KR20110045017A - 전기변색 소자 - Google Patents

전기변색 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20110045017A
KR20110045017A KR1020117004294A KR20117004294A KR20110045017A KR 20110045017 A KR20110045017 A KR 20110045017A KR 1020117004294 A KR1020117004294 A KR 1020117004294A KR 20117004294 A KR20117004294 A KR 20117004294A KR 20110045017 A KR20110045017 A KR 20110045017A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
conductive member
electrochromic
conductive
substrate
Prior art date
Application number
KR1020117004294A
Other languages
English (en)
Inventor
제임스 제이 핀리
이리나 쥐 슈웬드만
아담 디 폴신
캐롤린 에스 해리스
Original Assignee
피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 filed Critical 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드
Publication of KR20110045017A publication Critical patent/KR20110045017A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1503—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect caused by oxidation-reduction reactions in organic liquid solutions, e.g. viologen solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1514—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1516—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising organic material
    • G02F1/15165—Polymers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1514—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1523—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
    • G02F1/1525—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material characterised by a particular ion transporting layer, e.g. electrolyte
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/153—Constructional details
    • G02F1/155—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1514—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
    • G02F1/1523—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material comprising inorganic material
    • G02F1/1524—Transition metal compounds
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/36—Micro- or nanomaterials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

전기변색 소자(10)는 제 2 기판(14)과 이격되어 있는 제 1 기판(12)을 포함한다. 제 1 전도성 부재(16)가 제 1 기판(12)의 적어도 일부 상에 형성된다. 텅스텐 옥사이드 코팅을 포함하는 제 1 전기변색성 전극(18)이 제 1 전도성 부재(16)의 적어도 일부 상에 형성된다. 제 2 전도성 부재(20)가 제 2 기판(14)의 적어도 일부 상에 형성된다. 제 2 전기변색성 전극(22)이 제 2 전도성 부재(20)의 적어도 일부 상에 형성된다. 이온성 액체(24)가 제 1 전극(18)과 제 2 전극(22) 사이에 배치된다. 본 발명의 하나의 양태에서, 상기 이온성 액체(24)는 금속 또는 금속 옥사이드의 나노입자를 포함할 수 있다. 본 발명의 추가의 양태에서, 제 2 전도성 부재(20) 및 제 2 전극(22)은 단일 물질로 형성될 수 있다.

