KR102372378B1 - Optical transmittance adjusting device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극, 제1 및 제2 전극들 사이에 위치하고, 제2 전극의 일면 상에 배치된 금속 나노 입자들 및 제1 및 제2 전극들 사이에 위치하고, 금속 이온들을 포함하는 전해질층을 포함하되, 제1 및 제2 전극들 중 적어도 하나는 투명전극을 포함하는 광 투과도 가변소자 반도체 소자가 제공된다.The present invention is located between the first and second electrodes facing each other, between the first and second electrodes, and between the metal nanoparticles and the first and second electrodes disposed on one surface of the second electrode, A light transmittance variable device semiconductor device including an electrolyte layer including metal ions, wherein at least one of the first and second electrodes includes a transparent electrode is provided.

Description

광 투과도 가변 소자{Optical transmittance adjusting device}Optical transmittance adjusting device

본 발명은 광 투과도 가변 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 나노 입자들을 포함하는 광 투과도 조절소자에 관한 것이다.The present invention relates to a light transmittance variable device, and more particularly, to a light transmittance adjusting device including metal nanoparticles.

최근 디스플레이 기술이 발전하고, 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 다양한 분야의 기술들이 디스플레이 소자에 접목되고 있다. 광 투과도 가변 소자는 빛의 투과도를 조절할 수 있는 소자이다. 광 투과도 가변 소자는 은 이온이 환원되거나 산화되는 것을 이용하여 소자 내에 광 투과도 및 반사율을 조절할 수 있다. 광 투과도 가변소자는 광 투과도를 조절할수 있을 뿐만 아니라, 빛을 반사시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예컨대, 광투과도 가변 소자가 디스플레이 소자의 전면에 적용되는 경우, 광투과도 가변 소자의 반사율을 조절하여 디스플레이소자를 거울로서 기능하도록 할 수 있다.With the recent development of display technology and the diversification of consumer demands, technologies in various fields are being grafted onto display devices. The light transmittance variable element is an element capable of controlling light transmittance. The light transmittance variable device may control light transmittance and reflectance in the device by using reduction or oxidation of silver ions. The light transmittance variable element may not only control light transmittance, but may also perform a function of reflecting light. For example, when the light transmittance variable element is applied to the front surface of the display element, the reflectance of the light transmittance variable element may be adjusted to make the display element function as a mirror.

본 발명이 이루고자 하는 과제는 저전압으로 동작이 가능하고, 안정적으로 광 투과도를 조절할 수 있는 광 투과도 가변 소자를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a light transmittance variable device capable of operating at a low voltage and stably controlling light transmittance.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 광 투과도 가변 소자는, 서로 대향하는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 위치하고, 상기 제2 전극의 일면 상에 배치된 금속 나노 입자들; 및 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 위치하고, 금속 이온들을 포함하는 전해질층을 포함하되, 상기 제1 및 제2 전극들 중 적어도 하나는 투명전극을 포함할 수 있다.A light transmittance variable device according to embodiments of the present invention for achieving the above object, the first electrode and the second electrode facing each other; metal nanoparticles disposed between the first and second electrodes and disposed on one surface of the second electrode; and an electrolyte layer disposed between the first and second electrodes and including metal ions, wherein at least one of the first and second electrodes may include a transparent electrode.

본 발명의 실시예들에 따르면, 금속 나노 입자들은 제2 전극 상에 자기조립되어 배열될 수 있다. 이에 따라, 안정적으로 광 투과도를 조절할 수 있는 광 투과도 가변 소자가 제공될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the metal nanoparticles may be self-assembled and arranged on the second electrode. Accordingly, a light transmittance variable device capable of stably adjusting light transmittance may be provided.

