다.
문단 AG. 문단 AB 내지 AF 중 어느 하나의 프로세스에 있어서, 제1 전기 활성 재료가 양극 재료이다.
문단 AH. 문단 AE 내지 AG 중 어느 하나의 프로세스에 있어서, 제2 전기 활성 재료가 음극 재료이다.
문단 AI. 문단 AH의 프로세스에 있어서, 제2 전기 활성 재료가 양극 재료이다.
문단 AJ. 문단 AE 내지 AI 중 어느 하나의 프로세스에 있어서, 제1 전기 활성 재료가 음극 재료이고, 제2 전기 활성 재료가 양극 재료이다.
문단 AK. 문단 AE 내지 AI 중 어느 하나의 프로세스에 있어서, 제1 전기 활성 재료가 양극 재료이고, 제2 전기 활성 재료가 음극 재료이다.
문단 AL. 문단 AD 내지 AK 중 어느 하나의 프로세스에 있어서, 챔버를 유체 매체로 충진하는 단계를 더 포함한다.
문단 AM. 전기 변색 장치로서: 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판; 제1 표면 및 제2 표면을 가지는 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판; 및 제1 기판의 제2 표면을 제2 기판의 제1 표면에 접합하여 그 사이에 챔버를 형성하는 밀봉 부재를 포함하며; 제1 기판의 제1 표면은 자외선 광 흡수 층으로 코팅되고; 제2 표면은 양극 재료를 포함하는 제1 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅되고; 그리고 챔버는 UV-경화성 겔화제를 함유하는 유체 매체를 포함한다. 제1 중합체-계 전기 변색 막이 바람직하게 열가소성 전기 변색 막이다.
문단 AN. 문단 AM의 전기 변색 장치에 있어서, 유체 매체가 음극 재료를 더 포함한다.
문단 AO. 문단 AM 또는 AN의 전기 변색 장치에 있어서, 음극 재료가 비올로겐이다.
문단 AP. 문단 AM 내지 AO 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 유체 매체가 자외선 흡수 재료를 더 포함한다.
문단 AQ. 문단 AM 내지 AP 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제2 기판의 제1 표면은 음극 재료를 포함하는 제2 중합체-계 전기 변색 막으로 코팅되고, 바람직하게 제2 중합체-계 전기 변색 막은 열가소성 전기 변색 막이다.
문단 AR. 문단 AQ의 전기 변색 장치에 있어서, 음극 재료가 비올로겐이다.
문단 AS. 문단 AM 내지 AR 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 양극 재료는 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센이다.
문단 AT. 문단 AM 내지 AS 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제2 기판의 제1 표면은 금속 산화물로 코팅된다.
문단 AU. 문단 AT의 전기 변색 장치에 있어서, 금속 산화물이 텅스텐 산화물이다.
문단 AV. 문단 AM 내지 AU 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 UV-경화성 수지 또는 열 경화 수지를 포함한다.
문단 AW. 문단 AM 내지 AV 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이의 용접부를 포함한다.
문단 AX. 전기 변색 장치로서: 전방 표면; 및 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함하는 후방 표면을 포함하는 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판으로서; 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하는, 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판; 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함하는 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는, 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판을 포함하고; 제1 기판은 밀봉 부재에 의해서 제2 기판에 접합되고, 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 밀봉 부재로 그 사이에 챔버를 정의한다.
문단 AY. 문단 AX의 전기 변색 장치에 있어서, 제2 기판은 플라스틱 기판이고, 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다.
문단 AZ. 문단 AX 또는 AY의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는 음극 재료 및 양극 재료를 포함하는 전기 변색 매체를 포함한다.
문단 BA. 문단 AX내지 AZ 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 기판의 후방 표면이 전도성 금속 메시를 포함하고; 제2 기판의 전방 표면이 전도성 금속 메시를 포함한다.
문단 BB. 문단 AX 내지 BA 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택이 50 Ω/sq 미만의 저항을 나타낸다.