Description

전기변색 소자{ELECTROCHROMIC DEVICE}
본 발명은 일반적으로 전기변색 소자, 하나의 구체적인 양태에서 텅스텐 옥사이드 전극 및 나노입자-함유 이온 액체를 사용하는 전기변색 소자에 관한 것이다.
본원은, 본원에서 그 전체를 참고로 인용하는, 2008년 8월 28일자 출원된 미국 가출원 제 61/092,461 호를 우선권으로 주장한다.
전기변색 소자는 전위 인가시 어두워지거나 밝아지는 전기변색 물질을 사용한다. 이러한 전기변색 소자는 다양한 상업적 활동 영역, 예를 들어 건축용 창 및 차량용 창에서 널리 사용되고 있다.
본 발명의 목적은 현재 입수가능한 전기변색 소자를 능가하는 이점을 갖는 전기변색 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 전기변색 소자는 제 2 기판과 이격되어 있는 제 1 기판을 포함한다. 제 1 전도성 부재가 제 1 기판의 적어도 일부 상에 형성된다. 텅스텐 옥사이드를 포함하는 제 1 전기변색성 전극이 제 1 전도성 부재의 적어도 일부 상에 형성된다. 제 2 전도성 부재가 제 2 기판의 적어도 일부 상에 형성된다. 제 2 전기변색성 전극이 제 2 전도성 부재의 적어도 일부 상에 형성된다. 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 이온성 액체가 배치된다. 본 발명의 하나의 양태에서, 상기 이온성 액체는 금속 또는 금속 옥사이드의 나노입자를 포함할 수 있다. 본 발명의 추가의 양태에서, 제 2 전도성 부재 및 제 2 전기변색성 전극은 단일 물질, 예를 들어 전도성 금속 옥사이드의 단일층에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 구체적인 양태에서, 전기변색 소자는 제 2 유리 기판으로부터 이격되어 있는 제 1 유리 기판을 포함한다. 제 1 기판의 적어도 일부 상에 하나 이상의 전도성 금속 옥사이드, 또는 금속 옥사이드/금속/금속 옥사이드를 포함하는 다층 구조물을 포함하는 제 1 전도성 부재가 형성된다. 텅스텐 옥사이드를 포함하는 제 1 전기변색성 전극이 제 1 전도성 부재의 적어도 일부 상에 형성되고, 그의 두께는 200 nm 내지 300 nm의 범위이다. 제 2 전도성 부재가 제 2 기판의 적어도 일부 상에 형성되고, 하나 이상의 전도성 금속 옥사이드, 또는 금속 옥사이드/금속/금속 옥사이드를 포함하는 다층 구조물을 포함한다. 하나 이상의 전도성 금속 옥사이드 또는 전도성 중합체를 포함하는 제 2 전기변색성 전극이 제 2 전도성 부재의 적어도 일부 상에 형성된다. 이온성 액체가 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치되고, 나노입자를 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 기술될 것이며, 여기서 참조 번호는 유사한 부분에 대해서는 동일하다.
도 1은 본 발명의 특징부를 포함하는 전기변색 소자의 측면도이다(임의 축척임(not to scale)).
도 2는 본 발명의 전기변색 소자에 대한 투과율(%) 대 파장(nm)의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 특징부를 포함하는 또다른 전기변색 소자의 측면도이다(임의 축척임).
본원에서 사용되는, 공간 또는 방향 관련 용어들, 예를 들어 "좌측", "우측", "내부", "외부", "상부", "하부" 등은, 도면에서 보이는 바와 같은 발명에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 다양한 대안의 배향을 가정할 수 있고 따라서 이러한 용어는 한정하기 위한 것으로 고려되어서는 아니될 것임이 이해되어야만 한다. 추가로, 본원에서 사용시, 본원의 명세서 및 청구범위에서 사용된 것으로, 치수, 물리적 특성, 가공 파라미터, 성분의 양, 반응 조건 등을 표현하는 모든 수치는 모든 경우에 "약"이라는 용어에 의해 수식되어 있는 것으로 이해되어야만 한다. 따라서, 구체적으로 다르게 언급하지 않는 한, 모든 수치, 예를 들어 값, 범위, 양 또는 %를 나타내는 수치는, "약" 이라는 용어가 명확하게 기재되어 있지 않아도, 상기 "약"이라는 표현이 앞에 존재하는 것과 같이 이해될 것이다. 따라서, 반대로 언급되지 않은 경우라면, 하기 명세서 및 특허청구범위에 기재된 수치값은 본 발명에 의해 달성하고자 하는 목적하는 특성에 따라 변할 수 있다. 특허청구범위의 균등론의 적용을 거의 또는 전혀 제한하고자 하는 것이 아니라면, 각각의 수치값은 적어도 보고된 유효 숫자의 개수 및 일상적인 어림 기법의 측면에서 추론되어야만 한다. 게다가, 본원에서 개시된 모든 범위는 언급된 최소값과 최대값 및 이들 사이의 범위 내의 각각 및 모든 하부-범위를 포함하는 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어 "1 내지 10"로 언급된 범위는 1인 최소값과 10인 최대값 사이의 임의의 및 모든 하부-범위를 포함하는 것으로 이해되어야만 한다. 즉, 1인 최소값 또는 그 이상에서 시작하고 10인 최대값 또는 그 이하로 끝나는 모든 하부 범위, 예를 들어 1 내지 3.3, 4.7 내지 7.5, 5.5 내지 10 등을 포함하고자 한다. 추가로, 본원에서 사용되는 경우, "상에 형성된", "상에 침착된" 또는 "상에 제공된"이라는 용어는, 상기 표면 상에 형성되거나 침착되거나 제공되지만 상기 표면과 필수적으로 접촉되어야 하는 것은 아님을 의미한다. 예를 들어, 기판 "상에 형성된" 코팅층이란, 상기 형성된 코팅층과 기판 사이에 위치하는 동일하거나 상이한 조성물의 하나 이상의 또다른 코팅층 또는 필름의 존재를 배제하는 것은 아니다. 본원에서 사용되는 경우, "중합체" 또는 "중합체성"이란 올리고머, 단독중합체, 공중합체 및 삼원중합체, 예를 들어 2종 이상의 유형의 단량체 또는 중합체로부터 형성된 중합체를 포함한다. "가시광 영역" 또는 "가시광"이란 380 nm 내지 800 nm 범위의 파장을 갖는 전자기선을 지칭한다. "적외선 영역" 또는 "적외선"이란 용어는, 800 nm 내지 100,000 nm 범위 초과의 파장을 갖는 전자기선을 지칭한다. "자외선 영역" 또는 "자외선"이란 용어는, 300 nm 내지 380 nm 미만의 범위를 갖는 전자기 에너지를 의미한다. 추가로, 허여된 특허 및 특허원 등으로 한정되는 것은 아니지만, 본원에서 인용된 모든 문헌은 그 전체를 본원에서 이용하는 것으로 고려되어야만 한다. 본원에서 사용되는 경우, 규소는 "금속"으로 고려되어야만 한다.
