KR20110131986A - 전기 변색 소자 - Google Patents

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Abstract

제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하며 동시에 n타입이거나 동시에 p타입인 서로 다른 전기 변색 물질을 포함하는 제1 전기 변색 층과 제2 전기 변색 층, 그리고 상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층과 접촉하는 전해질을 포함하며, 서브 화소 없이 하나의 화소에서 투명 상태 및 다양한 색을 표현할 수 있는 전기 변색 소자에 관한 것이다.

Description

전기 변색 소자{ELECTROCHROMIC DEVICE}
본 기재는 전기 변색 소자에 관한 것이다.
전기 변색(electrochromic)은 전압을 인가하였을 때 전기장 방향에 의해 가역적으로 색이 변하는 현상을 말하며, 전기 변색 물질은 전기 화학적 산화 및 환원 반응에 의해 재료의 광 특성이 가역적으로 변화할 수 있는 물질을 말한다. 즉 전기 변색 물질은 전기장이 인가되지 않는 경우 색을 표시하지 않다가 전기장이 인가되면 색을 표시할 수 있으며, 또는 이와 반대로 전기장이 인가되지 않는 경우 색을 표시하다가 전기장이 인가되면 색이 소멸되는 특성을 가진다.
전기 변색 물질은 이러한 특성을 이용하여 전압에 따라 광 투과 특성이 변화하는 전기 변색 소자(electrochromic device)에 응용되고 있다.
전기 변색 소자는 스마트 윈도우(smart window)와 같은 광 투과 특성을 이용하는 소자에 응용될 뿐 아니라 최근에는 우수한 경량성 및 휴대성으로 인하여 전자 페이퍼와 같은 표시 장치(display)에도 응용되고 있다.
본 발명의 일 측면은 해상도를 높이고 색 특성을 개선하여 고효율, 고순도 색상을 구현할 수 있는 전기 변색 소자를 제공한다.
일 구현 예에 따르면, 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하며 동시에 n타입이거나 동시에 p타입인 서로 다른 전기 변색 물질을 포함하는 제1 전기 변색 층과 제2 전기 변색 층, 그리고 상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층과 접촉하는 전해질을 포함하는 전기 변색 소자를 제공한다.
상기 제1 전기 변색 층은 전압에 따라 투명 및 적어도 두 개의 색을 표시하는 제1 전기 변색 물질을 포함할 수 있고, 상기 제2 전기 변색 층은 전압에 따라 투명 및 적어도 하나의 색을 표시하는 제2 전기 변색 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 전기 변색 물질 및 상기 제2 전기 변색 물질은 각각 금속 산화물, 비올로겐 화합물, 프탈레이트 화합물, 피리딘계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 아미노퀴논계 화합물, 희토류계 유기 금속 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 페토티아진계 화합물, 염료계 화합물, 도전성 고분자 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제1 전기 변색 층과 상기 제2 전기 변색 층은 상기 색을 독립적으로 표시할 수 있다.
제1 전압 및 제2 전압에서 상기 제1 전기 변색 물질은 상기 적어도 두 개의 색 중 어느 하나를 각각 표시하고 상기 제2 전기 변색 물질은 투명을 표시할 수 있고, 제3 전압에서 상기 제1 전기 변색 물질은 투명을 표시하고 상기 제2 전기 변색 물질은 상기 적어도 한 개의 색 중 어느 하나를 표시할 수 있으며, 제4 전압에서 상기 제1 전기 변색 물질 및 상기 제2 전기 변색 물질은 동시에 투명을 표시할 수 있다.
상기 전기 변색 소자는 복수의 화소를 포함할 수 있고, 상기 각 화소는 전압에 따라 투명, 적색, 녹색 및 청색을 표시할 수 있다.
상기 전기 변색 소자는 복수의 화소를 포함할 수 있고, 상기 각 화소는 전압에 따라 투명, 시안, 마젠타 및 옐로우를 표시할 수 있다.
상기 각 화소는 복수의 서브 화소로 구분되어 있지 않을 수 있다.
상기 전해질은 상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층과 상반되는 타입의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 전기 변색 층은 상기 제1 전극의 일면에 위치할 수 있고, 상기 제2 전기 변색 층은 상기 제2 전극의 일면에 위치할 수 있으며, 상기 제1 전기 변색 층과 상기 제2 전기 변색 층은 전해질을 사이에 두고 마주할 수 있다.