문단 BC. 문단 AX 내지 BB 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 기판의 후방 표면 및 제2 기판의 전방 표면은 각각 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택과 챔버 사이에 배치된 전도성 코팅을 포함한다.
문단 BD. 문단 BC의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 투명한 전도성 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함한다.
문단 BE. 문단 AX 내지 BD 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 기판의 제1 표면 및 제2 기판의 제2 표면은 스크래치-방지 코팅을 포함한다.
문단 BF. 문단 BE의 전기 변색 장치에 있어서, 스크래치-방지 코팅이 Acier C50PG를 포함한다.
문단 BG. 문단 AX 내지 BF 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 가스 확산 장벽(들)은 플라즈마-강화 화학 증착(PECVD)에 의해 도포된 층, 중성 빔 보조 스퍼터링(NBAS)에 의해 도포된 층, 원자 층 침착(ALD)에 의해 도포된 층, 에틸렌 비닐 알코올의 공중합체, 폴리비닐 알코올, 자가-조립 나노입자의(SNAP)의 중합체 막, 또는 유기 및 무기 재료의 교번 층들을 포함하는 다층 장벽, 또는 양이온 및 음이온 중합체의 교번 박막들을 포함하는 다층 장벽, 또는 가요성의 얇은 유리 막을 포함한다.
문단 BG. 전기 변색 장치는 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 가요성 기판으로서; 후방 표면은 제1 전도성 재료를 포함하고; 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하는, 가요성 기판; 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 강성 기판으로서; 전방 표면은 제2 전도성 재료를 포함하는, 강성 기판을 포함하고; 가요성 기판은 강성 기판에 일치되는 형상이고; 가요성 기판은 밀봉 부재에 의해서 강성 기판에 접합되고, 밀봉 부재로 가요성 기판의 후방 표면 및 강성 기판의 전방 표면은 그 사이에 챔버를 형성한다.
문단 BH. 문단 BG의 전기 변색 장치에 있어서, 강성 또는 가요성 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다.
문단 BI. 문단 BG 또는 BH의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는 음극 재료 및 양극 재료를 포함하는 전기 변색 매체를 포함한다.
문단 BJ. 문단 BG 내지 BI 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 가스 확산 장벽(들)은 플라즈마-강화 화학 증착(PECVD)에 의해 도포된 층, 중성 빔 보조 스퍼터링(NBAS)에 의해 도포된 층, 원자 층 침착(ALD)에 의해 도포된 층, 에틸렌 비닐 알코올의 공중합체, 폴리비닐 알코올, 자가-조립 나노입자의(SNAP)의 중합체 막, 또는 유기 및 무기 재료의 교번 층들을 포함하는 다층 장벽, 또는 양이온 및 음이온 중합체의 교번 박막들을 포함하는 다층 장벽을 포함한다.
문단 BK. 문단 BG 내지 BJ 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 가요성 기판, 강성 기판, 또는 가요성 및 강성 기판의 둘 모두가 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트, 시클로올레핀 중합체(COP), 시클로올레핀 공중합체(COC), 아크릴, 폴리아미드, 또는 에폭시를 포함한다.
문단 BL. 문단 BG 내지 BK 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함한다.
문단 BM. 문단 BG 내지 BL 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제2 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함한다.
문단 BN. 문단 BG 내지 BM 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전도성 재료는 제1 전도성 금속 메시를 포함하고; 제2 전도성 재료는 제2 전도성 금속 메시를 포함한다.
문단 BO. 문단 BG 내지 BN 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택이 50 Ω/sq 미만, 또는 10 Ω/sq 미만, 또는 5 Ω/sq 미만의 저항을 나타낸다.
문단 BP. 문단 BG 내지 BO 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 또는 제2 전도성 재료의 어느 하나 또는 둘 모두에 중첩되는 전도성 코팅을 더 포함한다.
문단 BQ. 문단 BP의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 투명한 전도성 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함한다.
문단 BR. 문단 BQ의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트(PEDOT-PSS)를 포함한다.
문단 BS. 문단 BR의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 인듐 주석 산화물 또는 인듐 아연 산화물을 포함한다.