본원의 특징부를 포함하는 전기변색 소자(10)는 도 1에 도시되어 있다. 상기 소자(10)는 제 2 기판(14)으로부터 이격되어 있는 제 1 기판(12)을 포함한다. 제 1 기판(12)의 적어도 일부 상에 제 1 전도성 부재(16)가 형성되어 있다. 제 1 전도성 부재(16)의 적어도 일부 상에 제 1 전기변색성 전극(18)이 형성되어 있다. 제 2 기판(14)의 적어도 일부 상에 제 2 전도성 부재(20)가 형성되어 있다. 제 2 전기변색성 전극(22)이 제 2 전도성 부재(20)의 적어도 일부 상에 형성되어 있다. 전도 매체, 예를 들어 이온성 액체(24)가 제 1 전극(18)과 제 2 전극(22) 사이에 배치되어 있다.
기판들(12 및 14)은 임의의 바람직한 물질일 수 있다. 본 발명의 광범위한 실시에서, 상기 기판들(12, 14)은 동일하거나 상이한 물질일 수 있다. 상기 기판들(12, 14)은 임의의 바람직한 특성을 갖는 임의의 바람직한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 기판들(12, 14)은 가시광에 대해 투명하거나 반투명할 수 있다. "투명하다"란, 0% 초과 내지 100%의 가시광 투과율을 가짐을 의미한다. 대안으로, 하나 이상의 기판들(12, 14)이 반투명할 수 있다. "반투명하다"란, 전자기 에너지(예를 들어, 가시광)가 통과하지만, 상기 에너지를 분산시켜, 관찰자 맞은편 물체가 뚜렷하게 보이지 않음을 의미한다. 적합한 물질의 예로는, 가소성 기판(예를 들어 아크릴계 중합체, 예를 들어 폴리아크릴레이트 또는 연신된 아크릴류; 폴리알킬메트아크릴레이트, 예를 들어 폴리메틸메트아크릴레이트, 폴리에틸메트아크릴레이트, 폴리프로필메트아크릴레이트 등; 폴리우레탄; 폴리카보네이트; 폴리알킬테레프탈레이트, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등; 폴리실록산-함유 중합체; 이들의 제조를 위한 임의의 단량체의 공중합체, 또는 그의 임의의 혼합물); 세라믹 기판; 유리 기판; 또는 상기 전술한 것 중 임의의 혼합물 또는 조합물을 들 수 있지만, 이로서 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 하나 이상의 기판들(12, 14)은 통상적인 소다-라임 실리케이트 유리(soda-lime-silicate glass), 보로실리케이트 유리, 또는 납유리를 포함할 수 있다. 상기 유리는 투명 유리일 수 있다. "투명 유리"란, 염색되지 않거나 착색되지 않은 유리일 수 있다. 대안으로, 상기 유리는 색유리 또는 착색 유리일 수 있다. 상기 유리는 서냉되거나(annealing) 열-처리된 유리일 수 있다. 본원에서 사용되는 경우, "열 처리"라는 용어는 템퍼링되거나(tempered) 적어도 부분적으로 템퍼링됨을 의미한다. 상기 유리는 임의의 유형, 예를 들어 통상적인 플로트 유리(float glass)일 수 있고, 임의의 광학 특성, 예를 들어 가시광선 투과율, 자외선 투과율, 적외선 투과율 및/또는 전체 태양 에너지 투과율 중 임의의 값을 갖는 임의의 조성물일 수 있다. 제 1 및 제 2 기판들(12, 14)은 각각 예를 들어 투명한 플로트 유리일 수 있거나 착색되거나 착색된 유리일 수 있거나 하나의 기판(12, 14)은 투명 유리이고 다른 기판(12, 14)은 착색 유리일 수 있다. 이로서 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에 적합한 유리의 예는 미국 특허 제 4,746,347 호; 제 4,792,536 호; 제 5,030,593 호; 제 5,030,594 호; 제 5,240,886 호; 제 5,385,872 호; 및 제 5,393,593 호에 개시되어 있다. 제 1 및 제 2 기판들(12, 14)은 임의의 바람직한 치수, 예를 들어 길이, 폭, 형태 또는 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 수행을 위해 사용될 수 있는 유리의 비제한적인 예로는, 투명 유리, 스타파이어(Starphire, 등록상표), 솔라그린(Solargreen, 등록상표), 솔렉스트라(Solextra, 등록상표), GL-20(등록상표), GL-35(상표), 솔라브론즈(Solarbronze; 등록상표), 및 솔라그레이(Solargray, 등록상표) 유리를 들 수 있으며, 이들 모두는 미국 펜실바니아주 피츠버그 소재의 피피지 인터스트리즈 인코포레이티드(PPG Industries Inc.)에서 시판중이다.
