KR102429311B1 - Electrolyte composition comprising metal organic compound and antioxidant, and electrochromic device comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 출원은 산화방지제 도입을 통해 내구성이 향상된 스마트 윈도우용 전기변색 소자의 제조 방법으로서, 보다 상세하게는, 전기변색소자의 내구성 및 반응 속도를 향상시키기 위하여 전해질층에 투입하는 메탈로센계 물질의 비가역적 산화 및 그로 인한 내구성 하락을 방지하기 위해 산화방지제를 도입하여 전기변색소자의 광학적 특성의 하락 없이 내구성을 향상시키는 것에 관한 것이다.The present application relates to a method of manufacturing an electrochromic device for a smart window with improved durability through the introduction of an antioxidant, and more specifically, the ratio of the metallocene-based material to the electrolyte layer to improve the durability and reaction rate of the electrochromic device. The present invention relates to improving durability without deterioration of optical properties of an electrochromic device by introducing an antioxidant in order to prevent reverse oxidation and deterioration of durability thereof.

Description

금속 유기화합물 및 산화방지제를 포함하는 전해질 조성물, 및 이를 포함하는 전기변색소자 {Electrolyte composition comprising metal organic compound and antioxidant, and electrochromic device comprising the same}Electrolyte composition comprising metal organic compound and antioxidant, and electrochromic device comprising same

본 출원은 금속 유기화합물 및 산화방지제를 포함하는 전해질 조성물, 및 이를 포함하는 전기변색소자에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 전기변색소자의 내구성 및 반응 속도를 향상시키기 위하여 전해질층에 투입하는 금속 유기화합물의 비가역적 산화를 방지하기 위한 산화방지제를 도입하여, 전기변색소자의 광학적 특성의 하락 없이 내구성을 향상시키는 것에 관한 것이다.The present application relates to an electrolyte composition including a metal organic compound and an antioxidant, and an electrochromic device including the same. More specifically, in order to improve the durability and reaction rate of the electrochromic element, an antioxidant for preventing the irreversible oxidation of the metal-organic compound injected into the electrolyte layer is introduced to improve the durability without deterioration of the optical properties of the electrochromic element it's about doing

전기변색이란 전기화학적 산화 또는 환원 반응에 의하여 전기변색물질의 광학적 성질이 변하는 현상을 말하며, 상기 현상을 이용한 소자를 전기변색소자라고 한다. 일반적으로, 전기변색소자는 2개의 대향하는 전극 사이에, 전기변색층, 전해질층, 및 이온저장층을 포함하며, 전기변색층과 이온저장층 각각에는 발색 반응을 보이는 서로 상반되는 변색물질이 포함된다.Electrochromism refers to a phenomenon in which the optical properties of an electrochromic material are changed by an electrochemical oxidation or reduction reaction, and a device using this phenomenon is called an electrochromic device. In general, an electrochromic device includes an electrochromic layer, an electrolyte layer, and an ion storage layer between two opposing electrodes, and each of the electrochromic layer and the ion storage layer contains a color-changing material opposite to each other showing a color reaction. do.

전기변색소자는 스마트 윈도우 분야에서 주목받고 있는 기술 중 하나이다. 스마트 윈도우는 가시광선, 적외선, 또는 자외선 영역의 투과율을 사용자의 기호에 맞게 조절할 수 있는 창호이다. 이에 따라, 스마트 윈도우를 차량 또는 건물에 적용하였을 때, 심미성 뿐만 아니라 에너지 절감 효과 역시 기대할 수 있다.Electrochromic devices are one of the technologies that are attracting attention in the field of smart windows. A smart window is a window that can adjust the transmittance of visible light, infrared light, or ultraviolet light to suit the user's preference. Accordingly, when the smart window is applied to a vehicle or a building, not only aesthetics but also energy saving effect can be expected.

한편, 전기변색소자를 스마트 윈도우로써 상용화시키기 위해 가장 중요하게 여겨지는 요인 중 하나는 전기변색소자의 내구성이다. 전기변색소자의 내구성 및 반응 속도를 향상시키기 위하여 전해질층에 금속 유기화합물, 예를 들어, 메탈로센계 물질을 투입하는 것에 관한 연구는 국내외적으로 많이 보고되어 있다.Meanwhile, one of the most important factors to commercialize the electrochromic element as a smart window is the durability of the electrochromic element. In order to improve the durability and reaction rate of the electrochromic device, studies on the introduction of a metal-organic compound, for example, a metallocene-based material, into the electrolyte layer have been widely reported at home and abroad.

메탈로센계 물질은 전기변색소자에 전압이 인가되었을 때 환원 변색 물질에 전자를 제공하는 역할을 한다. 이러한 메탈로센계 물질의 가역적인 전자 출입은 전기변색소자의 내구성과 반응 속도를 향상시킨다. 그러나, 전기변색소자가 수분 및 대기 상태에 노출될 경우, 메탈로센계 물질의 비가역적인 산화 반응이 진행된다. 이에 따라 메탈로센계 물질의 전자 출입이 자유롭지 못해 전기변색소자의 내구성, 반응 속도, 및 용액 상태의 전해질의 저장안정성 역시 현저하게 감소시키는 문제점이 있었다.The metallocene-based material serves to provide electrons to the reduced color change material when a voltage is applied to the electrochromic element. The reversible electron entry and exit of the metallocene-based material improves the durability and reaction speed of the electrochromic device. However, when the electrochromic element is exposed to moisture and atmospheric conditions, an irreversible oxidation reaction of the metallocene-based material proceeds. Accordingly, there is a problem in that the metallocene-based material is not free to enter and exit the electrochromic device durability, reaction rate, and storage stability of the electrolyte in a solution state also significantly reduced.

이에, 본 출원의 목적은, 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 전기변색소자의 광학적 특성의 하락 없이 전기변색소자의 내구성 및 전해질 용액의 저장안정성을 향상시키는 전기변색소자를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present application is to provide an electrochromic device that improves durability of the electrochromic device and storage stability of an electrolyte solution without deterioration of optical properties of the electrochromic device, in order to solve the conventional problems.

본 출원의 일 측면은 전해질 조성물에 관한 것이다.One aspect of the present application relates to an electrolyte composition.

일 예시에서, 전해질을 포함하는 전해질 성분; 경화성 수지를 포함하는 수지 성분; 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화를 방지하는 산화방지제를 포함하는 전해질 조성물을 제공한다.In one example, an electrolyte component comprising an electrolyte; a resin component containing a curable resin; and an additive, wherein the additive provides an electrolyte composition comprising a metal organic compound and an antioxidant for preventing oxidation of the metal organic compound.

일 예시에서, 상기 전해질은 액체 전해질, 고분자 전해질, 또는 무기고체전해질 중 어느 하나일 수 있다.In one example, the electrolyte may be any one of a liquid electrolyte, a polymer electrolyte, or an inorganic solid electrolyte.

일 예시에서, 상기 고분자 전해질은 하기 [화학식 1]의 반복 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.In one example, the polymer electrolyte may include one or more repeating units of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020069455724-pat00001
Figure 112020069455724-pat00001

(R1은 방향족기이고, R2는 수소 또는 알칼리 금속)(R 1 is an aromatic group, R 2 is hydrogen or an alkali metal)

일 예시에서, 상기 고분자 전해질의 중량 평균 분자량은 70,000 내지 2.000.000 범위 내일 수 있다.In one example, the weight average molecular weight of the polymer electrolyte may be in the range of 70,000 to 2.000.000.

일 예시에서, 상기 전해질 성분은 전기 변색성 물질을 추가로 포함할 수 있다.In one example, the electrolyte component may further include an electrochromic material.

일 예시에서, 상기 전기 변색성 물질은 N,N,N',N'-테트라메틸페닐렌디아민, 비올로겐(viologen)화합물, 디프타로시아닌(diphtahlocyanine) 화합물 및 테트라티아풀발렌(tetrathiafulvalene) 화합물로부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In one example, the electrochromic material is N,N,N',N'-tetramethylphenylenediamine, a viologen compound, a diphtahlocyanine compound, and a tetrathiafulvalene compound. It may include one or more selected from the group consisting of.

일 예시에서, 상기 전기 변색성 물질의 농도는 전해질 성분 1kg을 기준으로, 0.01mol 내지 1.0mol 범위 내일 수 있다.In one example, the concentration of the electrochromic material may be in the range of 0.01 mol to 1.0 mol based on 1 kg of the electrolyte component.

일 예시에서, 상기 전해질 조성물은 광경화성 수계 고분자 전해질을 포함할 수 있다.In one example, the electrolyte composition may include a photocurable water-based polymer electrolyte.

일 예시에서, 상기 경화성 수지 성분은 베이스 수지; 개시제; 및 가교제를 포함하는 혼합물일 수 있다.In one example, the curable resin component is a base resin; initiator; and a crosslinking agent.

일 예시에서, 상기 베이스 수지는 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합 단위를 포함하는 고분자일 수 있다.In one example, the base resin may be a polymer including a polymerization unit of a (meth)acrylate monomer.

일 예시에서, 상기 개시제는 아세토페논계, 벤조인계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 트리아진계 화합물로부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.In one example, the initiator may be at least one selected from the group consisting of acetophenone-based, benzoin-based, benzophenone-based, thioxanthone-based, and triazine-based compounds.

일 예시에서, 상기 개시제의 함량은 베이스 수지의 0.1 내지 5mol%일 수 있다.In one example, the content of the initiator may be 0.1 to 5 mol% of the base resin.

일 예시에서, 상기 가교제는 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합단위를 포함하는 고분자일 수 있다.In one example, the crosslinking agent may be a polymer including a polymerization unit of a (meth)acrylate monomer.

일 예시에서, 상기 가교제의 함량은 베이스 수지의 1 내지 20mol%일 수 있다.In one example, the content of the crosslinking agent may be 1 to 20 mol% of the base resin.

일 예시에서, 상기 금속 유기화합물은 메탈로센 또는 그의 유도체일 수 있다.In one example, the metal organic compound may be a metallocene or a derivative thereof.

일 예시에서, 상기 금속 유기화합물의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.025 내지 0.1wt% 범위 내일 수 있다.In one example, the content of the metal organic compound may be in the range of 0.025 to 0.1 wt% compared to the curable resin component.

일 예시에서, 상기 산화방지제는 수용성 산화방지제일 수 있다.In one example, the antioxidant may be a water-soluble antioxidant.

일 예시에서, 상기 산화방지제의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.01 내지 0.2wt% 범위 내일 수 있다.In one example, the content of the antioxidant may be in the range of 0.01 to 0.2 wt% compared to the curable resin component.

일 예시에서, 전기 변색성 물질 및 전해질을 포함하는 전해질 성분 50 내지 90 중량부; 및 경화성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 성분 20 내지 40 중량부를 포함하고, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화방지제를 포함하는 전해질 조성물을 제공한다.In one example, 50 to 90 parts by weight of an electrolyte component including an electrochromic material and an electrolyte; and 20 to 40 parts by weight of a resin component including a curable resin and an additive, wherein the additive provides an electrolyte composition comprising a metal organic compound and an antioxidant of the metal organic compound.

일 예시에서, 상기 금속 유기화합물은 메탈로센이고, 상기 금속 유기화합물의 산화방지제는 아스코르브산일 수 있다.In one example, the metal organic compound may be metallocene, and the antioxidant of the metal organic compound may be ascorbic acid.

일 예시에서, 상기 전해질 성분의 pH는 1.0 내지 2.0의 범위 내일 수 있다.In one example, the pH of the electrolyte component may be in the range of 1.0 to 2.0.

본 출원의 다른 측면은 전기변색소자에 관한 것이다.Another aspect of the present application relates to an electrochromic device.

일 예시에서, 대향 배치된 2개의 전극층; 상기 2개의 전극 사이에 형성된 전해질층; 상기 전극층 중 어느 하나의 전극층과 전해질층 사이에 존재하는 전기변색층; 및 상기 전극층 중 나머지 하나의 전극층과 전해질층 사이에 존재하는 이온저장층을 포함하고, 상기 전해질층은 전해질을 포함하는 전해질 성분, 경화성 수지를 포함하는 수지 성분, 및 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화를 방지하는 산화방지제를 포함하는 전기변색소자를 제공한다.In one example, two electrode layers disposed opposite to each other; an electrolyte layer formed between the two electrodes; an electrochromic layer present between any one of the electrode layers and the electrolyte layer; and an ion storage layer present between the other one of the electrode layers and the electrolyte layer, wherein the electrolyte layer includes an electrolyte component including an electrolyte, a resin component including a curable resin, and an additive, wherein the additive includes It provides an electrochromic device comprising a metal organic compound and an antioxidant for preventing oxidation of the metal organic compound.