문단 BT. 문단 BG 내지 BS 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 열-경화성 밀봉부 또는 자외선-경화성 밀봉부를 포함한다.
문단 BU. 문단 BG 내지 BT 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재가 에폭시를 포함한다.
문단 BV. 문단 BG 내지 BU 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이의 용접부를 포함한다.
문단 BW. 문단 BG 내지 BV 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이의 핫 멜트 또는 초음파 용접부, 또는 제1 기판의 전방 표면의 에지를 덮고 제2 기판의 후방 표면의 에지까지 연장되는 열 밀봉 막을 포함한다.
문단 BX. 문단 BG 내지 BW 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는 제1 중합체-계 전기 변색 막, 바람직하게 제1 열가소성 전기 변색 막을 포함한다.
문단 BY. 문단 BX의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막은 제1 전기 활성 재료 및 제1 열가소성 중합체를 포함한다.
문단 BZ. 문단 BY의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전기 활성 재료는 음극 재료, 양극 재료, 또는 음극 재료 및 양극 재료의 혼합물이다.
문단 CA. 문단 BZ의 전기 변색 장치에 있어서, 음극 재료가 비올로겐을 포함한다.
문단 CB. 문단 BZ 또는 CA의 전기 변색 장치에 있어서, 양극 재료는 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센을 포함한다.
문단 CC. 문단 BX 내지 CB 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막이 가소제를 포함한다.
문단 CD. 문단 BX 내지 CC 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막이 가교-결합된 막이다
문단 CE. 문단 BX 내지 CD 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는, 제2 전기 활성 재료 및 제2 열가소성 중합체를 포함하는 제2 중합체-계 전기 변색 막을 포함하고, 바람직하게 제2 중합체-계 전기 변색 막은 열가소성 전기 변색 막이다.
문단 CF. 문단 CE의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 및 제2 중합체-계 전기 변색 막이 이온-교환 또는 다공서 멤브레인에 의해서 분리되고, 제1 및 제2 중합체-계 전기 변색 막은 독립적으로 열가소성 전기 변색 막이다.
문단 CG. 전기 변색 장치는 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 강성 기판으로서; 후방 표면은 제1 전도성 재료를 포함하고; 제1 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하는, 강성 기판; 전방 표면; 및 후방 표면을 포함하는 가요성 기판으로서; 전방 표면은 제2 전도성 재료를 포함하는, 가요성 기판을 포함하고; 가요성 기판은 강성 기판에 일치되는 형상이고; 가요성 기판은 밀봉 부재에 의해서 강성 기판에 접합되고, 밀봉 부재로 가요성 기판의 후방 표면 및 강성 기판의 전방 표면은 그 사이에 챔버를 정의한다.
문단 CH. 문단 DE의 전기 변색 장치에 있어서, 강성 또는 가요성 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함한다.
문단 CI. 문단 CG 또는 CH의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는 음극 재료 및 양극 재료를 포함하는 전기 변색 매체를 포함한다.
문단 CJ. 문단 CG 내지 CI 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 가스 확산 장벽(들)은 플라즈마-강화 화학 증착(PECVD)에 의해 도포된 층, 중성 빔 보조 스퍼터링(NBAS)에 의해 도포된 층, 원자 층 침착(ALD)에 의해 도포된 층, 에틸렌 비닐 알코올의 공중합체, 폴리비닐 알코올, 자가-조립 나노입자의(SNAP)의 중합체 막, 또는 유기 및 무기 재료의 교번 층들을 포함하는 다층 장벽, 또는 양이온 및 음이온 중합체의 교번 박막들을 포함하는 다층 장벽을 포함한다.
문단 CK. 문단 CG 내지 CJ 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 가요성 기판, 강성 기판, 또는 가요성 및 강성 기판의 둘 모두가 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트, 시클로올레핀 중합체(COP), 시클로올레핀 공중합체(COC), 아크릴, 폴리아미드, 또는 에폭시를 포함한다.
문단 CL. 문단 CG 내지 CL 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함한다.
문단 CM. 문단 CG 내지 CL 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제2 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택을 포함한다.
