KR20100045097A - Manufacturing method of lithum tungsten oxide coating material and manufacturing method of electrochromic device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of a lithium tungsten oxide coating material is provided to obtain a lithium tungsten oxide thin film with improved coloring efficiency, response speed, and charge density. CONSTITUTION: A manufacturing method of a lithium tungsten oxide coating material comprises the following steps: forming a transparent tungsten solution by dissolving tungstic acid powder or tungsten metal powder in hydrogen peroxide liquid; forming peroxo tungstic acid with a transparent orange color marked with the chemical formula WO3xH2O2xyH2O(0.05<=x<=1.0, 0.5<=y<=10) by vaporizing water and the hydrogen peroxide liquid from the tungsten solution; forming a tungsten oxide solution by dissolving the peroxo tungstic acid in an organic solvent; forming a lithium source solution; and forming lithium tungsten oxide by mixing the lithium source solution and the tungsten oxide solution.

Description

리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법 및 이를 이용한 일렉트로크로믹 소자의 제조방법{Manufacturing method of lithum tungsten oxide coating material and manufacturing method of electrochromic device}Manufacturing method of lithium tungsten oxide coating material and manufacturing method of electrochromic device using same {Manufacturing method of lithum tungsten oxide coating material and manufacturing method of electrochromic device}

본 발명은 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법 및 이를 이용한 일렉트로크로믹 소자의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프리차지 공정이 필요없고, 리튬텅스텐산화물 박막 전체에 걸쳐 리튬 이온이 균일하게 분포할 수 있어 신뢰성 및 재현성이 우수하며, 리튬텅스텐산화물 박막을 형성하는 경우에 착색효율, 응답속도, 전하밀도 특성이 우수한 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법 및 이를 이용한 일렉트로크로믹 소자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a lithium tungsten oxide coating material and a method for manufacturing an electrochromic device using the same, and more particularly, does not require a precharge process, and lithium ions can be uniformly distributed throughout the entire lithium tungsten oxide thin film. The present invention relates to a method of manufacturing a lithium tungsten oxide coating material having excellent coloring efficiency, response speed, and charge density characteristics when forming a lithium tungsten oxide thin film, and a method of manufacturing an electrochromic device using the same.

일반적으로 일렉트로크로믹 반응(electrochromism)이란 어떤 물질에 외부 전류를 가한 경우 전기화학적 환원반응(양극반응)과 산화반응(음극반응)에 의해 이온과 전자가 들어오고 나가는 반응이 일어나며, 그에 따라 물질의 색상이 가역적으로 변하게 되는 현상, 즉 전기장이 인가되면 색을 띠게 되고 반대의 전기장을 가하면 탈색되는 현상을 가리킨다. In general, electrochromism means that when an external current is applied to a substance, ions and electrons enter and exit by electrochemical reduction reaction (anode reaction) and oxidation reaction (cathode reaction). It refers to a phenomenon in which the color is reversibly changed, that is, colored when the electric field is applied, and discolored when the opposite electric field is applied.

이러한 일렉트로크로믹 반응현상은 디스플레이 소자나 스마트 유리 등을 제조하는데 응용되고 있으며, 일렉트로크로믹 재료로는 바나듐 펜타옥사이드, 코발트 옥사이드, 텅스텐 옥사이드, 텅스텐 몰리브덴 옥사이드, 플루오라이드 글래스 등이 주로 사용되고 있다. 이와 같은 일렉트로크로믹 재료(electrochromic materials)는 인가전압에 의하여 색이 변화하는 특징을 갖고 있고, 일렉트로크로믹 재료들은 인가전압이 사라지거나 극성이 반대가 되면 원래의 색으로 돌아오게 된다. The electrochromic reaction phenomenon is applied to manufacture display devices, smart glasses, and the like. As the electrochromic material, vanadium pentaoxide, cobalt oxide, tungsten oxide, tungsten molybdenum oxide, fluoride glass, etc. are mainly used. Electrochromic materials (electrochromic materials) are characterized by the color change by the applied voltage, the electrochromic materials are returned to the original color when the applied voltage disappears or the polarity is reversed.

지금까지 가장 널리 이용되고 있는 일렉트로크믹 재료는 산화텅스텐(WO3)이다. 상기 산화텅스텐은 높은 이온이동도(ion mobility)를 갖고 있으며, 가시광선 영역에서 빛을 흡수하여 청색으로 착색된다.The most widely used electrolytic material so far is tungsten oxide (WO 3 ). The tungsten oxide has high ion mobility and is colored blue by absorbing light in the visible region.

산화텅스텐과 같은 일렉트로크로믹 박막은 전기장이나 전류의 인가에 의하여 가역적인 색의 변화를 겪는다. 이러한 색의 변화는 양극적으로 변화하는 양극 일렉트로크로믹 소재와 음극적으로 색이 변화하는 음극 일렉트로크로믹 소재로 나눌 수 있다. 그리고 산화텅스텐은 대표적인 양극 일렉트로크로믹 소재라고 할 수 있다. 산화텅스텐은 프로톤이나 리튬이온이 존재하는 전해질 용액에서 음의 전기장을 가해주면 수소산화텅스텐이나 리튬텅스텐산화물이 되어 파란색으로 착색이 된다. 이를 환원착색이라고 하며 이러한 일렉트로크로믹 소재를 양극 일렉트로크로믹 소재라고 한다. 이와는 반대로 산화니켈이나 코발트 니켈 등은 양의 전기장을 가하였을 때 착색이 되는데, 이를 산화착색이라 하고 음극 일렉트로크로믹 소재라고 한다. Electrochromic thin films such as tungsten oxide undergo a reversible color change by the application of an electric field or current. Such a color change can be divided into a positive electrode electrochromic material that changes positively and a negative electrode electrochromic material that changes negatively. Tungsten oxide is a typical anode electrochromic material. Tungsten oxide becomes blue tungsten oxide or lithium tungsten oxide when a negative electric field is applied in an electrolyte solution containing protons or lithium ions. This is called reduction coloring and such an electrochromic material is called an anode electrochromic material. In contrast, nickel oxide or cobalt nickel is colored when a positive electric field is applied. This is called oxidation coloring and is called a cathode electrochromic material.

그리고 산화텅스텐 박막을 형성하는 방법은 가장 전형적인 방법으로 증착이나 스퍼터링과 같은 진공증착 장비를 사용하여 코팅하는 방법이 있고, 이는 물리적인 코팅방법이라고 할 수 있다. 또한 염화물을 고온에서 반응시키는 화학기상증착(CVD) 방법 등이 고려될 수 있는데, 이와 같은 코팅방법으로 균일한 박막을 얻을 수 있으며, 비교적 저온에서 코팅프로세스가 가능하지만, 매우 고가의 코팅장비를 사용해야 하는 단점이 있다.And the method of forming a tungsten oxide thin film is the most typical method is a coating method using a vacuum deposition equipment, such as deposition or sputtering, which can be called a physical coating method. In addition, a chemical vapor deposition (CVD) method of reacting chloride at a high temperature may be considered. A uniform thin film may be obtained by such a coating method, and a coating process may be performed at a relatively low temperature, but a very expensive coating equipment should be used. There is a disadvantage.

미국특허공보 제5,525,264호는 산화텅스텐 박막의 두께를 더 두껍게 하고 박막의 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위하여 옥살산, 말론산, 글루타르산, 아피틱산, 에틸렌디아미테트라아세트산, 글리세롤, 포름아미드 등을 10% 이내에서 소량 첨가하였을 때 착색 및 탈색시 반응속도가 빠르다는 것을 제시하고 있다.U.S. Patent No. 5,525,264 discloses oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, apicic acid, ethylenedimitateacetic acid, glycerol, formamide, etc. in order to increase the thickness of the tungsten oxide thin film and prevent cracking of the thin film. It is suggested that the reaction rate is faster when coloring and decolorizing when a small amount is added within 10%.

텅스텐분말이나 텅스텐산을 과산화수소수에 용해하는 것은 쉽게 되지만 과산화수소수에 포함된 물이나 반응하지 않은 과산화수소 등은 텅스텐박막을 코팅하는데 문제를 야기한다. 예를 들면, 물이 있을 경우, 보통의 투명전도막이 코팅된 유리 기판에는 친수성 성질에 의하여 코팅용액이 기판에 코팅되지 않고 물방울을 형성하여 박막을 형성하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. It is easy to dissolve tungsten powder or tungstic acid in hydrogen peroxide water, but water contained in hydrogen peroxide or unreacted hydrogen peroxide causes problems in coating tungsten thin films. For example, when water is present, a glass substrate coated with a transparent transparent conductive film has a problem in that it is difficult to form a thin film by forming water droplets without coating the coating solution on the substrate due to hydrophilic properties.

따라서 물이나 미반응의 과산화수소를 제거해야 하는데, 미국특허공보 제5,525,264호의 경우 먼저 알코올을 첨가한 다음, 80℃에서 반응시켜서 우유빛의 흰색 반응물을 투명한 오렌지색으로 반응하도록 유도하고 있지만, 이러한 반응은 쉽게 일어나지 않으며 이러한 반응물은 보통의 용매에 녹지 않는다는 문제점이 있다. 또한 아세틸화된 퍼록소 텅스텐산을 합성하는 데에는 아세트산을 가하여 반응을 시 키고 리플럭스 및 진공건조 과정과 필터링하는 공정이 첨가된다. 미국특허공보 제5,525,264호에 기재된 합성방법은 첨가제의 용융온도 및 끓는점에 따라서 다르지만 200℃ 미만에서는 유기물이 다 분해되어 날아가지 않는 단점이 존재한다. Therefore, it is necessary to remove water or unreacted hydrogen peroxide. In the case of US Patent No. 5,525,264, alcohol is first added and then reacted at 80 ° C. to induce the milky white reactant to be transparent orange, but this reaction is easy. There is a problem that does not occur and these reactants are insoluble in ordinary solvents. In addition, the synthesis of acetylated peroxungstic tungstic acid is carried out by adding acetic acid to react, reflux and vacuum drying and filtering. Synthesis method described in U.S. Patent No. 5,525,264 varies depending on the melting temperature and boiling point of the additive, but below 200 ° C, organic matters are decomposed and do not fly away.

또한, 산화텅스텐 코팅용액을 합성하는 경우, 텅스텐 금속분말이나 텅스텐산을 과산화수소수에 용해한 다음, 스핀코팅, 딥코팅, 그리고 스프레이코팅과 같은 코팅방법에 의하여 균일한 박막을 얻기 위해서 투명전도막이 코팅된 기판유리에 막을 형성하도록 과잉의 물과 과산화수소를 제거하여야 하는데, 이러한 과잉의 물과 과산화수소를 제거할 때 반응온도를 조절하지 않으면 산화텅스텐에 물분자가 결합한 화합물이 생성되는데, 이러한 산화텅스텐 수화물은 에탄올과 같은 용매에 용해되지 않아서 코팅용액으로는 적절하지 않은 문제점을 지니고 있다. In addition, when synthesizing the tungsten oxide coating solution, the transparent conductive film is coated in order to dissolve the tungsten metal powder or tungstic acid in hydrogen peroxide solution and then obtain a uniform thin film by a coating method such as spin coating, dip coating, and spray coating. Excess water and hydrogen peroxide must be removed to form a film on the substrate glass. If the reaction temperature is not controlled when the excess water and hydrogen peroxide are removed, a compound in which water molecules are bound to tungsten oxide is produced. It does not dissolve in a solvent such as has a problem that is not suitable as a coating solution.

또한, 본 출원인에 의하여 출원되어 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-0806694호는 일렉트로크로믹 코팅재의 제조방법 및 그의 코팅방법에 대하여 제시하고 있다. 상기 등록특허공보 제10-0806694호는 텅스텐 금속분말 또는 텅스텐산 분말을 30%의 과산화수소수에 용해한 후 잉여의 과산화수소수와 물을 제거하는 방법으로 핫플레이트 위에서 온도를 40∼80℃에서 가열하여 천천히 반응시켜서 퍼록소 텅스텐산을 합성하고 이를 에탄올에 희석하여 코팅용액을 합성하고 이 용액을 딥코팅이나 스핀 코팅을 이용하여 코팅하는 방법에 관한 것이다. In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0806694 filed and registered by the present applicant proposes a manufacturing method of the electrochromic coating material and its coating method. Patent No. 10-0806694 discloses a method of dissolving tungsten metal powder or tungstic acid powder in 30% hydrogen peroxide water and then removing excess hydrogen peroxide water and water. The present invention relates to a method of synthesizing peroxungic acid by reacting and diluting it in ethanol to synthesize a coating solution and coating the solution using dip coating or spin coating.

