KR20100111705A - 전기변색 소자 - Google Patents

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KR20100111705A
KR20100111705A KR1020107016988A KR20107016988A KR20100111705A KR 20100111705 A KR20100111705 A KR 20100111705A KR 1020107016988 A KR1020107016988 A KR 1020107016988A KR 20107016988 A KR20107016988 A KR 20107016988A KR 20100111705 A KR20100111705 A KR 20100111705A
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solvent
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KR1020107016988A
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브라이언 티 웨버
에릭 씨 월터
에일린 엠 하우스
랄프 알 로버츠
카오 방
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

제1 표면 및 제2 표면을 갖는 투명 기판과; 기판의 제2 표면 상에 배치된 전도층과; 전도층 상에 배치되며, 도핑된 산화주석 나노입자 및 유기 결합제를 포함하고 투명한 전극층을 포함하는 전극이 개시된다. 또한, 그러한 전극 및 그러한 전극을 포함하는 전기변색 용품의 제조 방법이 개시된다.

Description

전기변색 소자{ELECTROCHROMIC DEVICE}
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은 그 개시 내용이 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 2008년 1월 4일자로 출원된 미국 가출원 제61/018966호의 이익을 주장한다.
본 발명은 전극, 전극 형성 방법 및 그러한 전극을 포함하는 전기변색 용품에 관한 것이다.
전기변색 재료는 그의 산화 또는 환원으로 인해 색상의 가역 변화를 겪는다. 이러한 재료를 포함하는 소자는, 예를 들어 거울, 디스플레이, 및 창의 구조물에 이용되어 왔다. 나노입자 기재 필름은 많은 전기화학 응용에 유용할 수 있으며, 이들의 예에는 전기변색 소자, 배터리, 및 태양 전지가 포함된다. 소자의 최종 응용이 주어지면, 전기변색 소자는 광학적으로 투명한 것이 종종 바람직하다. 따라서, 광학적으로 투명한 전기변색 소자 및 용품의 제조 방법이 또한 바람직하다.
본 명세서에서는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 투명 기판과; 기판의 제2 표면 상에 배치된 전도층과; 전도층 상에 배치되며, 도핑된 산화주석 나노입자 및 유기 결합제를 포함하고 투명한 전극층을 포함하는 전극이 개시된다.
또한, 본 명세서에서는 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 투명 기판과; 기판의 제2 표면 상에 배치된 전도층과; 전도층 상에 배치되며, 도핑된 산화주석 나노입자 및 유기 결합제를 포함하고 투명한 전극층을 포함하는 상대 전극; 및 상대 전극 상에 배치된 전해질층을 포함하는 전기변색 용품이 개시된다.
또한, 본 명세서에서는 도핑된 산화주석 나노입자, 유기 결합제 및 적어도 하나의 용매를 포함하는 전극 코팅 조성물을 투명 기판 상에 코팅하는 단계와; 코팅된 전극 코팅 조성물을 건조시켜 코팅된 전극 코팅 조성물로부터 적어도 하나의 용매의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 전극 형성 방법이 개시된다.
본 발명은 첨부 도면들과 관련하여 본 발명의 여러 실시예에 대한 하기의 상세한 설명을 고려하여 보다 완전하게 파악될 수 있다.
도면은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다. 도면에 사용된 동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 지칭하기 위한 도면 부호의 사용은 동일한 도면 부호로 표시된 다른 도면의 구성요소를 제한하고자 하는 것이 아님을 이해할 것이다.
도 1은 본 명세서에 개시된 바와 같은 예시적인 전극의 도면.
도 2는 본 명세서에 개시된 예시적인 전기변색 용품의 도면.
도 3은 본 명세서에 개시된 예시적인 전기변색 용품의 도면.
도 4는 실시예 2에서 제조된 전기변색 용품의 반사율 스펙트럼의 도표.
도 5는 실시예 2에서 제조된 전기변색 용품의 투과율 스펙트럼의 도표.
달리 표시되지 않는 한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 특징부의 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 수는 모든 경우 용어 "약"에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 표시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에 개시되는 수치 파라미터는 본 명세서에 개시된 교시 내용을 이용하여 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사치이다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 사용될 때, 단수형은 그 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어 "나노입자 "를 함유하는 조성물에 대한 언급은 2개 이상의 나노입자를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.
본 명세서에서는 도핑된 반전도성 입자, 유기 결합제 및 적어도 하나의 용매를 포함하는 전극 코팅 조성물을 기판 상에 코팅하는 단계와, 코팅 조성물을 건조시켜 코팅된 전극 코팅 조성물로부터 적어도 하나의 용매의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 전극 형성 방법이 개시된다.
본 명세서에 개시되고 이용된 전극 코팅 조성물은 일반적으로 도핑된 반전도성 입자, 유기 결합체 및 용매를 포함한다. 도핑된 반전도성 입자는 원하는 전기 및 광학 특성을 전극 코팅 조성물을 사용하여 형성되는 용품에 제공하는 기능을 한다. 전극 코팅 조성물은 한 종류의 도핑된 반전도성 입자, 또는 한 종류 초과의 도핑된 반전도성 입자를 함유할 수 있다. 전극 코팅 조성물은 한 가지 크기(또는 평균 크기)의 도핑된 반전도성 입자 또는 한 가지 크기(또는 평균 크기) 초과의 반전도성 입자를 함유할 수 있다.
일 실시 형태에서, 도핑된 반전도성 입자는 도핑된 금속 산화물 입자일 수 있다. 전극 코팅 조성물에 이용될 수 있는 도핑된 금속 산화물 입자는 도핑된 금속 산화물 나노입자를 포함할 수 있다. 일반적으로, 나노입자는 직경이 약 1000 나노미터(㎚) 미만인 입자이다. 다른 실시 형태에서, 금속 산화물 입자는, 전극층 내에 포함될 때 광학적으로 투명하게 하는 직경을 갖는 나노입자이다. 일 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 평균 직경이 약 100 ㎚ 이하이다. 일 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 평균 직경이 약 50 ㎚ 이하이다. 일 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 평균 직경이 약 30 ㎚ 이하이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "평균 직경"은 입자의 평균 공칭 직경을 말한다. 일 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 평균 직경이 약 20 나노미터 이하이다. 다른 실시 형태에서, 금속 산화물 나노입자는 평균 직경이 약 15 나노미터 이하이다.
