KR102125135B1 - 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

하이브리드 전기 변색 소자가 제공된다. 상기 하이브리드 전기 변색 소자는, 기판, 상기 기판 상에 배치되는 전극 패턴, 상기 전극 패턴 상에 콘포말하게(conformally) 제공되고, 제1 금속 산화물을 포함하며, 다공성 및 결정질 구조를 갖는 제1 전기 변색층, 및 상기 제1 전기 변색층 상에 제공되고, 제2 금속 산화물을 포함하며, 비정질 구조를 갖는 제2 전기 변색층을 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법 {Hybrid electrochromic device and manufacturing method of the same}
본 발명은 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 다공성 구조를 갖는 전기 변색층을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.
전기변색(Electrochromism)이란 전압을 인가하면 전계방향에 의해 가역적으로 색상이 변하는 현상으로서, 이러한 특성을 지닌 전기화학적 산화 환원 반응에 의해서 재료의 광특성이 가역적으로 변할 수 있는 물질을 전기변 색물질이라고 한다. 이러한 전기변색물질은 외부에서 전기적 신호가 인가되지 않는 경우에는 색을 띠지 않고 있다가 전기적 신호가 인가되면 색을 띠게 되거나, 반대로 외부에서 신호가 인가되지 않는 경우에는 색을 띠고 있다가 신호가 인가되면 색이 소멸하는 특성을 갖는다.
전기변색 소자는 외부에서 인가한 전압에 의한 전기변색 물질이 산화-환원 반응으로 인해 가역적으로 색이 변하는 현상을 이용한 것이다. 이러한 전기변색 소자는 가시성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 사용자가 능동적으로 투과율을 조절할 수 있기 때문에 다양한 채색 변화가 가능하여 스마트 윈도우, 자동차 룸미러, 노트북, 휴대폰, 장식 디자인 등 광범위한 응용 범위를 가진다. 이에 따라, 전기변색 소자와 관련된 다양한 기술들이 연구되고 있다.
예를 들어, 대한민국 특허 공개 번호 10-2017-0142473(출원번호: 10-2016-0075980, 출원인: 정순성)에는, 기재, 상기 기재 상에 구비되는 제1 금속 산화물층, 상기 제1 금속 산화물층 상에 구비되고 은을 포함 하는 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 구비되는 제2 금속 산화물층, 및 상기 제2 금속 산화물층 상에 구비되는 제2 금속층을 포함하고, 상기 제2 금속층의 금속은 은보다 산화 준위가 낮은 것을 특징으로 하는 전도성 구조체, 및 이를 포함하는 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자가 개시되어 있다. 이 밖에도, 전기변색 소자와 관련된 다양한 기술들이 지속적으로 연구, 개발되고 있다.
대한민국 특허 공개 번호 10-2017-0142473
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 전기 변색 효율이 향상된 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 내구성 및 신뢰도가 향상된 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 공정 시간이 감소된 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법은 전극 패턴이 형성된 기판을 준비하는 단계, 상기 전극 패턴 상에 소스 입자를 제공하여, 다공성 및 결정질 구조의 제1 전기 변색층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 전기 변색층 상에 소스 용액을 제공하여, 비정질 구조의 제2 전기 변색층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 전기 변색층을 형성하는 단계는, 상기 제1 전기 변색층이 포함하는 복수의 기공 내로 상기 소스 용액이 침투되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전기 변색층, 및 상기 제2 전기 변색층은 일체의 구성(one body)을 이루는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 입자는, 서로 다른 입자의 크기를 갖는 제1 소스 입자, 및 제2 소스 입자를 포함하고, 상기 제1 전기 변색층을 형성하는 단계는, 상기 전극 패턴 상에 상기 제1 소스 입자를 제공하는 단계, 및 상기 제1 소스 입자가 제공된 상기 전극 패턴 상에, 상기 제2 소스 입자를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 소스 입자의 크기는, 상기 제2 소스 입자의 크기보다 작은 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 소스 입자는 상기 전극 상에 제1 속도로 제공되고, 상기 제2 소스 입자는 상기 전극 상에 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 제공되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법은, 상기 제1 전기 변색층을 형성하는 단계 이후, 상기 제2 전기 변색층을 형성하는 단계 이전, 상기 제1 전기 변색층 상에 UV(ultraviolet)를 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 소스 입자는, 나노(nano) 크기를 갖는 것을 포함할 수 있다.