제 1 및 제 2 전도성 부재(16, 20)는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 본 발명에 유용한 물질의 예로는 전도성 금속 스트립 또는 전도성 코팅을 포함한다. 예를 들어, 전도성 부재(16, 20)는 임의의 투명한 전도성 옥사이드 또는 다층 전도성 구조물, 예를 들어 금속 옥사이드/금속/금속 옥사이드 코팅에 의해 형성될 수 있다. 본 발명에 유용한 투명 전도성 물질의 예로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 규소, 알루미늄, 지르코늄, 주석, 인듐, 또는 이들의 혼합물의 옥사이드; 니트라이드; 카바이드; 또는 옥시카바이드를 포함한다. 예를 들어, 하나 또는 둘다의 전도성 부재(16, 20)는 인듐 주석 옥사이드 또는 불소 도핑된 주석 옥사이드일 수 있다. 다층 구조물의 예로는, 유전층 사이에 배치된 하나 이상의 금속성 필름을 갖는 코팅을 포함한다. 적합한 유전층의 예로는 금속 또는 비금속의, 옥사이드, 니트라이드, 옥시니트라이드, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 상기 금속성 필름은 귀금속, 예를 들어 은, 금, 구리, 또는 이들의 조합물 또는 합금일 수 있다. 이러한 코팅의 예로는 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드로부터 시판중인 코팅인 솔라반(Solarban, 등록상표) 및 선게이트(Sungate, 등록상표) 부류를 포함한다. 본 발명에 유용한 구체적인 코팅으로는 솔라반(등록상표) 60, 솔라반(등록상표) 70 및 선게이트(등록상표) 100 코팅을 들 수 있다. 적합한 코팅의 예는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 미국 특허 제 4,898,789 호; 제 5,821,001 호; 제 4,716,086 호; 제4,610,771호; 제4,902,580호; 제4,716,086호; 제4,806,220호; 제4,898,790호; 제4,834,857호; 제4,948,677호; 제5,059,295호; 및 제5,028,759호, 및 미국 특허원 제 09/058,440 호에서 발견된다.
제 1 전기변색성 전극(18)은 제 1 전도성 부재(16)의 적어도 일부 상에 도포된 텅스텐 옥사이드(WO3) 코팅을 포함한다. 예를 들어, 텅스텐 옥사이드 코팅은 유리 기판 상의 5 Ω/□ 인듐 주석 옥사이드 위에 스퍼터링 침착될 수 있다. 예를 들어, 텅스텐 옥사이드 코팅의 두께는 200 nm 내지 300 nm의 범위일 수 있다.
제 2 전기변색성 전극(22)은 전도성 금속 또는 금속 옥사이드일 수 있다. 하나의 비-제한적인 실시양태에서, 제 2 전극(22) 및 제 2 전도성 부재(20)는 둘다 전도성 금속 옥사이드, 예를 들어 이로서 한정하는 것은 아니지만 인듐 주석 옥사이드에 의해 형성된다. 하나의 실시양태에서, 제 2 전도성 부재(20) 및 제 2 전극(22)은 인듐 주석 옥사이드의 2개의 층으로 형성될 수 있거나, 대안으로는 인듐 주석 옥사이드의 단일층이 제 2 전도성 부재(20) 및 제 2 전극(22) 둘다로서 작용할 수 있다. 또다른 비-제한적인 실시양태에서, 제 2 전극(22)은 전도성 공액 중합체로서 형성될 수 있다. 공액 중합체의 예는, 미국 특허 제 6,667,825 호 및 제 6,828,062 호에서 발견되지만 이로서 한정하는 것은 아니다.
이온성 액체(24)는 임의의 통상적인 이온성 액체일 수 있다. 본 발명의 실시에서 유용한 이온성 액체의 예로는 미국 특허 제 6,667,825 및 6,828,062 호에서 발견된다. 하나의 구체적인 실시양태에서, 이온성 액체(24)는 [BMIM] PF6(1-부틸-3-메틸이미다졸륨 헥사플루오로포스페이트)일 수 있다. 예를 들어, 이온성 액체(24)는, 통상적인 전기변색 소자에 비해 본 발명의 전기변색 소자(10)의 균일성 및 콘트라스트를 개선시키는 나노입자를 포함할 수 있다. 상기 나노입자는 이온성 액체(24)내 상기 물질을 스퍼터링-침착시킴으로써 제조될 수 있다. 본 발명에 유용한 나노입자의 예로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 텅스텐 옥사이드 나노입자 및/또는 아연 옥사이드 나노입자를 들 수 있다.
실시예
전술한 바와 같은 전기변색 소자(셀)을 제조하였다. 상기 셀은, 인듐 주석 옥사이드 상의 텅스텐 옥사이드인 제 1 전극; 인듐 주석 옥사이드인 제 2 전극, 및 텅스텐 옥사이드 및 아연 옥사이드 나노입자를 갖는 [BMIM] PF6인 이온성 액체를 사용하였다. 도 2에서 가장 위의 라인은 전위가 인가되기 전의 투과율을 나타낸다. 도 2에 도시한 바와 같이, 5볼트의 전하가 인가된 후, 투과율이 떨어졌다. 그다음, 전류를 껐다. 24시간 후에, 투과율은 거의 동일하게 유지되었다. 도 2의 맨아래 라인은 보다 높은 전압(6볼트)이 인가된 경우, 5볼트의 전류가 인가된 것에 비해 투과율이 더 떨어진 것을 나타낸다.
하기 표 1 내지 6은 언급된 통상적인 측정 파라미터에 따라 측정된 스펙트럼/색상 데이터의 목록이다. 상기 표 1 및 2는 각각 (A/2°) 및 (D65/2°)에 측적된 색상 데이터를 나타낸다. 표준(STD) 및 시험 3에 대한 데이터는 전류를 인가하기 전의 것이다. 시험 1 및 2의 데이터는 5볼트 전류를 인가한 후의 것이다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002
표 3 및 4는 각각 (D65/10°) 및 (CWF/1O°)에서의 색상 데이터의 목록이다. 표준의 데이터는 어떠한 전류도 없는 상태의 것이다. 시험 4의 데이터는 5볼트 전류를 인가하고 이를 끈 후 24시간 경과시 측정된 본 발명의 셀에 대한 것이다.
[표 3]
Figure pct00003
[표 4]
Figure pct00004
표 5 및 6은 각각 (D65/2°) 및 (CWF/2°)에서의 색상 데이터의 목록이다. 표준 및 시험 6에 대한 데이터는 임의의 전압이 인가되기 전에 측정된 것이다. 시험 5의 데이터는 6볼트의 전류가 인가된 후에 측정된 것이다.
[표 5]
Figure pct00005
[표 6]
Figure pct00006