문단 CN. 문단 CG 내지 CM 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전도성 재료는 제1 전도성 나노와이어 코팅, 제1 전도성 금속 메시, 또는 제1 IMI 스택을 포함하고; 제2 전도성 재료는 제2 전도성 나노와이어 코팅, 제2 전도성 금속 메시, 또는 제2 IMI 스택을 포함한다.
문단 CO. 문단 CG 내지 CN 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 IMI 스택이 50 Ω/sq 미만, 또는 10 Ω/sq 미만, 또는 5 Ω/sq 미만의 저항을 나타낸다.
문단 CP. 문단 CG 내지 CO 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 또는 제2 전도성 재료의 어느 하나 또는 둘 모두에 중첩되는 전도성 코팅을 더 포함한다.
문단 CQ. 문단 CP의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 투명한 전도성 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함한다.
문단 CR. 문단 CQ의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 술포네이트(PEDOT-PSS)를 포함한다.
문단 CS. 문단 CR의 전기 변색 장치에 있어서, 전도성 코팅은 인듐 주석 산화물 또는 인듐 아연 산화물을 포함한다.
문단 CT. 문단 CG 내지 CS 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 열-경화성 밀봉부 또는 자외선-경화성 밀봉부를 포함한다.
문단 CU. 문단 CG 내지 CT 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재가 에폭시를 포함한다.
문단 CV. 문단 CG 내지 CS 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이의 용접부를 포함한다.
문단 CW. 문단 CG 내지 CS 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 밀봉 부재는 제1 기판과 제2 기판 사이의 핫 멜트 또는 초음파 용접부, 또는 제1 기판의 전방 표면의 에지를 덮고 제2 기판의 후방 표면의 에지까지 연장되는 열 밀봉 막을 포함한다.
문단 CX. 문단 CG 내지 CW 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는 제1 중합체-계 전기 변색 막, 바람직하게 열가소성 전기 변색 막을 포함한다.
문단 CY. 문단 CX의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막은 제1 전기 활성 재료 및 제1 열가소성 중합체를 포함한다.
문단 CZ. 문단 CX 또는 CY의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 전기 활성 재료는 음극 재료, 양극 재료, 또는 음극 재료 및 양극 재료의 혼합물이다.
문단 DA. 문단 CZ의 전기 변색 장치에 있어서, 음극 재료가 비올로겐을 포함한다.
문단 DB. 문단 CZ 또는 DA의 전기 변색 장치에 있어서, 양극 재료는 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센을 포함한다.
문단 DC. 문단 108의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막이 가소제를 포함한다.
문단 DD. 문단 CX 내지 DC 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 중합체-계 전기 변색 막이 가교-결합된 막이다.
문단 DE. 문단 CX 내지 DD 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 챔버는, 제2 전기 활성 재료 및 제2 열가소성 중합체를 포함하는 제2 중합체-계 전기 변색 막을 포함하고, 바람직하게 제2 중합체-계 전기 변색 막은 열가소성 전기 변색 막이다.
문단 DF. 문단 DE의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 및 제2 중합체-계 전기 변색 막이 이온-교환 또는 다공서 멤브레인에 의해서 분리되고, 바람직하게 제1 및 제2 중합체-계 전기 변색 막은 각각 독립적으로 열가소성 전기 변색 막이다.
문단 DG. 문단 A 내지 AA 및 AM 내지 DF 중 임의의 하나의 전기 변색 장치에 있어서, 제1 및 제2 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 접착 촉진 층을 포함한다.
특정 구현예가 예시되고 설명되었지만, 아래의 청구범위에서 정의되는 바와 같이 보다 넓은 양태에서 본 발명에서 벗어나지 않고서 당해 기술 분야의 통상의 기술에 따라 변화 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.