상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 하이브리드 전기 변색 소자를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 하이브리드 전기 변색 소자는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 전극 패턴, 상기 전극 패턴 상에 콘포말하게(conformally) 제공되고, 제1 금속 산화물을 포함하며, 다공성 및 결정질 구조를 갖는 제1 전기 변색층, 및 상기 제1 전기 변색층 상에 제공되고, 제2 금속 산화물을 포함하며, 비정질 구조를 갖는 제2 전기 변색층을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전기 변색층이 포함하는 복수의 기공 내에는 상기 제2 금속 산화물이 배치되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 금속 산화물, 및 상기 제2 금속 산화물은 서로 동일하고, 상기 제1 및 제2 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전기 변색층은, 기공의 크기가 서로 다른 제1 영역 및 제2 영역 포함하되, 상기 제1 영역은, 상기 전극 패턴 및 상기 제2 영역 사이에 배치되고, 상기 제2 영역은, 상기 제1 영역 및 상기 제2 전기 변색층 사이에 배치되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 영역이 포함하는 기공의 크기는, 상기 제2 영역이 포함하는 기공의 크기보다 작은 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법은, 전극 패턴이 형성된 기판을 준비하는 단계, 상기 전극 패턴 상에 소스 입자를 제공하여, 다공성 및 결정질 구조의 제1 전기 변색층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 전기 변색층 상에 소스 용액을 제공하여, 비정질 구조의 제2 전기 변색층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 전기 변색 특성 및 내구성이 향상된 전기 변색 소자가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 공정 중 제1 전기 변색층을 형성하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자 중 제1 전기 변색층의 다공 구조를 설명하는 도면이다.
도 5및 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 공정 중 제2 전기 변색층을 형성하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 A 확대도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 공정 중 제1 전기 변색층의 제1 및 제2 영역이 형성되는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 공정 중 제1 전기 변색층의 제1 및 제2 영역이 형성되는 공정을 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자가 포함하는 제2 전기 변색층을 제조하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13의 A의 확대도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 특성을 촬영한 사진이다.
도 16은 본 발명의 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자의 특성을 촬영한 사진이다.
도 17및 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 과정에서 UV 처리 여부에 따른 특성 변화를 비교한 사진이다.
도 19는 본 발명의 비교 예 2에 따른 전기 변색 소자의 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 21은 본 발명의 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자의 투과도를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 공정 중 제1 전기 변색층을 형성하는 공정을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자 중 제1 전기 변색층의 다공 구조를 설명하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전극 패턴(110)이 형성된 기판(100)이 준비될 수 있다(S100). 일 실시 예에 따르면, 상기 전극 패턴(110)이 형성된 상기 기판(100)을 준비하는 단계는, 상기 기판(100)을 준비하는 단계, 및 상기 기판(100) 상에 상기 전극 패턴(110)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 기판(100)은 투명한 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 유리 기판, 플라스틱 기판, FTO 등일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 기판(100)은 고분자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자는 PEN일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극 패턴(110)은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속은 은(Ag)일 수 있다. 상기 전극 패턴(110)은 스크린 인쇄(screen print)방법으로 형성될 수 있다. 상기 기판(100) 상에 복수의 상기 전극 패턴(110)들이 제공되는 경우, 복수의 상기 전극 패턴(110)들은 메쉬(mesh) 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 S100 단계를 통하여 은 메쉬 전극이 형성된 기판이 준비될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 전극 패턴(110)은 투명할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 패턴(110)은 ITO로 구성될 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 전극 패턴(110) 상에 소스 입자(SP)를 제공하여, 제1 전기 변색층(122)을 형성할 수 있다(S200). 일 실시 예에 따르면, 상기 소스 입자(SP)는, 텅스텐(tungsten, W)을 포함할 수 있다. 상기 소스 입자(SP)는 분사 장치(10)를 통하여, 상기 전극 패턴(110)이 형성된 상기 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 전극 패턴(110)을 콘포말하게(conformally) 덮는 상기 제1 전기 변색층(122)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 전극 패턴(110)이 형성된 상기 기판(100) 상에 상기 소스 입자(SP)를 제공하는 건식공정을 통하여, 상기 제1 전기 변색층(122)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전기 변색층(122)은 텅스텐 산화물(WO3)을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 전기 변색층(122)은 다공성 및 결정질 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전기 변색층(122)이 상기 소스 입자(SP)의 건식공정을 통하여 형성되는 경우, 복수의 상기 소스 입자(SP)들 사이의 공간(H)에 의하여 다공성 구조를 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전기 변색층(122)이 포함하는 기공의 비율을 향상시키기 위하여, 상기 소스 입자(SP)는 나노(nano) 크기를 가질 수 있다. 즉, 상기 소스 입자(SP)가 나노 크기를 갖는 경우, 상기 소스 입자(SP)가 상기 전극 패턴(110) 및 상기 기판(100) 상에 제공되는 과정에서, 상기 전극 패턴(110) 및 상기 기판(100)과의 충돌에 의한, 상기 소스 입자(SP)의 붕괴(collapse) 현상이 저하될 수 있다. 이에 따라, 상기 소스 입자(SP)는 입자의 형상이 유지된 상태로 상기 제1 전기 변색층(122)을 형성할 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 전기 변색층(122)은 상기 소스 입자(SP) 사이의 공간(H)이 용이하게 형성되어, 다공성 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 소스 입자(SP)는 결정질 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 소스 입자(SP)가 제공되어 형성된 상기 제1 전기 변색층(122) 역시 결정질 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 소스 입자(SP)가 갖는 결정질 구조는, 상기 제1 전기 변색층(122)의 제조 공정 동안 유지될 수 있다.