그러나, 상기 등록특허공보 제10-0806694호의 방법은 잉여의 과산화수소수와 물을 제거하기 위하여 반응온도를 매우 주의 깊게 조절하여야 하고, 반응온도를 조절하지 못하면 산화텅스텐 수화물이 발생하여 침전될 가능성이 높다는 단점이 있 다. 따라서 반응온도를 정교하게 조절해야 하는데, 반응시간이 1리터(ℓ) 이상 제조 시 20시간 이상 걸리는 것이 단점이다. 또한, 퍼록소 텅스텐산 용액의 합성 시간이 길어 온도조절이 용이하지 않고, 유기 용매에 용해되지 않고 침전되는 산화텅스텐 수화물이 생길 가능성이 높으며, 생성되는 퍼록소 텅스텐산의 화학조성 비율을 조절하는 것이 용이하지 않으며, 퍼록소 텅스텐산의 합성 수율이 낮다는 단점이 있다. However, the method of Korean Patent Publication No. 10-0806694 requires very careful control of the reaction temperature in order to remove excess hydrogen peroxide water and water, and if the reaction temperature is not controlled, tungsten oxide hydrate is likely to precipitate and precipitate. There are disadvantages. Therefore, the reaction temperature must be precisely controlled, but the disadvantage is that the reaction time takes more than 20 hours when preparing more than 1 liter (ℓ). In addition, the long synthesis time of the peroxrogen tungstic acid solution is not easy to control the temperature, there is a high possibility that the tungsten oxide hydrate precipitates without dissolving in the organic solvent, and controlling the chemical composition ratio of the resulting peroxungstic acid It is not easy and has the disadvantage of low synthesis yield of peroxungstic tungstic acid.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 질소 기체로 버블링(bubbling) 시키거나 회전농축 시키면서 과잉의 과산화수소와 물을 증발시키는 방법을 통하여 퍼록소텅스텐산화물을 기존의 방법보다 시간을 1/6까지 단축하는 방법을 개발하였다. 하지만 이러한 방법으로 합성한 퍼록소 텅스텐 산화물을 코팅한 비정질 산화텅스텐 박막은 보통 20∼30% 정도의 기공을 갖는데, 일렉트로크로믹 소자를 만들기 위해서는 활성화, 즉 전압을 인가하여 박막 내에 이온을 주입하는 공정을 거쳐야 한다. 이러한 공정을 프리차지(pre-charge)라고 하는데, 이를 통하여 산화텅스텐 박막 내에 프로톤 이온이나 리튬 이온이 주입되어 수소텅스텐산화물이나 리튬텅스텐산화물이 되어 일렉트로크로믹 소자가 전압의 인가에 의하여 쉽게 이온이 들어오고 나갈 수 있게 된다. 그러나, 이러한 프리차지 공정은 공정 조건 제어에 어려움이 있고, 박막 전체에서 균질한 이온이 주입되게 하기가 어려워 신뢰성이 떨어지며, 재현성이 좋지 않다는 단점이 있다. 따라서, 이러한 프리차지 공정을 없애고 보다 더 이온들의 입출입이 쉽게 일어나게 하기 위한 방법이 요구되고 있다. In order to solve this problem, the present inventors reduce perox tungsten oxide time to 1/6 by the method of evaporating excess hydrogen peroxide and water while bubbling or rotating concentration with nitrogen gas. The method was developed. However, the amorphous tungsten oxide thin film coated with the peroxo tungsten oxide synthesized by this method usually has about 20 to 30% of pores. In order to make an electrochromic device, a process of injecting ions into the thin film by activation, that is, applying a voltage, is performed. Should go through. This process is called pre-charge, through which proton ions or lithium ions are implanted into the tungsten oxide thin film to form hydrogen tungsten oxide or lithium tungsten oxide, and the electrochromic device easily receives ions by application of voltage. You can come and go. However, this precharge process has difficulty in controlling the process conditions, it is difficult to inject homogeneous ions through the entire thin film, so that the reliability is low and the reproducibility is not good. Therefore, there is a need for a method for eliminating this precharge process and making the import and export of ions easier.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 프리차지 공정이 필요없고, 리튬텅스텐산화물 박막 전체에 걸쳐 리튬 이온이 균일하게 분포할 수 있어 신뢰성 및 재현성이 우수하며, 리튬텅스텐산화물 박막을 형성하는 경우에 착색효율, 응답속도, 전하밀도 특성이 우수한 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법 및 이를 이용한 일렉트로크로믹 소자의 제조방법을 제공함에 있다. The technical problem to be achieved by the present invention does not require a precharge process, the lithium ion can be uniformly distributed throughout the lithium tungsten oxide thin film is excellent in reliability and reproducibility, the coloring efficiency in the case of forming a lithium tungsten oxide thin film, A method of manufacturing a lithium tungsten oxide coating material having excellent response speed and charge density characteristics, and a method of manufacturing an electrochromic device using the same.

본 발명은, (a) 텅스텐(W) 금속분말 또는 텅스텐산(H2WO4) 분말을 과산화수소수에 용해시켜 투명한 텅스텐 용액을 형성하는 단계와, (b) 상기 텅스텐 용액에 함유된 일정량의 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 40∼90℃의 온도에서 가열하면서 과산화수소와 물을 증발시켜 WO3·xH2O2·yH2O(0.05≤x≤1.0, 0.5≤y≤10)의 화학식을 갖는 투명한 오렌지색의 퍼록소 텅스텐산을 형성하는 단계와, (c) 상기 퍼록소 텅스텐산을 유기 용매에 용해하여 산화텅스텐 용액을 형성하는 단계와, (d) 상기 산화텅스텐 용액과 혼합될 때 혼합이 잘 일어나고 용액의 분리가 일어나지 않으며 리튬염, 수산화리튬 및 리튬텅스텐의 침전이 일어나지 않는 리튬 소스 용액을 형성하는 단계와, (e) 상기 리튬 소스 용액과 상기 산화텅스텐 용액을 혼합하여 리튬텅스텐산화물(LixWO3)을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 리튬텅스텐산화물은 텅 스텐에 대한 리튬 이온의 몰비가 0.1∼1 범위를 이루는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of (a) dissolving the tungsten (W) metal powder or tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder in hydrogen peroxide water to form a transparent tungsten solution, and (b) a certain amount of water contained in the tungsten solution Hydrogen peroxide and water were evaporated while heating at a temperature of 40-90 ° C. to remove hydrogen peroxide, thereby providing a transparent chemical having the formula WO 3 · xH 2 O 2 · yH 2 O (0.05 ≦ x ≦ 1.0, 0.5 ≦ y ≦ 10) Forming an orange perfluoro tungstic acid, (c) dissolving the perox tungstic acid in an organic solvent to form a tungsten oxide solution, and (d) mixing well when mixed with the tungsten oxide solution. Forming a lithium source solution in which no separation of the solution occurs and no precipitation of lithium salts, lithium hydroxide and lithium tungsten occurs, and (e) a lithium tungsten oxide (Li x WO) by mixing the lithium source solution and the tungsten oxide solution. 3 ) It includes forming, the lithium tungsten oxide provides a method for producing a lithium tungsten oxide coating material in which the molar ratio of lithium ions to tungsten ranges from 0.1 to 1.

상기 리튬 소스 용액은 리튬 화합물 또는 리튬염이 유기 용매에 용해된 용액, 리튬을 함유하는 알콕시드 또는 리튬아미드계 용액일 수 있다. The lithium source solution may be a solution in which a lithium compound or a lithium salt is dissolved in an organic solvent, an alkoxide or lithium amide solution containing lithium.

상기 리튬 화합물 또는 리튬염은 불화리튬(LiF), 염화리튬(LiCl), 수산화리튬(LiOH), 카르복실산리튬(LiCOOH), 질산리튬(LiNO3), 황산리튬(Li2SO4), 리튬옥시클로라이드(LiClO4) 및 리튬펜타메틸시클로펜타디에닐 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 물질일 수 있다. The lithium compound or lithium salt is lithium fluoride (LiF), lithium chloride (LiCl), lithium hydroxide (LiOH), lithium carboxylate (LiCOOH), lithium nitrate (LiNO 3 ), lithium sulfate (Li 2 SO 4 ), lithium At least one material selected from oxychloride (LiClO 4 ) and lithium pentamethylcyclopentadienyl may be.

상기 리튬 화합물 또는 리튬염을 용해하는 유기 용매는 폴리카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 알코올 및 물 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 용매일 수 있다. The organic solvent for dissolving the lithium compound or lithium salt may be at least one solvent selected from polycarbonate, tetrahydrofuran, alcohol and water.

상기 (b) 단계는, 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 40∼90℃의 온도에서 가열하면서 질소(N2) 가스를 0.1∼100ℓ/min로 주입하여 상기 텅스텐 용액을 버블링 시키면서 과산화수소와 물을 증발시켜 상기 퍼록소 텅스텐산을 형성하는 단계로 이루어질 수 있다. In the step (b), hydrogen peroxide and water are evaporated while bubbling the tungsten solution by injecting nitrogen (N 2 ) gas at 0.1 to 100 l / min while heating at a temperature of 40 to 90 ° C. to remove water and hydrogen peroxide. To form the peroxungic tungstic acid.

상기 텅스텐 용액을 버블링 시키면서 과산화수소와 물을 증발시킨 후에, 회전농축기를 사용하여 40∼90℃의 온도에서 감압 증류하여 고상인 퍼록소 텅스텐산을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. After evaporating the hydrogen peroxide and water while bubbling the tungsten solution, the method may further include distilling under reduced pressure at a temperature of 40 ° C. to 90 ° C. using a rotary concentrator to form a solid peroxungous tungstic acid.

상기 (b) 단계는, 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 40∼90℃의 온도에서 가열하면서 회전농축기를 사용하여 감압 증류하여 고상인 퍼록소 텅스텐산을 형성하는 단계로 이루어질 수 있다. The step (b) may be performed by distillation under reduced pressure using a rotary concentrator while heating at a temperature of 40 ~ 90 ℃ to remove water and hydrogen peroxide to form a solid peroxo tungstic acid.

상기 (c) 단계는, 상기 퍼록소 텅스텐산을 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올 및 2-메톡시에탄올 중에서 선택된 적어도 하나의 유기 용매에 0.1∼1M의 농도를 갖도록 혼합하여 산화텅스텐 용액을 형성하는 단계로 이루어질 수 있다. In the step (c), the tungsten oxide is mixed with at least one organic solvent selected from methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol and 2-methoxyethanol to have a concentration of 0.1 to 1 M to form a tungsten oxide solution. It can be made to the step.

또한, 본 발명은 투명 도전막이 코팅된 유리기판에 상기 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 딥코팅, 스핀코팅, 바코팅 또는 슬롯다이코팅을 이용하여 50㎚∼1㎛의 두께로 코팅하고, 100∼500℃의 온도에서 열처리하여 비정질 리튬텅스텐산화물 박막 또는 결정질 리튬텅스텐산화물 박막을 형성하는 일렉트로크로믹 소자의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is coated on a glass substrate coated with a transparent conductive film to a thickness of 50nm ~ 1㎛ using a dip coating, spin coating, bar coating or slot die coating to the lithium tungsten oxide coating solution, 100 ~ 500 ℃ It provides a method of manufacturing an electrochromic device to form an amorphous lithium tungsten oxide thin film or crystalline lithium tungsten oxide thin film by heat treatment at a temperature of.

상기 리튬텅스텐산화물 박막을 일렉트로크로믹 전극으로 사용하고, 상대 전극으로 CeO2TiO2, NiOOH 또는 플러시안 블루 박막을 사용하며, 일렉트로크로믹 전극과 상대 전극 사이에 전해질을 채우고 실링하여 일렉트로크로믹 소자를 제작할 수 있다. The lithium tungsten oxide thin film is used as an electrochromic electrode, and CeO 2 TiO 2 , NiOOH, or Flushian blue thin film is used as a counter electrode, and an electrochromic device is formed by filling and sealing an electrolyte between the electrochromic electrode and the counter electrode. Can be produced.

본 발명에 의하면, 일렉트로크로믹 소자를 제조할 때 투명 도전막이 코팅된 기판에 산화텅스텐 용액을 코팅하여 산화텅스텐 박막을 형성하고 전압을 인가하여 산화텅스텐 박막 내에 이온을 주입하는 프리차지 공정을 거칠 필요가 없으므로 공정이 단순하고 제조 시간을 단축할 수 있다. According to the present invention, when manufacturing an electrochromic device, a tungsten oxide thin film is formed by coating a tungsten oxide solution on a substrate coated with a transparent conductive film, and a precharge process is required to inject ions into the tungsten oxide thin film by applying a voltage. The process is simple and the manufacturing time can be shortened.