다른 구현 예에 따르면, 복수의 화소를 포함하는 전기 변색 소자에서, 상기 각 화소는 제1 전기 변색 층과 제2 전기 변색 층을 포함하며, 제1 전압 및 제2 전압에서 상기 제1 전기 변색 물질은 상기 적어도 두 개의 색 중 어느 하나를 각각 표시하고, 제3 전압에서 상기 제1 전기 변색 층은 투명을 표시하고 상기 제2 전기 변색 층은 색을 표시하는 전기 변색 소자를 제공한다.
상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층은 동시에 n타입 물질을 포함하거나 동시에 p타입 물질을 포함할 수 있다.
상기 전해질은 상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층과 상반되는 타입의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 전압, 제2 전압에서 상기 제1 전기 변색 층이 표시하는 색 및 상기 제3 전압에서 상기 제2 전기 변색 층이 표시하는 색은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 전압 및 제2 전압에서 상기 제1 전기 변색 층이 표시하는 색 및 상기 제3 전압에서 상기 제2 전기 변색 층이 표시하는 색은 시안, 마젠타 및 옐로우 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 전기 변색 소자는 제4 전압에서 상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층 모두 투명을 표시할 수 있다.
상기 각 화소는 복수의 서브 화소로 구분되어 있지 않을 수 있다.
색 필터 없이도 다양한 색을 표현할 수 있을 뿐만 아니라, 서브 화소를 둘 필요 없이 단일 화소에서 전압을 변화시키면서 다양한 색을 표시할 수 있다. 이에 따라 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 색 필터에 의해 손실되는 광을 줄여 효율을 개선할 수 있고 하나의 화소 전체에서 다양한 색을 표시할 수 있으므로 서브 화소를 두는 경우와 비교하여 해상도를 높일 수 있어서 색 특성 또한 개선할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 전기 변색 소자를 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1의 전기 변색 소자에서 전압 인가에 따른 전기 화학적 반응에 따라 각 화소에서 표시하는 색을 예시적으로 도시한 개략도이고,
도 3은 실시예 1에 따른 전기 변색 소자에서 주기적 전류전압법(cyclic voltametry)을 보여주는 그래프 및 전압에 따른 색 변화를 보여주는 사진이고,
도 4는 실시예 1에 따른 전기 변색 소자에서 가시광선 영역의 분광스펙트럼 측정 결과를 보여주는 그래프이고,
도 5는 실시예 2에 따른 전기 변색 소자에서 전압에 따른 색 변화를 보여주는 사진이다.
이하, 구현 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현 예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 일 구현예에 따른 전기 변색 소자에 대하여 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1은 일 구현 예에 따른 전기 변색 소자를 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현 예에 따른 전기 변색 소자는 서로 마주하며 간격재(40)에 의해 고정되어 있는 하부 기판(10)과 상부 기판(20); 하부 기판(10) 및 상부 기판(20) 각각의 일면에 위치하는 하부 전극(12)과 상부 전극(22); 하부 전극(12)과 상부 전극(22) 사이에 채워져 있는 전해질(30); 하부 전극(12) 및 상부 전극(22) 각각의 일면에 위치하며 전해질(30)과 각각 접촉하고 있는 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)을 포함한다.
하부 기판(10) 및 상부 기판(20)은 투명 유리 또는 고분자로 만들어질 수 있으며, 고분자는 예컨대 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리이미드에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
하부 전극(12) 및 상부 전극(22) 중 적어도 하나는 투명 도전체로 만들어질 수 있으며, 이들은 각각 예컨대 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxidem ITO), 불소 함유 틴 옥사이드(fluorine tin oxide, FTO) 또는 안티몬 함유 틴 옥사이드(antimony doped tin oxide, ATO)와 같은 무기 도전성 물질이나 폴리아세틸렌 또는 폴리티오펜과 같은 유기 도전성 물질을 포함할 수 있다.
전해질(30)은 전기 변색 물질의 산화/환원 반응을 촉진하는 물질을 공급하며, 액체 전해질 또는 고체 고분자 전해질일 수 있다. 액체 전해질로는 예컨대 LiOH 또는 LiClO4과 같은 리튬 염, KOH과 같은 포타슘 염 및 NaOH와 같은 소듐 염 등이 용매에 용해되어 있는 용액을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 고체 전해질로는 예컨대 폴리(2-아크릴아미노-2-메틸프로판 술폰산)(poly(2-acrylamino-2-methylpropane sulfonic acid) 또는 폴리에틸렌옥사이드(poly(ethylene oxide)) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)은 서로 다른 전기 변색 물질을 포함한다. 전기 변색 물질은 전압이 인가되었을 때 전기장 방향에 따라 전기 화학적 변화에 의해 가역적으로 색을 표시할 수 있는 화합물로, 물질에 따라 고유색을 표시할 수 있다.