도 5및 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 공정 중 제2 전기 변색층을 형성하는 공정을 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6의 A 확대도이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 전기 변색층(122)이 형성된 이후, 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 UV(ultraviolet)가 조사될 수 있다(S300). 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 UV가 조사되는 경우, 상기 UV가 조사된 상기 제1 전기 변색층(122)의 표면이 개질 될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 제2 전기 변색층(124)이 형성되는 단계에서, 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 소스 용액이 용이하게 제공되어, 제2 전기 변색층(124)이 용이하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 UV는, 상기 제2 전기 변색층(124)이 용이하게 형성되도록, 상기 제1 전기 변색층(122)의 표면을 개질시킬 수 있다.
이와 달리, 상기 제1 전기 변색층(122)이 형성된 이후, 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 UV를 조사하는 단계가 생략된 상태에서, 제2 전기 변색층(124)이 형성되는 경우, 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 상기 제2 전기 변색층(124)이 용이하게 형성되지 않을 수 있다. 구체적으로, 상기 UV를 조사하지 않은 상태에서 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 소스 용액을 제공하여 상기 제2 전기 변색층(124)을 형성하는 경우, 상기 제1 전기 변색층(122) 및 상기 제2 전기 변색층(124) 사이에 다수의 버블(bubble)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전기 변색층(122) 및 상기 제2 전기 변색층(124)이 후술되는 전기 변색소자에서 전기 변색층으로서의 역할을 수행하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 소스 용액을 제공하여, 제2 전기 변색층(124)을 형성할 수 있다(S400). 예를 들어, 상기 소스 용액은 텅스텐(tungsten, W)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전기 변색층(124)은, 졸-겔(sol-gel) 방법으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 상기 소스 용액이 제공된 이후, 열처리되어 상기 제2 전기 변색층(124)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 전기 변색층(124)은 텅스텐 산화물(WO3)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 전기 변색층(124)은 졸-겔 방법으로 형성됨에 따라, 비정질 구조를 가질 수 있다.
상기 제2 전기 변색층(124)이 형성되는 단계에서, 상기 제1 전기 변색층(122)이 포함하는 복수의 기공 내로 상기 소스 용액이 침투될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 영역(122b) 중 상기 제1 전기 변색층(122) 및 상기 제2 전기 변색층(124)이 접촉되는 경계면(BL) 부분은, 상기 제1 전기 변색층(122) 및 상기 제2 전기 변색층(124) 혼합된 상태일 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 전기 변색층(122) 및 상기 제2 전기 변색층(124)은 일체의 구성(one body)을 이룰 수 있다.
즉, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자가 포함하는 전기 변색층(120)은 다공성 및 결정질 구조의 상기 제1 전기 변색층(122), 및 비정질 구조의 제2 전기 변색층(124)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 전기 변색층(122), 및 상기 제2 전기 변색층(124)은 모두 텅스텐 산화물을 포함할 수 있다.