본 출원의 일 실시예에 따르면, 전기변색소자의 내구성 및 반응 속도를 향상시키기 위하여 전해질층에 투입하는 금속 유기화합물의 비가역적 산화를 방지하기 위한 산화방지제를 도입하여, 전기변색소자의 광학적 특성의 하락 없이 내구성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 전해질 용액의 저장안정성을 개선시킬 수 있어, 전기변색소자의 상품성 및 공정상의 이점을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present application, an antioxidant for preventing irreversible oxidation of a metal-organic compound injected into the electrolyte layer to improve durability and reaction rate of the electrochromic element is introduced, thereby improving the optical properties of the electrochromic element. Durability can be improved without degradation. Furthermore, it is possible to improve the storage stability of the electrolyte solution, and thus the electrochromic device may have advantages in terms of marketability and process.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 제조 방법을 도시한 것이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 시간당 투과율을 측정한 그래프로, a)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 1, b)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2의 그래프이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 250회 반복 구동당 650nm 에서의 투과율을 측정한 그래프로, a)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 1, b)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2의 그래프이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 1000회 반복 구동당 650nm 에서의 투과율을 측정한 그래프로, a)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2, b)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가한 실시예 1의 그래프이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자 full-cell의 2전극 순환전압전류곡선(Cyclic Voltammogram, CV) 그래프로, 메탈로센을 첨가한 비교예 2, 및 메탈로센 및 산화방지제를 첨가한 실시예 1의 그래프이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 전해질 용액의 UV-vis spectroscopy를 나타낸 그래프로, a)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2, b)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가한 실시예 1의 그래프이다.
도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 시간당 투과율을 1일차 10회 구동, 6일차 10회 구동에 따라 나타낸 그래프로, a)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2, b)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가한 실시예 1의 그래프이다.
도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 전해질 용액에 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 2, 하이드로퀴논을 산화방지제로 첨가한 비교예 3, 갈산을 산화방지제로 첨가한 비교예 4, 및 L-아스코르브산을 산화방지제로 첨가한 실시예 1의 경우에 따른 시간별(a) 전해질 첨가 전, b) 전해질 첨가 직후, c) 1일 후, d) 5일 후) 전해질 용액의 변화 양상을 도시한 것이다.
도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 전해질 용액에 첨가한 산화방지제의 함량비에 따른 효과를 도시한 것으로, a)는 L-아스코르브산을 경화성 수지 성분 대비 0.11wt%를 첨가하였을 때를 도시한 것이다.
도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 전해질 용액에 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 2, 산화방지제로 L-아스코르브산을 전해질 대비 0.0125wt%를 첨가한 실시예 2, 0.025wt%를 첨가한 실시예 3, 0.0375wt%를 첨가한 실시예 4, 및 0.05wt%를 첨가한 실시예 5(왼쪽부터)를 a) 첨가 직후, b) 1일 후, c) 2일 후, 및 d) 5일 후의 시간별 변화 양상을 도시한 것이다.
도 12는 도 11의 비교예 2, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4, 및 실시예 5의 시간 경과별 투과율 손실(△T loss)를 도시한 그래프이다.
1 schematically illustrates an electrochromic device according to an embodiment of the present application.
2 illustrates a method of manufacturing an electrochromic device according to an embodiment of the present application.
3 is a graph measuring the transmittance per hour of the electrochromic device according to an embodiment of the present application, in which a) is Comparative Example 1 in which metallocene and antioxidants are not added, and b) is in which metallocene is added; This is the graph of Example 2.
4 is a graph showing transmittance at 650 nm per 250 repeated driving of the electrochromic device according to an embodiment of the present application. A) is Comparative Examples 1 and b) in which metallocene and antioxidants are not added. It is a graph of Comparative Example 2 in which metallocene was added.
5 is a graph showing transmittance at 650 nm per 1000 repeated driving of the electrochromic device according to an embodiment of the present application, a) is a comparative example 2 in which a metallocene is added, b) is a metallocene and It is a graph of Example 1 with the addition of antioxidants.
6 is a two-electrode cyclic voltammogram (CV) graph of an electrochromic device full-cell according to an embodiment of the present application, in Comparative Example 2 in which metallocene is added, and metallocene and antioxidant It is a graph of Example 1 with the addition of .
7 is a graph showing UV-vis spectroscopy of an electrolyte solution according to an embodiment of the present application, a) is a comparative example 2 in which a metallocene is added, b) is an example in which a metallocene and an antioxidant are added; 1 is a graph.
8 is a graph showing the transmittance per hour of the electrochromic device according to an embodiment of the present application according to 10 driving on the 1st day and 10 driving on the 6th day, a) is Comparative Example 2, b) in which metallocene is added; is a graph of Example 1 in which metallocene and antioxidants were added.
9 shows Comparative Example 2 in which an antioxidant was not added to the electrolyte solution according to an embodiment of the present application, Comparative Example 3 in which hydroquinone was added as an antioxidant, Comparative Example 4 in which gallic acid was added as an antioxidant, and L- According to the case of Example 1 in which ascorbic acid was added as an antioxidant, it shows the changes in the electrolyte solution by time (a) before the addition of the electrolyte, b) immediately after the addition of the electrolyte, c) after 1 day, d) after 5 days) .
10 shows the effect according to the content ratio of the antioxidant added to the electrolyte solution according to an embodiment of the present application, and a) shows when 0.11 wt% of L-ascorbic acid is added compared to the curable resin component. did it
11 shows Comparative Example 2 in which an antioxidant is not added to the electrolyte solution according to an embodiment of the present application, Example 2 in which 0.0125 wt% of L-ascorbic acid is added as an antioxidant compared to the electrolyte, 0.025 wt% is added Example 3, Example 4 with 0.0375 wt % added, and Example 5 with 0.05 wt % added (from left) a) immediately after addition, b) 1 day after, c) 2 days later, and d) 5 It shows the aspect of change over time after work.
12 is a graph showing transmittance loss (ΔT loss) over time of Comparative Examples 2, 2, 3, 4, and 5 of FIG. 11 .

본 출원은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.Since the present application can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 출원을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 출원의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, this is not intended to limit the present application to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present application. In describing the present application, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present application, the detailed description thereof will be omitted.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present application. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 출원의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 출원의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.Therefore, the configuration shown in the embodiment described in the present specification is only the most preferred embodiment of the present application and does not represent all the technical spirit of the present application, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application and variations.

또한, 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.In addition, it should be understood that the accompanying drawings in the present application are enlarged or reduced for convenience of description.

이하, 본 출원을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present application will be described in more detail.

본 출원은 일 실시예에서, 전해질을 포함하는 전해질 성분; 경화성 수지를 포함하는 수지 성분; 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화방지제를 포함하는 전해질 조성물을 제공한다.The present application, in one embodiment, an electrolyte component comprising an electrolyte; a resin component containing a curable resin; and an additive, wherein the additive provides an electrolyte composition comprising a metal organic compound and an antioxidant of the metal organic compound.

또한, 상기 전해질은 전기변색 반응에 관여하는 전해질 이온을 제공하는 구성일 수 있다. 전해질 이온은, 전기변색소자 구동시 전기변색층에 삽입 및 탈리되는 과정을 반복하면서 상기 전기변색층의 변색과 소자의 광학적 특성 변화, 사이클 특성, 및 내구성에 대하여 관여할 수 있는 물질이다. 전해질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 액체 전해질, 고분자 전해질, 또는 무기고체전해질 중 어느 하나인 전해질 조성물을 포함할 수 있다. 상기 전해질은 인접하는 층 구성과 함께 적층될 수 있도록 하나의 층 또는 필름 형태로 사용될 수 있다.In addition, the electrolyte may be configured to provide electrolyte ions involved in the electrochromic reaction. Electrolyte ions are substances that can be involved in discoloration of the electrochromic layer, changes in optical properties of the device, cycle characteristics, and durability while repeating the process of being inserted and detached from the electrochromic layer when the electrochromic device is driven. The type of the electrolyte is not particularly limited, and may include an electrolyte composition that is any one of a liquid electrolyte, a polymer electrolyte, and an inorganic solid electrolyte. The electrolyte may be used in the form of a single layer or film so as to be laminated together with an adjacent layer configuration.

하나의 예시에서, 상기 전해질이 액체 전해질인 경우, 상기 액체 전해질로는 예컨대 LiOH 또는 LiClO4과 같은 리튬염, KOH과 같은 포타슘염 및 NaOH와 같은 소듐염 등이 용매에 용해되어 있는 용액을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 용매로는 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate) 또는 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one example, when the electrolyte is a liquid electrolyte, a solution in which a lithium salt such as LiOH or LiClO 4 , a potassium salt such as KOH and a sodium salt such as NaOH are dissolved in a solvent may be used as the liquid electrolyte. However, the present invention is not limited thereto. The solvent may be at least one selected from the group consisting of propylene carbonate and ethylene carbonate, but is not limited thereto.

또 하나의 예시에서, 상기 고분자 전해질은 하기 [화학식 1]의 반복 단위를 하나 이상 포함하는 전해질 조성물일 수 있다.In another example, the polymer electrolyte may be an electrolyte composition including one or more repeating units of the following [Formula 1].

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112020069455724-pat00002
Figure 112020069455724-pat00002

R1은 방향족기이고, R2는 수소 또는 Li, Na, 또는 K의 알칼리 금속이다.R 1 is an aromatic group, and R 2 is hydrogen or an alkali metal of Li, Na, or K.

하나의 예시에서,In one example,

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112020069455724-pat00003
Figure 112020069455724-pat00003

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112020069455724-pat00004
Figure 112020069455724-pat00004

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112020069455724-pat00005
Figure 112020069455724-pat00005

[화학식 2]는 폴리(4-스티렌설폰산)(PSSA)이며, [화학식 3]은 폴리(4-스티렌설폰산) 리튬 염(PSSLi)이고, [화학식 4]는 폴리(4-스티렌설폰산) 나트륨 염(PSSNa)이다. [화학식 2 내지 4]의 고분자 전해질은 스티렌설폰산 반복 단위의 설폰산기에 각각 수소 이온(H+), 리튬 이온(Li+), 또는 나트륨 이온(Na+)을 짝 이온(counter ion)으로 갖는 고분자 물질이다. 이 중에서도 [화학식 2]의 폴리(4-스티렌설폰산)(PSSA)이 높은 이온전도도를 갖는 점에서 바람직하다.[Formula 2] is poly(4-styrenesulfonic acid) (PSSA), [Formula 3] is poly(4-styrenesulfonic acid) lithium salt (PSSLi), and [Formula 4] is poly(4-styrenesulfonic acid) ) sodium salt (PSSNa). The polymer electrolyte of [Formula 2 to 4] has a hydrogen ion (H + ), a lithium ion (Li + ), or a sodium ion (Na + ) as a counter ion, respectively, in the sulfonic acid group of the styrenesulfonic acid repeating unit. It is a polymer material. Among these, poly(4-styrenesulfonic acid) (PSSA) of [Formula 2] is preferable from the viewpoint of having high ionic conductivity.

고분자 전해질의 중량 평균 분자량(Mw)은 70,000 내지 2,000,000, 100,000 내지 1,500,000, 300,000 내지 1,200,000, 또는 500,000 내지 1,000,000일 수 있다. 분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatography) 등으로 측정한 표준 폴리메틸메타크릴레이트 또는 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미할 수 있다. 분자량이 70,000 내지 2,000,000 범위 이내에서 클수록 이온전도도가 높아서 바람직하다.The weight average molecular weight (Mw) of the polymer electrolyte may be 70,000 to 2,000,000, 100,000 to 1,500,000, 300,000 to 1,200,000, or 500,000 to 1,000,000. The molecular weight may mean a value converted to standard polymethyl methacrylate or standard polystyrene measured by Gel Permeation Chromatography (GPC) or the like. The greater the molecular weight within the range of 70,000 to 2,000,000, the higher the ionic conductivity is, which is preferable.

고분자 전해질은 고형분을 포함하는 용액 형태로 제공될 수 있다. 고분자 전해질 용액 중 고형분 함량은 1 내지 50 중량%, 5 내지 40 중량%, 10 내지 30 중량%, 15 내지 25 중량%, 또는 18 내지 22 중량%일 수 있다. 상기 고분자의 함량이 1중량% 미만이면 고분자 전해질의 이온전도도가 매우 열악할 수 있고, 상기 고분자의 함량이 50중량%를 초과하면 고분자 전해질의 용해도가 저하될 수 있다.The polymer electrolyte may be provided in the form of a solution containing a solid content. The solid content of the polymer electrolyte solution may be 1 to 50% by weight, 5 to 40% by weight, 10 to 30% by weight, 15 to 25% by weight, or 18 to 22% by weight. If the content of the polymer is less than 1% by weight, the ionic conductivity of the polymer electrolyte may be very poor, and if the content of the polymer exceeds 50% by weight, the solubility of the polymer electrolyte may decrease.

고분자 전해질은 이온전도도 및 투과율이 우수하면서도, 헤이즈가 낮기 때문에 전기변색소자의 광투과 특성을 구현시키는데 적합한 일 구성으로 고려되고 있다. 또한, 고분자 전해질을 사용했을 때, 리튬 또는 나트륨염을 사용했을 때와는 달리 높은 점도를 지니므로, 롤루롤(Roll to Roll) 공정을 통한 대면적 코팅이 가능하고, 인캡슐레이션(Encapsulation) 공정이 불필요하다.Polyelectrolyte has excellent ionic conductivity and transmittance, and has low haze, so it is considered as a suitable configuration for realizing light transmission characteristics of an electrochromic device. In addition, when a polymer electrolyte is used, it has a high viscosity unlike when lithium or sodium salt is used. This is unnecessary.