또다른 전기변색 소자(30)가 도 3에 도시되어 있다. 이러한 실시양태에서, 전극(18, 22) 중 하나 또는 둘다는 중합체 매트릭스내 혼합되거나 상기 매트릭스내에 함유된 텅스텐 옥사이드 입자를 갖는 전도성 공액 중합체일 수 있다. 전도성 중합체의 예로는 폴리(아세틸렌), 폴리(피롤), 폴리(티오펜), 폴리(아닐린), 폴리(티오펜), 폴리(p-페닐렌 설파이드) 및 폴리(파라-페닐렌 비닐렌)(PPB)이다. 텅스텐 옥사이드 입자는 중합체에 혼합될 수 있거나 단량체와 혼합되고, 그다음 중합되어 중합체 층을 형성할 수 있다. 생성된 중합체는 전도성 부재 상에 유동 코팅되거나, 분무 증착되거나 전착될 수 있다.
단순히 전술한 바와 같은 이온성 액체보다는, 도 3의 전도성 매체(32)는 전해질 액체를 함유하지만 액체 중 양이온 및 음이온의 수송을 가능하게 하는 다공성 막일 수 있다. 상기 막은 유리하게는 액체의 자유 운동을 허용하면서 기계적 지지를 제공하는 비계(scaffold)로서 작용하는 구조물을 제공한다. 다공성 막의 공극 크기는 나노미터 스케일로부터 수백 마이크로미터 범위일 수 있다. 상기 물질의 막의 굴절률은 전해질의 굴절율과 동일하거나 또는 거의 동일하도록 선택될 수 있다. 액체와 막의 굴절률을 매칭시킴으로써, 상기 막은 눈에 보이지 않고 광을 산란하지 않아 흐릿한 외관을 유도할 수 있다. 또한, 상기 막은, 당업계에서 통상적인 스페이서로서 작용하는 작은 구나 막대를 사용하는 대신, 전극 사이의 스페이서로서 작용한다. 전극 간의 단락을 방지하기 위해서, 막이 우수한 절연체인 것이 바람직하다. 또한, 화학적 공격을 방지하기 위해서, 상기 막이 전해질과 화학적으로 상용성인 것이 바람직하다. 상기 막은 구체적인 적용례에 대해 적당하도록 만든 중합체 및/또는 무기 조성물로부터 제조될 수 있다. 상기 막을 위해 적합한 물질의 하나의 예는 아크릭 매트릭스를 형성하는 아크릴 중합체이다. 통상적인 액체 전해질, 예를 들어 비올로젠(viologen), 브릿지 염료(bridged dyes) 및 이온성 액체가 사용될 수 있다.
당업계의 숙련자라면 전술한 설명에 기재된 개념으로부터 벗어나지 않으면서 본 발명을 변형시킬 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다. 따라서, 본원에서 상세하게 기술한 구체적인 양태는 단지 설명하기 위한 것이지 본 발명의 범주를 한정하고자 하는 것은 아니며, 본 발명의 범주는 첨부된 특허청구범위의 전체 범위 및 그의 임의의 또는 모든 균등물이다.