결정질 구조의 텅스텐 산화물층은 접착력이 우수하여, 상기 기판(100) 상에 제공되는 경우, 쉽게 박리되지 않는 장점이 있다. 다만, 결정질 구조의 텅스텐 산화물층을 전기 변색 소자의 전기 변색층으로 사용하는 경우, 변색 특성이 낮은 문제점이 있다. 반면, 비정질 구조의 텅스텐 산화물층은 접착력이 낮아, 상기 기판(100) 상에 제공되는 경우, 쉽게 박리되는 문제점이 있다. 또한, 비정질 구조의 텅스텐 산화물층은 원하는 두께로 형성하기 위해서는 복수회의 졸-겔 공정의 반복이 요구되어, 전체적인 공정 시간이 증가되는 단점이 있다. 다만, 비정질 구조의 텅스텐 산화물층을 전기 변색 소자의 전기 변색층으로 사용하는 경우, 변색 특성이 우수한 장점이 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자는, 결정질 구조의 텅스텐 산화물을 포함하는 상기 제1 전기 변색층(122), 및 비정질 구조의 텅스텐 산화물을 포함하는 상기 제2 전기 변색층(124)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 전기 변색 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 상기 기판(100)과의 접착력 또한 향상될 수 있다. 결과적으로, 전기 변색 특성 및 내구성이 향상된 전기 변색 소자가 제공될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자는, 제1 기판(100), 제1 전극(110), 전기 변색층(120), 제2 기판(200), 제2 전극(210), 이온 저장층(220), 및 전해질을 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)은 서로 대향될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)은 투명한 기판(예를 들어, 유리 기판)일 수 있다.
상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이에, 상기 전해질(300)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질(300)은 리튬((LiClO4), (PC:EC))을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(110)은, 상기 제1 기판(100), 및 상기 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 전극(110)은 금속을 포함하는 메쉬(mesh) 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(110)은 은(Ag) 메쉬 형태일 수 있다. 상기 제2 전극(210)은 상기 제2 기판(200), 및 상기 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 전극(210)은 상기 제1 전극(110)과 같을 수 있다. 즉, 상기 제2 전극(210) 또한 은 메쉬 형태일 수 있다.
상기 전기 변색층(120)은, 상기 제1 전극(110) 및 상기 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전기 변색층(120)은, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 상기 전기 변색층(120)과 같을 수 있다. 즉, 상기 전기 변색층(120)은, 결정질 구조의 텅스텐 산화물을 포함하는 제1 전기 변색층, 및 비정질 구조의 텅스텐 산화물을 포함하는 제2 전기 변색층이 일체의 구성(one body)을 이루는 형태일 수 있다. 상기 이온 저장층(220)은, 상기 제2 전극(210) 및 상기 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 이온 저장층(220)은 안티몬 주석 산화물(ATO)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법은, 상기 전극 패턴(110)이 형성된 상기 기판(100)을 준비하는 단계, 상기 전극 패턴(110) 상에 상기 소스 입자(SP)를 제공하여, 다공성 및 결정질 구조의 상기 제1 전기 변색층(122)을 형성하는 단계, 및 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 상기 소스 용액을 제공하여, 비정질 구조의 상기 제2 전기 변색층(124)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 전기 변색 특성 및 내구성이 향상된 전기 변색 소자가 제공될 수 있다.
이상, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 상기 제1 전기 변색층이 서로 다른 영역으로 구분된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법이 설명된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 공정 중 제1 전기 변색층의 제1 및 제2 영역이 형성되는 방법을 설명하는 순서도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 공정 중 제1 전기 변색층의 제1 및 제2 영역이 형성되는 공정을 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법은, 도 1을 참조하여 설명된 상기 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법과 같을 수 있다. 다만, 상기 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법은, 상기 제1 전기 변색층(122)을 형성하는 단계가, 상기 전극 패턴(110) 상에 제1 소스 입자(SP1)를 제공하는 단계(S210), 및 상기 제1 소스 입자(SP1)가 제공된 상기 전극 패턴(110) 상에, 제2 소스 입자(SP2)를 제공하는 단계(S220)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 실시 예에 따른 전극 패턴이 형성된 기판과 동일한, 전극 패턴이 형성된 기판이 준비될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 상기 소스 입자(SP)는 제1 소스 입자(SP1), 및 제2 소스 입자(SP2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 소스 입자(SP1), 및 제2 소스 입자(SP2)는 입자의 크기가 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 소스 입자(SP1)의 크기는, 상기 제2 소스 입자(SP2)의 크기보다 작을 수 있다.