이 때 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)은 동시에 n타입 전기 변색 물질을 포함하거나 동시에 p타입 전기 변색 물질을 포함할 수 있다. n타입 전기 변색 물질은 환원 상태에서 색을 표시하고 산화 상태에서 투명하게 되는 환원 발색(cathodic coloration) 물질일 수 있고, p타입 전기 변색 물질은 산화 상태에서 색을 표시하고 환원 상태에서 투명하게 되는 산화 발색(anodic coloration) 물질일 수 있다.
한편, 상기와 같이 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)이 동시에 n타입 전기 변색 물질을 포함하거나 동시에 p타입 전기 변색 물질을 포함하는 경우, 전해질(30)은 하부 전기 변색 층(15) 및 상부 전기 변색 층(25)과 상반되는 타입의 물질을 포함함으로써 안정적인 전기 화학 반응을 일으킬 수 있다. 예컨대 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)이 동시에 n타입 전기 변색 물질을 포함하는 경우 전해질(30)은 p타입 물질을 포함하고, 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)이 p타입 전기 변색 물질을 포함하는 경우 전해질(30)은 n타입 물질을 포함할 수 있다.
이와 같이 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)이 동일한 타입의 전기 변색 물질을 포함함으로써, 전압 인가시 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25) 중 어느 하나만이 고유색을 표시할 수 있다.
만일, 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25) 중 하나가 n타입 전기 변색 물질을 포함하고 다른 하나가 p타입 전기 변색 물질을 포함하는 경우, 하부 전극(12) 및 상부 전극(22)에 전압 인가시 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)이 동시에 색을 표시하여 혼색될 수 있다. 이 경우 두 가지 이상의 색이 혼합된 색만 표시할 수 있으며, 예컨대 적색, 녹색 및 청색과 같은 기본색을 표시할 수 없다.
본 구현 예에서는 상술한 바와 같이 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)이 동일한 타입의 전기 변색 물질을 포함함으로써 하부 전기 변색 층(15)의 전기 변색 물질로부터 표시되는 고유색 및 상부 전기 변색 층(25)의 전기 변색 물질로부터 표시되는 고유색을 각각 독립적으로 표시할 수 있다.
예컨대 하부 전기 변색 층(15) 및 상부 전기 변색 층(25) 중 하나는 전압에 따라 투명 및 적어도 두 개의 색을 차례로 표시하는 전기 변색 물질을 포함할 수 있고, 다른 하나는 전압에 따라 투명 및 적어도 하나의 색을 차례로 표시하는 전기 변색 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라 전기 변색 소자는 전압에 따라 투명 및 적어도 세 개의 색을 표시할 수 있다.
전압에 따라 투명 및 적어도 두 개의 색을 차례로 표시하는 전기 변색 물질은 산화텅스텐(WO3), 산화몰리브덴(MoO3), 산화티타늄(TiO2)와 같은 n형 금속 산화물; 산화바나듐(V2O5), 산화이리듐(IrO2), 산화니오븀(Nb2O5), 산화니켈(NiO)과 같은 p형 금속 산화물; 비올로겐 화합물; 이소프탈레이트와 같은 프탈레이트계 화합물; 피리딘계 화합물; 안트라퀴논계 화합물; 아미노퀴논계 화합물; 희토류계 유기 화합물; 프탈로시아닌계 화합물; 루테늄계 유기 금속 화합물; 류우코(Leuco)계 염료 화합물; 페토티아진계 화합물; 고분자 화합물 등을 들 수 있다.
이에 대하여 도 2를 도 1과 함께 참고하여 설명한다.
도 2는 도 1의 전기 변색 소자에서 전압 인가에 따른 전기 화학적 반응에 따라 각 화소에서 표시하는 색을 예시적으로 도시한 개략도이다.
설명의 편의를 위해서, 도 2에서 첫번째 행(row)은 상부 전기 변색 층(25)이 전압에 따라 색 표시가 변하는 것을 보여주고, 두번째 행은 하부 전기 변색 층(15)이 전압에 따라 색 표시가 변하는 것을 보여주고 세번째 행은 상부 전기 변색 층(25) 및 하부 전기 변색 층(15)을 조합하여 전기 변색 소자에서 표시하는 색을 보여준다. 도 2에서 예시적으로, 전압 미인가시 투명 상태이나 약 -1V의 전압에서 환원되어 녹색(G)으로 변색되고 약 -1.5V의 전압에서 이중 환원되어 적색(R)으로 변색되는 변색 재료를 사용하였다.
