KR102150492B1 - 전기 변색 거울 - Google Patents

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Abstract

전기 변색 거울은 제1 전극 구조체, 제1 전극 구조체 상에 제공되는 제2 전극 구조체, 및 제1 전극 구조체와 제2 전극 구조체 사이에 제공되는 전해질을 포함하되, 제1 전극 구조체는 금속막, 금속막 상의 그래핀 막, 및 금속막과 그래핀 막 사이에 개재되는 인터페이스 부를 더 포함하고, 인터페이스 부는 미세다공성 폴리머 물질을 포함한다.

Description

전기 변색 거울{ELECTROCHROMIC MIRROR}
본 발명은 전기 변색 거울에 관한 것으로, 구체적으로 안정성이 개선된 전기 변색 거울에 관한 것이다.
전기변색 물질은 재료의 산화/환원에 의해 색상 및 투과도가 변화하는 물질이다. 전기변색 물질의 특성을 이용하면, 전기장의 인가에 의해 빛의 반사율을 제어할 수 있는 전기 변색 거울이 형성될 수 있다. 전기 변색 거울은 자동차 등에 적용되어 운전자의 눈부심을 줄여줄 수 있다. 전기 변색 거울에는 액상 전기변색 물질을 이용하는 방법과 박막 형태의 고상 전기변색 물질을 이용하는 방법이 있을 수 있다. 액상 전기변색 물질을 이용하는 방법은 전기변색 물질들이 용해된 전해질 양단에 거울 반사를 하는 Ag 등의 금속전극과 투명 전극을 배치하는 방식이다. 박막 형태의 고상 전기변색 물질을 이용하는 방법은 산화물 전기변색 물질을 한쪽 전극에 배치하고 반대 특성을 가지는 전기변색 물질은 전해질에 용해시켜 사용하는 방식이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 금속막이 전해질에 의해 손상되는 것이 방지되는 전기 변색 거울을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 그래핀 막의 박리가 방지되는 전기 변색 거울을 제공하는 것에 있다.
다만, 본 발명의 과제는 상기 개시에 한정되지 않는다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울은 제1 전극 구조체; 상기 제1 전극 구조체 상에 제공되는 제2 전극 구조체; 및 상기 제1 전극 구조체와 상기 제2 전극 구조체 사이에 제공되는 전해질을 포함하되, 상기 제1 전극 구조체는: 금속막; 상기 금속막 상의 그래핀 막; 및 상기 금속막과 상기 그래핀 막 사이에 개재되는 인터페이스 부를 더 포함하고, 상기 그래핀 막은 상기 인터페이스 부에 의해 사이 금속막에 고정되고, 상기 인터페이스 부는 미세다공성 폴리머 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 인터페이스 부는: 상기 금속막의 상면을 덮는 캡핑 막; 및 상기 캡핑 막과 상기 그래핀 막 사이에 개재되는 점착 막을 포함하되, 상기 캡핑 막은 상기 전해질을 상기 금속막으로부터 격리시키고, 상기 그래핀 막은 상기 점착 막에 의해 상기 금속막 상에 고정될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 캡핑 막은 미세다공성 폴리머 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 캡핑 막은 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머(PVdF), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사프로필렌 코폴리머(PVdF-HFP), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 점착 막은 실리콘(Si)을 포함하는 무기물, 벤젠 고리를 갖는 폴리머, 벤젠 고리를 갖는 단분자 유기물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 점착 막은 SiO2, 폴리이미드(polyimide), 루브렌(Rubrene), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 인터페이스 부는: 캡핑 막; 및 상기 캡핑 막 내에 분산된 점착 입자들을 포함하되, 상기 캡핑 막은 상기 전해질을 상기 금속막으로부터 격리시키고, 상기 그래핀 막은 상기 점착 입자들에 의해 상기 금속막 상에 고정될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 캡핑 막은 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머(PVdF)을 포함하고, 상기 점착 입자들은 SiO2를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 그래핀 막 상에 제공되는 이온반응 막을 더 포함하되, 상기 이온반응 막은 상기 그래핀 막으로부터 전자를 받을 경우 착색되고, 상기 이온반응 막은 상기 그래핀 막에 전자를 주는 경우 투명할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전해질은 산화될 경우 착색되고, 환원될 경우 투명할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 그래핀 막 상에 제공되는 패시베이션 막을 더 포함하되, 상기 패시베이션 막은 상기 그래핀 막의 박리를 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 패시베이션 막은 고체고분자형 전해질막을 포함할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 전극 구조체의 안정성이 개선된 전기 변색 거울이 제공될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 개시에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 개념에 따른 실험예를 설명하기 위한 사진들이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다.