또 하나의 예시에서, 상기 전해질이 무기고체전해질일 경우, 상기 전해질은 소위 LIPON(Lithium Phosphorous Oxynitride)으로 불리는 리튬 포스포러스 옥시나이트라이드를 포함할 수 있고, 또는 예를 들어 Ta2O5와 같은 전이금속의 산화물에 리튬 이온이 도핑된 전해질을 포함할 수 있다. 상기 무기고체전해질에 사용될 수 있는 전이금속으로는 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 및 텅스텐(W)과 같은 전이금속을 예로 들 수 있다. 상기 무기고체전해질을 사용할 경우, 충방전 사이클이 증가해도 버블 발생이 없다. 따라서, 전기변색소자의 내구성 저하가 없어, 수명을 증가시킬 수 있다.In another example, when the electrolyte is an inorganic solid electrolyte, the electrolyte may include lithium phosphorous oxynitride called LIPON (Lithium Phosphorous Oxynitride), or, for example, a transition such as Ta 2 O 5 . It may include an electrolyte in which lithium ions are doped into an oxide of a metal. Transition metals that can be used in the inorganic solid electrolyte include transition metals such as molybdenum (Mo), tantalum (Ta), zirconium (Zr), hafnium (Hf), and tungsten (W). When the inorganic solid electrolyte is used, there is no bubble generation even when the charge/discharge cycle is increased. Accordingly, there is no deterioration in durability of the electrochromic element, and lifespan can be increased.

한편, 본 출원의 전해질 조성물은 특히 전기변색소자에 적용할 때 적합하다. 따라서, 본 출원의 전해질 조성물은 전기 변색성 물질을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 전해질 조성물의 상기 전해질 성분이 전기 변색성 물질을 추가로 포함할 수 있다.On the other hand, the electrolyte composition of the present application is particularly suitable when applied to an electrochromic device. Accordingly, the electrolyte composition of the present application may further include an electrochromic material. Specifically, the electrolyte component of the electrolyte composition of the present application may further include an electrochromic material.

상기 전기 변색성 물질은 N,N,N',N'-테트라메틸페닐렌디아민, 비올로겐(viologen)화합물, 디프타로시아닌(diphtahlocyanine) 화합물 및 테트라티아풀발렌(tetrathiafulvalene) 화합물로부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.The electrochromic material may be selected from the group consisting of N,N,N',N'-tetramethylphenylenediamine, a viologen compound, a diphtahlocyanine compound, and a tetrathiafulvalene compound. It may include one or more selected.

상기 전기 변색성 물질은 산화 환원 반응을 원활하게 할 수 있도록 보조하고, 전기변색 특성을 향상시킨다. 하나의 예시에서, N,N,N',N'-테트라메틸페닐렌디아민(TMPD)은 전도성 고분자 PEDOT-PSS(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)의 환원 변색시, 산화 변색이 진행되어 전기변색 특성을 향상시킬 수 있다.The electrochromic material assists in a smooth redox reaction and improves electrochromic properties. In one example, N,N,N',N'-tetramethylphenylenediamine (TMPD) undergoes oxidative discoloration during reduction discoloration of the conductive polymer PEDOT-PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate). Electrochromic properties can be improved.

이 때, 상기 전기 변색성 물질의 함량 또한 적절히 조절될 수 있다. 상기 전기 변색성 물질의 농도는 전해질 성분 1kg을 기준으로, 0.01mol 내지 1.0mol 범위 내일 수 있다. 보다 구체적으로, 전해질 성분 1kg을 기준으로, 0.01mol 내지 0.8mol, 0.01mol 내지 0.6mol, 0.01mol 내지 0.4mol, 0.01mol 내지 0.3mol, 0.01mol 내지 0.2mol, 0.05mol 내지 0.8mol, 0.05mol 내지 0.6mol, 0.05mol 내지 0.4mol, 0.05mol 내지 0.2mol, 0.08mol 내지 0.2mol, 또는 0.09mol 내지 0.15mol일 수 있다. 전해질 성분 1kg 당 0.01mol 내지 1.0mol의 범위에서, 상기 전기 변색성 물질의 함량이 증가하더라도, 헤이즈(Haze)가 발생하지 않으면서, 동시에 소자의 탈색 전후의 투과율 차이(△T, 후술되는 [일반식 1] 참조)를 향상시킬 수 있다. 특히, 1kg 당 0.1mol 이하일 때, 헤이즈(Haze) 발생량을 최소화하는 관점에서 유리하다.In this case, the content of the electrochromic material may also be appropriately adjusted. The concentration of the electrochromic material may be in the range of 0.01 mol to 1.0 mol based on 1 kg of the electrolyte component. More specifically, based on 1 kg of electrolyte component, 0.01 mol to 0.8 mol, 0.01 mol to 0.6 mol, 0.01 mol to 0.4 mol, 0.01 mol to 0.3 mol, 0.01 mol to 0.2 mol, 0.05 mol to 0.8 mol, 0.05 mol to 0.6 mol, 0.05 mol to 0.4 mol, 0.05 mol to 0.2 mol, 0.08 mol to 0.2 mol, or 0.09 mol to 0.15 mol. In the range of 0.01 mol to 1.0 mol per 1 kg of electrolyte component, even if the content of the electrochromic material increases, haze does not occur, and at the same time, the difference in transmittance before and after decolorization of the device (ΔT, to be described later [General Equation 1]) can be improved. In particular, when it is 0.1 mol or less per 1 kg, it is advantageous in terms of minimizing the amount of haze (Haze) generated.

아울러, 상기 전해질 조성물은 광경화성 수계 고분자 전해질을 포함할 수 있다.In addition, the electrolyte composition may include a photocurable water-based polymer electrolyte.

광경화성 전해질은 UV 영역의 빛을 조사하여 액상의 전해질 용액을 고상으로 변화시킬 수 있다. 이 때의 코팅 방법은 닥터 블레이드 코팅(doctor blade), 슬롯 다이(Slot die) 코팅, 또는 롤 투 롤(roll to roll) 코팅 방법 등일 수 있다. 고분자 전해질이 수계(수용성)인 이유는 폴리스티렌 말단이 설폰화(sulfonation) 되어 있기 때문이다.The photocurable electrolyte can change a liquid electrolyte solution into a solid phase by irradiating light in the UV region. At this time, the coating method may be a doctor blade coating method, a slot die coating method, or a roll to roll coating method. The reason why the polymer electrolyte is water-based (water-soluble) is that polystyrene ends are sulfonated.

하나의 예시에서, 광경화성 수계 고분자 전해질 조성물은 기계적 물성을 부여할 수 있는 호스트 고분자와, 수소이온 공여체 역할을 하는 게스트 고분자를 사용하여, 유기용매가 아닌 수용액에 분산되어 있는 수계 타입의 전해질 조성물로서, UV 경화가 가능하다. 호스트 고분자는 UV와 개시제에 의해 결합을 이루어 고체 형태(matrix)를 이루게 해주는 베이스 수지 및 가교제를 의미한다. 게스트 고분자는 이온전도성을 갖게 해주는 고분자 전해질을 의미한다.In one example, the photocurable aqueous polymer electrolyte composition is an aqueous type electrolyte composition that is dispersed in an aqueous solution rather than an organic solvent using a host polymer capable of imparting mechanical properties and a guest polymer serving as a hydrogen ion donor. , UV curing is possible. The host polymer refers to a base resin and a crosslinking agent that form a solid matrix by bonding with UV and an initiator. The guest polymer refers to a polymer electrolyte that provides ion conductivity.

수계 타입의 전해질은 유기용매를 사용하지 않아 친환경적이고, 고분자 전해질을 사용함으로써 수소 양이온 농도를 최적화할 수 있다. 구체적으로, 원하는 응용 분야에 따라, 베이스 수지 및 고분자 전해질의 고형분 질량 비율(예를 들어, 5:5, 4:6 또는 3:7)을 선택적으로 조절하여 총량 대비 전해질 내의 양이온 농도를 높일 수 있다. 또한, 수소 양이온 농도의 최적화를 위해, 추가로, 황산, 리튬염 등과 같은 수용성 염을 첨가할 수도 있다.The water-based electrolyte is eco-friendly because it does not use an organic solvent, and the concentration of hydrogen cations can be optimized by using a polymer electrolyte. Specifically, the concentration of cations in the electrolyte relative to the total amount can be increased by selectively adjusting the mass ratio of the solid content of the base resin and the polymer electrolyte (eg, 5:5, 4:6, or 3:7) according to the desired application field. . In addition, for the optimization of the hydrogen cation concentration, a water-soluble salt such as sulfuric acid, lithium salt, etc. may be additionally added.

광경화시 UV 광원으로는 UV LED 등을 이용할 수 있다. 자외선 광원의 파장은 300 내지 400 nm, 310 내지 395 nm, 320 내지 390 nm, 330 내지 385 nm, 340 내지 380 nm, 350 내지 375 nm, 또는 360 내지 370 nm일 수 있다.For photocuring, a UV LED may be used as a UV light source. The wavelength of the ultraviolet light source may be 300 to 400 nm, 310 to 395 nm, 320 to 390 nm, 330 to 385 nm, 340 to 380 nm, 350 to 375 nm, or 360 to 370 nm.

UV의 광량은 100 mW/㎠ 이상(powerpuck ll 기준), 구체적으로 100 내지 1,000 mW/㎠, 120 내지 900 mW/㎠, 140 내지 800 mW/㎠, 160 내지 700 mW/㎠, 180 내지 600 mW/㎠, 또는 200 내지 500 mW/㎠일 수 있다.The amount of UV light is 100 mW/cm2 or more (based on powerpuck ll), specifically 100 to 1,000 mW/cm2, 120 to 900 mW/cm2, 140 to 800 mW/cm2, 160 to 700 mW/cm2, 180 to 600 mW/cm2 cm 2 , or 200 to 500 mW/cm 2 .

UV의 조사 시간은 1 내지 60초, 3 내지 50초, 5 내지 40초, 7 내지 30초, 또는 10 내지 20초일 수 있다.The UV irradiation time may be 1 to 60 seconds, 3 to 50 seconds, 5 to 40 seconds, 7 to 30 seconds, or 10 to 20 seconds.

한편, 상기 경화성 수지 성분은 베이스 수지; 개시제; 및 가교제를 포함하는 혼합물일 수 있다.On the other hand, the curable resin component is a base resin; initiator; and a crosslinking agent.

보다 구체적으로, 상기 베이스 수지는 호스트(Host) 고분자로 작용할 수 있고, 구체적으로 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합 단위를 포함하는 고분자일 수 있다. 즉, (메타)아크릴레이트기를 한 개 또는 그 이상을 갖는 단분자 및/또는 고분자일 수 있다.More specifically, the base resin may act as a host polymer, and specifically may be a polymer including a polymerization unit of a (meth)acrylate monomer. That is, it may be a single molecule and/or a polymer having one or more (meth)acrylate groups.

하나의 예시에서, 폴리(에틸렌글리콜)메타크릴레이트 또는 아크릴아미드가 사용될 수 있다. 하지만, 베이스 수지로 사용될 수 있는 공지된 물질이라면, 상기의 물질에 제한되는 것은 아니다.In one example, poly(ethylene glycol) methacrylate or acrylamide may be used. However, as long as it is a known material that can be used as the base resin, it is not limited to the above material.

베이스 수지(A) 대 고분자 전해질(P)의 질량 비율(A:P)은 고형분을 기준으로 8:2 내지 2:8, 7:3 내지 2:8, 6:4 내지 2:8, 5:5 내지 2:8, 또는 5:5 내지 3:7일 수 있다. 고분자 전해질의 비율이 높을수록 이온전도도가 높아서 바람직하다.The mass ratio (A:P) of the base resin (A) to the polymer electrolyte (P) is 8:2 to 2:8, 7:3 to 2:8, 6:4 to 2:8, 5: 5 to 2:8, or 5:5 to 3:7. The higher the ratio of the polymer electrolyte, the higher the ionic conductivity is, so it is preferable.

한편, 개시제(initiator)는 UV 조사시 라디칼(radical)을 형성하는 물질로서, 아세토페논계, 벤조인계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 트리아진계 화합물로부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.On the other hand, the initiator (initiator) is a material that forms a radical (radical) upon UV irradiation, and may be at least one selected from the group consisting of acetophenone-based, benzoin-based, benzophenone-based, thioxanthone-based, and triazine-based compounds.

보다 구체적으로, 아세토페논계 화합물로는 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-[2-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다.More specifically, examples of the acetophenone-based compound include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, and 2-hydroxy-2-methyl-1-[2]. -(2-hydroxyethoxy)phenyl]propan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-2-morpholino-1-(4-methylthiophenyl)propan-1-one , 2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propane- 1-one oligomer etc. are mentioned.

보다 구체적으로, 벤조인계 화합물로는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.More specifically, examples of the benzoin-based compound include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether.

보다 구체적으로, 벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 메틸 o-벤조일벤조에이트, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.More specifically, as a benzophenone-based compound, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenylsulfide, 3,3',4,4'-tetra( t-butylperoxycarbonyl)benzophenone, 2,4,6-trimethylbenzophenone, etc. are mentioned.

보다 구체적으로, 티오크산톤계 화합물로는 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.More specifically, the thioxanthone-based compound includes 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro- 4-propoxythioxanthone etc. are mentioned.