또한 하기 설명에서, 설명의 편의상, 전압은 상부 전극(22)을 기준 전극으로 하여 전압의 크기를 나타낸 것으로, 마이너스(-) 전압은 하부 전극(12)이 상부 전극(22)보다 상대적으로 전압이 낮은 상태를 의미하고 플러스(+) 전압은 하부 전극(12)이 상부 전극(22)보다 상대적으로 전압이 높은 상태를 의미한다.
도 2를 참고하면, 약 0 내지 0.5V의 전압을 인가하는 경우(c), 하부 전기 변색 층(15)과 상부 전기 변색 층(25)의 전기 변색 물질은 실질적으로 전기 화학 반응을 일으키지 않고 둘 다 투명(T)을 표시할 수 있다. 이 경우 전기 변색 소자는 색 표시 없이 투명(T)을 표시할 수 있다.
한편, 약 1.5V의 전압이 인가되는 경우(d), 상부 전기 변색 층(25)의 전기 변색 물질은 전기 화학적 변화를 일으키지 않으므로 그대로 투명(T)을 표시하고 하부 전기 변색 층(15)의 전기 변색 물질은 전자를 환원하여 청색(B)을 표시할 수 있다. 이 경우 전기 변색 소자는 투명(T)과 청색(B)을 조합하여 청색(B)을 표시할 수 있다.
반대로, 약 -1.0V의 전압을 인가하는 경우(b), 하부 전기 변색 층(15)의 전기 변색 물질은 전기 화학적 변화를 일으키지 않으므로 그대로 투명(T)을 표시하고 상부 전기 변색 층(25)의 전기 변색 물질은 전자를 환원하여 녹색(G)을 표시할 수 있다. 이 경우 전기 변색 소자는 투명(T)과 녹색(G)을 조합하여 녹색(G)을 표시할 수 있다.
여기에 전압을 더욱 인가하여 약 -1.5V의 전압을 인가하는 경우(a), 하부 전기 변색 층(15)의 전기 변색 물질은 마찬가지로 전기 화학적 변화를 일으키지 않으므로 그대로 투명(T)을 표시하고 상부 전기 변색 층(25)의 전기 변색 물질은 전자를 하나 더 환원하여 적색(R)을 표시할 수 있다. 이 경우 전기 변색 소자는 투명(T)과 적색(R)을 조합하여 적색(R)을 표시할 수 있다.
상기에서는 투명(T), 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 예시적으로 보였지만, 투명(T), 시안(cyan), 마젠타(magenta) 및 옐로우(yellow)에도 동일하게 적용할 수 있다. 또한 상기 세 가지 색에 한정되지 않고 전기 변색 물질의 전기 화학 반응에 따라 더 많은 색을 표시할 수 있다.
또한 다양한 색을 조합하여 흑색(black) 표현을 할 수도 있다. 예컨대 인접한 세 개의 화소가 각각 적색, 녹색 및 청색을 표시하는 경우 세 화소에서 표시되는 색을 조합하여 흑색을 표시할 수 있다. 또한 화소가 투명 모드인 경우, 약 40% 이상의 높은 반사도를 가지는 백색 표현을 할 수 있다.
따라서 상술한 구현 예에 따른 전기 변색 소자는 색 필터 없이도 다양한 색을 표현할 수 있을 뿐만 아니라, 백색 및 흑색 표현도 할 수 있다. 또한 일반적으로 적색, 녹색 및 청색을 표시하기 위하여 세 개 이상의 서브 화소를 두어야 하는데, 상술한 구현예에 따른 전기 변색 소자는 서브 화소를 둘 필요 없이 단일 화소에서 전압을 변화시키면서 다양한 색을 표시할 수 있다. 따라서 하나의 화소에서 적색, 녹색 및 청색 표시가 가능할 뿐만 아니라 이들이 표시되지 않은 투명 상태 및 이들의 조합에 의한 흑색 표시가 가능하다. 이에 따라 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 색 필터에 의해 손실되는 광을 줄여 효율을 개선할 수 있고 하나의 화소 전체에서 예컨대 적색, 녹색 및 청색을 각각 표시할 수 있으므로 예컨대 세 개의 서브 화소에서 각각 적색, 녹색 및 청색을 표시하는 경우와 비교하여 세 배 이상 해상도를 높일 수 있어서 색 특성 또한 개선할 수 있다.