본 발명의 기술적 사상의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명 기술적 사상은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 기술적 사상의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 기술적 사상의 이상적인 예시도인 단면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 다양한 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. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 제1 전극 구조체(100), 상기 제1 전극 구조체(100) 상의 제2 전극 구조체(200), 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공되는 하우징(400), 및 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 및 상기 하우징(400)에 의해 정의되는 영역을 채우는 전해질(300)을 포함하는 전기 변색 거울(10)이 제공될 수 있다.
제1 전극 구조체(100)는 금속막(110)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속막(110)은 알루미늄(Al) 막, 은(Ag) 막, 금(Au) 막, 또는 이들의 조합막일 수 있다. 금속막(110)은 반사막일 수 있다. 예를 들어, 금속막(110)의 상면에 입사한 빛은 금속막(110)에 의해 반사될 수 있다. 금속막(110)의 표면 조도는 약 1 nm 이상 및 10 nm 이하일 수 있다.
금속막(110) 상에 그래핀 막(120)이 제공될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 그래핀 막(120)은 환원 전극일 수 있다. 그래핀 막(120)은 전원부(미도시)에 전기적으로 연결되어, 전압을 인가받을 수 있다.
금속막(110)과 그래핀 막(120) 사이에 인터페이스 부(130)가 제공될 수 있다. 인터페이스 부(130)는 금속막(110)을 손상시킬 수 있는 요소로부터 금속막(110)을 보호할 수 있다. 인터페이스 부(130)는 그래핀 막(120)을 금속막(110) 상에 고정시킬 수 있다. 인터페이스 부(130)에 예시에 대해 아래에서 상세히 설명된다.
인터페이스 부(130)는 차례로 적층된 캡핑 막(132) 및 점착 막(134)을 포함할 수 있다. 캡핑 막(132)은 전해질(300)을 통과시키지 않을 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 캡핑 막(132)은 미세다공성 폴리머 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡핑 막(132)은 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머(PVdF), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사프로필렌 코폴리머(PVdF-HFP), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다만, 캡핑 막(132)의 물질은 상기 개시에 한정되지 않는다. 일반적으로, 전해질(300)이 금속막에 직접 접촉할 경우, 상기 금속막은 손상될 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 캡핑 막(132)은 전해질(300)이 금속막(110)에 직접 접촉하는 것을 차단하여, 금속막(110)의 손상을 방지할 수 있다. 캡핑 막(132)은 투명할 수 있다.
점착 막(134)은 그래핀 막(120)을 금속막(110) 상에 고정시킬 수 있다. 점착 막(134)과 캡핑 막(132) 사이 및 점착 막(134)과 그래핀 막(120) 사이에 인력이 작용할 수 있다. 예를 들어, 상기 점착 막(134)과 그래핀 막(120) 사이의 인력은 반데르발스 힘일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 점착 막(134)은 실리콘(Si)을 포함하는 무기물(예를 들어, SiO2), 벤젠 고리를 갖는 폴리머(예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 벤젠 고리를 갖는 단분자 유기물(예를 들어, 루브렌(Rubrene)), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일반적으로, 금속막(110)과 그래핀 막(120) 사이의 약한 결합력으로 인해, 금속막(110) 상의 그래핀 막(120)은 쉽게 박리될 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 점착 막(134)은 그래핀 막(120)과 금속막(110) 사이에 강한 결합력을 제공하여, 그래핀 막(120)이 금속막(110)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 점착 막(134)은 투명할 수 있다.
그래핀 막(120) 상에 이온반응 막(IR)이 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 산화-환원 반응을 따라 가변하는 색을 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 이온반응 막(IR)은 환원될 경우 착색되고, 산화될 경우 투명해지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이온반응 막(IR)은 삼산화 텅스텐(WO3)을 포함할 수 있다. 이온반응 막(IR)에 전자가 공급되지 않을 경우, 이온반응 막(IR)은 투명한 상태일 수 있다. 이온반응 막(IR)은 전자를 받으면(또는 이온반응 막(IR)이 환원되면), 이온반응 막(IR)은 투명한 상태에서 색을 갖는 상태로 변할 수 있다. 이온반응 막(IR)은 전자를 뺏기면(또는 이온반응 막(IR)이 산화되면), 이온반응 막(IR)은 다시 투명한 상태로 변할 수 있다.