상기 전극 패턴(110) 상에 상기 제1 소스 입자(SP1)가 제공되어, 상기 전극 패턴(110)을 콘포말하게(conformally) 덮는 상기 제1 영역(122a)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 소스 입자(SP1)가 제공된 상기 전극 패턴(110) 상에 상기 제2 소스 입자(SP2)가 제공되어, 상기 제1 영역(122a)을 콘포말하게(conformally) 덮는 상기 제2 영역(122b)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 전극 패턴(110)이 형성된 상기 기판(100) 상에 상기 제1 소스 입자(SP1)가 제공되어 상기 제1 영역(122a)이 형성될 수 있다. 이후, 상기 제1 영역(122a) 상에 상기 제2 소스 입자(SP2)가 제공되어 상기 제2 소스 입자(SP2)가 제공되어 상기 제2 영역(122b)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 전기 변색층(122)이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 소스 입자(SP1)는 제1 속도(P1)로 제공될 수 있다. 반면, 상기 제2 소스 입자(SP2)는 제2 속도(P2)로 제공될 수 있다. 상기 제1 속도(P1) 및 제2 속도(P2)는 서로 다를 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 속도(P2)는 상기 제1 속도(P1)보다 느릴 수 있다.
다시 말해, 상기 제1 영역(122a)은, 상기 전극 패턴(110) 상에 상대적으로 입자의 크기가 작은 상기 제1 소스 입자(SP1)가 상대적으로 빠른 제1 속도(P1)로 제공되어 형성될 수 있다. 반면, 상기 제2 영역(122b)은, 상기 제1 영역(122a) 상에 상대적으로 입자의 크기가 큰 상기 제2 소스 입자(SP2)가 상대적으로 느린 제2 속도(P2)로 제공되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 영역(122a)이 포함하는 기공의 크기는 상기 제2 영역(122b)이 포함하는 기공의 크기보다 작을 수 있다. 즉, 상기 제1 영역(122a)은 상대적으로 작은 크기의 기공을 갖도록 형성되고, 상기 제2 영역(122b)은 상대적으로 큰 크기의 기공을 갖도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 소스 입자(P1)가 상기 전극 패턴(110) 상에 제공되는 경우, 상대적으로 작은 크기로 인하여, 상기 제1 소스 입자(P1) 사이에 형성되는 공간(H)의 크기 또한 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 영역(122a)이 포함하는 기공의 크기가 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 소스 입자(P1)가 상대적으로 빠른 제1 속도(P1)로 제공됨에 따라, 상기 전극 패턴(110)과의 충돌에 의한, 상기 제1 소스 입자(SP)의 붕괴(collapse) 현상이 발생될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 소스 입자(P1) 사이에 형성되는 공간(H)의 크기가 작게 형성되어, 상기 제1 영역(122a)이 포함하는 기공의 크기가 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
반면, 상기 제2 소스 입자(P2)가 상기 제1 영역(122a) 상에 제공되는 경우, 상대적으로 큰 크기로 인하여, 상기 제2 소스 입자(P2) 사이에 형성되는 공간(H)의 크기 또한 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 영역(122b)이 포함하는 기공의 크기가 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 소스 입자(P2)가 상대적으로 느린 제2 속도(P2)로 제공됨에 따라, 상기 제1 영역(122a)과의 충돌에 의한, 상기 제2 소스 입자(SP)의 붕괴(collapse) 현상이 저하될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 소스 입자(P2) 사이에 형성되는 공간(H)의 크기가 크게 형성되어, 상기 제2 영역(122b)이 포함하는 기공의 크기가 상대적으로 크게 형성될 수 있다.