전극 코팅 조성물에 이용될 수 있는 도핑된 금속 산화물 입자는 III족 또는 V족 원소로 도핑된 것들을 포함한다. 일 실시 형태에서, 도핑된 금속 산화물 입자는, 예를 들어 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 탈륨(Tl), 질소(N), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 및 비스무트(Bi)로 도핑될 수 있다. 일 실시 형태에서, 도핑된 금속 산화물 입자는, 예를 들어 안티몬(Sb), 인듐(In) 및 인(P)으로 도핑될 수 있다. 일 실시 형태에서, 도핑된 금속 산화물 입자는, 예를 들어 인(P)으로 도핑될 수 있다.
전극 코팅 조성물에 이용될 수 있는 도핑된 금속 산화물 입자는 반전도 특성을 갖거나 반전도 특성을 갖도록 제조될 수 있는 임의의 금속 산화물을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 금속 산화물은 IV족 산화물이다. 이용될 수 있는 예시적인 IV족 산화물은, 예를 들어 산화규소(SiO2), 산화게르마늄(GeO2), 및 산화주석(SnO2)을 포함한다. 일 실시 형태에서, 금속 산화물은 산화주석(SnO2)이다.
전극 코팅 조성물에 사용하기 위한 도핑된 금속 산화물 입자는 상업적으로 획득되거나 제조될 수 있다. 본 명세서에 논의된 바와 같은 전극 코팅 조성물에 이용될 수 있는 예시적인 인 도핑된 산화주석 입자는 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션(Nissan Chemical America Corporation)(미국 텍사스주 휴스턴 소재)으로부터 획득될 수 있다. 대안적으로, 인 도핑된 산화주석은 당업자에게 알려진 방법에 따라 생성될 수 있다. 인 도핑된 산화주석을 생성하기 위한 하나의 그러한 예시적인 방법이 미국 특허 제5,720,904호에서 찾아질 수 있다.
전극 코팅 조성물에 존재하는 도핑된 반전도성 입자의 양은 일반적으로 그에 의해 형성되는 층 전체에 걸쳐 전자 이동도를 유지하면서 원하는 광학 및 전기 특성을 제공하는 수준에 있다. 일 실시 형태에서, 도핑된 반전도성 입자는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 5% 내지 약 50%를 차지한다. 일 실시 형태에서, 도핑된 반전도성 입자는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 15% 내지 약 30%를 차지한다. 일 실시 형태에서, 도핑된 반전도성 입자는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 20% 내지 약 25%를 차지한다. 도핑된 반전도성 입자가 인 도핑된 산화주석 입자인 실시 형태에서, 입자는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 22%를 차지할 수 있다.
본 명세서에 논의되고 이용되는 바와 같은 전극 코팅 조성물은 유기 결합제를 또한 포함한다. 유기 결합제는 일반적으로, 점도 개질제로서 기능을 할 수 있는, 필름 형성 특성을 갖는, 이로 형성되는 필름에 기계적 강도를 부가할 수 있는 물질, 또는 그의 몇몇 조합일 수 있다. 전극 코팅 조성물은 하나의 유기 결합제 또는 하나 초과의 유기 결합제를 함유할 수 있다. 일반적으로, 적어도 하나의 유기 결합제는 전극 코팅 조성물에 적어도 최소한의 용해도를 갖는다. 일반적으로, 적어도 하나의 유기 결합제 물질은 다른 성분들, 예를 들어 전극 코팅 조성물의 용매와 상용성이다. 또한, 적어도 하나의 유기 결합제는 일반적으로 전극 코팅 조성물의 다른 성분들과 상용성이어서 전극 코팅 조성물이 형성될 때 균질한 용액이 생성 및 유지된다. 또한, 일반적으로 유기 결합제는 그가 접촉할 수 있는 다른 물질에 용해성이 아닌 것이 바람직하다. 이의 구체적인 예에는 상대 전극이 전기변색 용품에서 접촉할 수 있는 전해질에 불용성인 유기 결합제 물질이 포함된다.
일 실시 형태에서, 이용될 수 있는 유기 결합제 물질은 고분자량 중합체를 포함한다. 예시적인 물질은, 예를 들어 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리아크릴산(PAA) 및 폴리 (메트)아크릴레이트를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 유기 결합제는 알킬 셀룰로오스 에테르이다. 알킬 셀룰로오스 에테르의 예에는 메틸 셀룰로오스, 또는 에틸 셀룰로오스 - 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스 및 하이드록실 에틸 셀룰로오스와 같은 그 유도체를 포함함 - 가 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 메틸 셀룰로오스 에테르가 이용된다. 적합한 메틸 셀룰로오스 에테르는 다우 케미칼(Dow Chemical)(미국 마이애미주 미들랜드 소재)로부터 구매가능하다. 이용될 수 있는 메틸 셀룰로오스 에테르의 구체적인 예는 다우 케미칼로부터의 메토셀(METHOCEL) E4M을 포함한다.
전극 코팅 조성물 내에 포함되는 유기 결합제의 양은, 일반적으로 원하는 기계적 안정성을 제공하고 전극 코팅 조성물이 표면 상에 균일하게 코팅되는 것을 가능하게 하는 수준에 있다. 일 실시 형태에서, 유기 결합제는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 0.5% 내지 약 5%를 차지한다. 다른 실시 형태에서, 유기 결합제는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 3%를 차지한다. 다른 실시 형태에서, 유기 결합제는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 1%를 차지한다.