제2 전극 구조체(200)는 투명 기판(210)을 포함할 수 있다. 투명 기판(210)은 투명한 비금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 기판(210)은 글래스(glass), 쿼츠(quartz), 유기물, 무기물, 폴리머 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
투명 기판(210) 상에 투명 전극(220)이 제공될 수 있다. 투명 전극(220)은 산화 전극일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상기 투명 전극(220)은 그래핀, 인듐주석산화물(indium-tin-oxide, ITO), 또는 불소가 도핑된 산화주석(Fluorine-doped Tin Oxide)을 포함할 수 있다. 투명 전극(220)은 외부 전원(미도시)에 전기적으로 연결되어, 전압을 인가받을 수 있다. 이때, 투명 전극(220)에 인가되는 전압의 극성은 상기 그래핀 막(120)에 인가되는 전압의 극성과 반대될 수 있다.
투명 전극(220) 상에 패시베이션 막(PL)이 제공될 수 있다. 상기 패시베이션 막(PL)은 투명 전극(220) 상에 제공되어, 투명 전극(220)이 투명 기판(210)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 투명 전극(220)은 그래핀을 포함하고, 패시베이션 막(PL)은 상기 그래핀이 투명 기판(210)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 고체고분자형 전해질막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 패시베이션 막(PL)은 나피온(Nafion, DuPont사) 또는 플레미온(Flemion, Asahi Glass사) 막을 포함할 수 있다. 다만, 패시베이션 막(PL)은 임의적인 구성요소일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 패시베이션 막(PL)은 제2 전극 구조체(200) 내에 제공되지 않을 수 있다.
전해질(300)은 투명 전극(220)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전해질(300)은 산화될 경우 착색되고, 환원될 경우 투명해지는 산화변색물질을 포함할 수 있다. 전해질(300)은 액체 상태 또는 겔(gel) 상태를 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 투명 전극(220)에 전압이 인가되지 않은 경우, 전해질(300)은 투명한 상태를 가질 수 있다. 투명 전극(220)에 전압이 인가되어 전해질(300) 내의 산화변색물질이 전자를 투명 전극(220)에 뺏길 경우(또는 전해질(300) 내의 산화변색물질이 산화될 경우), 전해질(300)은 착색될 수 있다. 반대로, 전해질(300) 내의 산화변색물질이 전자를 투명 전극(220)으로부터 공급받을 경우(또는 전해질(300) 내의 산화변색물질이 환원될 경우), 전해질(300)은 다시 투명해질 수 있다.
하우징(400)은 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공될 수 있다. 하우징(400)은 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이의 간격을 유지할 수 있다. 하우징(400), 및 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200)에 에 의해 둘러싸인 영역에 전해질(300)이 제공될 수 있다. 도시된 하우징(400) 형상은 예시적인 것이다.
일반적으로, 전해질과 금속막 사이에 다른 막들이 배치되어도, 전해질은 상기 다른 막들 내부의 틈을 따라 이동하여, 금속막에 도달할 수 있다. 전해질은 금속막에 손상을 줄 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 금속막(110)은 캡핑 막(132)에 의해 전해질(300)로부터 격리되어, 금속막(110)은 전해질(300)에 의한 손상되지 않을 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 그래핀 막(120)은 점착 막(134)에 의해 금속막(110) 상에 고정될 수 있고, 이에 따라 그래핀 막(120)은 금속막(110)으로부터 박리되지 않을 수 있다. 그 결과, 전기 변색 거울(10)의 안정성이 최대화될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 개념에 따른 실험예를 설명하기 위한 사진들이다.
도 2a를 참조하면, 열전사필름(thermal-release film)(TRF) 상에 그래핀 막을 제공하였다. 그래핀 막은 어두운 부분과 밝은 부분을 가졌다. 상기 어두운 부분은 그래핀 막이 박리된 부분이고, 상기 밝은 부분은 그래핀 막이 박리되지 않은 부분이다. 즉, 그래핀 막의 적어도 일부가 박리됨을 확인하였다.
도 2b를 참조하면, 열전사 필름(TRF) 상에 점착막(SiO2 막)을 제공하고, 상기 점착막 상에 그래핀 막을 제공하였다. 그래핀 막은 전체적으로 밝은 부분만을 가졌다. 즉, 그래핀 막은 도 2a와 달리 어두운 부분을 갖지 않았다. 결과적으로, 그래핀 막은 박리되지 않음을 확인하였다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 전극 구조체(100), 상기 제1 전극 구조체(100) 상의 제2 전극 구조체(200), 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공되는 하우징(400), 및 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 및 상기 하우징(400)에 의해 정의되는 영역을 채우는 전해질(300)을 포함하는 전기 변색 거울(11)이 제공될 수 있다.