한편, 하부 전기 변색 층(15) 및 상부 전기 변색 층(25)은 상술한 전기 변색 물질이 나노 입자(nano-particle)에 담지된 형태로 포함될 수 있다. 나노 입자는 반도체 물질이 사용될 수 있으며, 예컨대 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO2), 산화텅스텐(WO3) 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 나노 입자의 형태는 구형, 정사면체, 원통형, 삼각형, 원판형, 트리포드(tripod), 테트라포드(tetrapod), 큐브, 박스, 스타, 튜브 등 다양할 수 있으며, 나노 입자는 크기는 약 1 내지 100nm 일 수 있다.
이와 같이 상술한 전기 변색 물질을 나노 입자에 담지된 상태로 사용함으로써 표면적을 크게 하여 전기 변색 물질을 보다 많이 도포할 수 있어서 전기 변색 소자의 효율을 높일 수 있다.
또는 하부 전기 변색 층(15) 및 상부 전기 변색 층(25)은 상술한 전기 변색 물질이 고분자 화합물과 혼합될 수 있다. 이 때 사용할 수 있는 고분자 화합물은 예컨대 폴리비닐 피롤리돈, 폴리비닐 부틸알코올 또는 이들의 조합일 수 있으며, 하부 전기 변색 층(15) 또는 상부 전기 변색 층(25)의 총 함량에 대하여 예컨대 상술한 전기 변색 물질이 약 50 내지 99중량%로 포함되고 고분자 화합물이 약 1 내지 50중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 전기 변색 소자의 효율을 높일 수 있다.
상술한 구현예에 따른 전기 변색 소자는 별도의 반사판을 구비하지 않은 투명 표시 소자를 예시적으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 하부 기판(10) 또는 상부 기판(20) 중 어느 하나의 일면에 반사층을 구비하는 반사형 소자에 적용할 수도 있다.
이하 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
고분자 기판 위에 ITO 전극을 형성하고 그 위에 평균 입경 25nm의 TiO2 층을 7㎛의 두께로 형성한 후, 하기 화학식 1로 표시되는 전기 변색 물질을 도포한다. 또 다른 고분자 기판 위에 ITO 전극을 형성하고 입경 25nm의 TiO2 층을 7㎛의 두께로 형성한 후, 그 위에 하기 화학식 2로 표시되는 전기 변색 물질을 도포한다. 이어서 두 기판을 대향하게 배치한 후 간격재로 밀봉하고 그 사이에 0.1몰의 LiClO4 및 0.05몰의 페로센을 감마부티로락톤에 용해시킨 전해질을 주입하여 전기 변색 소자를 제작한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002

상기에서 제조된 전기 변색 소자에 -1.5V, -1.0V, 0V 및 1.5V의 전압을 인가한 후 전압에 따른 색 표시를 확인한다.
그 결과는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 실시예 1에 따른 전기 변색 소자에서 주기적 전류전압법(cyclic volatmetry)을 보여주는 그래프 및 전압에 따른 색 변화를 보여주는 사진이고, 도 4는 실시예 1에 따른 전기 변색 소자에서 표시된 색의 분광스펙트럼을 보여주는 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 전기 변색 소자는 전압 변화에 따라 적색, 녹색 및 청색을 표시함을 알 수 있으며, 표시된 적색, 녹색 및 청색은 적색 파장 영역, 녹색 파장 영역 및 청색 파장 영역의 색을 표시함을 확인할 수 있다.
실시예 2
화학식 1로 표현되는 화합물 대신 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물을 사용하고 화학식 2로 표현되는 화합물 대신 하기 화학식 4로 표현되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 전기 변색 소자를 제조한다.
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
상기에서 제조된 전기 변색 소자에 -1.5V, -1.0V, 0V 및 1.5V의 전압을 인가한 후 전압에 따른 색 표시를 확인한다.
이에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 실시예 2에 따른 전기 변색 소자에서 전압에 따른 색 변화를 보여주는 사진이다. 도 5를 참조하면, 전압에 따라 차례로 적색, 청색, 투명 및 녹색을 표시함을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
10: 하부 기판 12: 하부 전극
15: 하부 전기 변색 층 20: 상부 기판
22: 상부 전극 25: 상부 전기 변색 층
30: 전해질

Claims (19)

  1. 제1 전극,
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하며 동시에 n타입이거나 동시에 p타입인 서로 다른 전기 변색 물질을 포함하는 제1 전기 변색 층과 제2 전기 변색 층, 그리고
    상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층과 접촉하는 전해질
    을 포함하는 전기 변색 소자.