상기 제1 영역(122a)은 상술된 바와 같이, 상기 제1 소스 입자(P1)의 붕괴 현상(collapse) 현상이 발생함에 따라, 상기 전극 패턴(110)과의 접착력을 향상시킬 수 있다. 반면, 상기 제2 영역(122b)은 기공의 크기가 상대적으로 크게 형성됨에 따라, 후술되는 소스 용액의 침투율이 향상될 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 전기 변색층(122)이 상기 제1 영역(122a) 및 제2 영역(122b)으로 구분됨에 따라, 후술되는 소스 용액의 침투가 용이하게 발생될 뿐만 아니라, 상기 전극 패턴(110)과의 접착력 또한 향상될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자가 포함하는 제2 전기 변색층을 제조하는 공정을 나타내는 도면이고, 도 14는 도 13의 A의 확대도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 상기 제1 전기 변색층(122)이 형성된 이후, 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 UV(ultraviolet)가 조사될 수 있다. 상기 UV가 조사된 이후, 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 소스 용액을 제공하여, 제2 전기 변색층(124)을 형성할 수 있다. 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 UV가 조사되는 공정, 및 상기 제2 전기 변색층(124)이 형성되는 공정은, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명된 상기 제1 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자가 포함하는 상기 제1 전기 변색층(122) 상에 UV가 조사되는 공정, 및 상기 제2 전기 변색층(124)이 형성되는 공정과 같을 수 있다. 이에 따라, 구체적인 설명은 생략된다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법은, 상기 전극 패턴(110)이 형성된 상기 기판(100)을 준비하는 단계, 상기 전극 패턴(110) 상에 상기 제1 소스 입자(SP1)를 제공하여 다공성 및 결정질 구조의 상기 제1 전기 변색층(122)의 제1 영역(122a)을 형성하는 단계, 상기 제1 소스 입자가 제공된 상기 전극 패턴(110) 상에 상기 제1 소스 입자와 입자의 크기가 다른 상기 제2 소스 입자(SP2)를 제공하여 다공성 및 결정질 구조의 상기 제1 전기 변색층(122)의 제2 영역(122b)을 형성하는 단계, 및 상기 제2 영역(122b) 상에 상기 소스 용액을 제공하여, 비정질 구조의 상기 제2 전기 변색층(124)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 전기 변색 특성 및 내구성이 향상된 전기 변색 소자가 제공될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예들에 따른 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법이 설명되었다. 이하, 상기 실시 예들에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 구체적인 실험 예 및 특성 평가 결과가 설명된다.
실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자 제조
ITO가 전극으로 코팅된 PEN 기판(ITO-PEN)이 준비된다. 상기 ITO-PEN 상에 건식 적층 방법으로 다공성 결정질 구조의 WO3층을 형성하고, 다공성 결정질 구조의 WO3층 상에 UV를 제공하여 경화시켰다. 이후, 다공성 결정질 구조의 WO3층 상에 졸-겔(sol-gel) 방법으로 비정질 구조의 WO3층을 형성하여, 전기 변색층을 제조하였다. 한편, ITO가 전극으로 코팅된 PEN 기판(ITO-PEN) 상에 ATO 층을 형성하여, 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN을 준비하였다.
상술된 전기 변색층이 형성된 ITO-PEN 및 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN이 서로 대향하도록 배치한 후, 전기 변색층이 형성된 ITO-PEN 및 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN 사이에 전해질을 제공하여, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자를 제조하였다. 전해질은, 1M 농도의 LiClO4 + (PC:EC) 5g, poly(ethylene oxide) 0.1g, 및 UV 경화제 5g을 포함하는 물질을 사용하였다.
비교 예 1에 따른 전기 변색 소자 제조
ITO가 전극으로 코팅된 PEN 기판(ITO-PEN)이 준비된다. 상기 ITO-PEN 상에 졸-겔(sol-gel) 방법으로 비정질 구조의 WO3층을 형성하여, 전기 변색층을 제조하였다. 한편, ITO가 전극으로 코팅된 PEN 기판(ITO-PEN) 상에 ATO 층을 형성하여, 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN을 준비하였다.
상술된 전기 변색층이 형성된 ITO-PEN 및 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN이 서로 대향하도록 배치한 후, 전기 변색층이 형성된 ITO-PEN 및 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN 사이에 전해질을 제공하여, 상기 비교 예 1에 따른 하이브리드 전기 변색 소자를 제조하였다. 전해질은, 1M 농도의 LiClO4 + (PC:EC) 5g, poly(ethylene oxide) 0.1g, 및 UV 경화제 5g을 포함하는 물질을 사용하였다.
비교 예 2에 따른 전기 변색 소자 제조
ITO가 전극으로 코팅된 PEN 기판(ITO-PEN)이 준비된다. 상기 ITO-PEN 상에 건식 적층 방법으로 다공성 결정질 구조의 WO3층을 형성하여, 전기 변색층을 제조하였다. 한편, ITO가 전극으로 코팅된 PEN 기판(ITO-PEN) 상에 ATO 층을 형성하여, 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN을 준비하였다.