또한, 산화텅스텐 용액과 리튬 소스 용액을 혼합하여 균질의 리튬텅스텐산화물을 합성하고 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 투명 도전막이 코팅된 기판에 코팅하여 리튬텅스텐산화물 박막을 형성함으로써, 리튬 이온을 균일하게 주입하는 효과를 얻을 수 있으므로 프리차지 공정을 대체할 수 있고, 신뢰성이 우수한 일렉트로크로믹 소자를 얻을 수가 있으며, 재현성이 우수하다는 장점이 있다. In addition, a tungsten oxide solution and a lithium source solution are mixed to synthesize a homogeneous lithium tungsten oxide, and the lithium tungsten oxide coating solution is coated on a substrate coated with a transparent conductive film to form a lithium tungsten oxide thin film, thereby uniformly injecting lithium ions. Since the effect can be obtained, it is possible to replace the precharge process, obtain an electrochromic device having excellent reliability, and have an advantage of excellent reproducibility.

또한, 본 발명에 따라 제조된 리튬텅스텐산화물 박막은 착색효율, 응답속도, 전하밀도 특성 등이 우수하다는 장점이 있다. In addition, the lithium tungsten oxide thin film prepared according to the present invention has an advantage of excellent coloring efficiency, response speed, charge density characteristics, and the like.

또한, 퍼록소 텅스텐산 화합물을 형성할 때, 질소(N2) 가스를 이용하여 버블링시킴으로써 과산화수소와 물을 제거하는 시간을 단축할 수 있고, 합성된 퍼록소 텅스텐산 화합물의 균일성을 확보할 수 있는 장점이 있다. In addition, the buffer rokso in forming the tungstic acid compound, a nitrogen (N 2) by bubbling using a gas can shorten the time for removing the hydrogen peroxide and water, to ensure the uniformity of the synthesized spread rokso tungstate compound There are advantages to it.

또한, 회전농축기를 사용하여 진공으로 용매를 증발시키고 냉각시켜 농축시키는 경우, N2 버블링과 거의 동일한 반응시간 정도의 반응으로 매우 안정한 고상의 퍼록소 텅스텐산을 얻을 수 있고, 고상의 퍼록소 텅스텐산은 에탄올 등의 유기 용매에 대하여 용해성이 우수하여 용이하게 산화텅스텐 용액을 얻을 수 있는 장점이 있다. In addition, when the solvent is evaporated in vacuo using a rotary concentrator, cooled, and concentrated, a solid peroxotungstic acid which is very stable can be obtained by reaction of about the same reaction time as N 2 bubbling, and solid peroxungon tungsten is obtained. Acid has the advantage of being easily soluble in organic solvents such as ethanol and easily obtaining a tungsten oxide solution.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It doesn't happen.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법을 설명한다. It describes a method for producing a lithium tungsten oxide coating material according to a preferred embodiment of the present invention.

리튬텅스텐산화물 코팅재를 제조하기 위하여, 먼저 텅스텐(W) 금속분말 또는 텅스텐산(H2WO4) 분말을 과산화수소수에 농도가 0.1∼1M이 되도록 용해시킨다. 상기 용해 과정에서 급격한 발열 반응이 일어나면서 산소 및 수소 기체가 발생하므로 냉각시키면서 용해시키는 것이 바람직하다. 텅스텐(W) 금속분말 또는 텅스텐산(H2WO4) 분말이 과산화수소수에 완전히 용해되면 투명한 텅스텐 용액이 얻어진다. In order to prepare a lithium tungsten oxide coating material, first, tungsten (W) metal powder or tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder is dissolved in hydrogen peroxide so that the concentration is 0.1 to 1 M. It is preferable to dissolve while cooling because oxygen and hydrogen gas are generated while a rapid exothermic reaction occurs in the dissolution process. When the tungsten (W) metal powder or tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder is completely dissolved in hydrogen peroxide solution, a transparent tungsten solution is obtained.

과산화수소수에 용해된 텅스텐 용액을 40∼90℃로 가열하면서 물과 과산화수소를 제거하여 퍼록소 텅스텐산(peroxo tungstic acid; PTA)(WO3·xH2O2·yH2O)을 형성한다. The tungsten solution dissolved in hydrogen peroxide solution is heated to 40-90 ° C. to remove water and hydrogen peroxide to form peroxo tungstic acid (PTA) (WO 3 · xH 2 O 2 · yH 2 O).

일반적으로 퍼록소 텅스텐산은 WO3·xH2O2·yH2O의 화학식을 갖는 화합물로 알려지고 있는데, x와 y 값은 0.05≤x≤1.0와 0.5≤y≤10 정도로 알려지고 있다. 과산화수소의 결합수인 x값은 요오드적정(iodometry)법에 의하여 구할 수 있으며, y값은 열중량분석(Thermo Gravimetric Analysis; TGA)을 통하여 구할 수 있다. In general, perox tungstic acid is known as a compound having a chemical formula of WO 3 · xH 2 O 2 · yH 2 O, where x and y values are known as 0.05 ≦ x ≦ 1.0 and 0.5 ≦ y ≦ 10. The x value, the bound number of hydrogen peroxide, can be obtained by iodometry, and the y value can be obtained through thermogravimetric analysis (TGA).

텅스텐(W) 금속분말 또는 텅스텐산(H2WO4) 분말을 과산화수소를 이용해 합성한 졸(sol)은 합성하는 과정에 따라 노란색과 오렌지색의 용액이 합성되는데, 노란색의 경우 용액 내에 콜로이드 입자가 형성되어 불투명하게 되고 시간이 지남에 따라 입자가 침전되는 현상을 나타내는데, 이런 용액은 코팅의 균일성 면에서 좋지 않기 때문에 바람직하지 않으며, 오렌지색의 경우 균일하며 투명한 용액이 합성되므로 딥코팅 시 박막의 균일성, 그리고 경시 변화에 따른 용액 및 코팅막이 안정성 면에서 바람직한 용액이라고 할 수 있다. A sol synthesized with tungsten (W) metal powder or tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder using hydrogen peroxide is synthesized with yellow and orange solutions according to the synthesis process. In the case of yellow, colloidal particles are formed in the solution. It becomes opaque and particles are precipitated over time. This solution is not preferable because of poor coating uniformity. In the case of orange color, uniform and transparent solution is synthesized. And the solution and the coating film according to the change over time can be said to be the preferred solution in terms of stability.

과산화수소수에 용해된 텅스텐 용액을 40∼90℃에서 반응온도를 조절하면서 질소(N2) 버블링(bubbling), 회전농축(Rotary evaporate) 또는 이들의 혼합 방법을 이용하여 퍼록소 텅스텐산(peroxo tungstic acid; PTA)(WO3·xH2O2·yH2O)을 형성할 수도 있다. 과산화수소와 물을 제거하는 과정에서 온도가 너무 높은 경우 노란색의 침전물이 생성되거나 하얀색의 침전물이 생성될 수 있는데, 이러한 생성물은 산화텅스텐 수화물로서 알코올에는 용해되지 않는 물질이므로 온도를 40∼90℃ 정도에서 유지하는 것이 바람직하다. Tungsten solution dissolved in hydrogen peroxide solution at 40-90 ° C. with peroxo tungstic by using nitrogen (N 2 ) bubbling, rotary evaporate or a mixture thereof acid; PTA) (WO 3 · xH 2 O 2 · yH 2 O). If the temperature is too high in the process of removing hydrogen peroxide and water, yellow precipitates or white precipitates may be produced. These products are tungsten oxide hydrates, which are insoluble in alcohol, and thus the temperature is about 40 ~ 90 ℃. It is desirable to maintain.

상기 퍼록소 텅스텐산을 0.1∼1M의 농도를 갖도록 에탄올, 이소프로필 알코올, 2-메톡시에탄올과 같은 유기용매에 용해하여 투명하면서도 오렌지색을 갖는 산화텅스텐 용액을 합성한다. The peroxungic tungstic acid is dissolved in an organic solvent such as ethanol, isopropyl alcohol, or 2-methoxyethanol to have a concentration of 0.1 to 1 M to synthesize a transparent and orange tungsten oxide solution.

리튬을 함유하는 리튬 소스 용액을 투명한 오렌지색의 산화텅스텐 용액에 혼합하여 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 합성한다. A lithium tungsten oxide coating solution was synthesized by mixing a lithium source solution containing lithium into a transparent orange tungsten oxide solution.

이하에서, 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 합성하는 방법은 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of synthesizing a lithium tungsten oxide coating solution will be described in more detail.

과산화수소수에 용해된 텅스텐 용액을 40∼90℃ 정도의 온도에서 가열하면서 과산화수소와 물을 증발시켜 퍼록소 텅스텐산(peroxo tungstic acid; PTA)(WO3·xH2O2·yH2O)을 형성한다. 20부피% 정도의 용액이 남을 때까지 반응을 유지하는 것이 바람직하다. 과산화수소와 물을 제거하는 과정에서 온도가 너무 높은 경우 노란색의 침전물이 생성되거나 하얀색의 침전물이 생성될 수 있는데, 이러한 생성물은 산화텅스텐 수화물로서 알코올에는 용해되지 않는 물질이므로 온도를 40∼90℃ 정도에서 유지하는 것이 바람직하다. Hydrogen peroxide and water are evaporated while the tungsten solution dissolved in hydrogen peroxide solution is heated at a temperature of about 40 to 90 ° C. to form peroxo tungstic acid (PTA) (WO 3 · xH 2 O 2 · yH 2 O). do. It is desirable to maintain the reaction until 20% by volume of solution remains. If the temperature is too high in the process of removing hydrogen peroxide and water, yellow precipitates or white precipitates may be produced. These products are tungsten oxide hydrates, which are insoluble in alcohol, and thus the temperature is about 40 ~ 90 ℃. It is desirable to maintain.

또한, 상기 텅스텐 용액에 함유된 과량의 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 40∼90℃ 정도의 온도에서 가열하면서 질소(N2) 가스를 0.1∼100ℓ/min의 속도로 주입하여 투명 텅스텐 용액을 버블링(bubbling) 시켜 과산화수소와 물을 증발시키는 방법을 이용할 수도 있다. 20부피% 정도의 용액이 남을 때까지 반응을 유지하는 것이 바람직하다. 질소 가스를 이용하여 버블링시키는 경우 과산화수소와 물을 제거하는 시간이 단순히 가열만하면서 제거하는 방법에 비하여 1/6 정도 밖에 소요되지 않으며, 퍼록소 텅스텐산의 합성 시간을 단축할 수 있고, 합성된 퍼록소 텅스텐산 용액의 균일성을 확보할 수 있는 장점이 있다. N2 버블링을 하면서 증발시킬 경우 3시간 정도의 반응으로 원하는 퍼록소 텅스텐산을 얻을 수 있는 장점이 있고, 반응시간이 짧기 때문에 그만큼 온도조절이 용이하고, 산화텅스텐 수화물이 생길 가능이 매우 낮아 원하는 퍼록소 텅스텐산을 얻지 못하는 확률이 작아지므로 퍼록소 텅스텐산을 합성하는 수율이 올라가는 장점이 있다. In addition, in order to remove excess water and hydrogen peroxide contained in the tungsten solution, while injecting nitrogen (N 2 ) gas at a rate of 0.1 to 100 l / min while heating at a temperature of about 40 to 90 ℃ bubbling a transparent tungsten solution It is also possible to use a method of evaporating hydrogen peroxide and water by bubbling. It is desirable to maintain the reaction until 20% by volume of solution remains. In the case of bubbling using nitrogen gas, the time for removing hydrogen peroxide and water is only about 1/6 as compared to the method for removing only by heating, and it is possible to shorten the synthesis time of peroxungic acid. There is an advantage that can ensure the uniformity of the peroxo tungstic acid solution. When evaporated while bubbling with N 2 , it has the advantage of obtaining the desired peroxungstic acid in a reaction of about 3 hours, and because the reaction time is short, the temperature control is easy and the possibility of generating tungsten oxide hydrate is very low. Since the probability of not obtaining peroxo tungstic acid decreases, the yield of synthesizing peroxo tungstic acid increases.