본 명세서에 논의되고 이용되는 바와 같은 전극 코팅 조성물은 또한 적어도 하나의 용매를 포함한다. 적어도 하나의 용매는 일반적으로 유기 결합제와 도핑된 반전도성 입자를 함께 (뿐만 아니라 임의의 선택적인 성분들도 함께) 혼합하여 균질한 조성물을 형성하는 기능을 한다. 적어도 하나의 용매는 또한 전극 코팅 조성물이 기판 상에 코팅되는 것을 가능하게 하는 기능을 할 수 있다. 따라서, 일 실시 형태에서, 이들 기능(들)을 달성할 수 있는 임의의 용매가 그에 따라서 전극 코팅 조성물 내에 포함될 수 있다. 본 명세서에 개시된 전극 코팅 조성물은 일반적으로 하나의 용매, 또는 하나 초과의 용매를 포함할 수 있다. 전극 코팅 조성물의 원하는 점도는 사용될 특정 코팅 방법(및, 그에 따라서 일부 경우에 적어도 하나의 용매의 본질(identity) 및 양)에 적어도 부분적으로 좌우된다.
일 실시 형태에서, 용매 시스템 및 건조 방법은 "건조된(dried down)" 도핑된 산화주석 및 결합제 성분들이 우수한 기판 접착력 및 높은 광학 투명도를 갖는 필름을 형성하는 것을 가능하게 하도록 조정될 수 있다. 용매의 건조 속도는 그의 증기압(VP)에 의해 적어도 부분적으로 영향을 받는다. 느린 건조성의 극성 용매의 예에는 N-메틸피롤리돈(25℃에서 VP 67 Pa(0.5 ㎜ Hg)) 및 다이메틸 포름아미드(20℃에서 VP 2.7)가 포함된다. 더 빠른 건조성의 극성 용매의 예에는 에탄올(20℃에서 VP 8 ㎪(59.3 ㎜ Hg)), 메탄올(20℃에서 VP 17.06 ㎪(128 ㎜ Hg))이 포함된다. 일 실시 형태에서, 결합제가 친수성 알킬 셀룰로오스 에테르일 때, 적어도 하나의 용매는 극성 용매이다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 용매는, 예를 들어 높은 증기압을 가진 용매, 즉 20℃에서 증기압이 약 6.7 ㎪(50 ㎜ Hg)을 초과하는 용매이다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 용매는 높은 증기압을 가진 극성 용매이다. 일 실시 형태에서, 전극 코팅 조성물은 물을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 용매는 알코올, 아세테이트, 예를 들어 에틸 아세테이트(27℃에서 VP 13.3 ㎪(100 ㎜ Hg)), 케톤, 예를 들어 2-부타논(20℃에서 VP 9.4 ㎪(71 ㎜ Hg)), 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 용매는 물 및 알코올을 포함한다. 또 다른 실시 형태에서, 전극 코팅 조성물은 용매로서 물 및 메탄올을 포함한다. 일 실시 형태에서, 용매(또는 용매들)의 임의의 일부는 전극 코팅 조성물의 다른 성분들 중 하나의 성분일 수 있다. 예를 들어 일 실시 형태에서, 도핑된 반전도성 입자가 상기 용매들 중 적어도 하나, 상기 용매들 중 하나의 일부, 하나 초과의 용매, 또는 하나 초과의 용매의 일부를 함유하는 용액으로의 전극 코팅 조성물에 첨가될 수 있다.
전극 코팅 조성물 내에 포함되는 용매의 양은 일반적으로, 표면 상에 균질하게 코팅될 수 있고 공정 관점에서 상대적으로 용이하게 취급될 수 있으며 합리적인 시간으로 건조될 수 있는 조성물을 제공하는 수준에 있다. 일 실시 형태에서, 용매는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 50% 내지 약 90%를 차지한다. 일 실시 형태에서, 용매는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 65% 내지 약 75%를 차지한다. 일 실시 형태에서, 용매는 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 70% 내지 약 75%를 차지한다.
전극 코팅 조성물이 용매의 적어도 일부로서 물을 포함하는 실시 형태에서, 물은 일반적으로 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 0% 내지 약 90%를 차지할 수 있다. 전극 코팅 조성물이 용매의 적어도 일부로서 물을 포함하는 다른 실시 형태에서, 물은 일반적으로 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 25% 내지 약 50%를 차지할 수 있다. 전극 코팅 조성물이 용매의 적어도 일부로서 물을 포함하는 다른 실시 형태에서, 물은 일반적으로 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 30% 내지 약 40%를 차지할 수 있다. 전극 코팅 조성물이 용매의 적어도 일부로서 물을 포함하는 다른 실시 형태에서, 물은 일반적으로 총 전극 코팅 조성물의 중량을 기준으로 약 35% 내지 약 36%를 차지할 수 있다.
전극 코팅 조성물은 또한 선택적인 성분들을 포함할 수 있다. 선택적인 성분들은, 예를 들어 조성물의 코팅에 관련될 수 있는 조성물의 특성에 영향을 주기 위해서 첨가될 수 있다. 예를 들어, 계면활성제, 소포제, 평활제(leveling agent), 분산제, UV 광 흡수제 또는 장애 아민 광 안정제가 전극 코팅 조성물에 첨가될 수 있을 것이다. 그러한 선택적인 첨가제의 본질 및 양은 전극 코팅 조성물의 특정 특성을 개질하려고 시도하는 당업자에게 알려져 있을 것이다.