Claims (10)

  1. 제 2 기판으로부터 이격되어 있는 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 적어도 일부 상에 형성된 제 1 전도성 부재;
    상기 제 1 전도성 부재의 적어도 일부 상에 형성된 텅스텐 옥사이드 코팅을 포함하는 제 1 전기변색성 전극;
    상기 제 2 기판의 적어도 일부 상에 형성된 제 2 전도성 부재;
    상기 제 2 전도성 부재의 적어도 일부 상에 형성된 제 2 전기변색성 전극; 및
    상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 배치된 이온성 액체
    를 포함하는 전기변색 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 기판이 유리를 포함하는, 전기변색 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 전도성 부재 중 하나 이상이 인듐 주석 옥사이드를 포함하는, 전기변색 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전도성 부재 및 상기 제 2 전기변색성 전극이 인듐 주석 옥사이드의 단일 코팅으로 형성되어 있는, 전기변색 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온성 액체가 나노입자를 포함하는, 전기변색 소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 텅스텐 옥사이드 코팅의 두께가 200 nm 내지 300 nm 범위인, 전기변색 소자.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 나노입자가 텅스텐 옥사이드 또는 아연 옥사이드 나노입자 중 하나 이상을 포함하는, 전기변색 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전기변색성 전극이 전도성 중합체를 포함하는, 전기변색 소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 부재들 중 하나 이상이 다층 구조물을 포함하는, 전기변색 소자.
  10. 제 2 유리 기판으로부터 이격되어 있는 제 1 유리 기판;
    상기 제 1 유리 기판의 적어도 일부 상에 형성되고 전도성 금속 옥사이드 또는 금속 옥사이드/금속/금속 옥사이드 중 하나 이상을 포함하는 다층 구조물을 포함하는 제 1 전도성 부재;
    상기 제 1 전도성 부재의 적어도 일부 상에 형성된, 텅스텐 옥사이드 코팅을 포함하고 그 두께가 200 nm 내지 300 nm 범위인, 제 1 전기변색성 전극;
    제 2 기판의 적어도 일부 상에 형성되고 전도성 금속 옥사이드 또는 금속 옥사이드/금속/금속 옥사이드 중 하나 이상을 포함하는 다층 구조물을 포함하는 제 2 전도성 부재;
    제 2 전도성 부재의 적어도 일부 상에 형성되고 전도성 금속 옥사이드 또는 전도성 중합체 중 하나 이상을 포함하는 제 2 전기변색성 전극; 및
    제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치되고 텅스텐 옥사이드 및/또는 아연 옥사이드 나노입자 중에서 선택된 나노입자를 포함하는 이온성 액체
    를 포함하는 전기변색 소자.
KR1020117004294A 2008-08-28 2009-08-25 전기변색 소자 KR20110045017A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9246108P 2008-08-28 2008-08-28
US61/092,461 2008-08-28
US12/545,410 US8085460B2 (en) 2008-08-28 2009-08-21 Electrochromic device
US12/545,410 2009-08-21
PCT/US2009/054831 WO2010025119A1 (en) 2008-08-28 2009-08-25 Electrochromic device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137006223A Division KR20130038954A (ko) 2008-08-28 2009-08-25 전기변색 소자