본 발명의 실시예들에 따르면, 금속 나노 입자들은 금(Au)을 포함할 수 있고, 전해질층 내의 금속 이온은 은(Ag)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 금속 이온의 환원 포텐셜이 감소될 수 있고, 저전압으로 동작이 가능한 광 투과도 가변 소자가 제공될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the metal nanoparticles may include gold (Au), and the metal ions in the electrolyte layer may include silver (Ag). Accordingly, the reduction potential of the metal ions may be reduced, and a light transmittance variable device capable of operating at a low voltage may be provided.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 광 투과도 가변 소자를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 금속 나노 입자들을 설명하기 위한 확대도로, 도 1의 A부분에 대응한다.
도 3 및 도 4은 본 발명의 실시예들에 따라 제2 전극 상에 금속 나노 입자들을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 광 투과도 가변 소자의 동작 따라 형성되는 금속 코팅막을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a light transmittance variable device according to embodiments of the present invention.
2 is an enlarged view for explaining metal nanoparticles according to embodiments of the present invention, and corresponds to part A of FIG. 1 .
3 and 4 are diagrams for explaining a method of forming metal nanoparticles on a second electrode according to embodiments of the present invention.
5 and 6 are views for explaining the metal coating film formed according to the operation of the light transmittance variable element.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께 및 형태는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be directly disposed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness and shape of the components are exaggerated for an effective description of the technical content.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 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.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, the terms 'comprises' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.

이하 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 광 투과도 가변 소자를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 금속 나노 입자들을 설명하기 위한 확대도로, 도 1의 A부분에 대응한다.1 is a view for explaining a light transmittance variable device according to embodiments of the present invention. 2 is an enlarged view for explaining metal nanoparticles according to embodiments of the present invention, and corresponds to part A of FIG. 1 .

도 1을 참조하면, 광 투과도 가변 소자는 제1 기판(101), 제2 기판(102), 제1 전극(111), 제2 전극(112), 금속 나노 입자들(20), 전해질층(10) 및 실런트(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the light transmittance variable element includes a first substrate 101 , a second substrate 102 , a first electrode 111 , a second electrode 112 , metal nanoparticles 20 , and an electrolyte layer ( 10) and the sealant 120 .

제1 기판(101) 상에 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)이 배치될 수 있다. 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 전극(111)은 제1 기판(101)과 인접할 수 있고, 제2 전극(112)은 제1 기판(101)과 이격될 수 있다. 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)은 박막의 형태의 금속 산화물이거나 및/또는 다공질의 형태일 수 있다. 제1 전극(111) 및 제2 전극(112) 중 적어도 하나는 투명전극을 포함할 수 있다. 예컨대, 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(F-doped Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), TiO2(Titanium dioxide), GZO(ZnO:Ga), ZnO(Zinc Oxide), 및 AZO(Aluminum doped Zinc Oxide)등을 포함할 수 있다.A first electrode 111 and a second electrode 112 may be disposed on the first substrate 101 . The first electrode 111 and the second electrode 112 may be disposed to face each other. The first electrode 111 may be adjacent to the first substrate 101 , and the second electrode 112 may be spaced apart from the first substrate 101 . The first electrode 111 and the second electrode 112 may be in the form of a metal oxide in the form of a thin film and/or in the form of a porous material. At least one of the first electrode 111 and the second electrode 112 may include a transparent electrode. For example, the transparent electrode may include Indium Tin Oxide (ITO), F-doped Tin Oxide (FTO), Indium Zinc Oxide (IZO), Tin Oxide (SnO2), TiO 2 (Titanium dioxide), GZO (ZnO:Ga), ZnO ( zinc oxide), and aluminum doped zinc oxide (AZO).