여기에 예시적으로 설명되는 구현예는 여기에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소 또는 요소들, 제한 또는 제한들의 부재 시에도 적합하게 실시될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 용어 "함유하는(comprising)", "포함하는(including)", "보유하는(containing)" 등은 제한없이 확장없이 읽혀야 한다. 추가로, 여기 사용되는 용어 및 표현은 설명의 용어로 사용되었고 제한을 위한 것이 아니며, 도시되고 설명되는 특징 또는 그 부분의 임의의 균등물을 배제하는 이러한 용어 및 표현의 사용에는 어떠한 의도도 없으나, 청구범위의 기술의 범위 내에서 다양한 수정이 가능함이 인지된다. 또한, 구절 "필수적으로 구성되는(consisting essentially of)"은 구체적으로 인용되는 요소와 청구범위의 기술의 기본적이고 신규한 특징에 실질적으로 영향을 주지 않는 추가의 요소를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 구절 "구성되는(consisting of)"은 명시되지 않은 임의의 요소를 배제한다.
본 발명은 본 출원에서 설명되는 특정 구현예에 의해 제한되지 않는다. 당업자에게 명확해지듯이, 그 정신과 범위가 벗어나지 않고서 다수의 수정 및 변경이 이루어질 수 있다. 여기에서 열거되는 것들에 더하여, 본 개시의 범위 내에서 기능적으로 균등한 방법 및 조성물은 상기 설명에서 당업자에게 명확해질 것이다. 이러한 수정 및 변경은 첨부된 청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다. 본 개시는 이러한 청구범위가 권리를 부여하게 되는 균등물의 전체 범위에 따라 첨부된 청구범위의 용어에 의해서만 제한되는 것이다. 본 개시는 물론 변화할 수 있는 특정 방법, 시약, 화합물, 조성물 또는 생물학적 시스템에 제한되지 않음이 이해될 것이다. 여기에 사용되는 전문 용어는 오로지 특정 구현예를 설명하기 위한 목적이며, 제한을 위한 의도가 아님이 또한 이해될 것이다.
또한, 본 개시의 특성 또는 양태가 마르쿠쉬(Markush) 그룹에 의해 설명되는 경우, 당업자는 본 개시가 또한 이로써 마르쿠쉬 그룹의 임의의 개별 멤버 또는 멤버의 하위 그룹에 의해 설명되는 것임을 인지할 것이다.
당업자에 의해 이해되듯이, 특히 기재된 설명의 제공에 의해서 임의의 그리고 모든 목적을 위해, 여기에 개시된 모든 범위는 또한, 임의의 그리고 모든 가능한 하위 범위와 그 하위 범위의 결합을 포함한다. 임의의 나열된 범위는 이와 같은 동일한 범위를 충분히 설명하고 이와 같은 동일한 범위가 적어도 동일한 절반체들, 1/3들, 1/4들, 1/5들, 1/10들 등으로 분할될 수 있게 한다는 것을 용이하게 인지할 수 있을 것이다. 비제한적인 실시예로서, 본원에서 논의된 각각의 범위는 하위 1/3, 중간 1/3, 및 상위 1/3 등으로 용이하게 분할될 수 있다. 당업자에 의해 또한 이해될 수 있는 바와 같이, "~까지", "적어도", "~ 초과", "~ 미만" 등과 같은 모든 언어는 설명된 숫자를 포함하고, 상기 논의된 바와 같이 하위 범위로 후속하여 분할될 수 있는 범위를 지칭한다. 마지막으로, 당업자에 의해 이해되듯이, 범위는 각각의 개별 멤버를 포함한다.
모든 공보, 특허 출원, 등록 특허 및 본 명세서에 참조되는 다른 문헌은, 마치 각각의 개별 공보, 특허 출원, 등록 특허 또는 다른 문헌이 구체적으로 그리고 개별적으로 그 전체가 참조로 원용되도록 지시되듯이 참조로 여기에서 원용된다. 참조로 원용되는 문장에 보유되는 정의는 본 개시에서의 정의를 부정하는 정도로 배제된다.
다른 구현예는 아래 청구범위에 기술된다.