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110045017A true KR20110045017A (ko) 2011-05-03

Family

ID=41120171

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137006223A KR20130038954A (ko) 2008-08-28 2009-08-25 전기변색 소자
KR1020117004294A KR20110045017A (ko) 2008-08-28 2009-08-25 전기변색 소자

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137006223A KR20130038954A (ko) 2008-08-28 2009-08-25 전기변색 소자

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8085460B2 (ko)
EP (1) EP2329317A1 (ko)
JP (1) JP2012501008A (ko)
KR (2) KR20130038954A (ko)
WO (1) WO2010025119A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11599003B2 (en) 2011-09-30 2023-03-07 View, Inc. Fabrication of electrochromic devices
US9007674B2 (en) 2011-09-30 2015-04-14 View, Inc. Defect-mitigation layers in electrochromic devices
US10802371B2 (en) 2011-12-12 2020-10-13 View, Inc. Thin-film devices and fabrication
US20130293825A1 (en) * 2012-03-26 2013-11-07 Pixeloptics, Inc. Electrochromic materials and optical systems employing the same
US20140327950A1 (en) 2012-03-26 2014-11-06 Hpo Assets Llc Electrochromic materials and optical systems employing the same
US11054711B2 (en) 2014-11-25 2021-07-06 View, Inc. Electromagnetic-shielding electrochromic windows
CA2980477A1 (en) 2015-03-20 2016-09-29 View, Inc. Faster switching low-defect electrochromic windows
PT108749B (pt) * 2015-08-03 2019-08-12 Yd Ynvisible S A Estrutura de material cimentício electrocrómica e seu método de produção
EP3489307A4 (en) * 2016-07-19 2019-12-11 National Institute for Materials Science COMPOSITION WITH ORGANIC / METAL HYBRID POLYMER AND IONIC LIQUID, ELECTROCHROME DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND DEVICE
KR20180119120A (ko) * 2017-04-24 2018-11-01 주식회사 엘지화학 도전성 적층체 및 이를 포함하는 전기변색소자
WO2018199572A1 (ko) * 2017-04-24 2018-11-01 주식회사 엘지화학 도전성 적층체 및 이를 포함하는 전기변색소자
WO2018207591A1 (ja) 2017-05-10 2018-11-15 国立研究開発法人物質・材料研究機構 有機／金属ハイブリッドポリマーを用いたエレクトロクロミックデバイスおよびその製造方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2909359C2 (de) 1978-03-10 1982-03-18 Tokyo Shibaura Denki K.K., Kawasaki, Kanagawa Verfahren zur Herstellung einer elektrochromen Anzeigevorrichtung
JPS6084533A (ja) * 1983-10-17 1985-05-13 Hitachi Maxell Ltd エレクトロクロミツク表示素子
US4948677A (en) * 1984-01-31 1990-08-14 Ppg Industries, Inc. High transmittance, low emissivity article and method of preparation
US4610771A (en) * 1984-10-29 1986-09-09 Ppg Industries, Inc. Sputtered films of metal alloy oxides and method of preparation thereof
US4716086A (en) * 1984-12-19 1987-12-29 Ppg Industries, Inc. Protective overcoat for low emissivity coated article
US4806220A (en) * 1986-12-29 1989-02-21 Ppg Industries, Inc. Method of making low emissivity film for high temperature processing
US4898790A (en) * 1986-12-29 1990-02-06 Ppg Industries, Inc. Low emissivity film for high temperature processing
US5028759A (en) * 1988-04-01 1991-07-02 Ppg Industries, Inc. Low emissivity film for a heated windshield
US5059295A (en) * 1986-12-29 1991-10-22 Ppg Industries, Inc. Method of making low emissivity window
US4746347A (en) * 1987-01-02 1988-05-24 Ppg Industries, Inc. Patterned float glass method
US4792536A (en) * 1987-06-29 1988-12-20 Ppg Industries, Inc. Transparent infrared absorbing glass and method of making
US4902580A (en) * 1988-04-01 1990-02-20 Ppg Industries, Inc. Neutral reflecting coated articles with sputtered multilayer films of metal oxides
US4834857A (en) * 1988-04-01 1989-05-30 Ppg Industries, Inc. Neutral sputtered films of metal alloy oxides
US4898789A (en) * 1988-04-04 1990-02-06 Ppg Industries, Inc. Low emissivity film for automotive heat load reduction
US5030593A (en) * 1990-06-29 1991-07-09 Ppg Industries, Inc. Lightly tinted glass compatible with wood tones
US5030594A (en) * 1990-06-29 1991-07-09 Ppg Industries, Inc. Highly transparent, edge colored glass
US5240886A (en) * 1990-07-30 1993-08-31 Ppg Industries, Inc. Ultraviolet absorbing, green tinted glass
US5393593A (en) * 1990-10-25 1995-02-28 Ppg Industries, Inc. Dark gray, infrared absorbing glass composition and coated glass for privacy glazing
US5668663A (en) * 1994-05-05 1997-09-16 Donnelly Corporation Electrochromic mirrors and devices
US5821001A (en) * 1996-04-25 1998-10-13 Ppg Industries, Inc. Coated articles
US6495251B1 (en) * 1997-06-20 2002-12-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Silicon oxynitride protective coatings
SE518964C2 (sv) * 2000-08-03 2002-12-10 Gerrit Boschloo Behållaranordning för förvaring av riskmaterial och sätt för dess framställning
EP1352111A4 (en) * 2000-12-23 2008-03-12 Santa Fe Science & Technology LONG LIFE CONJUGATED POLYMER ELECTROCHEMICAL DEVICES COMPRISING IONIC LIQUIDS
US6667825B2 (en) * 2001-01-03 2003-12-23 Santa Fe Science And Technology, Inc. Stable conjugated polymer electrochromic devices incorporating ionic liquids
US7591984B2 (en) * 2003-07-28 2009-09-22 Los Alamos National Security, Llc Preparation of tungsten oxide
TWI352252B (en) * 2003-09-18 2011-11-11 Dainippon Ink & Chemicals Ionic conductor and electrochemical display elemen
US7626748B2 (en) * 2005-03-01 2009-12-01 Bijan Radmard Gel polymers containing ionic liquids
US7785496B1 (en) * 2007-01-26 2010-08-31 Clemson University Research Foundation Electrochromic inks including conducting polymer colloidal nanocomposites, devices including the electrochromic inks and methods of forming same