상기 전기 변색 거울(11)은, 패시베이션 막(PL)의 위치 및 이온반응 막(IR)의 위치를 제외하면, 도 1을 참조하여 설명된 전기 변색 거울(10)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하에서, 패시베이션 막(PL) 및 이온반응 막(IR)의 위치들에 대해 설명된다.
패시베이션 막(PL)은 제1 전극 구조체(100) 내에 제공될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120) 상에 제공될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)과 전해질 사이에 배치될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)의 상면을 덮을 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)이 금속막(110)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 패시베이션 막(PL)은 임의적인 구성요소일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 패시베이션 막(PL)은 제1 전극 구조체(100) 내에 제공되지 않을 수 있다.
이온반응 막(IR)은 제2 전극 구조체(200) 내에 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 투명 전극(220) 상에 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 투명 전극(220)과 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 전해질(300)에 직접 접촉할 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 그래핀 막(120)은 점착 막(134) 및 패시베이션 막(PL)에 의해 금속막(110) 상에 고정되어, 그래핀 막(120)은 금속막(110)으로부터 박리되지 않을 수 있다. 이에 따라 전기 변색 거울(11)의 안정성이 최대화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 전극 구조체(100), 상기 제1 전극 구조체(100) 상의 제2 전극 구조체(200), 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공되는 하우징(400), 및 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 및 상기 하우징(400)에 의해 정의되는 영역을 채우는 전해질(300)을 포함하는 전기 변색 거울(12)이 제공될 수 있다.
상기 전기 변색 거울(12)은, 인터페이스 부(130)를 제외하면, 도 1을 참조하여 설명된 전기 변색 거울(10)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하에서, 인터페이스 부(130)에 대해 설명된다.
상기 인터페이스 부(130)는 도 1을 참조하여 설명된 캡핑 막(132) 내에 상기 점착 입자들(미도시)이 혼합된 막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 부(130)는 미세다공성 폴리머 막, 및 상기 미세다공성 폴리머 막 내에 분산된 점착 입자들을 포함할 수 있다. 상기 점착 입자들은 실리콘(Si)을 포함하는 무기물 입자들, 벤젠 고리를 갖는 폴리머 입자들, 벤젠 고리를 갖는 단분자 유기물 입자들, 또는 이들의 조합된 입자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 부(130)는 SiO2 입자들이 그 내부에 분산된 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머(PVdF) 막을 포함할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 인터페이스 부(130)는 금속막(110)을 전해질(300)로부터 격리시킬 수 있다. 이에 따라, 금속막(110)은 전해질(300)에 의해 손상되지 않을 수 있다. 본 발명의 개념에 따르면, 인터페이스 부(130)는 그래핀 막(120)을 금속막(110) 상에 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 그래핀 막(120)은 금속막(110)으로부터 박리되지 않을 수 있다. 이에 따라 전기 변색 거울(12)의 안정성이 최대화될 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 4를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 전극 구조체(100), 상기 제1 전극 구조체(100) 상의 제2 전극 구조체(200), 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공되는 하우징(400), 및 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 및 상기 하우징(400)에 의해 정의되는 영역을 채우는 전해질(300)을 포함하는 전기 변색 거울(13)이 제공될 수 있다.
상기 전기 변색 거울(13)은, 패시베이션 막(PL)의 위치 및 이온반응 막(IR)의 위치를 제외하면, 도 4를 참조하여 설명된 전기 변색 거울(12)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하에서, 패시베이션 막(PL) 및 이온반응 막(IR)의 위치들에 대해 설명된다.
패시베이션 막(PL)은 제1 전극 구조체(100) 내에 제공될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120) 상에 제공될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)과 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)의 상면을 덮을 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)이 금속막(110)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 패시베이션 막(PL)은 임의적인 구성요소일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 패시베이션 막(PL)은 제1 전극 구조체(100) 내에 제공되지 않을 수 있다.