상기에 논의된 바와 같은 전극 코팅 조성물은 일반적으로 당업자에게 알려진 바와 같은 방법을 사용하여 기판 상에 코팅될 수 있다. 일반적으로, 사실상 균일한 코팅을 생성할 수 있는 코팅 방법이 이용된다. 그러한 방법의 예에는 나이프 코팅, 스크린 인쇄, 압출 코팅, 그라비어 코팅, 역 그라비어 코팅, 스핀 코터, 딥 코터, 롤 코터, 슬라이드 코터, 슬롯 코터, 커튼 코터, 잉크젯 코팅 및 미터링 로드(metering rod)(메이어 바아(Mayer bar)) 코팅이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 논의되는 바와 같이 전극 코팅 조성물은 기판 상에 코팅된다. 사용될 수 있는 기판의 유형은 제조되고 있는 용품의 최종 응용 및 목적에 적어도 부분적으로 좌우될 것이다. 일 실시 형태에서, 기판은 투명할 수 있다. 기판은 강성 또는 가요성일 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시 형태들은 플라스틱 기판이 이용될 수 있게 하는 낮은 건조 온도를 이용한다는 이점을 제공한다. 기판의 예에는 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리카르보네이트, 폴리 (에테르 에테르케톤)(PEEK), 폴리 (에테르 설폰)(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 및 다환 올레핀(PCO)이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 기판은 또한 다른 소자의 구성요소 또는 다른 소자 또는 구조체의 표면일 수 있다. 기판의 두께는 제조되고 있는 소자의 최종 응용 및 목적에 따라 달라질 수 있다. 일 실시 형태에서, 두께가 적어도 약 50 ㎛(2 밀(mil))인 기판이 이용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 두께가 적어도 약 127 ㎛(5 밀)인 기판이 이용될 수 있다.
기판은 전극 코팅 조성물이 적용된 전도층을 또한 포함할 수 있다. 전도층은 금속 산화물, 예를 들어 산화인듐주석(ITO), 산화주석, 불소 도핑된 산화주석(FTO), 산화아연, 및 안티몬 도핑된 산화주석(ATO)을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 다른 실시 형태에서, 증착된 또는 무전해 도금된 투명 금속 필름이 금(Au) 또는 은(Ag)을 사용하여 제조될 수 있으며; 전도성 나노와이어를 함유하는 복합재; 또는 얇은 카본 또는 금속 그리드가 전도층으로서 이용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 고전도성 중합체 필름, 예를 들어 고전도성 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜(PEDOT) 필름이 기판 상에 (적절한 방법에 의해) 코팅되어 전도층으로서의 기능을 할 수 있다.
당업자는 또한 본 명세서를 읽고서, 구매가능한 금속 산화물 코팅 기판이 또한 이러한 특정 실시 형태에서 논의되는 바와 같은 기판 및 전도층으로서 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 금속 산화물 코팅 기판을 이용하는 실시 형태들에서, 전도층의 코팅 두께는 일반적으로 시트의 저항률에 의해 정량화될 수 있다. 시트 저항률은 일반적으로 ohm/sq로 측정된다. 일반적으로, 시트 저항률이 약 10 ohm/sq 내지 약 300 ohm/sq인 전도층을 갖는 기판이 이용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 시트 저항률이 약 20 ohm/sq 내지 약 150 ohm/sq인 전도층을 갖는 기판이 이용될 수 있다. 그러한 코팅된 전도성 기판은 셸달(Sheldahl)(미국 미네소타주 노스필드 소재), 테크니-메트(Techni-met)(미국 코네티컷주 윈저 소재) 및 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 다수의 공급원으로부터 구매가능하다.
일반적으로, 전극 코팅 조성물은, 일단 건조되면 원하는 두께를 갖는 코팅을 제공하기에 충분한 습윤 두께로 (기판이 전도층을 포함하든 포함하지 않든) 기판 상에 코팅된다. 일 실시 형태에서, 전극 코팅 조성물은 약 5.08 ㎛(0.2 밀) 내지 약 100.8 ㎛(4 밀)의 두께로 기판 상에 코팅될 수 있다. 일 실시 형태에서, 전극 코팅 조성물은 약 10.16 ㎛(0.4 밀) 내지 약 45.7 ㎛(1.8 밀)의 두께로 기판 상에 코팅될 수 있다. 일 실시 형태에서, 전극 코팅 조성물은 약 12.7 ㎛(0.5 밀) 내지 약 38.1 ㎛(1.5 밀)의 두께로 기판 상에 코팅될 수 있다.
일 실시 형태에서, 전극 코팅 조성물은 번호 24 내지 번호 46 범위의 메이어 바아를 사용하여 코팅될 수 있다. 이들 바아는 건조 두께가 약 6.3 ㎛(0.25 밀) 내지 약 13.7 ㎛(0.54 밀)인 코팅을 생성할 것이다. 다른 실시 형태에서, 전극 코팅 조성물은 번호 75 메이어 바아를 사용하여 코팅될 수 있으며, 이는 건조 두께가 약 18.3 ㎛(0.72 밀)인 코팅을 생성할 것이다.
전극 코팅 조성물이 기판 상에 코팅된 후, 이어서 전극 코팅 조성물의 코팅된 층이 건조된다. 코팅된 전극 코팅 조성물을 건조시켜 전극층을 형성된다. 일반적으로, 건조는 코팅된 전극 코팅 조성물 층으로부터 용매의 적어도 일부를 제거하는 기능을 한다. 일 실시 형태에서, 건조는 코팅된 전극 코팅 조성물로부터 사실상 모든 용매를 제거하는 기능을 한다.
건조는 일반적으로 당업자에게 알려진 바와 같이 수행될 수 있다. 일 실시 형태에서, 건조는 온도를 제어하면서 수행될 수 있다. 일 실시 형태에서, 건조는 평균 실온(25℃)보다 더 높은 온도에서 수행될 수 있다. 일 실시 형태에서, 건조는 약 300℃ 이하에서 수행된다. 일 실시 형태에서, 건조는 약 150℃ 이하에서 수행된다. 일 실시 형태에서, 건조는 약 120℃ 이하에서 수행된다. 일 실시 형태에서, 건조는 약 110℃ 이하에서 수행된다. 일 실시 형태에서, 건조는 약 110℃에서 수행될 수 있다. 코팅의 두께는 건조 온도에 영향을 줄 수 있으며, 예를 들어 더 얇은 코팅은 더 두꺼운 코팅이 건조될 수 있는 온도보다 더 낮은 온도에서 건조될 수 있다. 당업자는 건조 온도를 제어함으로써 코팅된 전극 조성물의 건조에 어떻게 영향을 주는지를 알 것이다. 예를 들어, 대류식 오븐이 이용될 수 있다.