Also Published As

Publication number Publication date
AU2009285853A1 (en) 2010-03-04
JP2012501008A (ja) 2012-01-12
US20100053722A1 (en) 2010-03-04
WO2010025119A1 (en) 2010-03-04
KR20130038954A (ko) 2013-04-18
US8085460B2 (en) 2011-12-27
EP2329317A1 (en) 2011-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110045017A (ko) 전기변색 소자
Kim et al. Responsive smart windows from nanoparticle–polymer composites
US7907322B2 (en) Electrochromic device
US8049949B2 (en) Multi-layer electrode for high contrast electrochromic devices
US7999992B2 (en) Charge conducting medium
Kang et al. Nanoporous thermochromic VO2 films with low optical constants, enhanced luminous transmittance and thermochromic properties
KR100938427B1 (ko) 광학 및/또는 에너지 특성이 가변적인 전기적으로 작동하는 디바이스
US20080268229A1 (en) Superhydrophilic coatings
WO2006121659A1 (en) Electrochromic device having a self-cleaning hydrophilic coating with a controlled surface morphology
US20130335826A1 (en) Light-Absorbing Structure and Methods of Making
EP0620927A1 (en) Light modulating devices incorporating an improved electrode
EP2680067A1 (en) Reflecting electrochromic device
CN102851525B (zh) 一种银合金反射膜及具有该反射膜的电致变色器
JP2007510184A (ja) 耐酸下層を有する自浄親水性塗膜を有するエレクトロクロミックデバイス
KR100704212B1 (ko) Ｓｐｄ 필름의 접착을 증강시키는 방법 및 재료, 및 이를포함하는 광 밸브
AU2009285853B2 (en) Electrochromic device
KR20230092986A (ko) 반사성 태양광 제어 코팅 및 이로 코팅된 물품
US20060139725A1 (en) Electrochromic device
CN115735154A (zh) 包含间隙基材的液晶装置
WO2022244768A1 (ja) エレクトロクロミック素子、及び、眼鏡用レンズ
AU2006265759B2 (en) Charge conducting medium
KR20220079856A (ko) 전기적 조도조절성 글레이징
Ma et al. Smart sunglasses with tunable shade

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent
AMND Amendment
E801 Decision on dismissal of amendment