또한, 상기 투명 텅스텐 용액에 함유된 과량의 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 과산화수소수에 용해된 텅스텐 용액을 회전농축기(Rotary evaporator)를 사용하여 40∼90℃에서 회전시키면서 감압증류하여 오렌지색의 퍼록소 텅스텐산을 합성할 수도 있다. 회전농축기를 사용하여 진공으로 용매를 증발시키고 냉각시켜 농축시키는 경우, N2 버블링과 거의 동일한 반응시간(3∼4시간) 정도의 반응으로 퍼록소 텅스텐산을 얻을 수 있는데, 이때는 매우 안정한 고상의 화합물을 얻을 수 있고, 이를 에탄올과 같은 유기 용매에 용해하여 코팅용액으로 사용할 수 있는 장점을 가진다. In addition, in order to remove excess water and hydrogen peroxide contained in the transparent tungsten solution, the tungsten solution dissolved in hydrogen peroxide solution was distilled under reduced pressure while rotating at 40 to 90 ° C. using a rotary evaporator to produce orange peroxotung tungsten. Acids can also be synthesized. When the solvent is evaporated in a vacuum using a rotary condenser, cooled, and concentrated, a peroxotungstic acid can be obtained by reacting with a reaction time (3-4 hours) which is almost the same as N 2 bubbling, in which case a very stable solid phase Compounds can be obtained, which can be dissolved in an organic solvent such as ethanol and used as a coating solution.

또한, 상기 투명 텅스텐 용액에 함유된 과량의 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 40∼90℃ 정도의 온도에서 가열하면서 질소(N2) 가스를 0.1∼100ℓ/min의 속도로 주입하여 투명 텅스텐 용액을 버블링(bubbling) 시켜 일정량의 과산화수소와 물을 증발시킨 다음, 회전농축기를 사용하여 40∼90℃에서 회전시키면서 진공으로 용매를 증발시키고 냉각시켜 농축시키는 과정을 통하여 오렌지색의 퍼록소 텅스텐산을 합성할 수도 있다. In addition, in order to remove the excess water and hydrogen peroxide contained in the transparent tungsten solution while injecting nitrogen (N 2 ) gas at a rate of 0.1 to 100 l / min while heating at a temperature of about 40 ~ 90 ℃ bubble of a transparent tungsten solution It is also possible to synthesize orange peroxrogen tungstic acid by bubbling and evaporating a certain amount of hydrogen peroxide and water, and then evaporating and cooling the solvent under vacuum while concentrating by rotating at 40 to 90 ° C. using a rotary concentrator. have.

퍼록소 텅스텐산은 WO3·xH2O2·yH2O의 형태를 갖는데, x와 y의 함량을 조절하는 것이 N2 버블링이나 회전농축기를 사용하는 경우에 더 쉬운 장점을 가진다. Peroxungstic tungstic acid has the form of WO 3 · xH 2 O 2 · yH 2 O, wherein controlling the contents of x and y has the advantage of being easier when using N 2 bubbling or rotary concentrator.

이렇게 얻어진 반응 생성물은 오렌지색의 퍼록소 텅스텐산 화합물이다. 상기 퍼록소 텅스텐산에 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올, 2-메톡시 에탄올 등의 알코올과 같은 유기 용매를 첨가하면 투명한 오렌지색의 산화텅스텐 용액이 합성된다. 퍼록소 텅스텐산이 0.1∼1M 정도의 농도를 갖도록 상기 유기 용매에 용해하여 산화텅스텐 용액을 형성하는 것이 바람직하다. The reaction product thus obtained is an orange peroxo tungstic acid compound. The addition of an organic solvent such as methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, 2-methoxy ethanol and the like to the peroxotungstic acid synthesizes a transparent orange tungsten oxide solution. It is preferable to form a tungsten oxide solution by dissolving it in the said organic solvent so that a perox tungstic acid will have a density | concentration of about 0.1-1 M.

리튬을 함유하는 리튬 소스 용액을 투명한 오렌지색의 산화텅스텐 용액에 혼합하여 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 합성한다. 이때, 리튬(Li) 이온의 양이 텅스텐(W)에 대하여 0.1∼1몰비를 이루도록 혼합하는 것이 바람직하다. 리튬(Li) 이온의 양이 텅스텐(W)에 비하여 너무 많은 경우에는 리튬염, 수산화리튬 또는 리튬텅스텐 화합물의 침전이 일어날 수 있으며, 리튬(Li) 이온의 양이 텅스텐(W)에 비하여 너무 적은 경우에는 일렉트로크로믹 소자로 제조될 때 전압의 인가에 따라 이동하는 이온의 수가 작게 되어 만족할 만한 성능의 일렉트로크로믹 소자를 기대할 수가 없다. 텅스텐(W)에 대한 리튬(Li) 이온의 몰비가 0.1∼1 정도를 이룰 때 리튬염, 수산화리튬 또는 리튬텅스텐 화합물의 침전이 일어나지 않으면서도 일렉트로크로믹 소자로 제조될 때 전압의 인가에 따라 이동하는 이온의 수도 적절하여 만족할 만한 성능의 일렉트로크로믹 소자를 기대할 수 있으며, 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 코팅하여 박막을 형성하는 경우에도 투명 도전막이 코팅된 유리 기판에 잘 부착될 수가 있다. A lithium tungsten oxide coating solution was synthesized by mixing a lithium source solution containing lithium into a transparent orange tungsten oxide solution. At this time, it is preferable to mix so that the quantity of lithium (Li) ion may be 0.1-1 mole ratio with respect to tungsten (W). If the amount of lithium (Li) ions is too large compared to tungsten (W), precipitation of lithium salts, lithium hydroxide or lithium tungsten compounds may occur, and the amount of lithium (Li) ions is too small compared to tungsten (W). In this case, when the electrochromic device is manufactured, the number of ions moving with the application of the voltage is small, so that an electrochromic device having satisfactory performance cannot be expected. When the molar ratio of lithium (Li) ions to tungsten (W) is about 0.1 to 1, the lithium salt, lithium hydroxide, or lithium tungsten compound does not precipitate, but moves with application of voltage when manufactured as an electrochromic device. Electrochromic devices with satisfactory performance can be expected because the number of ions is appropriate, and even when a thin film is formed by coating a lithium tungsten oxide coating solution, the transparent conductive film can be adhered well to the coated glass substrate.

상기 리튬 소스 용액은 리튬 화합물 또는 리튬염이 유기 용매에 용해된 용액, 리튬을 함유하는 알콕시드 또는 리튬디메틸아미드와 같은 리튬아미드계 용액일 수 있다. 상기 알콕시드는 리튬부톡시드, 리튬에톡시드, 리튬메톡시드 등일 수 있 다. 상기 리튬 화합물 또는 리튬염은 불화리튬(LiF), 염화리튬(LiCl), 수산화리튬(LiOH), 카르복실산리튬(LiCOOH), 질산리튬(LiNO3), 황산리튬(Li2SO4), 리튬옥시클로라이드(LiClO4), 리튬펜타메틸시클로펜타디에닐 등과 같이 리튬을 함유하는 화합물 또는 염이다. 상기 리튬 화합물 또는 리튬염을 용해하는 유기 용매는 산화텅스텐 용액과 리튬 소스 용액을 혼합하였을 때 서로 혼합이 잘 일어나고 침전이나 용액의 분리가 일어나지 않으며, 리튬염, 수산화리튬, 리튬텅스텐의 침전이 일어나지 않는 폴리카보네이트(polycarbonate), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran; THF), 알코올, 물 등의 용매를 사용한다. The lithium source solution may be a solution in which a lithium compound or a lithium salt is dissolved in an organic solvent, a lithium amide-based solution such as alkoxide or lithium dimethylamide containing lithium. The alkoxide may be lithium butoxide, lithium ethoxide, lithium methoxide and the like. The lithium compound or lithium salt is lithium fluoride (LiF), lithium chloride (LiCl), lithium hydroxide (LiOH), lithium carboxylate (LiCOOH), lithium nitrate (LiNO 3 ), lithium sulfate (Li 2 SO 4 ), lithium Lithium-containing compounds or salts such as oxychloride (LiClO 4 ), lithium pentamethylcyclopentadienyl and the like. When the tungsten oxide solution and the lithium source solution are mixed, the organic solvent dissolving the lithium compound or the lithium salt is well mixed with each other, and precipitation or separation of the solution does not occur, and precipitation of lithium salt, lithium hydroxide, or lithium tungsten does not occur. Solvents such as polycarbonate, tetrahydrofuran (THF), alcohols and water are used.

이하에서, 상기 산화텅스텐 박막을 형성하는 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of forming the tungsten oxide thin film will be described.

투명 도전막이 코팅된 기판(예컨대, 유리 기판)에 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 딥코팅, 스핀코팅, 바코팅 또는 슬롯다이코팅 등의 방법을 이용하여 50㎚∼1㎛의 두께로 코팅하고, 100∼500℃의 온도에서 열처리하여 비정질 리튬텅스텐산화물 박막 또는 결정질 리튬텅스텐산화물 박막을 형성한다. Lithium tungsten oxide coating solution was coated on a transparent conductive film-coated substrate (eg, a glass substrate) to a thickness of 50 nm to 1 μm using a method such as dip coating, spin coating, bar coating, or slot die coating. Heat treatment at a temperature of 500 ℃ to form an amorphous lithium tungsten oxide thin film or crystalline lithium tungsten oxide thin film.

딥코팅을 이용하여 리튬텅스텐산화물 박막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 리튬텅스텐산화물 코팅용액에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)와 같은 투명 도전막이 코팅된 유리 기판을 디핑(dipping)한다. 즉, 투명 도전막이 코팅된 유리 기판을 리튬텅스텐산화물 코팅용액이 채워진 욕조 안에 담근다. 상기 유리기판을 상기 리튬텅스텐산화물 코팅용액에 담근 다음, 끌어내는 속도를 50∼200㎜/min로 조절하면서 상기 유리기판을 꺼낸다. 코팅하려는 면 의 뒷면에 묻어있는 코팅용액은 에탄올 등으로 닦아낸다. 상기 유리기판 대신에 PET(polyethylene terephthalate)와 같은 폴리머 필름을 사용할 수도 있음은 물론이다. A case of forming a lithium tungsten oxide thin film using dip coating will be described as an example. Dipping a glass substrate coated with a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) or fluorine-doped tin oxide (FTO) in a lithium tungsten oxide coating solution. That is, the glass substrate coated with the transparent conductive film is dipped in a bath filled with a lithium tungsten oxide coating solution. The glass substrate is immersed in the lithium tungsten oxide coating solution, and then the glass substrate is taken out while adjusting the extraction speed to 50 to 200 mm / min. Wipe the coating solution on the back side of the surface to be coated with ethanol. Of course, a polymer film such as polyethylene terephthalate (PET) may be used instead of the glass substrate.

리튬텅스텐산화물 코팅용액이 코팅된 유리 기판을 일정 온도(예컨대, 80∼120℃, 바람직하게는 100℃)의 가열판이나 건조오븐에서 일정 시간 동안(예컨대, 5∼30분) 건조한 다음, 500℃ 이하의 온도(예컨대, 100∼500℃)에서 열처리하여 원하는 리튬텅스텐산화물 박막을 형성한다. 상기 건조에 의해 리튬텅스텐산화물 코팅용액에 함유된 알코올과 같은 유기 용매는 휘발하게 된다. 상기 열처리 온도가 너무 낮을 경우에는 기판과 리튬텅스텐산화물 박막 사이의 결합력이 약하기 때문에 쉽게 벗겨질 수 있고, 열처리 온도가 너무 높을 경우에는 막이 치밀화되기 때문에 일렉트로크로믹 특성이 열화될 수 있다. 300℃ 미만의 열처리 온도에서는 비정질 리튬텅스텐산화물 박막이 형성될 수 있고, 300∼500℃ 범위의 열처리 온도에서 결정질 리튬텅스텐산화물 박막이 형성될 수 있다. The glass substrate coated with the lithium tungsten oxide coating solution is dried on a heating plate or drying oven at a predetermined temperature (for example, 80 to 120 ° C., preferably 100 ° C.) for a predetermined time (for example, 5 to 30 minutes), and then 500 ° C. or less. Heat treatment at a temperature of 100 to 500 ° C. to form a desired lithium tungsten oxide thin film. The drying causes the organic solvent such as alcohol contained in the lithium tungsten oxide coating solution to volatilize. If the heat treatment temperature is too low, the bonding force between the substrate and the lithium tungsten oxide thin film is weak, and can be easily peeled off. If the heat treatment temperature is too high, the electrochromic properties may be degraded because the film is densified. An amorphous lithium tungsten oxide thin film may be formed at a heat treatment temperature of less than 300 ° C., and a crystalline lithium tungsten oxide thin film may be formed at a heat treatment temperature in a range of 300 ° C. to 500 ° C. FIG.