건조는 또한 코팅된 전극 조성물 주위의 기류를 제어하면서 수행될 수 있다. 일 실시 형태에서, 건조는 정상 조건으로부터 증가된 기류를 이용하여 수행된다. 일 실시 형태에서, 건조는 강제 공기 순환에 의해 수행된다. 일 실시 형태에서, 건조는 적어도 6.1 L/s(분당 13 세제곱피트)의 공기 (예를 들어, 약 21℃(70℉)의 외기) 취입량으로 수행될 수 있으며, 그 취입량에 대한 배기는 177℃(350℉) 기온에서 35.3 L/s(분당 75 세제곱피트)이다. 당업자는 기류를 제어함으로써 코팅된 전극 조성물의 건조에 어떻게 영향을 주는지를 알 것이다. 예를 들어, 강제 대류식 오븐은 건조 공정을 가속시킬 수 있다.
건조는 또한 온도 및 기류 둘 모두를 제어하면서 수행될 수 있다. 전극 코팅 조성물이 가요성 기판 상에 코팅되는 일 실시 형태에서, 건조는 약 120℃ 미만의 온도에서 그리고 강제 공기 순환에 의해 수행될 수 있다.
전극 또는 전기변색 용품의 제조 방법은 또한 본 명세서에 구체적으로 논의된 것들 외에, 용품 상에 층 또는 구조체를 제조하기에 바람직할 수 있는 추가의 단계들을 포함할 수 있다. 당업자는 바람직할 수 있는 특정 층 또는 구조체를 알 것이며, 또한 이러한 구조체의 예시적인 제조 방법을 알 것이다.
본 명세서에 개시된 방법을 사용하여 제조될 수 있는 전극의 예가 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 예시적인 전도층(120)이 배치되고 예시적인 전극층(130)이 배치된 예시적인 기판(110)을 포함하는 전극(100)을 나타낸다. 기판(110) 및 전도층(120)은 상기에 논의되었다. 전극층(130)은 코팅된 전극 코팅 조성물의 건조로부터 생성될 수 있다. 전극층(130)은 일반적으로 전도성이며, 상대적으로 낮은 탁도(haze)를 가지며, 상대적으로 높은 투명도를 가지며, 가시 범위 내에서 상대적으로 높은 총 투과율을 갖는다.
전극층은 일반적으로 (건조) 두께가 약 2.54 ㎛(0.1 밀) 내지 약 20.32 ㎛(0.8 밀)이다. 일 실시 형태에서, 전극층은 일반적으로 두께가 약 3 ㎛(0.12 밀) 내지 약 13.7 ㎛(0.54 밀)이다. 일 실시 형태에서, 전극층은 일반적으로 두께가 약 6.3 ㎛(0.25 밀) 내지 약 13.7 ㎛(0.54 밀)이다.
전극층은 일반적으로 전극 코팅 조성물 내에 포함된, 도핑된 반전도성 입자, 유기 결합제, 및 임의의 선택적인 첨가제를 포함할 것이다. 코팅된 전극 코팅 조성물을 건조하여 전극 코팅 조성물에 존재했던 용매의 적어도 상당 부분을 제거한다.
전극층에 존재하는 도핑된 반전도성 입자의 양은 층 전체에 걸쳐 이동도를 유지하면서 원하는 전기 특성을 제공하는 수준에 있을 수 있다. 일 실시 형태에서, 도핑된 반전도성 입자는 총 전극층의 중량을 기준으로 약 85% 내지 약 99%를 차지한다. 일 실시 형태에서, 도핑된 반전도성 입자는 총 전극층의 중량을 기준으로 약 92% 내지 약 96%를 차지한다.
전극층 내에 포함되는 유기 결합제의 양은 원하는 기계적 안정성을 제공하는 수준에 있을 수 있다. 일 실시 형태에서, 유기 결합제는 총 전극층의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 15%를 차지한다. 다른 실시 형태에서, 유기 결합제는 총 전극층의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 12%를 차지한다. 다른 실시 형태에서, 유기 결합제는 총 전극층의 중량을 기준으로 약 4% 내지 약 8%를 차지한다.
기판 및 전도층과 조합하여 전극층으로 구성된 본 발명에 따른 전극은 일반적으로 상대적으로 전도성이다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 전도도가 적어도 102 ohm/sq 정도이다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 전도도가 적어도 103 ohm/sq 정도이다.
기판 및 전도층과 조합하여 전극층으로 구성된 본 발명에 따른 전극은 일반적으로 상대적으로 낮은 탁도를 갖는다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 퍼센트 탁도가 약 15% 이하이다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 퍼센트 탁도가 약 5% 이하이다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 퍼센트 탁도가 약 2% 이하이다.
기판 및 전도층과 조합하여 전극층으로 구성된 본 발명에 따른 전극은 일반적으로 비교적 높은 투명도를 갖는다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 퍼센트 투명도가 적어도 약 90%이다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 퍼센트 투명도가 적어도 약 95%이다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 퍼센트 투명도가 적어도 약 99%이다.