제2 전극(112) 상에 금속 나노 입자들(20)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 금속 나노 입자들(20)은 제1 전극(111)과 마주보는 제2 전극(112)의 일면(112a) 상에 배치될 수 있다. 금속 나노 입자들(20)은 제2 전극(112)의 일면(112a)의 일부를 덮고 일부를 노출할 수 있다. 예컨대, 제2 전극(112)의 일면(112a) 상에서 금속 나노 입자들(20)이 차지하는 면적은 제2 전극(112)의 일면(112a)의 총 면적의 0.1% 내지 99.99%일 수 있다. 즉, 금속 나노 입자들(20)은 단일층일 수 있고, 제2 전극(112)의 일면(112a) 상에서 차지하는 금속 나노 입자들(20)의 단일층의 면적은 제2 전극(112)의 일면(112a)의 총 면적의 0.1% 내지 99.99%일 수 있다. 금속 나노 입자들(20)이 상기와 같은 면적비를 갖도록 제2 전극(112)의 일면(112a) 상에 배치됨에 따라, 광 투과도 가변 소자는 대기 상태에서 소정의 광 투과성을 가질 수 있고, 후술할 금속 코팅막의 코팅 과정을 용이하게 할 수 있다.Metal nanoparticles 20 may be disposed on the second electrode 112 . Specifically, the metal nanoparticles 20 may be disposed on one surface 112a of the second electrode 112 facing the first electrode 111 . The metal nanoparticles 20 may partially cover and expose a portion of the one surface 112a of the second electrode 112 . For example, the area occupied by the metal nanoparticles 20 on one surface 112a of the second electrode 112 may be 0.1% to 99.99% of the total area of the one surface 112a of the second electrode 112 . That is, the metal nanoparticles 20 may be a single layer, and the area of the single layer of the metal nanoparticles 20 occupied on one surface 112a of the second electrode 112 is equal to the surface area of the second electrode 112 ( 112a) from 0.1% to 99.99% of the total area. As the metal nanoparticles 20 are disposed on one surface 112a of the second electrode 112 to have the same area ratio as described above, the light transmittance variable element may have a predetermined light transmittance in the standby state, which will be described later. It is possible to facilitate the coating process of the metal coating film.

일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속 나노 입자들(20)의 각각은 구(sphere) 형태일 수 있다. 금속 나노 입자들(20)의 각각은 1nm 내지 500nm의 직경(w)을 가질 수 있다. 금속 나노 입자들(20)간의 간격(l)은 1nm 내지 1000nm일 수 있다. 도시되지는 않았지만, 금속 나노 입자들(20)은 제 2 전극(112)의 일면(112a)과 평행한 제1 방향으로 배열될 수 있고, 제 2 전극(112)의 일면(112a)과 평행하고 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. 금속 나노 입자들(20)의 형태 및 배열은 후술할 금속 나노 입자들(20)의 형성 방법에 의해 좀 더 구체화 될 수 있다. 금속 나노 입자들(20)은 금(Au)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, as shown in FIG. 2 , each of the metal nanoparticles 20 may have a sphere shape. Each of the metal nanoparticles 20 may have a diameter w of 1 nm to 500 nm. The spacing l between the metal nanoparticles 20 may be 1 nm to 1000 nm. Although not shown, the metal nanoparticles 20 may be arranged in a first direction parallel to one surface 112a of the second electrode 112 , and parallel to one surface 112a of the second electrode 112 , It may be arranged in a second direction intersecting the first direction. However, the present invention is not limited thereto. The shape and arrangement of the metal nanoparticles 20 may be further specified by a method of forming the metal nanoparticles 20 to be described later. The metal nanoparticles 20 may include gold (Au).

다시 도 1을 참조하면, 제1 전극(111) 및 제2 전극(112) 사이에 전해질층(10)이 배치될 수 있다. 전해질층(10)은 액체, 젤 또는 고체 전해질을 포함할 수 있다. 전해질층은 금속 이온을 포함할 수 있다. 예컨대, 금속 이온은 질산은(AgNO3)이온 및/또는 은(Ag) 이온일 수 있다. 이와 달리, 금속 이온은 과염소산 리튬(LiCO4) 이온 및/또는 리튬(Li)이온을 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the electrolyte layer 10 may be disposed between the first electrode 111 and the second electrode 112 . The electrolyte layer 10 may include a liquid, gel, or solid electrolyte. The electrolyte layer may include metal ions. For example, the metal ion may be a silver nitrate (AgNO 3 ) ion and/or a silver (Ag) ion. Alternatively, the metal ions may include lithium perchlorate (LiCO 4 ) ions and/or lithium (Li) ions.