코팅된 리튬텅스텐산화물 박막의 두께는 리튬텅스텐산화물 코팅용액으로부터 유리 기판을 끌어내는 속도에 따라 변화하는데, 끌어내는 속도를 빠르게 할 경우에는 리튬텅스텐산화물 박막의 두께가 두껍게 되고 끌어내는 속도를 느리게 할 경우에는 리튬텅스텐산화물 박막의 두께가 얇아지게 되므로 끌어내는 속도를 적절하게 조절하여 리튬텅스텐산화물 박막의 두께를 조절할 수 있다. 또한, 코팅된 리튬텅스텐산화물 박막의 두께는 리튬텅스텐산화물 코팅용액의 점도에 따라 변화하는데, 리튬텅스텐산화물 코팅용액의 점도가 작을 경우에는 리튬텅스텐산화물 박막의 두께가 얇게 되고 점도가 높을 경우에는 리튬텅스텐산화물 박막의 두께가 두꺼워지게 되므로 리튬텅스텐산화물 코팅용액의 점도를 적절하게 조절하여 리튬텅스텐산화물 박막의 두께를 조절할 수 있다. The thickness of the coated lithium tungsten oxide thin film varies with the speed of drawing the glass substrate from the lithium tungsten oxide coating solution. When the drawing speed is increased, the thickness of the lithium tungsten oxide thin film becomes thick and the drawing speed is slowed. Since the thickness of the lithium tungsten oxide thin film is thinned, it is possible to control the thickness of the lithium tungsten oxide thin film by appropriately adjusting the extraction speed. In addition, the thickness of the coated lithium tungsten oxide thin film changes depending on the viscosity of the lithium tungsten oxide coating solution. Since the thickness of the oxide thin film becomes thick, the thickness of the lithium tungsten oxide thin film may be controlled by appropriately adjusting the viscosity of the lithium tungsten oxide coating solution.

이와 같이 제조된 리튬텅스텐산화물 박막은 일렉트로크로믹 전극으로 사용할 수 있으며, 상대 전극으로 CeO2TiO2, NiOOH, 플러시안 블루(prussian blue)와 같은 박막을 사용하고 일렉트로크로믹 전극과 상대 전극 사이에 리튬옥시클로라이드(LiClO4)와 같은 전해질을 채우고 실링(sealing)하여 일렉트로크로믹 소자를 제작할 수 있다. The lithium tungsten oxide thin film thus prepared may be used as an electrochromic electrode, and a thin film such as CeO 2 TiO 2 , NiOOH, or prussian blue may be used as a counter electrode, and may be disposed between the electrochromic electrode and the counter electrode. An electrochromic device may be manufactured by filling and sealing an electrolyte such as lithium oxychloride (LiClO 4 ).

본 발명은 하기의 실시예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실시예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.The invention is described in more detail with reference to the following examples, which are not intended to limit the invention.

<실시예 1><Example 1>

텅스텐산(H2WO4) 분말을 30%의 과산화수소수에 농도가 1M이 되도록 용해한다. 과산화수소수에 텅스텐산(H2WO4)이 용해된 투명한 텅스텐 용액을 핫플레이트에서 60℃의 온도로 가열하면서 과량의 과산화수소와 물을 증발시킨다. 20부피% 정도의 퍼록소 텅스텐산 화합물이 남아있을 때 반응을 멈춘다. 이때 얻어진 퍼록소 텅스텐산 화합물은 WO3·0.13H2O2·10.0H2O이 된다. 얻어진 퍼록소 텅스텐산 화합물을 에탄올에 첨가하여 산화텅스텐 농도가 1M이 되도록 하여 투명한 오렌지색의 산화텅 스텐 용액을 합성한다. 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 용액에 1M이 되도록 LiClO4를 용해한다. 얻어진 1M LiClO4 폴리카보네이트(PC) 용액을 앞서 합성한 산화텅스텐 용액과 혼합하여 리튬(Li) 함량이 텅스텐(W) 대비 0.1∼1몰비가 되도록 LixWO3 코팅용액을 합성한다. Tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder is dissolved in 30% hydrogen peroxide solution to a concentration of 1 M. Excess hydrogen peroxide and water are evaporated while the transparent tungsten solution in which tungstic acid (H 2 WO 4 ) is dissolved in hydrogen peroxide solution is heated to a temperature of 60 ° C. on a hot plate. The reaction stops when 20% by volume of the peroxotungstic acid compound remains. The resulting buffer rokso tungstate compound is a WO 3 · 0.13H 2 O 2 · 10.0H 2 O. The obtained peroxotungstic acid compound is added to ethanol to have a tungsten oxide concentration of 1 M to synthesize a transparent orange tungsten oxide solution. Dissolve LiClO 4 to 1M in polycarbonate (PC) solution. The obtained 1M LiClO 4 polycarbonate (PC) solution is mixed with the previously synthesized tungsten oxide solution to synthesize a Li x WO 3 coating solution so that the lithium (Li) content is 0.1 to 1 molar ratio relative to tungsten (W).

<실시예 2><Example 2>

텅스텐산(H2WO4) 분말을 30%의 과산화수소수에 농도가 1M이 되도록 용해한다. 과산화수소수에 텅스텐산(H2WO4)이 용해된 투명한 텅스텐 용액을 60℃의 온도에서 가열하면서 N2 가스를 10ℓ/min의 속도로 버블링하면서 과량의 과산화수소와 물을 증발시킨다. 20부피% 정도의 퍼록소 텅스텐산 화합물이 남아있을 때 반응을 멈춘다. 이때 얻어진 퍼록소 텅스텐산 화합물은 WO3·0.16H2O2·7.10H2O이 된다. 얻어진 퍼록소 텅스텐산 화합물을 에탄올에 첨가하여 산화텅스텐 농도가 1M이 되도록 하여 투명한 오렌지색의 산화텅스텐 용액을 합성한다. 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 용액에 1M이 되도록 LiClO4를 용해한다. 얻어진 1M LiClO4 폴리카보네이트(PC) 용액을 앞서 합성한 산화텅스텐 용액과 혼합하여 리튬(Li) 함량이 텅스텐(W) 대비 0.1∼1몰비가 되도록 LixWO3 코팅용액을 합성한다. Tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder is dissolved in 30% hydrogen peroxide solution to a concentration of 1 M. Excess hydrogen peroxide and water are evaporated while bubbling N 2 gas at a rate of 10 l / min while heating a transparent tungsten solution in which tungstic acid (H 2 WO 4 ) is dissolved in hydrogen peroxide solution at a temperature of 60 ° C. The reaction stops when 20% by volume of the peroxotungstic acid compound remains. The resulting buffer rokso tungstate compound is a WO 3 · 0.16H 2 O 2 · 7.10H 2 O. The obtained peroxotungstic acid compound is added to ethanol to have a tungsten oxide concentration of 1 M to synthesize a transparent orange tungsten oxide solution. Dissolve LiClO 4 to 1M in polycarbonate (PC) solution. The obtained 1M LiClO 4 polycarbonate (PC) solution is mixed with the previously synthesized tungsten oxide solution to synthesize a Li x WO 3 coating solution so that the lithium (Li) content is 0.1 to 1 molar ratio relative to tungsten (W).

<실시예 3><Example 3>

실시예 1에서와 같이 텅스텐산(H2WO4) 분말을 30%의 과산화수소수에 농도가 1M이 되도록 용해한다. 과산화수소수에 텅스텐산(H2WO4)이 용해된 투명한 텅스텐 용액을 60℃의 온도에서 가열하면서 N2 가스를 10ℓ/min의 속도로 버블링하면서 과량의 과산화수소와 물을 증발시킨다. N2 버블링을 통하여 20부피% 정도의 퍼록소 텅스텐산 화합물이 남을 때까지 반응시킨 후, 이 반응물을 회전농축기에 넣어서 온도를 60℃ 정도에서 감압 증류하여 퍼록소 텅스텐산 화합물이 WO3·0.15H2O2·3H2O 형태를 갖도록 합성한다. 이때 얻어지는 화합물은 고체형태로 에탄올과 물에 용해되는 화합물이다. 얻어진 퍼록소 텅스텐산 화합물을 에탄올에 용해하여 산화텅스텐 농도가 1M이 되도록 용액을 합성하여 산화텅스텐 용액을 합성한다. 이 산화텅스텐 용액과 실시예 1에서 얻어진 1M LiClO4 폴리카보네이트(PC) 용액을 혼합하여 리튬(Li) 함량이 텅스텐(W) 대비 0.1∼1몰비가 되도록 LixWO3 코팅용액을 합성한다. As in Example 1, tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder is dissolved in 30% hydrogen peroxide solution to a concentration of 1 M. Excess hydrogen peroxide and water are evaporated while bubbling N 2 gas at a rate of 10 l / min while heating a transparent tungsten solution in which tungstic acid (H 2 WO 4 ) is dissolved in hydrogen peroxide solution at a temperature of 60 ° C. After the reaction is carried out by N 2 bubbling until about 20% by volume of the perfluoro tungstic acid compound remains, the reactant is placed in a rotary concentrator and the temperature is distilled under reduced pressure at about 60 ° C to obtain the peroxotungstic acid compound WO 3 · 0.15. It is synthesized to have H 2 O 2 · 3H 2 O form. The obtained compound is a compound which is dissolved in ethanol and water in solid form. The obtained peroxungstic acid compound is dissolved in ethanol to synthesize a solution such that the concentration of tungsten oxide is 1 M, and a tungsten oxide solution is synthesized. The tungsten oxide solution and the 1M LiClO 4 polycarbonate (PC) solution obtained in Example 1 were mixed to synthesize a Li x WO 3 coating solution so that the lithium (Li) content was 0.1 to 1 molar ratio relative to tungsten (W).

<실시예 4> <Example 4>

실시예 1에서와 같이 텅스텐산(H2WO4) 분말을 30%의 과산화수소수에 용해한다. 얻어진 용액을 실시예 2에서는 N2 버블링으로 과량의 과산화수소와 물을 증발시키지만, 여기서는 과산화수소수에 텅스텐산(H2WO4)이 용해된 투명한 텅스텐 용액을 회전농축기에 넣은 후 40∼90℃에서 감압 증류하여 잉여의 과산화수소와 물을 증류 해내고, 고체의 퍼록소 텅스텐산 화합물이 남을 때까지 반응을 시킨다. 이때 얻어지는 화합물은 WO3·0.15H2O2·0.5H2O이 된다. 얻어진 퍼록소 텅스텐산 화합물을 에탄올에 용해하여 산화텅스텐 농도가 1M이 되도록 하여 산화텅스텐 용액을 합성한다. 이 산화텅스텐 용액과 실시예 1에서 얻어진 1M LiClO4 폴리카보네이트(PC) 용액을 혼합하여 리튬(Li) 함량이 텅스텐(W) 대비 0.1∼1몰비가 되도록 LixWO3 코팅용액을 합성한다. As in Example 1, tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder is dissolved in 30% hydrogen peroxide solution. In Example 2, the excess solution of hydrogen peroxide and water was evaporated by bubbling N 2 , but in this case, a transparent tungsten solution in which tungstic acid (H 2 WO 4 ) was dissolved in hydrogen peroxide solution was added to a rotary concentrator at 40 to 90 ° C. After distillation under reduced pressure, excess hydrogen peroxide and water are distilled off, and the reaction is allowed to remain until a solid peroxungate compound is left. The obtained compound is a WO 3 · 0.15H 2 O 2 · 0.5H 2 O. A tungsten oxide solution is synthesized by dissolving the obtained peroxotungic acid compound in ethanol so that the concentration of tungsten oxide is 1M. The tungsten oxide solution and the 1M LiClO 4 polycarbonate (PC) solution obtained in Example 1 were mixed to synthesize a Li x WO 3 coating solution so that the lithium (Li) content was 0.1 to 1 molar ratio relative to tungsten (W).

<실시예 5>Example 5

실시예 1 내지 4에서 합성한 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 딥코팅 방법에 의하여 ITO(Indium Tin Oxide) 투명전도막이 형성된 유리 기판 위에 코팅한다. 즉, 상기 유리기판을 상기 리튬텅스텐산화물 용액에 담근 다음, 두께가 200㎚ 정도가 되도록 끌어내는 속도를 100㎜/min 정도로 조절하여 코팅한다. 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 유리기판에 코팅한 후, 100℃에서 10분 동안 건조하고, 100∼500℃에서 1시간 열처리하여 WO3 박막을 형성한다. The lithium tungsten oxide coating solution synthesized in Examples 1 to 4 is coated on a glass substrate on which an indium tin oxide (ITO) transparent conductive film is formed by a dip coating method. That is, the glass substrate is immersed in the lithium tungsten oxide solution, and then the coating rate is adjusted to about 100 mm / min so that the thickness is about 200 nm. After coating the lithium tungsten oxide coating solution on the glass substrate, it is dried for 10 minutes at 100 ℃, heat treatment at 100 ~ 500 1 hour to form a WO 3 thin film.