보다 구체적으로, 트리아진계 화합물로는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.More specifically, as the triazine-based compound, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxyphenyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)- 6-(4-methoxynaphthyl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-piperonyl-1,3,5-triazine, 2,4- Bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxystyryl)-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(5-methylfuran-2) -yl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(furan-2-yl)ethenyl]-1,3,5-tri Azine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-[2-(4-diethylamino-2-methylphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine, 2,4-bis(trichloro methyl)-6-[2-(3,4-dimethoxyphenyl)ethenyl]-1,3,5-triazine;

이 때, 개시제의 함량은 베이스 수지의 0.1 내지 5 mol%, 0.2 내지 4 mol%, 0.4 내지 3 mol%, 0.6 내지 2 mol%, 또는 0.8 내지 1.2 mol%일 수 있다.In this case, the content of the initiator may be 0.1 to 5 mol%, 0.2 to 4 mol%, 0.4 to 3 mol%, 0.6 to 2 mol%, or 0.8 to 1.2 mol% of the base resin.

또한, 가교제(Cross-linker)는 호스트 고분자로 작용할 수 있고, 반응속도와 경화도를 조절하고 내구성이 우수하여 우수한 이온전도도를 부여할 수 있다. 상기 가교제는 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합단위를 포함하는 고분자일 수 있다. 즉, 아크릴레이트기를 한 개 또는 그 이상을 갖는 단분자 및/또는 고분자일 수 있다.In addition, the cross-linker can act as a host polymer, control reaction rate and degree of curing, and provide excellent ionic conductivity due to excellent durability. The crosslinking agent may be a polymer including a polymerization unit of a (meth)acrylate monomer. That is, it may be a single molecule and/or a polymer having one or more acrylate groups.

하나의 예시에서, 상기 가교제는 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜) 디(메트)아크릴레이트 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 트리(프로필렌글리콜) 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 디(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one example, the crosslinking agent is ethylene glycol di(meth)acrylate, poly(ethylene glycol) di(meth)acrylate 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, tri(propylene glycol) di(meth) acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol di(meth)acrylate, One or more mixtures selected from the group consisting of dipentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, etc. It can be used, but is not limited thereto.

상기 가교제 함량은 베이스 수지의 1 내지 20 mol%, 2 내지 18 mol%, 4 내지 16 mol%, 6 내지 14 mol%, 또는 8 내지 12 mol%일 수 있다.The crosslinking agent content may be 1 to 20 mol%, 2 to 18 mol%, 4 to 16 mol%, 6 to 14 mol%, or 8 to 12 mol% of the base resin.

한편, 상기 첨가제의 금속 유기화합물은 메탈로센 또는 그의 유도체일 수 있다.Meanwhile, the metal organic compound of the additive may be a metallocene or a derivative thereof.

상기 금속유기화학물은 유기 분자의 탄소 원자와 금속 사이에 적어도 하나 이상의 화학적 결합을 가지는 화합물로서, 본 출원에서는 메탈로센 또는 그의 유도체일 수 있다.The metal-organic chemical is a compound having at least one chemical bond between a carbon atom of an organic molecule and a metal, and in the present application, it may be a metallocene or a derivative thereof.

상기 메탈로센은 두 개의 사이클로펜타디엔(Cyclopentadienyl anions) 사이에 금속(M)이 끼어 있는 구조이다. 보다 구체적으로, 상기 금속의 종류로는 철(Fe) 이외에도 다양한 금속 물질(M=Ti, V, Cr, Co, Ni, Ru, Os, Pd 등)을 사용할 수 있고, 금속이 철(Fe)인 메탈로센이 페로센(Ferrocene)이다.The metallocene has a structure in which a metal (M) is sandwiched between two cyclopentadienyl anions. More specifically, as the type of the metal, in addition to iron (Fe), various metal materials (M=Ti, V, Cr, Co, Ni, Ru, Os, Pd, etc.) may be used, and the metal is iron (Fe). The metallocene is Ferrocene.

또한, 상기 메탈로센의 유도체는, 보다 구체적으로, 페로센(ferrocene), 메틸페로센(Methylferrocene), 디메틸페로센(Dimethylferrocene), 아세틸페로센(Acethylferrocene), 에틸페로센(Ethylferrocene), 비닐페로센(Vinylferrocene), 디페닐페로센(Diphenylferrocene), 메톡시-메틸페로센(Methoxy-methylferrocene), 부틸페로센(butylferrocene), t-부틸페로센(t-butylferroce) 또는 클로로메틸페로센(Chloro methyl ferrocene)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 메탈로센의 유도체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the derivative of the metallocene, more specifically, ferrocene (ferrocene), methyl ferrocene (Methylferrocene), dimethyl ferrocene (Dimethylferrocene), acetyl ferrocene (Acethylferrocene), ethyl ferrocene (Ethylferrocene), vinyl ferrocene (Vinylferrocene), di At least one metal selected from the group consisting of phenylferrocene, methoxy-methylferrocene, butylferrocene, t-butylferroce, or chloromethyl ferrocene It may be a derivative of sen, but is not limited thereto.

한편, 상기 금속 유기화합물은 전기 변색 물질과 반대 방향으로 산화 환원되어 전하량의 변화를 균형 있게 조절해 줌으로써, 상기 전기 변색 물질의 산화환원이 원활하게 이루어지게 하기 위한 것이다. 즉, 상기 전기 변색 물질이 전자를 제공하여 산화되면, 상기 금속 유기화합물은 전자를 받아서 환원될 수 있다. 반대로, 상기 전기 변색 물질이 전자를 받아서 환원되면, 상기 금속 유기화합물은 전자를 제공하여 산화될 수 있다.On the other hand, the metal organic compound is oxidized and reduced in the opposite direction to the electrochromic material, thereby balancing the change in the amount of electric charge, so that the redox of the electrochromic material is smoothly performed. That is, when the electrochromic material is oxidized by providing electrons, the metal organic compound may be reduced by receiving electrons. Conversely, when the electrochromic material receives electrons and is reduced, the metal organic compound may be oxidized by providing electrons.

하나의 예시에서, 상기 금속 유기화합물로 주로 사용되는 페로센은, 전압이 인가되면 산화되어 양이온(Fc+) 상태로 변색에 기여하게 된다. 이에 따라, 상기 금속 유기화합물이 포함된 전기변색소자는, 전기 변색 특성이 향상될 수 있다. 구체적으로, 상기 전기변색소자는, 인가되는 전압이 감소하는 경우에도, 투과율의 변화량이 증가될 수 있다. 즉, 상기 페로센(Fc)이 포함된 전해질을 포함하는 상기 전기변색소자는, 저전압의 조건에서도 우수한 전기 변색 특성을 나타낼 수 있다.In one example, ferrocene, which is mainly used as the metal organic compound, is oxidized when a voltage is applied to contribute to discoloration to a cation (Fc + ) state. Accordingly, the electrochromic device including the metal organic compound may have improved electrochromic properties. Specifically, in the electrochromic device, the amount of change in transmittance may be increased even when the applied voltage is decreased. That is, the electrochromic device including the electrolyte containing the ferrocene (Fc) may exhibit excellent electrochromic properties even under a low voltage condition.

이 때, 본 출원에 첨가제에 포함된 상기 금속 유기화합물의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.025 내지 0.1wt% 범위 내일 수 있다. 보다 구체적으로, 0.025 내지 0.09wt%, 0.025 내지 0.08wt%, 0.025 내지 0.07wt%, 0.025 내지 0.06wt%, 0.03 내지 0.08wt%, 0.03 내지 0.06wt%, 0.04 내지 0.08wt% 또는 0.04 내지 0.06wt% 범위 내일 수 있다. 이는 전해질 성분의 구성에 따라 최적 함량비가 상기 범위 내에서 변동할 수 있으나, 0.1wt%을 초과한 금속 유기화합물이 첨가될 때는, 초기투과율(탈색 상태)이 떨어지며, 전해질 성분 및 수지 성분 내에서 용해도 하락의 문제가 발생할 수 있다.At this time, the content of the metal organic compound included in the additive in the present application may be in the range of 0.025 to 0.1 wt% compared to the curable resin component. More specifically, 0.025 to 0.09wt%, 0.025 to 0.08wt%, 0.025 to 0.07wt%, 0.025 to 0.06wt%, 0.03 to 0.08wt%, 0.03 to 0.06wt%, 0.04 to 0.08wt% or 0.04 to 0.06wt% % can be within the range. Although the optimum content ratio may vary within the above range depending on the composition of the electrolyte component, when the metal-organic compound exceeds 0.1 wt%, the initial transmittance (discoloration state) decreases, and solubility in the electrolyte component and the resin component There may be problems with downgrades.

그러나, 상기 금속 유기화합물이 포함된 상기 첨가제, 경화성 수지를 포함하는 수지 성분, 및 전해질을 포함하는 전해질 성분을, 인접하는 층 구성과 함께 적층될 수 있도록 하나의 층 또는 필름 형태로 코팅하기 직전에 혼합하면, 전해질 성분의 높은 산성도에 의해 상기 금속 유기화합물의 비가역적 산화가 발생한다.However, immediately before coating the additive containing the metal organic compound, the resin component containing the curable resin, and the electrolyte component containing the electrolyte in the form of one layer or film so as to be laminated together with the adjacent layer configuration Upon mixing, irreversible oxidation of the metal organic compound occurs due to the high acidity of the electrolyte component.

따라서, 상기 첨가제는 상기 금속 유기화합물의 비가역적 산화를 방지하기 위한 산화방지제를 포함할 수 있다. 상기 산화방지제는 수용성 산화방지제일 수 있으며, 아스코르브산일 수 있다.Accordingly, the additive may include an antioxidant for preventing irreversible oxidation of the metal organic compound. The antioxidant may be a water-soluble antioxidant, and may be ascorbic acid.

또한, 상기 산화방지제의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.01 내지 0.2wt% 범위 내일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 산화방지제의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.03 내지 0.15wt%, 0.05 내지 0.15wt%, 0.55 내지 0.15wt%, 0.03 내지 0.13wt%, 0.03 내지 0.11wt%, 0.05 내지 0.13wt%, 0.05 내지 0.11wt%, 또는 0.055 내지 0.11wt% 범위 내일 수 있다. 상기 산화방지제의 함량은 바람직하게, 경화성 수지 성분 대비 0.055 내지 0.11wt% 범위 내에서 높을수록 상기 금속 유기화합물의 비가역적 산화방지 효과가 높고, 낮을수록 상기 금속 유기화합물의 비가역적 산화방지 효과가 떨어진다. 또한, 상기 산화방지제의 함량이 경화성 수지 성분 대비 0.11wt% 이상일 경우, 수 시간 내에 수지의 경화 문제가 발생하여 소자의 특성이 저하된다.In addition, the content of the antioxidant may be in the range of 0.01 to 0.2 wt% compared to the curable resin component. More specifically, the content of the antioxidant is 0.03 to 0.15 wt%, 0.05 to 0.15 wt%, 0.55 to 0.15 wt%, 0.03 to 0.13 wt%, 0.03 to 0.11 wt%, 0.05 to 0.13 wt%, 0.05 to 0.11 wt%, or 0.055 to 0.11 wt%. Preferably, the content of the antioxidant is higher in the range of 0.055 to 0.11 wt% compared to the curable resin component, the higher the irreversible antioxidant effect of the metal organic compound, and the lower the content of the metal organic compound, the lower the irreversible antioxidant effect of the metal organic compound. . In addition, when the content of the antioxidant is 0.11 wt % or more compared to the curable resin component, the curing problem of the resin occurs within a few hours, and the properties of the device are deteriorated.

한편, 본 출원은 일 실시예에서, 전기 변색성 물질 및 전해질을 포함하는 전해질 성분 50 내지 90 중량부; 및 경화성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 성분 20 내지 40 중량부를 포함하고, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화를 방지하는 산화방지제를 포함하는 전해질 조성물을 제공한다.On the other hand, the present application, in one embodiment, 50 to 90 parts by weight of an electrolyte component including an electrochromic material and an electrolyte; and 20 to 40 parts by weight of a resin component including a curable resin and an additive, wherein the additive provides an electrolyte composition comprising a metal organic compound and an antioxidant for preventing oxidation of the metal organic compound.

즉, 상기 전기 변색성 물질 및 전해질을 포함하는 전해질 성분, 및 경화성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 성분을 포함하는 2액형의 전해질 조성물을 제공한다.That is, there is provided a two-component electrolyte composition including an electrolyte component including the electrochromic material and an electrolyte, and a resin component including a curable resin and an additive.

여기서, 2액형의 전해질 조성물 중 상기 전기 변색성 물질 및 전해질을 포함하는 전해질 성분은, 전해질 조성물 대비 50 내지 90 중량부를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 전해질 조성물 대비 50 내지 85 중량부, 50 내지 80 중량부, 50 내지 75 중량부, 50 내지 70 중량부, 55 내지 90 중량부, 55 내지 80 중량부, 55 내지 70 중량부, 60 내지 90 중량부, 60 내지 80 중량부 또는 60 내지 70 중량부를 포함할 수 있다. 전해질 성분이 많아질수록 전해질 이온의 농도가 높아져, 반응 속도, 광학적 특성(△T), 및 내구성 향상 등의 이점이 있다. 반면에, 전해질 성분이 많아질수록 경화성이 떨어져 고체 전해질로 기능을 할 수 없다는 단점이 있다.Here, in the two-component electrolyte composition, the electrolyte component including the electrochromic material and the electrolyte may include 50 to 90 parts by weight relative to the electrolyte composition. More specifically, 50 to 85 parts by weight, 50 to 80 parts by weight, 50 to 75 parts by weight, 50 to 70 parts by weight, 55 to 90 parts by weight, 55 to 80 parts by weight, 55 to 70 parts by weight, 60 parts by weight relative to the electrolyte composition to 90 parts by weight, 60 to 80 parts by weight, or 60 to 70 parts by weight. As the number of electrolyte components increases, the concentration of electrolyte ions increases, and there are advantages such as reaction rate, optical properties (ΔT), and durability improvement. On the other hand, as the number of electrolyte components increases, curability decreases and thus it cannot function as a solid electrolyte.