이온반응 막(IR)은 제2 전극 구조체(200) 내에 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 투명 전극(220) 상에 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 투명 전극(220)과 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 전해질(300)에 직접 접촉할 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 그래핀 막(120)은 인터페이스 부(130) 및 패시베이션 막(PL)에 의해 금속막(110) 상에 고정되어, 그래핀 막(120)은 금속막(110)으로부터 박리되지 않을 수 있다. 이에 따라 전기 변색 거울(13)의 안정성이 최대화될 수 있다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 전극 구조체(100), 상기 제1 전극 구조체(100) 상의 제2 전극 구조체(200), 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공되는 하우징(400), 및 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 및 상기 하우징(400)에 의해 정의되는 영역을 채우는 전해질(300)을 포함하는 전기 변색 거울(14)이 제공될 수 있다.
상기 전기 변색 거울(14)은, 지지기판(140)을 제외하면, 도 1을 참조하여 설명된 전기 변색 거울(10)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하에서, 지지기판(140)에 대해 설명된다.
상기 지지기판(140)은 금속막(110) 아래에 제공될 수 있다. 지지기판(140)은 금속막(110)을 사이에 두고 캡핑 막(132)으로부터 이격될 수 있다. 지지기판(140)은 비금속 물질을 포함할 수 있다. 지지기판(140)은 투명할 수 있다. 다만, 이는 한정적인 것이 아니다. 예시적인 실시예들에서, 지지기판(140)은 불투명할 수 있다. 예를 들어, 지지기판(140)은 글래스(glass), 쿼츠(quartz), 유기물, 무기물, 폴리머 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 금속막(110)은 캡핑 막(132)에 의해 전해질(300)로부터 격리되어, 금속막(110)은 전해질(300)에 의한 손상되지 않을 수 있다. 본 발명의 개념에 따른 그래핀 막(120)은 점착 막(134)에 의해 금속막(110) 상에 고정되어, 그래핀 막(120)은 금속막(110)으로부터 박리되지 않을 수 있다. 이에 따라 전기 변색 거울(14)의 안정성이 최대화될 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 6을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 전극 구조체(100), 상기 제1 전극 구조체(100) 상의 제2 전극 구조체(200), 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공되는 하우징(400), 및 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 및 상기 하우징(400)에 의해 정의되는 영역을 채우는 전해질(300)을 포함하는 전기 변색 거울(15)이 제공될 수 있다.
상기 전기 변색 거울(15)은, 패시베이션 막(PL)의 위치 및 이온반응 막(IR)의 위치를 제외하면, 도 6을 참조하여 설명된 전기 변색 거울(12)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하에서, 패시베이션 막(PL) 및 이온반응 막(IR)의 위치들에 대해 설명된다.
패시베이션 막(PL)은 제1 전극 구조체(100) 내에 제공될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120) 상에 제공될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)과 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)의 상면을 덮을 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)이 금속막(110)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 패시베이션 막(PL)은 임의적인 구성요소일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 패시베이션 막(PL)은 제1 전극 구조체(100) 내에 제공되지 않을 수 있다.
이온반응 막(IR)은 제2 전극 구조체(200) 내에 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 투명 전극(220) 상에 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 투명 전극(220)과 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 전해질(300)에 직접 접촉할 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 그래핀 막(120)은 점착 막(134) 및 패시베이션 막(PL)에 의해 금속막(110) 상에 고정되어, 그래핀 막(120)은 금속막(110)으로부터 박리되지 않을 수 있다. 이에 따라 전기 변색 거울(15)의 안정성이 최대화될 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 6을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 8를 참조하면, 제1 전극 구조체(100), 상기 제1 전극 구조체(100) 상의 제2 전극 구조체(200), 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공되는 하우징(400), 및 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 및 상기 하우징(400)에 의해 정의되는 영역을 채우는 전해질(300)을 포함하는 전기 변색 거울(16)이 제공될 수 있다.
상기 전기 변색 거울(16)은, 인터페이스 부(130)를 제외하면, 도 6을 참조하여 설명된 전기 변색 거울(14)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하에서, 인터페이스 부(130)에 대해 설명된다.