<비교예>Comparative Example

텅스텐산(H2WO4) 분말을 30%의 과산화수소수에 농도가 1M이 되도록 용해한다. 과산화수소수에 텅스텐산 (H2WO4)이 용해된 투명한 텅스텐 용액을 핫플레이트에 서 60℃의 온도로 가열하면서 과량의 과산화수소와 물을 증발시킨다. 20부피% 정도의 퍼록소 텅스텐산 화합물이 남아있을 때 반응을 멈춘다. 이때 얻어진 퍼록소 텅스텐산 화합물은 요오드적정법과 DSC/TG 열분석에 의하여 WO3·0.13H2O2·10.0H2O이 되는 것을 확인하였다. 얻어진 퍼록소 텅스텐산 화합물을 에탄올에 첨가하여 산화텅스텐 농도가 1M이 되도록 하여 투명한 오렌지색의 산화텅스텐 용액을 합성한다. Tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder is dissolved in 30% hydrogen peroxide solution to a concentration of 1 M. The excess tungsten peroxide and water are evaporated while the transparent tungsten solution in which tungstic acid (H 2 WO 4 ) is dissolved in hydrogen peroxide solution is heated to a temperature of 60 ° C. on a hot plate. The reaction stops when 20% by volume of the peroxotungstic acid compound remains. It was confirmed that the peroxungstic acid compound obtained at this time was WO 3 · 0.13H 2 O 2 · 10.0H 2 O by iodine titration and DSC / TG thermal analysis. The obtained peroxotungstic acid compound is added to ethanol to have a tungsten oxide concentration of 1 M to synthesize a transparent orange tungsten oxide solution.

합성한 산화텅스텐 용액을 딥코팅 방법에 의하여 ITO(Indium Tin Oxide) 투명전도막이 형성된 유리 기판 위에 코팅한다. 즉, 상기 유리기판을 상기 산화텅스텐 용액에 담근 다음, 두께가 200㎚ 정도가 되도록 끌어내는 속도를 100㎜/min 정도로 조절하여 코팅한다. 산화텅스텐 용액을 유리기판에 코팅한 후 100℃에서 10분 건조하고, 100∼500℃에서 1시간 열처리하여 WO3 박막을 형성한다. The synthesized tungsten oxide solution is coated on a glass substrate on which an indium tin oxide (ITO) transparent conductive film is formed by a dip coating method. That is, the glass substrate is immersed in the tungsten oxide solution, and then the coating rate is adjusted to about 100 mm / min so that the thickness is about 200 nm. The tungsten oxide solution was coated on a glass substrate, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and heat treated at 100 to 500 ° C. for 1 hour to form a WO 3 thin film.

도 1은 WO3의 열처리 온도에 따른 XRD(X-Ray Diffraction) 패턴을 나타낸 그래프이고, 도 2는 Li0.3WO3의 열처리 온도에 따른 XRD 패턴을 나타낸 그래프이며, 도 3은 Li0.5WO3의 열처리 온도에 따른 XRD 패턴을 나타낸 그래프이다. 도 1 내지 도 3에서 (a)는 200℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (b)는 300℃에서 열처리한 경우를 나타내며, (c)는 400℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (d)는 500℃에서 열처리한 경우를 나타낸다. 도 1은 비교예에 따라 산화텅스텐 용액을 합성하여 딥코팅 방법으로 코팅한 경우에 대한 것이고, 도 2 및 도 3은 실시예 2에 따라 리튬텅스텐산 화물 코팅용액을 합성하여 딥코팅 방법으로 코팅한 경우에 대한 것이다. 1 is a graph showing the XRD (X-Ray Diffraction) pattern of the heat treatment temperature of the WO 3, Figure 2 is a graph showing the XRD pattern of the heat treatment temperature of the Li 0.3 WO 3, in Figure 3 Li 0.5 WO 3 A graph showing the XRD pattern according to the heat treatment temperature. 1 to 3, (a) shows a case of heat treatment at 200 ° C., (b) shows a case of heat treatment at 300 ° C., (c) shows a case of heat treatment at 400 ° C., and (d) shows 500. The case of heat processing at ° C is shown. 1 shows a case in which a tungsten oxide solution is synthesized and coated by a dip coating method according to a comparative example, and FIGS. 2 and 3 show a case in which a lithium tungsten acid cargo coating solution is synthesized and coated by a dip coating method. It is about the case.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 각각 300℃까지는 결정상이 나타나지 않는 것을 통하여 비정질상으로 존재하는 것을 알 수 있고, 400℃에서 결정상이 나타나기 시작하였다. WO3의 경우 400℃에서 단사정의 결정이 생성되고, 500℃에서 사방정의 결정이 생성되는 것으로 알려져 있다. Li0.3WO3의 경우 400℃에서부터 Li2W4O13의 결정상이 생성되는 것을 12-14o 부근의 피크를 통하여 확인할 수 있다. 즉, WO3 결정상이 존재하면서 Li2W4O13의 결정상이 생성되는 것을 알 수 있다. Li0.5WO3의 경우도 비슷한데, 다만 WO3의 주피크인 23o 부근의 피크가 세 개의 피크에서 한 개로 줄어드는 것을 알 수 있다. 이는 리튬 함량의 증가와 더불어 WO3의 결정피크가 큐빅으로 전환되는 것으로 생각된다. 1 to 3, it can be seen that the amorphous phase exists through the absence of the crystalline phase up to 300 ° C., respectively, and the crystalline phase began to appear at 400 ° C. FIG. For WO 3 it is known that monoclinic crystals are produced at 400 ° C. and tetragonal crystals are produced at 500 ° C. In the case of Li 0.3 WO 3 , it can be confirmed through the peak around 12-14 o that a crystal phase of Li 2 W 4 O 13 is formed from 400 ° C. That is, it can be seen that the crystal phase of Li 2 W 4 O 13 is generated while the WO 3 crystal phase is present. The case of Li 0.5 WO 3 is similar, but it can be seen that the peak around 23 o , the main peak of WO 3 , decreases from three peaks to one. This is thought to be the conversion of the crystal peaks of WO 3 into cubic with increasing lithium content.

도 4는 200℃에서 1시간 동안 열처리한 LixWO3 박막의 주사전자현미경 사진들이다. 도 4는 실시예 2에 따라 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 합성하여 딥코팅 방법으로 코팅하여 LixWO3 박막을 형성한 경우에 대한 것으로, 도 4의 (a)는 x가 0.1인 Li0.1WO3 박막에 대한 것이고, (b)는 x가 0.3인 Li0.3WO3 박막에 대한 것이며, (c)는 x가 0.4인 Li0.4WO3 박막에 대한 것이고, (d)는 x가 0.5인 Li0.5WO3 박막에 대한 것이다. 도 4를 참조하면, 도 1 내지 도 3에 나타낸 XRD 패턴에서 본 바와 같이 200℃에서 열처리한 경우 비정질인 것을 알 수 있다. 하지만 주사전자현미경 상에서는 x가 0.1인 Li0.1WO3 박막과 x가 0.3인 Li0.3WO3 박막에서는 미세한 그레인(grain)이 존재하는 것처럼 보이며, x가 0.4인 Li0.4WO3 박막과 x가 0.5인 Li0.5WO3 박막에서는 큰 그레인이 존재하는 것으로 보이지만, 모두 비정질인 것을 알 수 있다. 4 are scanning electron micrographs of a Li x WO 3 thin film heat treated at 200 ° C. for 1 hour. 4 shows a case of forming a Li x WO 3 thin film by synthesizing a lithium tungsten oxide coating solution according to Example 2 and coated by a dip coating method, Figure 4 (a) is Li 0.1 WO 3 x x 0.1 For thin films, (b) for Li 0.3 WO 3 thin films with x of 0.3, (c) for Li 0.4 WO 3 thin films with x of 0.4, and (d) for Li 0.5 WO with x of 0.5 3 for thin film. Referring to FIG. 4, it can be seen that when the heat treatment is performed at 200 ° C. as shown in the XRD patterns shown in FIGS. 1 to 3, it is amorphous. On a scanning electron microscope, however, fine grains appear in the Li 0.1 WO 3 thin film with x of 0.1 and the Li 0.3 WO 3 thin film with x of 0.3, and the Li 0.4 WO 3 thin film with x of 0.4 and x of 0.5 Although large grains appear to be present in the Li 0.5 WO 3 thin film, it can be seen that they are all amorphous.

도 5는 열처리 온도에 따른 Li0.3WO3 박막의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다. 도 5는 실시예 2에 따라 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 합성하여 딥코팅 방법으로 코팅하여 LixWO3 박막을 형성한 경우에 대한 것으로, 도 5의 (a)는 200℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (b)는 300℃에서 열처리한 경우를 나타내며, (c)는 400℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (d)는 500℃에서 열처리한 경우를 나타낸다.5 shows a scanning electron micrograph of a Li 0.3 WO 3 thin film according to the heat treatment temperature. FIG. 5 illustrates a case of forming a Li x WO 3 thin film by synthesizing a lithium tungsten oxide coating solution according to Example 2 and coating the same by a dip coating method. FIG. (b) shows the case of heat treatment at 300 ° C, (c) shows the case of heat treatment at 400 ° C, and (d) shows the case of heat treatment at 500 ° C.

도 5를 참조하면, 300℃까지는 결정립이 나타나지 않은 비정질 상이지만, 400℃에서는 판상의 결정 및 봉상의 결정들이 형성되는 것을 알 수 있다. 500℃에서는 이러한 결정들이 치밀화되는 경향을 보인다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the crystal phase does not appear up to 300 ° C., but at 400 ° C., plate crystals and rod crystals are formed. At 500 ° C., these crystals tend to be densified.

도 6은 리튬의 첨가량에 따른 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막의 전하밀도 특성을 나타낸 것이다. 도 6에서 (a)는 x가 0인 WO3 박막의 전하밀도를 나타낸 것이고, (b)는 x가 0.1인 Li0.1WO3 박막의 전하밀도를 나타낸 것이며, (c)는 x가 0.2인 Li0.2WO3 박막의 전하밀도를 나타낸 것이고, (d)는 x가 0.3인 Li0.3WO3 박막의 전하밀 도를 나타낸 것이며, (e)는 x가 0.4인 Li0.4WO3 박막의 전하밀도를 나타낸 것이고, (f)는 x가 0.5인 Li0.5WO3 박막의 전하밀도를 나타낸 것이다. 도 6의 (b) 내지 (f)는 실시예 2에 따라 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 합성하여 딥코팅 방법으로 코팅하고 200℃에서 1시간 동안 열처리하여 리튬텅스텐산화물 박막을 형성한 경우의 그래프이고, 도 6의 (a)를 나타내는 비교예에 따라 산화텅스텐 용액을 합성하여 딥코팅 방법으로 코팅하고 200℃에서 1시간 동안 열처리하여 텅스텐산화물 박막을 형성한 경우의 그래프이다. 6 shows charge density characteristics of a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film according to the amount of lithium added. In FIG. 6, (a) shows the charge density of the WO 3 thin film with x being 0, (b) shows the charge density of the Li 0.1 WO 3 thin film with x being 0.1, and (c) is Li with x being 0.2 The charge density of a 0.2 WO 3 thin film is shown, (d) shows the charge density of a Li 0.3 WO 3 thin film with x of 0.3, and (e) the charge density of a Li 0.4 WO 3 thin film with x of 0.4. (F) shows the charge density of a Li 0.5 WO 3 thin film having x of 0.5. 6 (b) to (f) is a lithium tungsten oxide coating solution according to Example 2 synthesized and coated by a dip coating method A graph showing a case of forming a lithium tungsten oxide thin film by heat treatment at 200 ° C. for 1 hour, and synthesizing the tungsten oxide solution according to the comparative example of FIG. It is a graph when a tungsten oxide thin film is formed by heat treatment.

도 6에 나타난 바와 같이 전하밀도는 리튬을 첨가하지 않은 텅스텐산화막(WO3)이 가장 큰 전하밀도를 나타내고 있다. 그리고, 텅스텐 대비 리튬 이온의 몰비가 0.3인 경우까지는 약 21 mC/cm2의 전하밀도를 나타내고 있으며, 텅스텐 대비 리튬 이온의 몰비가 0.4인 경우(도 6에서 (e)인 경우)가 가장 낮은 전하밀도를 가졌다.As shown in FIG. 6, the tungsten oxide film WO 3 having no lithium added showed the largest charge density. The charge density was about 21 mC / cm 2 until the molar ratio of tungsten to lithium was 0.3, and the lowest charge was when the molar ratio of lithium to tungsten was 0.4 ((e) in FIG. 6). Had a density.