제2 전극(112) 상에 제2 기판(102)이 배치될 수 있다. 제2 기판(102)은 제1 기판(101)과 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 기판(102)은 제2 전극(112)과 인접할 수 있고, 제1 전극(111)과 이격될 수 있다. 제1 및 제2 기판들(101, 102)은 각각 제1 및 제2 전극들(111, 112)을 지지할 수 있다. 제1 기판(101) 및 제2 기판(102)중 적어도 하나는 투명기판일 수 있다. 예컨대, 투명기판은 유리, 플라스틱 또는 반도체물질을 포함할 수 있다.A second substrate 102 may be disposed on the second electrode 112 . The second substrate 102 may be disposed to face the first substrate 101 . The second substrate 102 may be adjacent to the second electrode 112 and may be spaced apart from the first electrode 111 . The first and second substrates 101 and 102 may support the first and second electrodes 111 and 112 , respectively. At least one of the first substrate 101 and the second substrate 102 may be a transparent substrate. For example, the transparent substrate may include glass, plastic, or a semiconductor material.

제1 기판(101) 및 제2 기판(102) 사이에 실런트(120)가 배치될 수 있다. 실런트(120)는 제1 및 제2 전극들(111, 112)과 함께 전해질층(10)이 배치되는 내부공간을 제공할 수 있다. 실런트(120)는 전해질층(10)이 광 투과도 가변소자의 외부로 새어 나가지 않도록 광 투과도 가변소자의 내부 및 외부를 분리할 수 있다.A sealant 120 may be disposed between the first substrate 101 and the second substrate 102 . The sealant 120 may provide an internal space in which the electrolyte layer 10 is disposed together with the first and second electrodes 111 and 112 . The sealant 120 may separate the inside and the outside of the light transmittance variable element so that the electrolyte layer 10 does not leak out of the light transmittance variable element.

도 3 및 도 4은 본 발명의 실시예들에 따른 제2 전극 상에 금속 나노 입자들을 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 and 4 are diagrams for explaining a method of forming metal nanoparticles on a second electrode according to embodiments of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면 제2 전극(112) 상에 금속 나노 입자들(20)을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 전극(112) 상에 금속 나노 입자들(20)을 형성하는 것은 자기조립법에 의해 수행될 수 있다.3 and 4 , metal nanoparticles 20 may be formed on the second electrode 112 . According to an embodiment, the formation of the metal nanoparticles 20 on the second electrode 112 may be performed by a self-assembly method.

구체적으로, 제2 전극(112)의 일면(112a) 상에 친수성 작용기를 갖는 유기 분자들을 고정할 수 있다. 예컨대, 유기 분자들은 -SH 및/또는 -NH2 등의 작용기를 가질 수 있다. 이후, 금속 나노 입자(20)가 분산된 용액(22)을 친수성 작용기에 흡착시킬 수 있다. 예컨대, 도 3 에 도시된 바와 같이, 제2 전극(112) 상에 금속 나노 입자(20)가 분산된 용액(22)을 도포할 수 있다. 또는, 제2 전극(112)을 금속 나노 입자(20)가 분산된 용액(22)에 담글 수 있다. 이에 따라, 용액(22)에 포함된 금속 나노 입자(20)는 친수성 작용기에 흡착될 수 있고, 금속 나노 입자(20)가 제2 전극(112)의 일면(112a) 상에 균일하게 고정될 수 있다. 즉, 금속 나노 입자들(20)은 제2 전극(112)의 일면(112a) 상에 자기조립될 수 있다. 이후 제2 전극(112)을 세척하여 금속 나노 입자들(20)을 선택적으로 제2 전극(112)의 일면(112a) 상에 고정시킬 수 있다.Specifically, organic molecules having a hydrophilic functional group may be fixed on one surface 112a of the second electrode 112 . For example, organic molecules may have functional groups such as -SH and/or -NH 2 . Thereafter, the solution 22 in which the metal nanoparticles 20 are dispersed may be adsorbed to the hydrophilic functional group. For example, as shown in FIG. 3 , the solution 22 in which the metal nanoparticles 20 are dispersed may be applied on the second electrode 112 . Alternatively, the second electrode 112 may be immersed in the solution 22 in which the metal nanoparticles 20 are dispersed. Accordingly, the metal nanoparticles 20 included in the solution 22 may be adsorbed to the hydrophilic functional group, and the metal nanoparticles 20 may be uniformly fixed on one surface 112a of the second electrode 112 . there is. That is, the metal nanoparticles 20 may be self-assembled on one surface 112a of the second electrode 112 . Thereafter, the second electrode 112 may be washed to selectively fix the metal nanoparticles 20 on one surface 112a of the second electrode 112 .