상술된 전기 변색층이 형성된 ITO-PEN 및 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN이 서로 대향하도록 배치한 후, 전기 변색층이 형성된 ITO-PEN 및 이온 저장층이 형성된 ITO-PEN 사이에 전해질을 제공하여, 상기 비교 예 2에 따른 하이브리드 전기 변색 소자를 제조하였다. 전해질은, 1M 농도의 LiClO4 + (PC:EC) 5g, poly(ethylene oxide) 0.1g, 및 UV 경화제 5g을 포함하는 물질을 사용하였다.
상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자, 비교 예 1, 및 비교 예 2에 따른 전기 변색 소자가 포함하는 전기 변색층의 구성이 아래 <표 1>을 통하여 정리된다.
구분 전기 변색층의 구성
실시 예 다공성 결정질 구조의 WO3층 + 비정질 구조의 WO3층
비교 예 1 비정질 구조의 WO3층
비교 예 2 다공성 결정질 구조의 WO3층
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 특성을 촬영한 사진이고, 도 16은 본 발명의 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자의 특성을 촬영한 사진이다.
도 15의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 초기 상태를 촬영하여 도 15의 (a)에 도시하였고, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자를 변색 후 -2.5V(60s) 조건에서 탈색을 진행한 상태를 촬영하여 도 15의 (b)에 도시하였다.
도 15의 (a) 및 (b)에서 확인할 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자는, 탈색 후에도 약간의 변색 특성이 남아있으나 초기 상태와 유사하게 탈색이 완료된 것을 확인할 수 있었다.
도 16의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 상기 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자의 초기 상태를 촬영하여 도 13의 (a)에 도시하였고, 상기 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자를 변색 후 -2.5V(60s) 조건에서 탈색을 진행한 상태를 촬영하여 도 13의 (b)에 도시하였고, 탈색 이후 소정의 시간이 지난 후의 상태를 촬영하여 도 13의 (c)에 도시하였다.
도 16의 (a) 내지 (c)에서 확인할 수 있듯이, 상기 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자 역시, 초기 상태와 유사하게 탈색이 완료되지만, 버블(bubble) 현상이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 과정에서 UV 처리 여부에 따른 특성 변화를 비교한 사진이다.
도 17을 참조하면, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자를 준비하되, 다공성 결정질 구조의 WO3층의 형성 이후 UV를 처리를 하지 않고 비정질 구조의 WO3 층이 형성된 하이브리드 전기 변색 소자와, 다공성 결정질 구조의 WO3층의 형성 이후 UV처리를 한 후 비정질 구조의 WO3 층이 형성된 하이브리드 전기 변색 소자를 각각 준비하여, 전기 변색층을 사진 촬영하였다. UV 처리를 하지 않은 하이브리드 전기 변색 소자의 전기 변색층이 왼쪽 배치되어 있고, UV 처리를 한 하이브리드 전기 변색 소자의 전기 변색층이 오른쪽에 배치되어 있다. 도 18을 참조하면, 도 17과 동일한 방법으로 사진 촬영하여 도시하되, WO3층의 형성 이후 열처리를 추가로 수행한 후 사진 촬영 하였다.
도 17 및 도 18에서 확인할 수 있듯이, 다공성 결정질 구조의 WO3층 형성 이후 UV 처리를 하지 않고 비정질 구조의 WO3층이 형성된 경우, 다공성 결정질 구조의 WO3층과 비정질 구조의 WO3층 사이에 물방울들이 다수 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 다공성 결정질 구조의 WO3층 형성 이후 UV 처리를 하지 않은 경우, 비정질 구조의 WO3층이 용이하게 형성되지 않는 것을 알 수 있다.
도 19는 본 발명의 비교 예 2에 따른 전기 변색 소자의 투과도를 나타내는 그래프이고, 도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 투과도를 나타내는 그래프이고, 도 21은 본 발명의 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자의 투과도를 나타내는 그래프이다.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 상기 비교 예 2에 따른 전기 변색 소자, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자, 및 상기 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자 각각에 대해 투과도 변화율(△T, %)을 측정하여 나타내었다. 투과도 변화율(△T, %)은 초기 상태(Initial state)의 파장(wavelength, nm)에 따른 투과도(transmittance, %)와 변색 후 상태(Coloring state, -3.0V, 60s 조건)의 파장에 따른 투과도를 비교하였다.