상기 인터페이스 부(130)는 도 1을 참조하여 설명된 캡핑 막(132) 내에 상기 점착 입자들(미도시)이 혼합된 막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 부(130)는 실리콘(Si)을 포함하는 무기물 입자들, 벤젠 고리를 갖는 폴리머 입자들, 벤젠 고리를 갖는 단분자 유기물 입자들, 또는 이들의 조합된 입자들이 그 내부에 분산된 미세다공성 폴리머 막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 부(130)는 SiO2 입자들이 그 내부에 분산된 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머(PVdF) 막을 포함할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 인터페이스 부(130)는 금속막(110)을 전해질(300)로부터 격리시킬 수 있다. 이에 따라, 금속막(110)은 전해질(300)에 의해 손상되지 않을 수 있다. 본 발명의 개념에 따르면, 인터페이스 부(130)는 그래핀 막(120)을 금속막(110) 상에 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 그래핀 막(120)은 금속막(110)으로부터 박리되지 않을 수 있다. 이에 따라 전기 변색 거울(16)의 안정성이 최대화될 수 있다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 전기 변색 거울의 단면도이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 8을 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 설명되지 않을 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 전극 구조체(100), 상기 제1 전극 구조체(100) 상의 제2 전극 구조체(200), 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 사이에 제공되는 하우징(400), 및 상기 제1 및 제2 전극 구조체들(100, 200) 및 상기 하우징(400)에 의해 정의되는 영역을 채우는 전해질(300)을 포함하는 전기 변색 거울(17)이 제공될 수 있다.
상기 전기 변색 거울(17)은, 패시베이션 막(PL)의 위치 및 이온반응 막(IR)의 위치를 제외하면, 도 8을 참조하여 설명된 전기 변색 거울(12)과 실질적으로 동일할 수 있다. 이하에서, 패시베이션 막(PL) 및 이온반응 막(IR)의 위치들에 대해 설명된다.
패시베이션 막(PL)은 제1 전극 구조체(100) 내에 제공될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120) 상에 제공될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)과 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)의 상면을 덮을 수 있다. 패시베이션 막(PL)은 그래핀 막(120)이 금속막(110)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 패시베이션 막(PL)은 임의적인 구성요소일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 패시베이션 막(PL)은 제1 전극 구조체(100) 내에 제공되지 않을 수 있다.
이온반응 막(IR)은 제2 전극 구조체(200) 내에 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 투명 전극(220) 상에 제공될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 투명 전극(220)과 전해질(300) 사이에 배치될 수 있다. 이온반응 막(IR)은 전해질(300)에 직접 접촉할 수 있다.
본 발명의 개념에 따른 그래핀 막(120)은 인터페이스 부(130) 및 패시베이션 막(PL)에 의해 금속막(110) 상에 고정되어, 그래핀 막(120)은 금속막(110)으로부터 박리되지 않을 수 있다. 이에 따라 전기 변색 거울(17)의 안정성이 최대화될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
100, 200: 제1 및 제2 전극 구조체들 110:금속막
120:그래핀 막 130:인터페이스 부
132:캡핑 막 134:점착 막
IR:이온반응 막 210:투명 기판
220:투명 전극 PL:패시베이션 막
300:전해질 400:하우징

Claims (11)

  1. 제1 전극 구조체;
    상기 제1 전극 구조체 상에 제공되는 제2 전극 구조체; 및
    상기 제1 전극 구조체와 상기 제2 전극 구조체 사이에 제공되는 전해질을 포함하되,
    상기 제1 전극 구조체는:
    금속막;
    상기 금속막 상의 그래핀 막; 및
    상기 금속막과 상기 그래핀 막 사이에 개재되는 인터페이스 부를 더 포함하고,
    상기 인터페이스 부는:
    상기 금속막의 상면을 덮는 캡핑 막; 및
    상기 캡핑 막과 상기 그래핀 막 사이에 개재되는 점착 막을 포함하고,
    상기 캡핑 막은 미세 다공성 폴리머 물질을 포함하는 전기 변색 거울.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡핑 막은 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머(PVdF), 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사프로필렌 코폴리머(PVdF-HFP), 또는 이들의 조합을 포함하는 전기 변색 거울.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착 막은 실리콘(Si)을 포함하는 무기물, 벤젠 고리를 갖는 폴리머, 벤젠 고리를 갖는 단분자 유기물, 또는 이들의 조합을 포함하는 전기 변색 거울.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 점착 막은 SiO2, 폴리이미드(polyimide), 루브렌(Rubrene), 또는 이들의 조합을 포함하는 전기 변색 거울.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래핀 막 상에 제공되는 이온반응 막을 더 포함하되,
    상기 이온반응 막은 상기 그래핀 막으로부터 전자를 받을 경우 착색되고, 상기 이온반응 막은 상기 그래핀 막에 전자를 주는 경우 투명한 전기 변색 거울.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래핀 막 상에 제공되는 패시베이션 막을 더 포함하는 전기 변색 거울.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 패시베이션 막은 고체고분자형 전해질막을 포함하는 전기 변색 거울.
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