기판 및 전도층과 조합하여 전극층으로 구성된 본 발명에 따른 전극은 일반적으로 상대적으로 높은 총 투과율을 갖는다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 총 퍼센트 투과율이 적어도 약 80%이다. 일 실시 형태에서, 전극은 일반적으로 총 퍼센트 투과율이 적어도 약 85%이다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 전극의 특정 파장에서의 투과율이 또한 측정될 수 있다. 일 실시 형태에서, 550 ㎚에서의 투과율은 전기변색 소자의 투명한 상태로부터 어두운 상태까지 최대 변화를 제공할 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 전극 및 전극층은 더 큰 전기변색 용품 내에서 이용될 수 있다. 그러한 전기변색 용품의 예는 도 2에서 볼 수 있다. 그러한 예시적인 용품은 상대 전극(225), 및 전해질층(240)을 포함한다. 그러한 실시 형태에서, 전해질층(240)은 상대 전극(225) 상에 배치된다. 이 실시 형태에서 상대 전극(225)은 상기에 기재되고 도 1에 예시된 전극을 포함할 수 있다.
전해질층은 접지 전위 또는 전류원으로부터의 전하의 이동을 촉진시키는 기능을 한다. 전해질층을 형성하는 데 사용될 수 있는 전해질의 예에는 용매 기재 액체 전해질, 다가전해질, 중합체성 전해질, 고체 전해질, 젤 전해질, 및 UV 경화성 전해질이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 이용될 수 있는 구체적인 전해질 염의 예에는 폴리(비닐 이미다졸륨 할라이드) 및 요오드화리튬, 폴리(비닐 피리디늄 염), LiN(CF3SO2)2(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠으로부터 플루오라드(Fluorad) HQ 115로서 구매가능함), LiCF3(SO3)(리튬트라이플레이트)(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠으로부터 구매가능함), LiClO4, LiPF6, 및 LiBF4가 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
경화성 전해질이 또한 이용될 수 있다. 경화성 전해질의 예가, 그 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함되고 발명의 명칭이 "경화성 전해질(CURABLE ELECTROLYTE)"인, 2006년 12월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/566,509호에 개시되어 있다.
전기변색 용품의 실시 형태는 또한 전해질층(240) 상에 위치된 선택적인 이형 라이너(245)를 포함할 수 있다(도 2에 도시되어 있음). 이형 라이너(245)는 예컨대 중합체 또는 종이와 같은 임의의 유용한 물질로 형성될 수 있으며, 이형 코트(coat)를 포함할 수도 있다. 이형 코트에 사용하기에 적합한 물질에는 전해질층(240)으로부터 이형 라이너(245)의 박리를 용이하게 하도록 설계된 플루오로중합체, 아크릴 및 실리콘이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 그러한 실시 형태는 상대 전극/전해질이 전기변색 소자의 나머지 구성요소들과 별도로 제조되고 시판된다면 유용할 수 있을 것이다.
예가 도 3에 도시되어 있는 또 다른 실시 형태는 제1 기판(210), 제1 전도층(220), 및 전극층(230)을 포함하는 상대 전극(225); 전해질층(240); 및 작동 전극(260)을 포함한다. 상대 전극(225), 및 전해질층(240)은 대체로 상기에 기재된 바와 같다.
작동 전극(260)은 당업자에게 알려진 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 작동 전극(260)을 형성하는 예시적인 방법에는 인쇄, 전착, 전기영동 침착, 스퍼터링, 및 증기 코팅이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,825,526호 및 미국 특허 제5,919,571호는 작동 전극 제조 방법의 2가지 구체적인 예를 제공한다. 다른 실시 형태에서, 작동 전극(260)은 둘 모두가 2006년 12월 4일자로 출원되었고 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 발명의 명칭이 "전기변색 소자(Electrochromic Device)"인 미국 특허 출원 제11/566,548호 및 "층마다의 침착에 기초한 전기변색 소자(Electrochromic Device Based on Layer by Layer Deposition)"인 미국 특허 출원 제11/566,541호의 특허 출원들에 개시된 바와 같이 형성될 수 있다.
당업자라면 이해할, 본 명세서에 논의된 전기변색 용품은 또한 다른 선택적인 층 및 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기변색 용품은 또한 전극 세퍼레이터(separator), 예를 들어 스페이서 비드(spacer bead) 또는 다른 유형의 전극 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 일반적으로, 전극 세퍼레이터는 비-전도성 물질로 제조된다. 전극 세퍼레이터는 유기 또는 무기일 수 있다. 일 실시 형태에서, 소자가 부분적으로 유리일 경우, 즉 유리 기판 상에 형성될 경우, 스페이서 비드가 이용될 수 있다. 소자가 가요성인 실시 형태에서는, 다공성 전극 세퍼레이터가 이용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 유기막이 또한 전극 세퍼레이터로서 이용될 수 있다. 그러한 유기막은 열적 유도 상분리(thermally induced phase separation, TIPS), 용매 유도 상분리(solvent induced phase separation, SIPS), 중합 유도 상분리(polymerization induced phase separation, PIPS)가 포함되지만 이에 한정되지 않는 다수의 방법 중 하나를 사용하거나, 또는 중합체 필름을 에칭하여 이를 다공성이 되게 함으로써 제조될 수 있다. 다공성 막의 실시 형태는 개시 내용이 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 출원 공개 제20080128287호에서 찾아질 수 있다.
본 명세서에 논의되고 예시된 전기변색 용품은 광학적으로 투명할 수 있지만, 그럴 필요는 없다. 광학적으로 투명한 전기변색 용품은 광학적으로 투명하지 않은 전기변색 용품이 덜 바람직하게 될 소정 응용에 유리하게 사용될 수 있다. 그러한 응용의 예에는, 의복, 예를 들어 위장복; 색상 여과 응용, 예를 들어 조명, 사진 및 안경; 신호계(signage) 또는 디스플레이 응용, 예를 들어 타일형 디스플레이 및 픽셀형 디스플레이가 포함되지만 이에 한정되지 않는 상이한 색상들의 사용이 중요할 수 있는 것들이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 그러한 응용의 추가의 예에는 건물 응용, 예를 들어 도어, 사생활 보호벽, 창 및 벽 천장 타일; 수송 응용, 예를 들어 선박창; 및 항공기 응용, 예를 들어 파티션 및 창을 포함하는 단속적인(on and off) 투과 제어가 중요할 수 있는 것들이 포함되지만 이에 한정되지 않는다.