  2. 제1 항에서,
    상기 제1 전기 변색 층은 전압에 따라 투명 및 적어도 두 개의 색을 표시하는 제1 전기 변색 물질을 포함하고,
    상기 제2 전기 변색 층은 전압에 따라 투명 및 적어도 하나의 색을 표시하는 제2 전기 변색 물질을 포함하는
    전기 변색 소자.
  3. 제2 항에서,
    상기 제1 전기 변색 물질 및 상기 제2 전기 변색 물질은 각각 금속 산화물, 비올로겐 화합물, 프탈레이트 화합물, 피리딘계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 아미노퀴논계 화합물, 희토류계 유기 금속 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 페토티아진계 화합물, 염료계 화합물, 도전성 고분자 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 전기 변색 소자.
  4. 제2 항에서,
    상기 제1 전기 변색 층과 상기 제2 전기 변색 층은 상기 색을 독립적으로 표시하는 전기 변색 소자.
  5. 제4 항에서,
    제1 전압 및 제2 전압에서 상기 제1 전기 변색 물질은 상기 적어도 두 개의 색 중 어느 하나를 각각 표시하고 상기 제2 전기 변색 물질은 투명을 표시하는 전기 변색 소자.
  6. 제4 항에서,
    제3 전압에서 상기 제1 전기 변색 물질은 투명을 표시하고 상기 제2 전기 변색 물질은 상기 적어도 한 개의 색 중 어느 하나를 표시하는 전기 변색 소자.
  7. 제4항에서,
    제4 전압에서 상기 제1 전기 변색 물질 및 상기 제2 전기 변색 물질은 동시에 투명을 표시하는 전기 변색 소자.
  8. 제1항에서,
    상기 전기 변색 소자는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 각 화소는 전압에 따라 투명, 적색, 녹색 및 청색을 표시하는 전기 변색 소자.
  9. 제1항에서,
    상기 전기 변색 소자는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 각 화소는 전압에 따라 투명, 시안, 마젠타 및 옐로우를 표시하는 전기 변색 소자.
  10. 제8항 또는 제9항에서,
    상기 각 화소는 복수의 서브 화소로 구분되어 있지 않은 전기 변색 소자.
  11. 제1항에서,
    상기 전해질은 상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층과 상반되는 타입의 물질을 포함하는 전기 변색 소자.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 전기 변색 층은 상기 제1 전극의 일면에 위치하고,
    상기 제2 전기 변색 층은 상기 제2 전극의 일면에 위치하며,
    상기 제1 전기 변색 층과 상기 제2 전기 변색 층은 전해질을 사이에 두고 마주하는 전기 변색 소자.

  13. 복수의 화소를 포함하는 전기 변색 소자에서,
    상기 각 화소는 제1 전기 변색 층과 제2 전기 변색 층을 포함하며,
    제1 전압 및 제2 전압에서 상기 제1 전기 변색 물질은 상기 적어도 두 개의 색 중 어느 하나를 각각 표시하고, 제2 전기 변색 층은 투명을 표시하고,
    제3 전압에서 상기 제1 전기 변색 층은 투명을 표시하고 상기 제2 전기 변색 층은 색을 표시하는 전기 변색 소자.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층은 동시에 n타입 물질을 포함하거나 동시에 p타입 물질을 포함하는 전기 변색 소자.
  15. 제14항에서,
    상기 전해질은 상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층과 상반되는 타입의 물질을 포함하는 전기 변색 소자.
  16. 제13항에서,
    상기 제1 전압 및 제 2전압 에서 상기 제1 전기 변색 층이 표시하는 색 및 상기 제3 전압에서 상기 제2 전기 변색 층이 표시하는 색은 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나를 포함하는 전기 변색 소자.
  17. 제13항에서,
    상기 제1 전압 및 제 2전압에서 상기 제1 전기 변색 층이 표시하는 색 및 상기 제3 전압에서 상기 제2 전기 변색 층이 표시하는 색은 시안, 마젠타 및 옐로우 중 어느 하나를 포함하는 전기 변색 소자.
  18. 제13항에서,
    상기 전기 변색 소자는 제4 전압에서 상기 제1 전기 변색 층 및 상기 제2 전기 변색 층 모두 투명을 표시하는 전기 변색 소자.
  19. 제13항에서,
    상기 각 화소는 복수의 서브 화소로 구분되어 있지 않은 전기 변색 소자.
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