또한, 2액형의 전해질 조성물 중 상기 경화성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 성분은, 전해질 조성물 대비 20 내지 40 중량부를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 전해질 조성물 대비 20 내지 37 중량부, 20 내지 34 중량부, 23 내지 40 중량부, 23 내지 37 중량부, 23 내지 34 중량부, 26 내지 40 중량부, 26 내지 35 중량부, 29 내지 35 중량부 또는 31 내지 33 중량부를 포함할 수 있다. 수지 성분이 많아질수록 경화성이 향상되어 전해질의 누액을 방지할 수 있다.In addition, in the two-component electrolyte composition, the resin component including the curable resin and the additive may include 20 to 40 parts by weight relative to the electrolyte composition. More specifically, 20 to 37 parts by weight, 20 to 34 parts by weight, 23 to 40 parts by weight, 23 to 37 parts by weight, 23 to 34 parts by weight, 26 to 40 parts by weight, 26 to 35 parts by weight, 29 compared to the electrolyte composition to 35 parts by weight or 31 to 33 parts by weight. As the amount of the resin component increases, curability is improved, thereby preventing electrolyte leakage.

다시 말해, 상기 전해질 성분의 중량(A), 상기 수지 성분의 중량(B) 및 상기 첨가제의 중량(C) 사이의 비율(A/(B+C))은 1 내지 5의 범위 내일 수 있다. 하지만, 전해질 성분과 수지 성분의 비율은, 전해질 또는 수지의 종류에 따라 적정 비율이 달라질 수 있으며, 이는 전해질 및 수지의 점도, 전해질의 이온 이동도/전도도, 또는 수지의 경화성 등의 특성에 따라 변할 수 있다.In other words, the ratio (A/(B+C)) between the weight (A) of the electrolyte component, the weight (B) of the resin component, and the weight (C) of the additive may be in the range of 1 to 5. However, the ratio of the electrolyte component and the resin component may vary depending on the type of the electrolyte or resin, which may vary depending on the viscosity of the electrolyte and the resin, the ion mobility/conductivity of the electrolyte, or the curability of the resin. can

상기 2액형의 전해질 조성물 중, 상기 전기 변색성 물질 및 전해질을 포함하는 전해질 성분의 pH는 1.0 내지 2.0의 범위 내일 수 있다. 보다 구체적으로, pH 1.0 내지 1.8, pH 1.0 내지 1.6, pH 1.0 내지 1.4, 또는 pH 1.0 내지 1.2의 범위 내일 수 있다. 상기 전기 변색성 물질 및 전해질을 포함하는 전해질 성분의 pH는 H+ 타입의 전해질의 투입량에 따라 조절할 수 있다.In the two-component electrolyte composition, the pH of the electrolyte component including the electrochromic material and the electrolyte may be in the range of 1.0 to 2.0. More specifically, it may be in the range of pH 1.0 to 1.8, pH 1.0 to 1.6, pH 1.0 to 1.4, or pH 1.0 to 1.2. The pH of the electrolyte component including the electrochromic material and the electrolyte may be adjusted according to the input amount of the H + type electrolyte.

상기 2액형의 전해질 조성물인, 전해질 성분 및 수지 성분을, 인접하는 층 구성과 함께 적층될 수 있도록 하나의 층 또는 필름 형태로 코팅하기 직전에 혼합한다. 보다 구체적으로, 전해질 성분의 낮은 pH 때문에 수지 성분의 금속 유기화합물의 산화를 방지하기 위하여, 2액형의 전해질 조성물로 제조하여 코팅하기 직전에 혼합하는 것이 바람직하다.The two-component electrolyte composition, the electrolyte component and the resin component, are mixed just before coating in the form of one layer or film so that they can be laminated together with the adjacent layer composition. More specifically, in order to prevent oxidation of the metal organic compound of the resin component due to the low pH of the electrolyte component, it is preferable to prepare a two-component electrolyte composition and mix it immediately before coating.

한편, 본 출원은 일 실시예에서, 대향 배치된 2개의 전극; 상기 2개의 전극 사이에 형성된 전해질층; 상기 전극 중 어느 하나의 전극과 전해질층 사이에 존재하는 전기변색층; 및 상기 전극 중 나머지 하나의 전극과 전해질층 사이에 존재하는 이온저장층을 포함하고, 상기 전해질층은 전해질을 포함하는 전해질 성분, 경화성 수지를 포함하는 수지 성분, 및 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화를 방지하는 산화방지제를 포함하는 전기변색소자를 제공한다.On the other hand, the present application, in one embodiment, two electrodes disposed opposite; an electrolyte layer formed between the two electrodes; an electrochromic layer present between any one of the electrodes and the electrolyte layer; and an ion storage layer present between the other one of the electrodes and an electrolyte layer, wherein the electrolyte layer includes an electrolyte component including an electrolyte, a resin component including a curable resin, and an additive, wherein the additive comprises: It provides an electrochromic device comprising a metal organic compound and an antioxidant for preventing oxidation of the metal organic compound.

상기 전극층은 상기 전기변색층에 전하를 공급할 수 있는 구성을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 투명 전극 또는 반사 전극일 수 있다.The electrode layer may refer to a configuration capable of supplying electric charge to the electrochromic layer. In one example, it may be a transparent electrode or a reflective electrode.

상기 투명 전극은 투명 전도성 화합물(TCO); 전도성 고분자; 은 나노와이어(Ag nanowire); 및 메탈메쉬(Metal mesh)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluor doped Tin Oxide), AZO(Aluminium doped Zinc Oxide), GZO(Galium doped Zinc Oxide), ATO(Antimony doped Tin Oxide), IZO(Indium doped Zinc Oxide), NTO(Niobium doped Titanium Oxide), ZnO(Zinc Oxide), OMO(Oxide/Metal/Oxide), 및 CTO(Cadmium Tin Oxide)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 투명 전도성 화합물(TCO); 전도성 고분자; 은 나노와이어(Ag nanowire); 및 메탈메쉬(Metal mesh) 등이 전극 물질로 사용될 수 있으나, 전극으로서 기능할 수 있도록 도전성을 갖는다면 전극층을 형성하는 물질의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니다. 또 다른 예시에서, 상기 전극층은 2 이상의 전극 물질이 복수개의 층으로 적층된 구조를 가질 수도 있다.The transparent electrode may include a transparent conductive compound (TCO); conductive polymers; silver nanowires; and at least one selected from the group consisting of a metal mesh. More specifically, ITO (Indium Tin Oxide), FTO (Fluor doped Tin Oxide), AZO (Aluminum doped Zinc Oxide), GZO (Galium doped Zinc Oxide), ATO (Antimony doped Tin Oxide), IZO (Indium doped Zinc Oxide) , at least one transparent conductive compound (TCO) selected from the group consisting of Niobium doped Titanium Oxide (NTO), Zinc Oxide (ZnO), Oxide/Metal/Oxide (OMO), and Cadmium Tin Oxide (CTO); conductive polymers; silver nanowires; and a metal mesh may be used as the electrode material, but the type of material forming the electrode layer is not particularly limited as long as it has conductivity to function as an electrode. In another example, the electrode layer may have a structure in which two or more electrode materials are stacked in a plurality of layers.

여기서, 전도성 고분자는 CMC(carboxymethyl cellulose), PEDOT-PSS(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate), PEDOT-PANI(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene) polyaniline), EDOT(Ethylenedioxythiophene), CNT(Carbon Nano Tube), PVDF(polyvinylidene fluoride), PEDOT:PPy, 및 SBR 수지로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.Here, the conductive polymer is CMC (carboxymethyl cellulose), PEDOT-PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate), PEDOT-PANI (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polyaniline), EDOT (Ethylenedioxythiophene), CNT (Carbon) Nano Tube), PVDF (polyvinylidene fluoride), PEDOT: PPy, and may include one or more selected from the group consisting of SBR resin.

특히, CMC(carboxymethyl cellulose), PEDOT-PSS(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate), 또는 PEDOT-PANI는 다른 전도성 고분자에 비하여 전기전도도가 높다. 따라서, 이들을 변색물질 간 전자의 이동을 용이하게 하고, 이에 따라 이온전도도가 증가하게 되며, 결과적으로 변색속도가 높아지는 효과를 얻을 수 있다.In particular, CMC (carboxymethyl cellulose), PEDOT-PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate), or PEDOT-PANI has higher electrical conductivity than other conductive polymers. Therefore, they facilitate the movement of electrons between the color-changing materials, and accordingly, the ionic conductivity increases, and as a result, the effect of increasing the color-changing speed can be obtained.

상기 전극층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 방법이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링(sputtering) 공정을 통해 투명 전도성 산화물 입자를 포함하는 전극 재료를 투명한 유리 기판상에 박막 형태로 형성함으로써, 전극층이 마련될 수 있다.A method of forming the electrode layer is not particularly limited, and a known method may be used without limitation. For example, the electrode layer may be provided by forming an electrode material including transparent conductive oxide particles on a transparent glass substrate in the form of a thin film through a sputtering process.

상기 전극층의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 유연성이나 층간 밀착력 등을 고려할 때, 예를 들어 상기 투명 전극은 1 nm 내지 1 ㎛ 범위의 두께일 수 있다. 상기 전극층은 1 nm 내지 1 ㎛ 범위 내에서, 1 nm 이상, 150 nm 이상, 또는 300 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 전극층 두께의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 저 저항 구현을 위해 상기 전극층은 800 nm 이하, 700 nm 이하, 또는 500 nm 이하의 두께를 가질 수 있다.The thickness of the electrode layer is not particularly limited, but considering flexibility or interlayer adhesion, for example, the transparent electrode may have a thickness in the range of 1 nm to 1 μm. The electrode layer may have a thickness of 1 nm or more, 150 nm or more, or 300 nm or more within the range of 1 nm to 1 μm. The upper limit of the thickness of the electrode layer is not particularly limited, but the electrode layer may have a thickness of 800 nm or less, 700 nm or less, or 500 nm or less to realize low resistance.

또한, 상기 전극층은 가시광선에 대한 투과율이 70 % 내지 95 % 범위일 수 있다. 『투과율』이란, 본 출원에서 설명되는 층 구성을 하는 전기변색층이 갖는 가시광선에 대한 투과율을 의미한다. 투과율은 공지된 장치와 방법을 이용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 솔리드스펙 3700(Solidspec 3700), 또는 엘립소미터(ellipsometer)와 같은 공지의 장치가 전기변색층의 투과율 측정에 사용될 수 있다. 이때, 가시광선은 약 350 nm 내지 750 nm 범위의 파장 영역을 가지는 광을 의미할 수 있으며, 보다 구체적으로는 550 nm 파장의 광을 의미할 수 있다.In addition, the electrode layer may have a transmittance of 70% to 95% of visible light. "Transmittance" means the transmittance with respect to visible light of the electrochromic layer having a layer configuration described in the present application. Transmittance can be measured using known devices and methods. For example, a known device such as a Solidspec 3700 or an ellipsometer may be used to measure the transmittance of the electrochromic layer. In this case, the visible light may refer to light having a wavelength range of about 350 nm to 750 nm, and more specifically, light having a wavelength of 550 nm.

한편, 상기 2개의 전극층 사이에 전해질층이 형성되며, 상기 전해질층은 전해질을 포함하는 전해질 성분, 경화성 수지를 포함하는 수지 성분, 및 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화방지제를 포함한다.Meanwhile, an electrolyte layer is formed between the two electrode layers, and the electrolyte layer includes an electrolyte component including an electrolyte, a resin component including a curable resin, and an additive, wherein the additive is a metal organic compound and the metal organic compound contains antioxidants.

상기 전해질층의 wet 상태의 두께는 300 내지 500㎛ 범위이다. 보다 구체적으로 300 내지 450㎛, 300 내지 420㎛, 350 내지 500㎛, 380 내지 500㎛, 350 내지 450㎛, 또는 380 내지 430㎛ 범위 일 수 있다. 코팅 두께가 얇을 경우 반응 속도가 빠르지만 누설 전류가 커지며, 내구성이 하락하는 경향이 있다. 반대로 코팅 두께가 두꺼워지면 반응 속도가 감소하는 경향이 있다.The thickness of the wet state of the electrolyte layer is in the range of 300 to 500㎛. More specifically, it may be in the range of 300 to 450 μm, 300 to 420 μm, 350 to 500 μm, 380 to 500 μm, 350 to 450 μm, or 380 to 430 μm. When the coating thickness is thin, the reaction rate is fast, but the leakage current increases and the durability tends to decrease. Conversely, as the coating thickness increases, the reaction rate tends to decrease.