[실시예]
[실시예 1]
물 중의 메토셀 EM4(미국 마이애미주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 컴퍼니)의 10 중량% 저장 용액(stock solution) 3.6 g을 12.6 g의 물과 조합하여 균질한 용액을 생성하였다. 닛산 케미칼 아메리카 코포레이션(미국 텍사스주 휴스턴 소재)의 셀낙스(Celnax) CX-S401 M(메탄올 중의 40 중량%의 인 도핑된 산화주석(SnO2) 입자의 분산액) 20 g을 그에 첨가하고, 병을 밀봉하고, 실온에서 1일 내지 2일 동안 기계적으로 진탕시켜 투명한 점성의 전극 코팅 용액(23%의 고형물)을 생성하였다.
전극 코팅 용액을 100 ohm/sq의 ITO/PET(미국 코네티컷주 윈저 소재의 테크니-메트) 상에 (하기 표 1에 나타낸) 다양한 두께로 코팅하고, 강제 대류식 오븐 내에서 110℃에서 3 내지 4분 동안 즉시 건조시켰다. 코팅을 비-환기형 오븐 내에서 건조시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 1a를 제조하였다. 실온에서 공기 건조시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 1b를 제조하였다.
모델 880 ETS 표면 저항률 미터에 의해 또는 프로스태트(Prostat) PRS-801 저항률 시스템에 의해 코팅된 기판의 전도도를 측정하였다. 코팅된 기판의 퍼센트 탁도 값을 가드너 헤이즈가드 플러스(Gardner HazeGard Plus) 장치에 의해 측정하였다. 코팅된 기판의 퍼센트 투명도 값을 가드너 헤이즈가드 플러스 장치에 의해 측정하였다. 가드너 헤이즈가드 플러스를 사용하여 퍼센트 총 투과율을 측정하였으며, 람다(Lambda) 900 분광계에 의해 550 ㎚에서의 퍼센트 투과율을 측정하였다. 또한, PA-2053 블레이드 어셈블리로 로딩된 가드코(Gardco) PA2000 시험 기기를 사용하여 크로스 해치 접착력 시험의 사용을 통해 전극층의 접착력을 평가하였다. 사용되는 접착력 시험 방법은 쓰리엠 610 테이프를 이용한 ASTM #D 3359이며, 이때 0은 나쁜 접착력에 상응하고, 5는 탁월한 접착력에 상응한다. 결과는 하기 표 1에서 볼 수 있다.
[표 1]
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[실시예 2]
글로브 박스 내에서 건조 아세토니트릴 중의 0.1 M LiClO4 및 3,3-다이에틸-3,4-다이하이드로-2H-티에노[3,4-b][1,4]다이옥세펜(미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치 컴퍼니(Sigma-Aldrich Co.))의 0.001 M 내지 0.100 M 용액의 전기화학 침착에 의해 35 ohm/sq의 ITO/PET(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니) 상에 작동 전극을 제조하였다. 인-도핑된 SnO2 페이스트의 용액을 100 ohm/sq의 ITO/PET 기판 상에 24 메이어 로드로 핸드 코팅함으로써 상대 전극을 제조하였다.
경화성 전해질을 하기와 같이 제조하였다. 글로브 박스 내에서, 60 cc의 불투명한 병에, 자기로 교반하면서 폴리(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 아크릴레이트(미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치)(18.90 g), 프로필렌 카르보네이트/에틸렌 카르보네이트 혼합물( 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치)(35.68 g의 4:3 질량% 혼합물) 및 LiClO4(5.82 g)를 충전하였다. 다음으로, 에어로실(Aerosil) 200 건식 실리카(독일 뒤셀도르프 소재의 데구사 아게(Degussa AG); 사용 전 적어도 3시간 동안 150℃로 진공 하에서 건조됨)(3.85 g)를 계속된 교반으로 24시간의 기간에 걸쳐 서서히 첨가하였다. 이어서, 2,4,6-트라이메틸벤조일에톡시페닐포스핀 옥사이드(바스프 코포레이션(BASF Corporation))(TPO-L: 0.0514 g) 및 아이소옥틸티오글리콜레이트(미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치)(IOTG: 0.141 g)를 혼합하여 경화성 전해질 조성물을 생성하였다. 직경 50 마이크로미터의 2.0 질량%의 유리 비드를 약 5 g의 전해질에 첨가하였다.
전해질을 작동 전극과 상대 전극 사이에 개재시키고, 가장자리를 UV 경화성 폴리우레탄 접착제 울트라 라이트-웰드(Ultra Light-Weld) 3-20741(미국 코네티컷주 토링톤 소재의 다이맥스 코포레이션(Dymax Corporation))로 밀봉하였다. 이 구조물을 GE 흑색광(1.4 ㎽/㎠) 하에서 10분 동안 경화시켰다. 전지를 착색된 상태로부터 탈색된 상태까지 용이하게 그리고 반복가능하게 스위칭시켰다. 스위칭을 위한 바이어스는 + 1.2 V였다. 엑스-라이트(X-RITE) 모델 SP62 휴대용 구형 분광 광도계(portable sphere spectrophotometer)를 이용하여 (백색 배경에 대하여 측정된) 탈색된 상태 및 착색된 상태에 대한 반사율 곡선을 구하였으며, 이는 도 4에 나타나 있다. 콘트라스트 비는 580 ㎚에서 25였다. 투과율 스펙트럼을 또한 구하였으며, 이는 도 5에 나타나 있다.