도 5 및 도 6은 제1 및 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 형성되는 금속 코팅막을 설명하기 위한 도면이다.5 and 6 are views for explaining a metal coating film formed according to a voltage applied to the first and second electrodes.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 전극(112) 상에 금속 코팅막(30)이 형성될 수 있다. 금속 코팅막(30)은 가역적으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 전극들(111, 112)에 전압을 인가할 수 있다. 예컨대 전압의 크기는 0.1V일 수 있다. 제1 및 제2 전극들(111, 112)에 전압이 인가됨에 따라, 전해질층(10)에 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 전해질층(10) 내의 금속 이온이 환원될 수 있다. 금속 이온은 환원되어 제2 전극(112) 및 금속 나노 입자들(20) 상에 코팅될 수 있다. 즉, 제2 전극(112) 및 금속 나노 입자들(20)을 덮는 금속 코팅막(30)이 형성될 수 있다. 금속 코팅막(30)의 두께(t)는 제1 및 제2 전극들(111, 112)에 인가되는 전압의 크기에 따라 가변적으로 조절될 수 있다.5 and 6 , a metal coating layer 30 may be formed on the second electrode 112 . The metal coating film 30 may be formed reversibly. Specifically, a voltage may be applied to the first and second electrodes 111 and 112 . For example, the magnitude of the voltage may be 0.1V. As a voltage is applied to the first and second electrodes 111 and 112 , a voltage may be applied to the electrolyte layer 10 . Accordingly, metal ions in the electrolyte layer 10 may be reduced. The metal ions may be reduced and coated on the second electrode 112 and the metal nanoparticles 20 . That is, the metal coating film 30 covering the second electrode 112 and the metal nanoparticles 20 may be formed. The thickness t of the metal coating film 30 may be variably adjusted according to the magnitude of the voltage applied to the first and second electrodes 111 and 112 .

일 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 것과 같이, 금속 코팅막(30)은 제2 전극(112)의 일면(112a) 중 금속 나노 입자들(20)에 의해 노출된 부분을 완전히 덮을 수 있고, 금속 나노 입자들(20)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 것과 같이, 금속 코팅막(30)은 제2 전극(112) 및 금속 나노 입자들(20)을 완전히 덮을 수 있다. According to an embodiment, as shown in FIG. 5 , the metal coating film 30 may completely cover the portion exposed by the metal nanoparticles 20 among the one surface 112a of the second electrode 112 , At least a portion of the metal nanoparticles 20 may be covered. According to another embodiment, as shown in FIG. 6 , the metal coating layer 30 may completely cover the second electrode 112 and the metal nanoparticles 20 .

그러나 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 금속 코팅막(30)이 금속 나노 입자들(20)과 격자상수가 유사하고, 제1 및 제2 전극들(111, 112)에 인가되는 전압의 크기가 작은 경우, 금속 코팅막(30)은 금속 나노 입자들(20)을 완전히 덮을 수 있고, 제2 전극(112)의 일면(112a)의 일부를 노출할 수 있다. 또한, 금속 코팅막(30)은 제2 전극(112) 및 금속 나노 입자들(20) 상에 컨포멀하게 형성될 수도 있다.However, embodiments of the present invention are not limited thereto. For example, when the metal coating film 30 has a lattice constant similar to that of the metal nanoparticles 20 and the voltage applied to the first and second electrodes 111 and 112 is small, the metal coating film 30 is The metal nanoparticles 20 may be completely covered, and a portion of one surface 112a of the second electrode 112 may be exposed. In addition, the metal coating layer 30 may be conformally formed on the second electrode 112 and the metal nanoparticles 20 .

본 발명의 실시예들에 따르면, 금속 나노 입자들(20)은 금(Au)을 포함할 수 있고, 전해질층 내의 금속 이온은 은(Ag)을 포함할 수 있다. 금과 은은 격자 상수(lattice constant)가 유사하여, 금속 이온의 환원포텐셜을 낮출 수 있고, 이에 따라 광 투과도 가변소자가 저전력 및 안정적으로 구동될 수 있다.According to embodiments of the present invention, the metal nanoparticles 20 may include gold (Au), and the metal ions in the electrolyte layer may include silver (Ag). Since gold and silver have similar lattice constants, the reduction potential of metal ions may be lowered, and accordingly, the light transmittance variable device may be driven with low power and stably.