상기 전해질층은 가시광선에 대한 광 투과율이 70 % 내지 95 % 범위일 수 있다. 보다 구체적으로, 가시광선에서 광 투과율이 75 % 내지 95 %, 85 % 내지 95 %, 90 % 내지 95 %, 70 % 내지 80 %, 또는 70 % 내지 90 % 범위일 수 있다. 이 때, 가시광선은 약 350 nm 내지 750 nm 범위의 파장 영역을 가지는 광을 의미할 수 있으며, 보다 구체적으로는 550 nm 파장의 광을 의미할 수 있다.The electrolyte layer may have a light transmittance of 70% to 95% for visible light. More specifically, the light transmittance in visible light may range from 75% to 95%, 85% to 95%, 90% to 95%, 70% to 80%, or 70% to 90%. In this case, the visible light may refer to light having a wavelength range of about 350 nm to 750 nm, and more specifically, light having a wavelength of 550 nm.

그 외, 상기 전해질층에 대하여는 전술한 상세한 설명과 동일하므로 생략하도록 한다.In addition, since the electrolyte layer is the same as the above detailed description, it will be omitted.

한편, 상기 전극층 중 나머지 하나의 전극층과 전해질층 사이에 존재하는 전기변색층을 포함한다. 상기 전기변색층은 전압 인가에 의해 착색 또는 탈색되어 색이 변하는 전기변색물질을 포함할 수 있다. 상기 전기변색층은 Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Li, Rh, Ir, Ti, Nb, Mo, V, Ta 및 W로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물을 포함할 수 있다.On the other hand, an electrochromic layer existing between the other one of the electrode layers and the electrolyte layer is included. The electrochromic layer may include an electrochromic material whose color is changed by being colored or discolored by application of a voltage. The electrochromic layer may include at least one metal oxide selected from the group consisting of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Li, Rh, Ir, Ti, Nb, Mo, V, Ta and W.

하나의 예시에서, 상기 전기변색층은 산화성 전기변색물질인 Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Li, Rh, Ir, Ti, Nb, Mo, V, Ta 및 W로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 산화성 변색물질은 전압인가에 따른 산화 반응시에 변색(착색)이 이루어지면서 낮은 광투과 특성을 보이는 물질을 의미한다. 산화성 변색물질은 환원 반응시에 변색(탈색)이 이루어지면서 높은 광투과 특성을 보이게 된다.In one example, the electrochromic layer is an oxidative electrochromic material Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Li, Rh, Ir, Ti, Nb, Mo, V, Ta and at least one metal selected from the group consisting of W Oxides may be included. The oxidative discoloration material refers to a material exhibiting low light transmittance while discoloration (coloring) occurs during an oxidation reaction according to voltage application. The oxidative discoloration material exhibits high light transmittance while discoloration (discoloration) occurs during the reduction reaction.

하나의 예시에서, 상기 전기변색층은 환원성 전기변색물질인 Ti, Nb, Mo, V, Ta 및 W로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 산화물을 포함할 수 있다. 환원성 변색물질은 전압인가에 따른 환원 반응시에 변색(착색)이 이루어지면서 낮은 광투과 특성을 보이는 물질을 의미한다. 환원성 변색물질은, 산화 반응시에 변색(탈색)이 이루어지면서 높은 광투과 특성을 보이게 된다.In one example, the electrochromic layer may include one or more oxides selected from the group consisting of Ti, Nb, Mo, V, Ta, and W, which are reducing electrochromic materials. The reductive discoloration material refers to a material that exhibits low light transmittance while discoloration (coloring) occurs during a reduction reaction according to voltage application. The reducible color-changing material exhibits high light-transmitting properties while discoloration (discoloration) occurs during an oxidation reaction.

또한, 상기 전기변색층은 하기 [일반식 1]의 △T≥30을 만족시키는 전기변색소자일 수 있다. :In addition, the electrochromic layer may be an electrochromic device satisfying ΔT≥30 of the following [General Formula 1]. :

[일반식 1][General formula 1]

Figure 112020069455724-pat00006
Figure 112020069455724-pat00006

(Ta은 전기변색층의 탈색시 가시광선에 대한 투과율이고, Tb는 전기변색층의 착색시 가시광선의 투과율)(T a is the transmittance of visible light when the electrochromic layer is discolored, T b is the transmittance of visible light when the electrochromic layer is colored)

본 출원에 따른 상기 전기변색층은 [일반식 1]에서, 소자의 광 투과율이 높아진 탈색(bleached)시 가시광선에 대한 투과율 및 소자의 광 투과율이 낮아진 착색(colored)시 가시광선에 대한 투과율 차이가 적어도 30% 이상을 만족하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 또는 60% 이상일 수 있다.The electrochromic layer according to the present application has a difference in transmittance for visible light when the light transmittance of the device is bleached and the transmittance for visible light when the light transmittance of the device is colored in [General Formula 1]. is configured to satisfy at least 30% or more. More specifically, it may be 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, 55% or more, or 60% or more.

한편, 상기 전극층 중 나머지 하나의 전극층과 전해질층 사이에 존재하는 이온저장층을 포함한다.On the other hand, it includes an ion storage layer existing between the other one of the electrode layer and the electrolyte layer.

상기 이온저장층은 전기변색물질의 변색을 위한 가역적 산화환원 반응시, 상기 전기변색층과의 전하 균형(charge balance)을 맞추기 위해 형성된 층을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 이온저장층은 전기변색층의 산화환원 반응에 필요한 전하 입자가 삽입 또는 탈리될 수 있어, 변색 반응에 관여할 수 있는 층을 의미할 수 있다.The ion storage layer may refer to a layer formed to balance charge with the electrochromic layer during a reversible redox reaction for discoloration of the electrochromic material. More specifically, the ion storage layer may refer to a layer capable of participating in the color change reaction because charged particles necessary for the redox reaction of the electrochromic layer may be inserted or desorbed.

상기 이온저장층은 Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Li, Rh, Ir, Ti, Nb, Mo, V, Ta 및 W로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물을 포함할 수 있다.The ion storage layer may include one or more metal oxides selected from the group consisting of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Li, Rh, Ir, Ti, Nb, Mo, V, Ta and W.

하나의 예시에서, 상기 전기변색층과 상기 이온저장층 사이의 전하 균형을 맞추고자, 상보적인 전기변색물질을 상기 전기변색층과 상기 이온저장층 각각에 사용할 수 있다. 따라서, 전기변색층에 리튬니켈산화물(LiNiOx)과 같은 산화성 변색 물질이 포함된 경우, 이온저장층에는 산화텅스텐(WOx)과 같은 환원성 변색 물질이 포함될 수 있다.In one example, in order to balance the charge between the electrochromic layer and the ion storage layer, a complementary electrochromic material may be used for each of the electrochromic layer and the ion storage layer. Accordingly, when the electrochromic layer contains an oxidative color-changing material such as lithium nickel oxide (LiNiOx), the ion storage layer may include a reducing color-changing material such as tungsten oxide (WOx).

상기 이온저장층의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 이온 저장층의 두께는 1 ㎛ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 두께는 50 nm 이상, 100 nm 이상, 150 nm 이상, 또는 200 nm 이상일 수 있고, 그리고 900 nm 이하, 700 nm 이하, 500 nm 이하, 또는 400 nm 이하일 수 있다.The thickness of the ion storage layer is not particularly limited. For example, the thickness of the ion storage layer may be 1 μm or less. Specifically, the thickness may be 50 nm or more, 100 nm or more, 150 nm or more, or 200 nm or more, and may be 900 nm or less, 700 nm or less, 500 nm or less, or 400 nm or less.

이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in detail through examples. However, the protection scope of the present application is not limited by the examples described below.

실시예Example

실시예 1Example 1

전해질 조성물은 전해질 성분 및 수지 성분의 2액형으로 제조한 후, 상기 2액형의 전해질 조성물을 코팅하기 직전에 혼합한다.After the electrolyte composition is prepared in a two-component form of an electrolyte component and a resin component, the two-component electrolyte composition is mixed immediately before coating.

1)One) 전해질 성분의 제조Preparation of Electrolyte Components

중량 평균 분자량(Mw)은 500,000이고, 고형분 20 중량%를 포함하는 용액 형태의, H+를 짝 이온으로 가지는 폴리(4-스티렌설폰산)(PSSA, 화학식 2) 및 고분자 전해질 1kg을 기준으로 0.1mol의 N,N,N',N'-테트라메틸페닐렌디아민(N,N,N,N-Tetramethyl-p-phenylenediamine, TMPD)을 전기 변색성 물질로서 혼합하여 전해질 성분을 제조한다.The weight average molecular weight (Mw) is 500,000, based on 1 kg of poly(4-styrenesulfonic acid) having H + as a counter ion (PSSA, Formula 2) and polyelectrolyte in the form of a solution containing 20% by weight of a solid content An electrolyte component is prepared by mixing mol of N,N,N',N'-tetramethylphenylenediamine (N,N,N,N-Tetramethyl-p-phenylenediamine, TMPD) as an electrochromic material.

2)2) 수지 성분의 제조Preparation of resin components

수지 성분은 경화성 수지 및 첨가제를 포함한다.The resin component includes a curable resin and an additive.

상기 경화성 수지는 베이스 수지, 개시제, 및 가교제를 포함하는데, 본 실험에서는 베이스 수지로, 폴리(에틸렌글리콜)를 사용하였다. 베이스수지(A) 대 고분자 전해질(P)의 질량 비율(A:P)은 고형분을 기준으로 7:3이었다.The curable resin includes a base resin, an initiator, and a crosslinking agent. In this experiment, poly(ethylene glycol) was used as the base resin. The mass ratio (A:P) of the base resin (A) to the polymer electrolyte (P) was 7:3 based on the solid content.

개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤을 사용하였다. 개시제의 함량은 베이스수지의 1 mol%이었다.1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone was used as the initiator. The content of the initiator was 1 mol% of the base resin.

가교제로는 폴리(에틸렌글리콜)디아크릴레이트를 사용하였다. 가교제의 함량은 베이스수지의 10 mol%이었다.Poly(ethylene glycol) diacrylate was used as a crosslinking agent. The content of the crosslinking agent was 10 mol% of the base resin.

또한, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 산화방지제를 포함한다.In addition, the additive includes a metal organic compound and an antioxidant.

상기 금속 유기화합물로 사용된 메탈로센은 페로센(Ferrocene)으로, 경화성 수지 대비 0.05wt%의 함량을 갖는 페로센을 사용하였다.The metallocene used as the metal organic compound was ferrocene, and ferrocene having a content of 0.05 wt% compared to the curable resin was used.

상기 산화방지제는 경화성 수지 대비 0.055wt%의 함량을 갖는 L-아스코르브산을 사용하였다.As the antioxidant, L-ascorbic acid having a content of 0.055 wt% compared to the curable resin was used.

3)3) 1)의 전해질 조성물 및 2)의 수지 성분의 혼합Mixing the electrolyte composition of 1) and the resin component of 2)

1)의 전해질 조성물 및 2)의 수지 성분을 67.5 중량부 및 32.5 중량부의 비율로 혼합한다.The electrolyte composition of 1) and the resin component of 2) are mixed in a ratio of 67.5 parts by weight and 32.5 parts by weight.

실시예 2Example 2

산화방지제를 전해질 대비 0.0125wt%의 함량을 갖는 L-아스코르브산을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전해질 조성물을 제조하였다.An electrolyte composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that L-ascorbic acid having an antioxidant content of 0.0125 wt% compared to the electrolyte was used.

실시예 3Example 3

산화방지제를 전해질 대비 0.025wt%의 함량을 갖는 L-아스코르브산을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전해질 조성물을 제조하였다.An electrolyte composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that L-ascorbic acid having an antioxidant content of 0.025 wt% compared to the electrolyte was used.

실시예 4Example 4

산화방지제를 전해질 대비 0.0375wt%의 함량을 갖는 L-아스코르브산을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전해질 조성물을 제조하였다.An electrolyte composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that L-ascorbic acid having an antioxidant content of 0.0375 wt% compared to the electrolyte was used.

실시예 5Example 5

산화방지제를 전해질 대비 0.05wt%의 함량을 갖는 L-아스코르브산을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전해질 조성물을 제조하였다.An electrolyte composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that L-ascorbic acid having an antioxidant content of 0.05 wt% compared to the electrolyte was used.

비교예 1Comparative Example 1

메탈로센 및 산화방지제를 첨가하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전해질 조성물을 제조하였다.An electrolyte composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that metallocene and antioxidants were not added.

비교예 2Comparative Example 2

산화방지제를 첨가하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전해질 조성물을 제조하였다.An electrolyte composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that an antioxidant was not added.

비교예 3Comparative Example 3

산화방지제로 L-아스코르브산이 아닌, 하이드로퀴논(hydroquinone)을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전해질 조성물을 제조하였다.An electrolyte composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that hydroquinone, not L-ascorbic acid, was added as an antioxidant.

비교예 4Comparative Example 4

산화방지제로 L-아스코르브산이 아닌, 갈산(gallic acid)을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 전해질 조성물을 제조하였다.An electrolyte composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that gallic acid, not L-ascorbic acid, was added as an antioxidant.

실험예Experimental example

1.One. 전기변색소자의 제조Manufacturing of electrochromic device

전기변색소자의 제조는 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 제조 방법을 도시한 도 2를 참조하여 다음의 순서로 시편을 제조하였다.For the manufacture of the electrochromic device, the specimen was manufactured in the following order with reference to FIG. 2 showing a method of manufacturing the electrochromic device according to an embodiment of the present application.