[실시예 3]
사전-패턴화된 100 ohm/sq의 ITO/PET 기판으로부터 21개의 개별적으로 어드레싱된 세그먼트들로 이루어진 소자를 제조하였다. 10초 동안 0.001 M 내지 0.100 M 3,3-다이에틸-3,4-다이하이드로-2H-티에노[3,4-b][1,4]다이옥세펜 및 0.1 M 과염소산리튬을 함유하는 아세토니트릴 용액 내에서 스테인리스 강 전극에 대하여 5 V 바이어스를 인가함으로써 ITO/PET 기판 상에 폴리다이에틸프로필-다이옥시티오펜을 전해중합하여 작동 전극을 제조하였다. 인-도핑된 SnO2 페이스트의 용액을 100 ohm/sq의 ITO/PET 기판 상에 24 메이어 로드로 핸드 코팅함으로써 상대 전극을 제조하였다. 실시예 2의 경화성 전해질을 2개의 전극들 사이에 라미네이팅하고, 가장자리를 다이맥스 울트라 라이트 웰드 3-20741 접착제로 밀봉하였다. 구조물을 GE 흑색광 하에서 10분 동안 경화시켜 전기변색 전지를 생성하였다. 세그먼트화된 전지를 착색된 상태로부터 탈색된 상태까지 반복적으로 (1,000,000 사이클) 용이하게 스위칭하였다. 스위칭을 위한 바이어스는 ± 1.0 V였으며, 이때 스위칭 속도는 1초 미만이었다.
[실시예 4]
5 ohm/sq의 유리 기판으로부터 0.15 x 0.15 m(6 x 6 인치) 소자를 제조하였다. 10초 동안 0.001 M 내지 0.100 M 3,3-다이에틸-3,4-다이하이드로-2H-티에노[3,4-b][1,4]다이옥세펜 및 0.1 M 과염소산리튬을 함유하는 아세토니트릴 용액 내에서 스테인리스 강 전극에 대하여 1.6 V 바이어스를 인가함으로써 ITO/PET 기판 상에 폴리다이에틸-프로필다이옥시티오펜을 전착하였다. 인-도핑된 SnO2 페이스트의 용액을 24 메이어 로드로 핸드 코팅함으로써 상대 전극을 제조하였다. 50 마이크로미터의 유리 비드를 함유하는 실시예 2의 경화성 전해질을 2개의 전극들 사이에 라미네이팅하고, 가장자리를 다이맥스 울트라 라이트 웰드 3-20741 접착제로 밀봉하였다. 구조물을 GE 흑색광 하에서 10분 동안 경화시켜 전기변색 전지를 생성하였다. 스위칭을 위한 바이어스는 ± 1.5 V였으며, 이때 스위칭 속도는 2초 미만이었다.
이와 같이, 전기변색 소자의 실시 형태가 개시되어 있다. 당업자라면 본 발명이 개시된 것 이외의 실시예들로 실시될 수 있다는 것을 알 것이다. 개시된 실시 형태들은 제한이 아니라 예시를 위해 제시된 것이며, 본 발명은 이어지는 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 투명 기판과;
    기판의 제2 표면 상에 배치된 전도층과;
    전도층 상에 배치되며, 도핑된 산화주석 나노입자 및 유기 결합제를 포함하고 투명한 전극층을 포함하는 전극.
  2. 제1항에 있어서, 기판은 가요성인 전극.
  3. 제1항에 있어서, 산화주석은 인으로 도핑된 전극.
  4. 제1항에 있어서, 산화주석 나노입자는 평균 크기가 약 30 나노미터 이하인 전극.
  5. 제1항에 있어서, 산화주석 나노입자는 평균 크기가 약 20 나노미터 이하인 전극.
  6. 제1항에 있어서, 유기 결합제는 메틸셀룰로오스, 폴리비닐 알코올 (PVA), 폴리아크릴산 (PAA), 폴리 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 (PEO), 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 하이드록시에틸 셀룰로오스, 또는 그 조합인 전극.
  7. 제1항에 있어서, 유기 결합제는 전극층의 총 중량의 약 1% 내지 약 15%를 이루는 전극.
  8. 제1항에 있어서, 유기 결합제는 전극층의 총 중량의 약 4% 내지 약 8%를 이루는 전극.
  9. 제1항에 있어서, 나노입자는 전극층의 총 중량의 약 85% 내지 약 99%를 이루는 전극.
  10. 제1항에 있어서, 나노입자는 전극층의 총 중량의 약 92% 내지 약 96%를 이루는 전극.
  11. 도핑된 산화주석 나노입자, 유기 결합제 및 적어도 하나의 용매를 포함하는 전극 코팅 조성물을 투명 기판 상에 코팅하는 단계와;
    코팅된 전극 코팅 조성물을 건조시켜 코팅된 전극 코팅 조성물로부터 적어도 하나의 용매의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는 전극 형성 방법.
  12. 제11항에 있어서, 건조는 강제 기류(force air flow)로 수행되는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 건조는 약 120℃ 미만의 온도에서 수행되는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 용매는 물, 알코올, 아세테이트, 케톤, 또는 그 조합을 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 용매는 물 및 메탄올을 포함하는 방법.
  16. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 용매는 전극 코팅 조성물의 총 중량의 약 50% 내지 약 90%를 이루는 방법.
  17. 제11항에 있어서, 적어도 하나의 용매는 전극 코팅 조성물의 총 중량의 약 70% 내지 약 75%를 이루는 방법.
  18. 제1 표면 및 제2 표면을 갖는 투명 기판과; 기판의 제2 표면 상에 배치된 전도층과; 전도층 상에 배치되며, 도핑된 산화주석 나노입자 및 유기 결합제를 포함하고 투명한 전극층을 포함하는 상대 전극; 및
    상대 전극 상에 배치된 전해질층을 포함하는 전기변색 용품.
  19. 제18항에 있어서, 산화주석은 인으로 도핑된 전기변색 용품.
  20. 제18항에 있어서, 전해질층 상에 배치된 작동 전극을 추가로 포함하는 전기변색 용품.
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