다시 도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 광 투과도 가변소자는 입사되는 빛의 일부를 투과시킬 수 있고, 일부를 반사시킬 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 입사광(I1)이 제1 기판(101)으로 입사되는 경우, 입사광(I1)은 제1 기판(101), 제1 전극(111) 및 전해질층(10)을 투과하여, 금속 나노 입자들(20)에 일부가 흡수될 수 있다. 금속 나노 입자들(20)에 일부가 흡수된 입사광(I1)은 투과광(I2)의 형태로 광 투과도 가변소자 외부로 출력될 수 있다. 광 투과도 가변소자는 금속 나노 입자들(20)이 제2 전극(112) 상에서 차지하는 면적에 따라 가변적인 광 투과도를 가질 수 있다. 광 투과도는 투과광(I2)의 세기를 입사광(I1)의 세기로 나눈 값으로 정의될 수 있다. 입사광(I1)의 일부는 광 투과도 가변 소자 내에서 반사광(I3)의 형태로 반사되어 투과광(I2)과 반대방향으로 출력될 수 있다. Referring back to FIGS. 1, 5 and 6 , the variable light transmittance element may transmit a portion of incident light and may reflect a portion thereof. For example, as shown in FIG. 1 , when the incident light I1 is incident on the first substrate 101 , the incident light I1 is the first substrate 101 , the first electrode 111 , and the electrolyte layer 10 . Through it, a portion may be absorbed by the metal nanoparticles 20 . The incident light I1 partially absorbed by the metal nanoparticles 20 may be output to the outside of the light transmittance variable element in the form of transmitted light I2 . The light transmittance variable device may have variable light transmittance according to an area occupied by the metal nanoparticles 20 on the second electrode 112 . The light transmittance may be defined as a value obtained by dividing the intensity of the transmitted light I2 by the intensity of the incident light I1 . A portion of the incident light I1 may be reflected in the form of reflected light I3 in the light transmittance variable element and output in the opposite direction to the transmitted light I2 .

광 투과도 가변 소자는 제1 및 제2 전극들(111, 112)에 인가되는 전압에 따라 광 투과도 및 광 반사율이 달라질 수 있다. 구체적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전극들(111, 112)에 인가되는 전압이 증가할수록 금속 코팅막(30)의 두께(t)가 두꺼워질 수 있다. 금속 코팅막(30)의 두께(t)가 두꺼워짐에 따라, 투과광(I2)의 세기가 감소될 수 있고, 반사광(I3)의 세기가 증가될 수 있다. 예컨대, 금속 코팅막(30)의 두께(t)가 소정의 두께 이상으로 두꺼워지는 경우, 투과광(I2)이 금속 코팅막(30)에 의해 완전히 차단될 수 있다. 이에 따라 광 투과도 가변 소자는 거울로서 기능할 수 있다.In the light transmittance variable element, light transmittance and light reflectance may vary according to voltages applied to the first and second electrodes 111 and 112 . Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6 , as the voltage applied to the first and second electrodes 111 and 112 increases, the thickness t of the metal coating film 30 may become thicker. As the thickness t of the metal coating layer 30 increases, the intensity of the transmitted light I2 may decrease and the intensity of the reflected light I3 may increase. For example, when the thickness t of the metal coating layer 30 becomes thicker than a predetermined thickness, the transmitted light I2 may be completely blocked by the metal coating layer 30 . Accordingly, the light transmittance variable element may function as a mirror.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.As mentioned above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You can understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (12)