도 19내지 도 21에서 확인할 수 있듯이, 상기 비교 예 2에 따른 전기 변색 소자의 투과도 변화율은 52%를 나타내고, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자의 투과도 변화율은 55%를 나타내고, 상기 비교 예 1에 따른 전기 변색 소자의 투과도 변화율은 65%를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 다공성 결정질 구조의 WO3층을 전기 변색층으로 갖는 전기 변색소자와 비교하여, 다공성 결정질 구조의 WO3층 및 비정질 구조의 WO3층이 혼합된 전기 변색층을 갖는 하이브리드 전기 변색 소자의 전기 변색 효율이 향상되는 것을 알 수 있다. 다만, 다공성 결정질 구조의 WO3층 및 비정질 구조의 WO3층이 혼합된 전기 변색층을 갖는 하이브리드 전기 변색 소자와 비교하여, 비정질 구조의 WO3층을 전기 변색층으로 갖는 전기 변색 소자의 전기 변색 효율이 향상되었지만, 도 16에서 확인했듯이, 비정질 구조의 WO3 층을 전기 변색층으로 갖는 전기 변색 소자의 경우, 변색 후 탈색되는 과정에서 버블이 발생됨에 따라, 신뢰성이 전하될 것으로 판단된다.
결과적으로, 상기 실시 예에 따른 하이브리드 전기 변색 소자는, 다공성 결정질 구조의 WO3층 및 비정질 구조의 WO3층이 혼합된 전기 변색층을 포함함에 따라, 전기 변색 효율이 향상되는 것을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 기판, 제1 기판
110: 전극 패턴, 제1 전극 패턴
120: 전기 변색층
122: 제1 전기 변색층
122a, 122b: 제1 영역, 제2 영역
124: 제2 전기 변색층
200: 제2 기판
210: 제2 전극 패턴
300: 전해질

Claims (13)

  1. 전극 패턴이 형성된 기판을 준비하는 단계;
    상기 전극 패턴 상에 소스 입자를 제공하여, 다공성 및 결정질 구조의 제1 전기 변색층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 전기 변색층 상에 소스 용액을 제공하여, 비정질 구조의 제2 전기 변색층을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 제2 전기 변색층을 형성하는 단계는,
    상기 제1 전기 변색층이 포함하는 복수의 기공 내로 상기 소스 용액이 침투되는 것을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전기 변색층, 및 상기 제2 전기 변색층은 일체의 구성(one body)을 이루는 것을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 입자는, 서로 다른 입자의 크기를 갖는 제1 소스 입자, 및 제2 소스 입자를 포함하고,
    상기 제1 전기 변색층을 형성하는 단계는,
    상기 전극 패턴 상에 상기 제1 소스 입자를 제공하는 단계; 및
    상기 제1 소스 입자가 제공된 상기 전극 패턴 상에, 상기 제2 소스 입자를 제공하는 단계를 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 소스 입자의 크기는, 상기 제2 소스 입자의 크기보다 작은 것을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 소스 입자는 상기 전극 상에 제1 속도로 제공되고,
    상기 제2 소스 입자는 상기 전극 상에 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 제공되는 것을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전기 변색층을 형성하는 단계 이후, 상기 제2 전기 변색층을 형성하는 단계 이전,
    상기 제1 전기 변색층 상에 UV(ultraviolet)를 조사하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 소스 입자는, 나노(nano) 크기를 갖는 것을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자의 제조 방법.
  9. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 전극 패턴;
    상기 전극 패턴 상에 제공되고, 제1 금속 산화물을 포함하며, 다공성 및 결정질 구조를 갖는 제1 전기 변색층; 및
    상기 제1 전기 변색층 상에 제공되고, 제2 금속 산화물을 포함하며, 비정질 구조를 갖는 제2 전기 변색층을 포함하되,
    상기 제1 전기 변색층이 포함하는 복수의 기공 내에는 상기 제2 금속 산화물이 배치되는 것을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자.
  10. 삭제
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 금속 산화물, 및 상기 제2 금속 산화물은 서로 동일하고,
    상기 제1 및 제2 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 전기 변색층은, 기공의 크기가 서로 다른 제1 영역 및 제2 영역 포함하되,
    상기 제1 영역은, 상기 전극 패턴 및 상기 제2 영역 사이에 배치되고,
    상기 제2 영역은, 상기 제1 영역 및 상기 제2 전기 변색층 사이에 배치되는 것을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 영역이 포함하는 기공의 크기는, 상기 제2 영역이 포함하는 기공의 크기보다 작은 것을 포함하는 하이브리드 전기 변색 소자.
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