1) 크기가 5cm×5cm인 PET 기재상에, 전도성 고분자(PEDOT:PSS)를 RDS사의 wire bar coater 기준으로, 동작 전극에서 No.40 bar, 상대 전극에서 No.15 bar를 사용하여 도포한다.1) On a PET substrate having a size of 5 cm × 5 cm, a conductive polymer (PEDOT:PSS) is applied using a wire bar coater of RDS Corporation using No. 40 bar for the working electrode and No. 15 bar for the counter electrode.

2) 이어서 오븐을 이용하여 약 150℃의 온도에서 약 4분간 건조하여, 전도성 고분자(PEDOT:PSS)가 동작 전극에서 약 500nm, 상대 전극에서 약 150nm의 두께가 되도록 제조한다[도 2의 1) PEDOT:PSS 바 코팅 참조].2) Then, by using an oven to dry at a temperature of about 150° C. for about 4 minutes, the conductive polymer (PEDOT:PSS) is prepared to have a thickness of about 500 nm at the working electrode and about 150 nm at the counter electrode [1 in FIG. 2) See PEDOT:PSS Bar Coating].

3) 상기 실시예에서 제조된 전해질 조성물을 상기 동작 전극의 전도성 고분자의 용액이 코팅된 층 상에 도포한 후 블레이드 코팅 방법을 이용하여 코팅 두께가 약 400nm가 되도록 코팅한다. 이어서 자외선 광원(UV LED)을 파장 365nm, 광량 200mW/㎠ 이상(powerpuck ll 기준), 조사 시간 10초 내지 20초, 광원과 코팅층 사이의 간격은 7.5cm의 조건으로 조사하여 전해질을 형성한다[도 2의 2) 전해질 블레이드 코팅 참조].3) The electrolyte composition prepared in the above embodiment is applied on the layer coated with the conductive polymer solution of the working electrode, and then coated so that the coating thickness is about 400 nm using the blade coating method. Next, an electrolyte is formed by irradiating an ultraviolet light source (UV LED) with a wavelength of 365 nm, light quantity of 200 mW/cm 2 or more (based on powerpuck ll), irradiation time of 10 to 20 seconds, and the distance between the light source and the coating layer is 7.5 cm [Fig. See 2) Electrolytic Blade Coating in 2].

4) 상기 1)과 같은 방식으로 상대 전극을 제조하여 완전 경화 후, 압력을 가하여 상기 상대 전극의 전도성 고분자의 용액이 코팅된 층과 상기 전해질층이 맞닿도록 합지한다[도 2의 3) 라미네이션 참조].4) A counter electrode is manufactured in the same manner as in 1), and after complete curing, the layer coated with the conductive polymer solution of the counter electrode and the electrolyte layer are laminated in contact with each other by applying pressure [see 3 in FIG. 2) Lamination ].

5) 상기와 같은 방식으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 대향 배치된 2개의 전극층(11); 상기 2개의 전극 사이에 형성된 전해질층(13); 상기 전극층 중 어느 하나의 전극층과 전해질층 사이에 존재하는 전기변색층(12); 및 상기 전극층 중 나머지 하나의 전극층과 전해질층 사이에 존재하는 이온저장층(14)을 포함하고, 상기 전해질층은 전해질을 포함하는 전해질 성분, 경화성 수지를 포함하는 수지 성분, 및 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화를 방지하는 산화방지제를 포함하는 전기변색소자(10)를 제조하였다.5) in the same manner as above, as shown in FIG. 1, two electrode layers 11 facing each other; an electrolyte layer 13 formed between the two electrodes; an electrochromic layer 12 present between any one of the electrode layers and the electrolyte layer; and an ion storage layer 14 present between the other one of the electrode layers and the electrolyte layer, wherein the electrolyte layer includes an electrolyte component including an electrolyte, a resin component including a curable resin, and an additive, The additive was prepared as an electrochromic device 10 including a metal organic compound and an antioxidant for preventing oxidation of the metal organic compound.

2. 투과율 측정2. Transmittance measurement

본 출원에 따른 투과율 측정용 샘플의 제작 방법은 하기와 같다.A method of preparing a sample for measuring transmittance according to the present application is as follows.

1) 100 ㎛ 두께의 PET 필름(5㎝×5㎝)을 준비하였다.1) A PET film (5 cm × 5 cm) having a thickness of 100 μm was prepared.

2) 닥터 블레이드를 이용하여 전해질 조성물을 PET 위에 300 ㎛ 두께로 코팅하였다(코팅 속도: 10 mm/sec).2) The electrolyte composition was coated on PET to a thickness of 300 μm using a doctor blade (coating speed: 10 mm/sec).

3) UV 조사 장치(림테크 주식회사 LGA-15200F, UV LED 강도 200 mW/㎠에서 출력 20%로 사용)를 이용하여 UV를 10초간 조사하여 경화시켰다(경화 후 전해질 필름 두께: 150 ㎛).3) Using a UV irradiation device (Limtech Co., Ltd. LGA-15200F, UV LED intensity of 200 mW/cm 2 and output 20%), UV was irradiated for 10 seconds to cure (electrolyte film thickness after curing: 150 μm).

4) UV-vis-NIR spectrophotometry(JASCO Corporation, V-650)를 이용하여 투과율을 측정하였다(파장 범위: 200 nm 내지 1,100 nm).4) The transmittance was measured using UV-vis-NIR spectrophotometry (JASCO Corporation, V-650) (wavelength range: 200 nm to 1,100 nm).

3. 평가3. Evaluation

도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 시간당 투과율을 측정한 그래프로, a)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 1, b)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2의 그래프이다.3 is a graph measuring the transmittance per hour of the electrochromic device according to an embodiment of the present application, in which a) is Comparative Example 1 in which metallocene and antioxidants are not added, and b) is in which metallocene is added; This is the graph of Example 2.

도 3의 b) 비교예 2 그래프를 참조하면, 메탈로센을 첨가하였을 때, 메탈로센을 첨가하지 않은 a) 비교예 1 보다 △T의 큰 하락 없이 탈색 속도가 향상된 결과를 알 수 있었다.3 b) Referring to the graph of Comparative Example 2, when metallocene was added, it was found that the decolorization rate was improved without a significant drop in ΔT compared to a) Comparative Example 1 in which the metallocene was not added.

도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 250회 이상 반복 구동당 650nm 에서의 투과율을 측정한 그래프로, a)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 1, b)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2의 그래프이다. 보다 구체적으로, 1.2V의 구동 전압으로 30초간 변색, 0V의 구동 전압으로 120초간 탈색시켰으며, 동일한 조건에서 투과율을 측정하였다.4 is a graph showing transmittance at 650 nm per 250 or more repeated driving of the electrochromic device according to an embodiment of the present application; is a graph of Comparative Example 2 in which metallocene was added. More specifically, discoloration was performed for 30 seconds at a driving voltage of 1.2V, and decolorization was performed for 120 seconds at a driving voltage of 0V, and transmittance was measured under the same conditions.

도 4의 b) 비교예 2 그래프를 참조하면, 메탈로센을 첨가하였을 때, 메탈로센을 첨가하지 않은 a) 비교예 1보다 내구성이 우수함을 알 수 있었다.4 b) Referring to the graph of Comparative Example 2, it was found that when metallocene was added, durability was superior to that of Comparative Example 1 a) in which metallocene was not added.

도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 1000회 반복 구동당 650nm 에서의 투과율을 측정한 그래프로, a)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2, b)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가한 실시예 1의 그래프이다. 보다 구체적으로, 1.2V의 구동 전압으로 30초간 변색, 0V의 구동 전압으로 120초간 탈색시켰으며, 동일한 조건에서 투과율을 측정하였다.5 is a graph showing transmittance at 650 nm per 1000 repeated driving of the electrochromic device according to an embodiment of the present application, a) is a comparative example 2 in which a metallocene is added, b) is a metallocene and It is a graph of Example 1 with the addition of antioxidants. More specifically, discoloration was performed for 30 seconds at a driving voltage of 1.2V, and decolorization was performed for 120 seconds at a driving voltage of 0V, and transmittance was measured under the same conditions.

도 5의 b) 실시예 1 그래프를 참조하면, 메탈로센 및 산화방지제를 첨가하였을 때, 메탈로센만 첨가한 a) 비교예 2 보다 내구성이 우수함을 알 수 있었다.Referring to the graph of b) Example 1 of FIG. 5 , it was found that when the metallocene and the antioxidant were added, the durability was superior to that of Comparative Example 2 a) in which only the metallocene was added.

도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자 full-cell의 2전극 순환전압전류곡선(Cyclic Voltammogram, CV) 그래프로, 메탈로센을 첨가한 비교예 2, 및 메탈로센 및 산화방지제를 첨가한 실시예 1의 그래프이다.6 is a two-electrode cyclic voltammogram (CV) graph of an electrochromic device full-cell according to an embodiment of the present application, in Comparative Example 2 in which metallocene is added, and metallocene and antioxidant; It is a graph of Example 1 with the addition of .

도 6을 참조하면, 산화방지제의 첨가 유무에 따른 전기변색소자의 전기화학적 특성 변화는 거의 없다는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 6 , it was confirmed that there was almost no change in the electrochemical properties of the electrochromic device according to the presence or absence of the addition of antioxidant.

도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 전해질 용액의 UV-vis spectroscopy를 나타낸 그래프로, a)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2, b)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가한 실시예 1의 그래프이다.7 is a graph showing UV-vis spectroscopy of an electrolyte solution according to an embodiment of the present application, a) is a comparative example 2 in which a metallocene is added, b) is an example in which a metallocene and an antioxidant are added; 1 is a graph.

실험에 사용된 페로센은, 비가역적 산화가 일어날 때 노란색에서 파란색으로 색상 변화가 일어나기 때문에, 시간에 따른 용액 상의 색상 변화를 통해 비가역적 산화의 정도를 판단할 수 있다.Since ferrocene used in the experiment changes color from yellow to blue when irreversible oxidation occurs, the degree of irreversible oxidation can be determined through the color change of the solution phase over time.

따라서, 도 7의 a) 및 b)의 피크 변화 속도를 참조하면, 산화방지제가 메탈로센(페로센)의 비가역적 산화 현상을 억제시킨다고 볼 수 있다.Therefore, referring to the peak change rates in a) and b) of FIG. 7 , it can be seen that the antioxidant inhibits the irreversible oxidation of metallocene (ferrocene).

도 8은 본 출원의 일 실시예에 따른 전기변색소자의 시간당 투과율을 1일차 10회 구동, 6일차 10회 구동에 따라 나타낸 그래프로, a)는 메탈로센을 첨가한 비교예 2, b)는 메탈로센 및 산화방지제를 첨가한 실시예 1의 그래프이다.8 is a graph showing the transmittance per hour of the electrochromic device according to an embodiment of the present application according to 10 driving on the 1st day and 10 driving on the 6th day, a) is Comparative Example 2, b) in which metallocene is added; is a graph of Example 1 in which metallocene and antioxidants were added.

도 8의 b) 실시예 1 그래프를 참조하면, 메탈로센 및 산화방지제를 첨가하였을 때, 메탈로센만 첨가한 a) 비교예 2 보다 내구성이 우수함을 알 수 있었다.Referring to the graph of Example 1 in b) of FIG. 8 , it was found that when the metallocene and the antioxidant were added, the durability was superior to that of Comparative Example 2 a) in which only the metallocene was added.

도 9는 본 출원의 일 실시예에 따른 전해질 용액에 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 2, 하이드로퀴논를 산화방지제로 첨가한 비교예 3, 갈산을 산화방지제로 첨가한 비교예 4, 및 L-아스코르브산을 산화방지제로 첨가한 실시예 1의 경우에 따른 시간별(a) 전해질 첨가 전, b) 전해질 첨가 직후, c) 1일 후, d) 5일 후) 전해질 용액의 변화 양상을 도시한 것이다.9 shows Comparative Example 2 in which an antioxidant was not added to the electrolyte solution according to an embodiment of the present application, Comparative Example 3 in which hydroquinone was added as an antioxidant, Comparative Example 4 in which gallic acid was added as an antioxidant, and L- According to the case of Example 1 in which ascorbic acid was added as an antioxidant, it shows the changes in the electrolyte solution by time (a) before the addition of the electrolyte, b) immediately after the addition of the electrolyte, c) after 1 day, d) after 5 days) .

도 9의 c) 및 d)를 참조하면, 수일 경과 후 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 2, 하이드로퀴논를 산화방지제로 첨가한 비교예 3, 및 갈산을 산화방지제로 첨가한 비교예 4는 노란색에서 파란색으로 색상 변화가 일어난 것으로 보아, 비가역적 산화가 일어났음을 알 수 있다. 반면에, L-아스코르브산을 산화방지제로 첨가한 실시예 1의 경우만 파란색으로 색상 변화가 일어나지 않은 것으로 보아, 비가역적 산화가 L-아스코르브산에 의하여 억제 효과가 있음을 알 수 있다.Referring to c) and d) of FIG. 9 , after several days have elapsed, Comparative Example 2 in which no antioxidant was added, Comparative Example 3 in which hydroquinone was added as an antioxidant, and Comparative Example 4 in which gallic acid was added as an antioxidant were yellow. It can be seen that irreversible oxidation has occurred as the color change from blue to blue has occurred. On the other hand, only in the case of Example 1 in which L-ascorbic acid was added as an antioxidant, no color change to blue was observed, indicating that the irreversible oxidation was inhibited by L-ascorbic acid.