제1 전극;
상기 제1 전극과 마주하는 제1 면을 갖는 제2 전극;
상기 제1 면 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 금속 나노 입자들;
상기 제1 및 제2 전극들 사이에 위치하고, 금속 이온들을 포함하는 전해질 층을 포함하되,
상기 제1 및 제2 전극들 중 적어도 하나는 투명전극을 포함하고,
상기 금속 나노 입자들은 금(Au)을 포함하고, 상기 금속 이온들은 은(Ag) 이온을 포함하고,
상기 전해질 층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극으로부터 전압을 인가 받아 금속 코팅막을 형성하도록 구성되고, 상기 금속 코팅막은 상기 복수의 금속 나노 입자들을 덮는 광 투과도 가변소자.a first electrode;
a second electrode having a first surface facing the first electrode;
a plurality of metal nanoparticles arranged to be spaced apart from each other on the first surface;
An electrolyte layer positioned between the first and second electrodes and including metal ions,
At least one of the first and second electrodes includes a transparent electrode,
The metal nanoparticles include gold (Au), and the metal ions include silver (Ag) ions,
The electrolyte layer is configured to form a metal coating film by receiving a voltage from the first electrode and the second electrode, and the metal coating film is a light transmittance variable device covering the plurality of metal nanoparticles. 제1 항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은 구의 형상을 같는 광 투과도 가변 소자.According to claim 1,
The metal nanoparticles are light transmittance variable elements having the same shape as a sphere. 제1 항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은 1nm 내지 500nm의 직경을 갖는 광 투과도 가변 소자.According to claim 1,
The metal nanoparticles are light transmittance variable devices having a diameter of 1 nm to 500 nm. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들 중 서로 인접한 두 금속 나노 입자들 사이의 최소 간격은 1nm 내지 1000nm의 범위를 갖는 광 투과도 가변 소자.According to claim 1,
A light transmittance variable device having a minimum distance between two metal nanoparticles adjacent to each other among the metal nanoparticles in a range of 1 nm to 1000 nm. 제1 항에 있어서,
상기 금속 나노 입자들은 서로 인접한 제1 금속 나노 입자 및 제2 금속 나노 입자를 포함하고, 상기 제1 금속 나노 입자 및 상기 제2 금속 나노 입자 사이의 간격은 상기 제1 및 제2 금속 나노 입자들의 직경에 비해 작은 광 투과도 가변 소자.According to claim 1,
The metal nanoparticles include first and second metal nanoparticles adjacent to each other, and an interval between the first and second metal nanoparticles is a diameter of the first and second metal nanoparticles. Compared to the small light transmittance variable element. 제1 항에 있어서,
상기 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(F-doped Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), SnO2(Tin Oxide), TiO2(Titanium dioxide), GZO(ZnO:Ga), ZnO(Zinc Oxide), 및 AZO(Aluminum doped Zinc Oxide) 중 하나를 포함하는 광 투과도 가변 소자.According to claim 1,
The transparent electrode is ITO (Indium Tin Oxide), FTO (F-doped Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), SnO2 (Tin Oxide), TiO2 (Titanium dioxide), GZO (ZnO:Ga), ZnO (Zinc Oxide) ), and a light transmittance variable device comprising one of aluminum doped zinc oxide (AZO). 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극 및 제2 전극을 사이에 두고 서로 이격된 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판을 더 포함하는 광 투과도 가변 소자.According to claim 1,
The light transmittance variable element further comprising a first transparent substrate and a second transparent substrate spaced apart from each other with the first electrode and the second electrode interposed therebetween. 제9 항에 있어서,
상기 제1 투명 기판 및 제2 투명 기판 사이에 배치되어 상기 전해질 층을 둘러싸는 실링제를 더 포함하는 광 투과도 가변 소자.10. The method of claim 9,
The light transmittance variable device further comprising a sealing agent disposed between the first transparent substrate and the second transparent substrate to surround the electrolyte layer. 제1 항에 있어서,
상기 금속 코팅막은 상기 제1 면 중 상기 금속 나노 입자들에 의해 노출된 부분을 완전히 덮는 광 투과도 가변 소자.According to claim 1,
The metal coating layer is a light transmittance variable device that completely covers a portion of the first surface exposed by the metal nanoparticles. 제1 항에 있어서,
상기 금속 코팅막은 상기 금속 나노 입자들의 직경에 비해 두꺼운 두께를 갖는 광 투과도 가변 소자.According to claim 1,
The metal coating film is a light transmittance variable device having a thicker thickness than the diameter of the metal nanoparticles.
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