도 7은 리튬 이온 첨가에 따른 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막의 투과율 변화를 나타낸 그래프이다. 도 7은 도 6의 경우와 동일한 조건으로 제조된 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막 및 텅스텐산화물 박막에 대한 것으로서, ±1V의 전압을 30초 동안 인가하면서 632㎚의 레이저(laser)를 사용하여 가시광선 영역의 투과율을 측정한 값이다. 도 7에서 (a)는 x가 0인 WO3 박막의 투과율을 나타낸 것이고, (b)는 x 가 0.1인 Li0.1WO3 박막의 투과율을 나타낸 것이며, (c)는 x가 0.2인 Li0.2WO3 박막의 투과율을 나타낸 것이고, (d)는 x가 0.3인 Li0.3WO3 박막의 투과율을 나타낸 것이며, (e)는 x가 0.4인 Li0.4WO3 박막의 투과율을 나타낸 것이고, (f)는 x가 0.5인 Li0.5WO3 박막의 투과율을 나타낸 것이다. 7 is a graph showing a change in transmittance of a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film according to the addition of lithium ions. FIG. 7 is a view showing a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film and a tungsten oxide thin film manufactured under the same conditions as in FIG. 6, using a laser of 632 nm while applying a voltage of ± 1 V for 30 seconds. This is a value obtained by measuring the transmittance of the visible light region. In FIG. 7, (a) shows the transmittance of the WO 3 thin film having x of 0, (b) shows the transmittance of the Li 0.1 WO 3 thin film having x of 0.1, and (c) shows Li 0.2 WO having x of 0.2. 3 shows the transmittance of the thin film, (d) shows the transmittance of the Li 0.3 WO 3 thin film x is 0.3, (e) shows the transmittance of the Li 0.4 WO 3 thin film x is 0.4, (f) The transmittance of the Li 0.5 WO 3 thin film having x of 0.5 is shown.

도 7을 참조하면, 리튬을 첨가하지 않은 산화텅스텐(WO3) 박막의 경우 투과율이 탈색 시 90%에서 착색 시 7%의 변화를 나타내었다. 착색 시 투과율은 약 10% 정도로 리튬 첨가량에 따라서 큰 변화는 없었으며, 탈색 시는 텅스텐 대비 리튬 이온의 몰비가 0.1인 경우와 0.5인 경우에 80% 정도로 낮은 값을 나타내었다. 텅스텐 대비 리튬 이온의 몰비가 0.3인 경우 탈색 시 투과율이 95%로 가장 높은 값을 나타내었다. 그리고, 도 7에서 볼 수 있듯이 리튬을 함유하는 리튬텅스텐산화물의 경우가 리튬을 함유하지 않는 산화텅스텐에 비하여 착색 및 탈색 시의 응답속도가 빠른 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 7, in the case of the tungsten oxide (WO 3 ) thin film without lithium, the transmittance was changed from 90% for decolorization to 7% for coloring. The transmissivity did not change significantly depending on the amount of lithium added at about 10%, and the color loss was as low as 80% when the molar ratio of lithium ions to tungsten was 0.1 and 0.5. When the molar ratio of lithium ion to tungsten was 0.3, the transmittance was 95%, which was the highest when decolorizing. As shown in FIG. 7, the lithium-tungsten oxide containing lithium is faster than the tungsten oxide containing no lithium, and the response speed at the time of coloring and decolorizing is faster.

도 8은 리튬의 함량에 따른 순환전압전류 곡선을 도시한 그래프이다. 도 8은 도 6의 경우와 동일한 조건으로 제조된 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막 및 텅스텐산화물 박막에 대하여 ±1V 영역에서 50 mV/s의 스캔속도로 전압을 인가하였을 때 변화하는 전류의 특성을 측정한 것이다. 도 8에서 (a)는 x가 0인 WO3 박막의 전류특성을 나타낸 것이고, (b)는 x가 0.1인 Li0.1WO3 박막의 전류특성을 나타낸 것이며, (c)는 x가 0.2인 Li0.2WO3 박막의 전류특성을 나타낸 것이고, (d)는 x가 0.3인 Li0.3WO3 박막의 전류특성을 나타낸 것이며, (e)는 x가 0.4인 Li0.4WO3 박막의 전류특성을 나타낸 것이고, (f)는 x가 0.5인 Li0.5WO3 박막의 전류특성을 나타낸 것이다. 8 is a graph illustrating a cyclic voltammetry curve according to the lithium content. FIG. 8 is a graph showing changes in current when a voltage is applied at a scan rate of 50 mV / s in a ± 1V region for a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film and a tungsten oxide thin film manufactured under the same conditions as in FIG. 6. The characteristic is measured. In FIG. 8, (a) shows the current characteristics of the WO 3 thin film where x is 0, (b) shows the current characteristics of the Li 0.1 WO 3 thin film where x is 0.1, and (c) shows Li as x is 0.2. The current characteristics of the 0.2 WO 3 thin film, (d) is the current characteristics of the Li 0.3 WO 3 thin film x x 0.3, (e) is the current characteristics of the Li 0.4 WO 3 thin film x x 0.4 , (f) shows the current characteristics of a Li 0.5 WO 3 thin film having x of 0.5.

도 8을 참조하면, 리튬이 들어가지 않은 산화텅스텐(WO3) 막의 경우 환원전류 피크가 0.9 mA/㎠ 이었고, 환원 전류피크 값은 0.2V에서 0.6 mA/㎠, 그리고 0.8V에서 산화피크가 하나 더 있는 것을 알 수 있다. 텅스텐 대비 리튬 이온의 몰비가 0.2인 경우까지는 산화 환원 전류 피크가 작아지는 것을 알 수 있다. 텅스텐 대비 리튬 이온의 몰비가 0.3에서는 가장 큰 값을 나타내었으며, 텅스텐 대비 리튬 이온의 몰비가 0.4인 경우 산화 환원 전류값이 감소하였다가 텅스텐 대비 리튬 이온의 몰비가 0.5에서 다시 증가하는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 8, in the case of tungsten oxide (WO 3 ) film containing no lithium, the reduction current peak was 0.9 mA / cm 2, and the reduction current peak value was 0.2 mA at 0.6 mA / cm 2, and one oxide peak at 0.8 V. You can see that there is more. It can be seen that the redox current peak becomes small until the molar ratio of lithium ions to tungsten is 0.2. The molar ratio of lithium tungsten to tungsten was 0.3 when the molar ratio of lithium ion to tungsten was 0.4, and the redox current value decreased when the molar ratio of lithium ion to tungsten was 0.4, and the molar ratio of lithium ion to tungsten increased again from 0.5. .

도 9는 열처리 온도에 따른 Li0.3WO3 박막의 전하밀도 특성을 나타낸 그래프이다. 도 9는 도 6의 경우와 동일한 조건으로 제조된 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막에 대한 것으로서, 도 9에서 (a)는 200℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (b)는 300℃에서 열처리한 경우를 나타내며, (c)는 400℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (d)는 500℃에서 열처리한 경우를 나타낸다.9 is a graph showing the charge density characteristics of Li 0.3 WO 3 thin film according to the heat treatment temperature. FIG. 9 is a view of a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film manufactured under the same conditions as in FIG. 6, in FIG. 9, (a) shows a heat treatment at 200 ° C., and (b) is at 300 ° C. FIG. The case of heat processing is shown, (c) shows the case of heat processing at 400 degreeC, and (d) shows the case of heat processing at 500 degreeC.

도 9를 참조하면, 200℃와 300℃에서 열처리한 경우 거의 비슷한 전하밀도를 갖는 것을 알 수 있는데 20∼22mC/cm2의 전하밀도를 갖는 것을 알 수 있다. 하지만, 400℃ 이상에서 열처리한 경우 약 6mC/cm2로 전하밀도가 크게 줄어드는 것을 알 수 있다. 이것은 결정화에 의하여 리튬 이온이 들어오고 나가는 것이 크게 줄었기 때 문으로 생각된다. Referring to FIG. 9, it can be seen that when the heat treatment is performed at 200 ° C. and 300 ° C., they have almost similar charge densities, but have a charge density of 20 to 22 mC / cm 2 . However, when the heat treatment at 400 ℃ or more it can be seen that the charge density is significantly reduced to about 6mC / cm 2 . This is thought to be due to the drastic reduction of lithium ion in and out by crystallization.

도 10은 열처리 온도에 따른 Li0.3WO3 박막의 투과율 변화를 나타낸 그래프로서, ±1V의 전압을 30초 동안 인가하면서 632㎚의 레이저(laser)를 사용하여 가시광선 영역의 투과율을 측정한 값이다. 도 10은 도 6의 경우와 동일한 조건으로 제조된 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막에 대한 것으로서, 도 10에서 (a)는 200℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (b)는 300℃에서 열처리한 경우를 나타내며, (c)는 400℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (d)는 500℃에서 열처리한 경우를 나타낸다.FIG. 10 is a graph illustrating a change in transmittance of a Li 0.3 WO 3 thin film according to annealing temperature, and is measured by using a laser of 632 nm while applying a voltage of ± 1 V for 30 seconds. . FIG. 10 is a view of a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film manufactured under the same conditions as in FIG. 6. In FIG. 10, (a) shows a heat treatment at 200 ° C., and (b) is at 300 ° C. FIG. The case of heat processing is shown, (c) shows the case of heat processing at 400 degreeC, and (d) shows the case of heat processing at 500 degreeC.

도 10을 참조하면, Li0.3WO3 박막의 경우 열처리 온도가 200℃에서 착색 시 투광율이 가장 낮은 값인 7%를 나타내었고, 탈색시 투과율은 92% 이었다. 열처리 온도가 300℃인 경우 착색 시 투과율은 약 10%, 탈색 시 투과율은 93%이었다. 하지만 열처리 온도를 400℃로 높였을 경우는 착색 시 투과율이 55%이었고, 탈색 시 투과율은 73%이었으며, 500℃에서 열처리한 경우 착색 시 투과율은 58%, 탈색 시 투과율은 약 80%이었다. Referring to FIG. 10, in the case of the Li 0.3 WO 3 thin film, the light transmittance of the Li 0.3 WO 3 thin film was 200%, and the lowest value was 7%, and the transmittance was 92%. When the heat treatment temperature is 300 ° C, the transmittance was about 10% during coloring and the transmittance was 93% when discoloring. However, when the heat treatment temperature was increased to 400 ° C., the transmittance was 55% when pigmented, and the transmittance was 73% when decolorized. When heat-treated at 500 ° C., the transmittance was 58% and the transmittance was about 80%.

도 11은 열처리 온도에 따른 Li0.3WO3 박막의 순환전압전류 곡선을 나타낸 그래프이다. 도 11은 도 6의 경우와 동일한 조건으로 제조된 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막에 대한 것으로서, 도 11에서 (a)는 200℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (b)는 300℃에서 열처리한 경우를 나타내며, (c)는 400℃에서 열처리한 경우를 나타내고, (d)는 500℃에서 열처리한 경우를 나타낸다. 도 11의 전류밀도는 순환전압전류법(cyclic voltametry; CV)을 이용하여 Ag/AgCl을 기준전극(reference electrode)으로 사용하고 백금(Pt)선을 카운터전극(counter electrode)으로 사용하여 측정한 값이다. 11 is a graph showing a cyclic voltammogram curve of a Li 0.3 WO 3 thin film according to the heat treatment temperature. FIG. 11 is a view showing a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film manufactured under the same conditions as in FIG. 6, in FIG. 11, (a) shows a heat treatment at 200 ° C., and (b) is at 300 ° C. FIG. The case of heat processing is shown, (c) shows the case of heat processing at 400 degreeC, and (d) shows the case of heat processing at 500 degreeC. The current density of FIG. 11 was measured using cyclic voltametry (CV) using Ag / AgCl as a reference electrode and platinum (Pt) line as a counter electrode. to be.

도 11을 참조하면, 200℃에서 열처리한 경우 환원전류는 -1.0V에서 0.9mA/cm2의 피크치를 나타내며, 산화전류는 0V에서 0.8mA/cm2의 피크치를 나타낸다. 300℃에서 열처리한 경우는 환원전류피크가 0.5mA/cm2로 감소하고 산화전류는 0.4m/cm2로 감소하는 것을 볼 수 있다. 400℃이상으로 열처리하면 순환전압전류 곡선의 면적이 크게 감소하는 것을 볼 수 있는데, 이는 박막으로의 이온의 입출입 양이 크게 감소하는 것을 나타내며, 결정화에 따른 이온 입출입 사이트(site)가 크게 감소하였기 때문으로 생각된다. 11, when the heat treatment at 200 ℃ reduction current at -1.0V represents the peak value of 0.9mA / cm 2, the peak value of the oxidation current represents 0.8mA / cm 2 at 0V. When the heat treatment at 300 ℃ can be seen that the reduction current peak is reduced to 0.5mA / cm 2 and the oxidation current is reduced to 0.4m / cm 2 . It can be seen that the area of the cyclic voltammetry curve is greatly decreased when the heat treatment is performed at 400 ° C. or higher, indicating that the amount of ions entering and exiting the thin film is greatly reduced, and that the ion entrance and exit sites due to crystallization are greatly reduced. I think.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation by a person of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea of this invention is carried out. This is possible.