도 10은 본 출원의 일 실시예에 따른 전해질 용액에 첨가한 산화방지제의 함량비에 따른 효과를 도시한 것으로, a)는 L-아스코르브산을 경화성 수지 성분 대비 0.11wt%를 첨가하였을 때를 도시한 것이다.10 shows the effect according to the content ratio of the antioxidant added to the electrolyte solution according to an embodiment of the present application, and a) shows when 0.11 wt% of L-ascorbic acid is added compared to the curable resin component. did it

도 10의 a)를 참조하면, L-아스코르브산을 경화성 수지 성분 대비 0.11wt% (전해질 대비 0.05wt%) 이상 첨가할 경우, 수 시간 내에 경화 문제가 발생함을 알 수 있다.Referring to FIG. 10 a), it can be seen that when 0.11 wt% or more of L-ascorbic acid is added compared to the curable resin component (0.05 wt% compared to electrolyte), curing problems occur within several hours.

도 11은 본 출원의 일 실시예에 따른 전해질 용액에 산화방지제를 첨가하지 않은 비교예 2, 산화방지제로 L-아스코르브산을 전해질 대비 0.0125wt%를 첨가한 실시예 2, 0.025wt%를 첨가한 실시예 3, 0.0375wt%를 첨가한 실시예 4, 및 0.05wt%를 첨가한 실시예 5(왼쪽부터)를 a) 첨가 직후, b) 1일 후, c) 2일 후, 및 d) 5일 후의 시간별 변화 양상을 도시한 것이다.11 shows Comparative Example 2 in which an antioxidant is not added to the electrolyte solution according to an embodiment of the present application, Example 2 in which 0.0125 wt% of L-ascorbic acid is added as an antioxidant compared to the electrolyte, 0.025 wt% is added Example 3, Example 4 with 0.0375 wt % added, and Example 5 with 0.05 wt % added (from left) a) immediately after addition, b) 1 day after, c) 2 days later, and d) 5 It shows the aspect of change over time after work.

도 12는 도 11의 비교예 2, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4, 및 실시예 5의 시간 경과 별 투과율 손실(△T loss)을 도시한 그래프이다. 투과율 손실은 하기 [일반식 2]에 따라 도출하였다. 12 is a graph showing transmittance loss (ΔT loss) according to time of Comparative Example 2, Example 2, Example 3, Example 4, and Example 5 of FIG. 11 . The transmittance loss was derived according to the following [General Formula 2].

[일반식 1][General formula 1]

Figure 112020069455724-pat00007
Figure 112020069455724-pat00007

여기서, Ta은 전기변색층의 탈색시 가시광선에 대한 투과율이고, Tb는 전기변색층의 착색시 가시광선의 투과율이다.Here, T a is the transmittance of visible light when the electrochromic layer is decolorized, and T b is the transmittance of visible light when the electrochromic layer is colored.

[일반식 2][General formula 2]

Figure 112020069455724-pat00008
Figure 112020069455724-pat00008

여기서,

Figure 112020069455724-pat00009
는 2회 구동에서의 투과율,
Figure 112020069455724-pat00010
은 10회 구동에서의 투과율 값이다.here,
Figure 112020069455724-pat00009
is the transmittance in two runs,
Figure 112020069455724-pat00010
is the transmittance value at 10 runs.

함량비content ratio 1일 후1 day later 2일 후2 days later 3일 후3 days later 비교예 2 (0 wt%)Comparative Example 2 (0 wt%) 1.51.5 5.45.4 10.410.4 실시예 2 (0.0125 wt%)Example 2 (0.0125 wt%) 3.43.4 1.01.0 6.66.6 실시예 3 (0.025 wt%)Example 3 (0.025 wt%) 2.32.3 2.62.6 2.92.9 실시예 4 (0.0375 wt%)Example 4 (0.0375 wt%) -0.3-0.3 0.30.3 11.111.1 실시예 5 (0.05 wt%)Example 5 (0.05 wt%) -1.4-1.4 0.30.3 8.48.4

[표 1] 및 [도 12]를 참조하면, 전해질 대비 0.025wt%의 L-아스코르브산을 산화방지제로 첨가한 실시예 3이 산화방지 효과가 가장 우수한 것을 알 수 있다. 반면에, 전해질 대비 0.0125wt% 이하의 L-아스코르브산을 산화방지제로 첨가할 경우, 산화방지 효과가 떨어진다.Referring to [Table 1] and [Fig. 12], it can be seen that Example 3 in which 0.025 wt% of L-ascorbic acid was added as an antioxidant compared to the electrolyte had the best antioxidant effect. On the other hand, when 0.0125 wt% or less of L-ascorbic acid is added as an antioxidant compared to the electrolyte, the antioxidant effect is reduced.

또한, 전해질 대비 0.0375wt% 이상의 L-아스코르브산을 산화방지제로 첨가할 경우, 소자 특성 저하가 발생함을 알 수 있다.In addition, it can be seen that when 0.0375wt% or more of L-ascorbic acid is added as an antioxidant compared to the electrolyte, device characteristics are deteriorated.

10: 전기변색소자
11: 전극층
12: 전기변색층
13: 전해질층
14: 이온저장층
10: electrochromic element
11: electrode layer
12: electrochromic layer
13: electrolyte layer
14: ion storage layer

Claims (22)

전해질층을 형성하는 전해질 조성물로서,
전해질을 포함하는 전해질 성분;
경화성 수지를 포함하는 수지 성분; 및
첨가제를 포함하고,
상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화를 방지하는 산화방지제를 포함하며,
상기 산화방지제는 아스코르브산이고,
상기 산화방지제의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.013 내지 0.037 wt% 범위 내인 전해질 조성물.
An electrolyte composition for forming an electrolyte layer, comprising:
an electrolyte component comprising an electrolyte;
a resin component containing a curable resin; and
containing additives;
The additive includes a metal organic compound and an antioxidant for preventing oxidation of the metal organic compound,
the antioxidant is ascorbic acid,
The content of the antioxidant is in the range of 0.013 to 0.037 wt% of the curable resin component, the electrolyte composition.
제 1 항에 있어서,
상기 전해질은 액체 전해질, 고분자 전해질, 또는 무기고체전해질 중 어느 하나인 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The electrolyte is any one of a liquid electrolyte, a polymer electrolyte, or an inorganic solid electrolyte.
제 2 항에 있어서,
상기 고분자 전해질은 하기 [화학식 1]의 반복 단위를 하나 이상 포함하는 전해질 조성물.
[화학식 1]
Figure 112020069455724-pat00011

(R1은 방향족기이고, R2는 수소 또는 알칼리 금속)
3. The method of claim 2,
The polymer electrolyte is an electrolyte composition comprising one or more repeating units of the following [Formula 1].
[Formula 1]
Figure 112020069455724-pat00011

(R 1 is an aromatic group, R 2 is hydrogen or an alkali metal)
제 2 항에 있어서,
상기 고분자 전해질의 중량 평균 분자량은 70,000 내지 2,000,000 범위 내인 전해질 조성물.
3. The method of claim 2,
The weight average molecular weight of the polymer electrolyte is in the range of 70,000 to 2,000,000 electrolyte composition.
제 1 항에 있어서,
상기 전해질 성분은 전기 변색성 물질을 추가로 포함하는 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The electrolyte composition further comprises an electrochromic material.
제 5 항에 있어서,
상기 전기 변색성 물질은 N,N,N',N'-테트라메틸페닐렌디아민, 비올로겐(viologen)화합물, 디프타로시아닌(diphtahlocyanine) 화합물 및 테트라티아풀발렌(tetrathiafulvalene) 화합물로부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 전해질 조성물.
6. The method of claim 5,
The electrochromic material may be selected from the group consisting of N,N,N',N'-tetramethylphenylenediamine, a viologen compound, a diphtahlocyanine compound, and a tetrathiafulvalene compound. Electrolyte composition comprising one or more selected.
제 5 항에 있어서,
상기 전기 변색성 물질의 농도는 전해질 성분 1kg을 기준으로, 0.01mol 내지 1.0mol 범위 내인 전해질 조성물.
6. The method of claim 5,
The concentration of the electrochromic material is in the range of 0.01 mol to 1.0 mol, based on 1 kg of the electrolyte component.
제 1 항에 있어서,
상기 전해질 조성물은 광경화성 수계 고분자 전해질을 포함하는 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The electrolyte composition is an electrolyte composition comprising a photocurable water-based polymer electrolyte.
제 1 항에 있어서,
상기 경화성 수지 성분은 베이스 수지; 개시제; 및 가교제를 포함하는 혼합물인 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The curable resin component is a base resin; initiator; and an electrolyte composition comprising a crosslinking agent.
제 9 항에 있어서,
상기 베이스 수지는 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합 단위를 포함하는 고분자인 전해질 조성물.
10. The method of claim 9,
The base resin is an electrolyte composition comprising a polymer unit of a (meth) acrylate monomer.
제 9 항에 있어서,
상기 개시제는 아세토페논계, 벤조인계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 트리아진계 화합물로부터 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상인 전해질 조성물.
10. The method of claim 9,
The initiator is at least one electrolyte composition selected from the group consisting of acetophenone-based, benzoin-based, benzophenone-based, thioxanthone-based, and triazine-based compounds.
제 9 항에 있어서,
상기 개시제의 함량은 베이스 수지의 0.1 내지 5mol%인 전해질 조성물.
10. The method of claim 9,
The content of the initiator is 0.1 to 5 mol% of the base resin electrolyte composition.
제 9 항에 있어서,
상기 가교제는 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합단위를 포함하는 고분자인 전해질 조성물.
10. The method of claim 9,
The crosslinking agent is an electrolyte composition comprising a polymer unit of a (meth) acrylate monomer.
제 9 항에 있어서,
상기 가교제의 함량은 베이스 수지의 1 내지 20mol%인 전해질 조성물.
10. The method of claim 9,
The content of the crosslinking agent is 1 to 20 mol% of the base resin electrolyte composition.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 유기화합물은 메탈로센 또는 그의 유도체인 전해질 조성물.
The method of claim 1,
wherein the metal organic compound is a metallocene or a derivative thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 유기화합물의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.025 내지 0.1wt% 범위 내인 전해질 조성물.
The method of claim 1,
The content of the metal organic compound is in the range of 0.025 to 0.1wt% of the curable resin component, the electrolyte composition.
제 1 항에 있어서,
상기 산화방지제는 수용성 산화방지제인 전해질 조성물.
The method of claim 1,
wherein the antioxidant is a water-soluble antioxidant.
삭제delete 전해질층을 형성하는 전해질 조성물로서,
전기 변색성 물질 및 전해질을 포함하는 전해질 성분 50 내지 90 중량부; 및
경화성 수지 및 첨가제를 포함하는 수지 성분 20 내지 40 중량부를 포함하고,
상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화방지제를 포함하며,
상기 산화방지제는 아스코르브산이고,
상기 산화방지제의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.013 내지 0.037 wt% 범위 내인 전해질 조성물.
An electrolyte composition for forming an electrolyte layer, comprising:
50 to 90 parts by weight of an electrolyte component including an electrochromic material and an electrolyte; and
20 to 40 parts by weight of a resin component including a curable resin and additives,
The additive includes a metal organic compound and an antioxidant of the metal organic compound,
the antioxidant is ascorbic acid,
The content of the antioxidant is in the range of 0.013 to 0.037 wt% of the curable resin component, the electrolyte composition.
제 19 항에 있어서,
상기 금속 유기화합물은 메탈로센인 전해질 조성물.
20. The method of claim 19,
The metal organic compound is an electrolyte composition of metallocene.
제 19 항에 있어서,
상기 전해질 성분의 pH는 1.0 내지 2.0의 범위 내인 전해질 조성물.
20. The method of claim 19,
The pH of the electrolyte component is in the range of 1.0 to 2.0 electrolyte composition.
대향 배치된 2개의 전극층;
상기 2개의 전극 사이에 형성된 전해질층;
상기 전극층 중 어느 하나의 전극층과 전해질층 사이에 존재하는 전기변색층; 및
상기 전극층 중 나머지 하나의 전극층과 전해질층 사이에 존재하는 이온저장층을 포함하고,
상기 전해질층은 전해질을 포함하는 전해질 성분, 경화성 수지를 포함하는 수지 성분, 및 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제는 금속 유기화합물 및 상기 금속 유기화합물의 산화를 방지하는 산화방지제를 포함하며,
상기 산화방지제는 아스코르브산이고,
상기 산화방지제의 함량은 경화성 수지 성분 대비 0.013 내지 0.037 wt% 범위 내인 전기변색소자.
two electrode layers facing each other;
an electrolyte layer formed between the two electrodes;
an electrochromic layer present between any one of the electrode layers and the electrolyte layer; and
An ion storage layer present between the other one of the electrode layers and the electrolyte layer,
The electrolyte layer includes an electrolyte component including an electrolyte, a resin component including a curable resin, and an additive, wherein the additive includes a metal organic compound and an antioxidant for preventing oxidation of the metal organic compound,
the antioxidant is ascorbic acid,
The content of the antioxidant is in the range of 0.013 to 0.037 wt% compared to the curable resin component of the electrochromic device.
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