Claims (116)

  1. 전기 변색 장치로서:
    제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판을 포함하며, 상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판은:
    전방 표면; 및
    후방 표면을 포함하며;
    여기서:
    상기 후방 표면은 제1 전도성 재료를 포함하며;
    상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하며;
    제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판을 포함하며, 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판은:
    전방 표면; 및
    후방 표면을 포함하며;
    여기서:
    상기 전방 표면은 제2 전도성 재료를 포함하며;
    상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판은 밀봉 부재에 의해서 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판에 접합되며, 상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 후방 표면 및 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 전방 표면은 밀봉 부재로써 그 사이에 챔버를 정의하며;
    상기 챔버는 음극 재료 및 양극 재료를 포함하는 전기 변색 매체를 포함하고,
    상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판 및 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는, 알루미늄, 티타늄, 구리 또는 크롬을 포함하는 금속 코팅의 반투명 층을 포함하는 접착 촉진 층을 포함하는, 전기 변색 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 전방 표면, 후방 표면, 또는 전방 표면 및 후방 표면 둘 모두는 가스 확산 장벽을 포함하는, 전기 변색 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가스 확산 장벽(들)은 플라즈마-강화 화학 증착(PECVD)에 의해 도포된 층, 중성 빔 보조 스퍼터링(NBAS)에 의해 도포된 층, 원자 층 증착(ALD)에 의해 도포된 층, 에틸렌 비닐 알코올의 공중합체, 폴리비닐 알코올, 자가-조립 나노입자(SNAP)의 중합체 막, 유기 및 무기 재료의 교번 층들을 포함하는 다층 장벽, 또는 양이온 및 음이온 중합체의 교번 박막들을 포함하는 다층 장벽을 포함하는, 전기 변색 장치.
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  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판, 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판, 또는 상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판 및 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 둘 모두가 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트, 시클로올레핀 중합체(COP), 시클로올레핀 공중합체(COC), 아크릴, 폴리아미드, 또는 에폭시를 포함하는, 전기 변색 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 전도성 재료는 전도성 나노와이어 코팅, 전도성 금속 메시, 또는 절연체/금속/절연체 스택(IMI 스택)을 포함하는, 전기 변색 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 전도성 재료는 제1 전도성 나노와이어 코팅, 제1 전도성 금속 메시, 또는 제1 IMI 스택을 포함하고; 상기 제2 전도성 재료는 제2 전도성 나노와이어 코팅, 제2 전도성 금속 메시, 또는 제2 IMI 스택을 포함하는, 전기 변색 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 또는 제2 전도성 재료의 어느 하나 또는 둘 모두에 중첩되는 전도성 코팅을 더 포함하는, 전기 변색 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전도성 코팅은 투명한 전도성 산화물, 탄소 나노튜브, 그래핀, 또는 전도성 중합체를 포함하는, 전기 변색 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 챔버는 제1 중합체-계 전기 변색 막을 포함하는, 전기 변색 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 중합체-계 전기 변색 막이 제1 열가소성 전기 변색 막인, 전기 변색 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 열가소성 전기 변색 막은 제1 전기 활성 재료 및 제1 열가소성 중합체를 포함하는, 전기 변색 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 전기 활성 재료는 음극 재료, 양극 재료, 또는 음극 재료 및 양극 재료의 혼합물인, 전기 변색 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 음극 재료가 비올로겐을 포함하는, 전기 변색 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 양극 재료는 페나진, 페노티아진, 트리페노디티아진, 카바졸, 인돌로카바졸, 비스카바졸, 또는 페로센을 포함하는, 전기 변색 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 챔버는 제2 전기 활성 재료 및 제2 열가소성 중합체를 포함하는 제2 열가소성 전기 변색 막을 포함하는, 전기 변색 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 및 제2 열가소성 전기 변색 막은 이온-교환 또는 다공성 멤브레인에 의해서 분리되는, 전기 변색 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 밀봉 부재는 상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판과 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판 사이의 핫 멜트 또는 초음파 용접부, 또는 상기 제1 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 전방 표면의 에지를 덮고 상기 제2 가요성 또는 강성 플라스틱 기판의 후방 표면의 에지까지 연장되는 열 밀봉 막을 포함하는, 전기 변색 장치.
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