도 1은 WO3의 열처리 온도에 따른 XRD 패턴을 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing an XRD pattern according to the heat treatment temperature of WO 3 .

도 2는 Li0.3WO3의 열처리 온도에 따른 XRD 패턴을 나타낸 그래프이다. 2 is a graph showing an XRD pattern according to the heat treatment temperature of Li 0.3 WO 3 .

도 3은 Li0.5WO3의 열처리 온도에 따른 XRD 패턴을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing an XRD pattern according to the heat treatment temperature of Li 0.5 WO 3 .

도 4는 200℃에서 1시간 동안 열처리한 LixWO3 박막의 주사전자현미경 사진들이다. 4 are scanning electron micrographs of a Li x WO 3 thin film heat treated at 200 ° C. for 1 hour.

도 5는 열처리 온도에 따른 Li0.3WO3 박막의 주사전자현미경 사진들이다. 5 is a scanning electron micrograph of a Li 0.3 WO 3 thin film according to the heat treatment temperature.

도 6은 리튬의 첨가량에 따른 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막의 전하밀도 특성을 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing charge density characteristics of a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film according to the amount of lithium added.

도 7은 리튬 이온 첨가에 따른 리튬텅스텐산화물(LixWO3) 박막의 투과율 변화를 나타낸 그래프이다. 7 is a graph showing a change in transmittance of a lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ) thin film according to the addition of lithium ions.

도 8은 리튬의 함량에 따른 순환전압전류 곡선을 도시한 그래프이다.8 is a graph illustrating a cyclic voltammetry curve according to the lithium content.

도 9는 열처리 온도에 따른 Li0.3WO3 박막의 전하밀도 특성을 나타낸 그래프이다. 9 is a graph showing the charge density characteristics of Li 0.3 WO 3 thin film according to the heat treatment temperature.

도 10은 열처리 온도에 따른 Li0.3WO3 박막의 투과율 변화를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing a change in transmittance of a Li 0.3 WO 3 thin film according to the heat treatment temperature.

도 11은 열처리 온도에 따른 Li0.3WO3 박막의 순환전압전류 곡선을 나타낸 그 래프이다. 11 is a graph showing a cyclic voltammogram curve of a Li 0.3 WO 3 thin film according to the heat treatment temperature.

Claims (10)

(a) 텅스텐(W) 금속분말 또는 텅스텐산(H2WO4) 분말을 과산화수소수에 용해시켜 투명한 텅스텐 용액을 형성하는 단계; (a) dissolving tungsten (W) metal powder or tungstic acid (H 2 WO 4 ) powder in hydrogen peroxide to form a transparent tungsten solution; (b) 상기 텅스텐 용액에 함유된 일정량의 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 40∼90℃의 온도에서 가열하면서 과산화수소와 물을 증발시켜 WO3·xH2O2·yH2O(0.05≤x≤1.0, 0.5≤y≤10)의 화학식을 갖는 투명한 오렌지색의 퍼록소 텅스텐산을 형성하는 단계;(b) To remove a certain amount of water and hydrogen peroxide contained in the tungsten solution while heating at a temperature of 40 ~ 90 ℃ hydrogen peroxide and water to evaporate WO 3 · xH 2 O 2 · yH 2 O (0.05≤x≤1.0 Forming a transparent orange peroxungstic acid having a chemical formula of 0.5 ≦ y ≦ 10); (c) 상기 퍼록소 텅스텐산을 유기 용매에 용해하여 산화텅스텐 용액을 형성하는 단계;(c) dissolving the peroxo tungstic acid in an organic solvent to form a tungsten oxide solution; (d) 상기 산화텅스텐 용액과 혼합될 때 혼합이 잘 일어나고 용액의 분리가 일어나지 않으며 리튬염, 수산화리튬 및 리튬텅스텐의 침전이 일어나지 않는 리튬 소스 용액을 형성하는 단계; 및(d) forming a lithium source solution in which mixing occurs well when mixed with the tungsten oxide solution, no separation of the solution, and no precipitation of lithium salt, lithium hydroxide and lithium tungsten occurs; And (e) 상기 리튬 소스 용액과 상기 산화텅스텐 용액을 혼합하여 리튬텅스텐산화물(LixWO3)을 형성하는 단계를 포함하며, (e) mixing the lithium source solution and the tungsten oxide solution to form lithium tungsten oxide (Li x WO 3 ), 상기 리튬텅스텐산화물은 텅스텐에 대한 리튬 이온의 몰비가 0.1∼1 범위를 이루는 것을 특징으로 하는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법.The lithium tungsten oxide is a method of producing a lithium tungsten oxide coating material, characterized in that the molar ratio of lithium ions to tungsten ranges from 0.1 to 1. 제1항에 있어서, 상기 리튬 소스 용액은 리튬 화합물 또는 리튬염이 유기 용매에 용해된 용액, 리튬을 함유하는 알콕시드 또는 리튬아미드계 용액인 것을 특징으로 하는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법.The method of claim 1, wherein the lithium source solution is a solution in which a lithium compound or a lithium salt is dissolved in an organic solvent, an alkoxide containing lithium, or a lithium amide-based solution. 제2항에 있어서, 상기 리튬 화합물 또는 리튬염은 불화리튬(LiF), 염화리튬(LiCl), 수산화리튬(LiOH), 카르복실산리튬(LiCOOH), 질산리튬(LiNO3), 황산리튬(Li2SO4), 리튬옥시클로라이드(LiClO4) 및 리튬펜타메틸시클로펜타디에닐 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법.The method of claim 2, wherein the lithium compound or lithium salt is lithium fluoride (LiF), lithium chloride (LiCl), lithium hydroxide (LiOH), lithium carboxylate (LiCOOH), lithium nitrate (LiNO 3 ), lithium sulfate (Li 2 SO 4 ), lithium oxychloride (LiClO 4 ) and lithium pentamethylcyclopentadienyl at least one material selected from the above. 제2항에 있어서, 상기 리튬 화합물 또는 리튬염을 용해하는 유기 용매는 폴리카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 알코올 및 물 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 하는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법.The method of claim 2, wherein the organic solvent for dissolving the lithium compound or the lithium salt is at least one solvent selected from polycarbonate, tetrahydrofuran, alcohol, and water. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는, According to claim 1, wherein step (b), 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 40∼90℃의 온도에서 가열하면서 질 소(N2) 가스를 0.1∼100ℓ/min로 주입하여 상기 텅스텐 용액을 버블링 시키면서 과산화수소와 물을 증발시켜 상기 퍼록소 텅스텐산을 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법.In order to remove water and hydrogen peroxide, nitrogen (N 2 ) gas is injected at 0.1 to 100 l / min while heating at a temperature of 40 to 90 ° C. while hydrogen peroxide and water are evaporated while bubbling the tungsten solution. Method for producing a lithium tungsten oxide coating material, characterized in that to form a. 제5항에 있어서, 상기 텅스텐 용액을 버블링 시키면서 과산화수소와 물을 증발시킨 후에, 회전농축기를 사용하여 40∼90℃의 온도에서 감압 증류하여 퍼록소 텅스텐산을 형성하는 단계를 더 포함하되, 생성된 퍼록소 텅스텐산은 고상인 것을 특징으로 하는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법.The method of claim 5, further comprising evaporating hydrogen peroxide and water while bubbling the tungsten solution, and then distilling under reduced pressure at a temperature of 40 to 90 ° C. using a rotary concentrator to form peroxungic acid. Method for producing a lithium tungsten oxide coating material, characterized in that the peroxotungic acid is a solid phase. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,According to claim 1, wherein step (b), 물과 과산화수소를 제거하기 위하여 40∼90℃의 온도에서 가열하면서 회전농축기를 사용하여 감압 증류하여 고상인 퍼록소 텅스텐산을 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법.A method for producing a lithium tungsten oxide coating material, characterized in that to form a solid peroxloxungic acid by distillation under reduced pressure using a rotary concentrator while heating at a temperature of 40 ~ 90 ℃ to remove water and hydrogen peroxide. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는, The method of claim 1, wherein step (c) comprises: 상기 퍼록소 텅스텐산을 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알코올 및 2-메톡시에탄올 중에서 선택된 적어도 하나의 유기 용매에 0.1∼1M의 농도를 갖도록 혼합하여 산화텅스텐 용액을 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬텅스텐산화물 코팅재의 제조방법.The tungsten tungstic acid is mixed with at least one organic solvent selected from methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol and 2-methoxyethanol to have a concentration of 0.1 to 1 M to form a tungsten oxide solution. Method of producing an oxide coating material. 투명 도전막이 코팅된 유리기판에 제항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 기재된 리튬텅스텐산화물 코팅용액을 딥코팅, 스핀코팅, 바코팅 또는 슬롯다이코팅을 이용하여 50㎚∼1㎛의 두께로 코팅하고, 100∼500℃의 온도에서 열처리하여 비정질 리튬텅스텐산화물 박막 또는 결정질 리튬텅스텐산화물 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 일렉트로크로믹 소자의 제조방법.A lithium conductive tungsten oxide coating solution according to any one of claims 8 to 8 is coated on a glass substrate coated with a transparent conductive film to a thickness of 50 nm to 1 μm using dip coating, spin coating, bar coating or slot die coating. And heat-treating at a temperature of 100 to 500 ° C. to form an amorphous lithium tungsten oxide thin film or a crystalline lithium tungsten oxide thin film. 제9항에 있어서, 리튬텅스텐산화물 박막을 일렉트로크로믹 전극으로 사용하고, 상대 전극으로 CeO2TiO2, NiOOH 또는 플러시안 블루 박막을 사용하며, 일렉트로크로믹 전극과 상대 전극 사이에 전해질을 채우고 실링하여 일렉트로크로믹 소자를 제작하는 것을 특징으로 하는 일렉트로크로믹 소자의 제조방법.A lithium tungsten oxide thin film as an electrochromic electrode, and a CeO 2 TiO 2 , NiOOH or Flushian blue thin film as a counter electrode, wherein an electrolyte is filled and sealed between the electrochromic electrode and the counter electrode. To produce an electrochromic device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013009200A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Yd Ynvisible, S.A. Electrochromic wo3 nanoparticles, a method for their production and ink using said particles
KR20200120142A (en) * 2019-04-11 2020-10-21 한국산업기술대학교산학협력단 Manufacturing method of electrochromic device and electrochromic device thereby
CN114212825A (en) * 2021-12-10 2022-03-22 中科芯(苏州)微电子科技有限公司 Lithium-doped tungsten trioxide material, preparation method and application thereof
CN116119942A (en) * 2023-02-14 2023-05-16 浙江大学 Visible-near infrared double-frequency electrochromic niobium tungsten oxide film and preparation method and application thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102124251B1 (en) 2018-08-16 2020-06-17 공주대학교 산학협력단 Methods for coating tungsten oxide on signal lamps of polycarbonate and polycarbonate with tungsten oxide
KR102529105B1 (en) * 2021-02-26 2023-05-08 제이엘켐 주식회사 Method for manufacturing lithium bisoxalatoborate using gas bubble

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4413403A1 (en) * 1994-04-18 1995-10-19 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Electrochromic thin film systems and their components
US20060005705A1 (en) * 2004-07-09 2006-01-12 Yuen Se K Electro-optical air sterilizer with ionizer
KR100806694B1 (en) * 2005-08-05 2008-02-27 요업기술원 Fabrication method of Electrochromic coating solution and its coating method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013009200A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Yd Ynvisible, S.A. Electrochromic wo3 nanoparticles, a method for their production and ink using said particles
KR20200120142A (en) * 2019-04-11 2020-10-21 한국산업기술대학교산학협력단 Manufacturing method of electrochromic device and electrochromic device thereby
CN114212825A (en) * 2021-12-10 2022-03-22 中科芯(苏州)微电子科技有限公司 Lithium-doped tungsten trioxide material, preparation method and application thereof
CN116119942A (en) * 2023-02-14 2023-05-16 浙江大学 Visible-near infrared double-frequency electrochromic niobium tungsten oxide film and preparation method and application thereof

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