KR20160030592A - 전기영동 나노입자, 그 제조방법 및 전기영동 나노입자 분산용액 - Google Patents

전기영동 나노입자, 그 제조방법 및 전기영동 나노입자 분산용액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산질화티탄 입자; 및 상기 산질화티탄 입자의 표면에 그라프팅된, 양이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자 또는 음이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자를 포함하고, 평균 입경이 10 내지 200nm인 전기영동 나노입자에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면 비극성 용매에 분산 안정성 및 인가전압 여부에 따른 반사도 조절능력이 우수하고, 비저항이 높아 소비전력 절감효과가 있는 전기영동 나노입자를 제공할 수 있다.

Description

전기영동 나노입자, 그 제조방법 및 전기영동 나노입자 분산용액{Electrophoretic nanoparticle, manufacturing method of the same and dispersion solution of the electrophoretic nanoparticle}
본 발명은 전기영동 나노입자, 그 제조방법 및 전기영동 나노입자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 표면에 고분자가 그라프팅된 나노사이즈의 전기영동 입자 및 그 제조방법, 그리고 이를 포함하는 전기영동 나노입자 분산용액에 관한 것이다.
최근, 에너지 손실을 최소화하기 위한 에코 창문, 자동차용 룸미러, 스크린 및 전시용 윈도우 패널 등에 빛의 투과와 차단을 용이하게 제어할 수 있는 시스템이 급속히 채택되어 사용되기 시작하였다. 이들 기술은 스마트 윈도우(smart window)라고 불리우며 전압, 열, 빛 등을 가하여 빛의 투과율을 가변적으로 제어할 수 있는 기능을 갖춘 차세대 기능성 소재로 각광받고 있다.
현재까지 개발된 스마트 윈도우의 구현방식으로는 분극입자방식, 액정방식, 전기변색(Electo-cromic) 방식, 광 변색(Photo-cromic) 방식, 열 변색(Thermo-chromic)방식 등이 보고되고 있으며, 이 가운데 전기적으로 빛의 투과율을 제어하는 전기 변색 소자(electro-chromic device, ECD)가 대표적이다. ECD의 구동방식은 바이올로겐(Viologen)과 같은 유기물의 전기적 산화-환원에 따른 색차를 이용하는 방식과 WO3, MoO3등과 같은 무기물을 증착하여 투과율을 조절하는 방식으로 구분할 수 있다.
특히, 유기물의 전기적 산화-환원에 따른 색차방식 기술의 경우, 1982년 미국 Gentex사가 자동차 후면경의 반사율을 조절 (US patent 4,443,057)함으로써 스마트 윈도우시장에서 보다 확대되었는데, 현재도 ECD 기술이 자동차에 적용되는 전세계 시장규모는 2조원/년이며 년간 성장률은 20%로 예측되고 있는 고성장 산업으로 성장중이다. 그러나 ECD 분야는 Gentex사가 거의 독점하고 있기 때문에 후발주자들의 기술진입이 매우 어려운 상태이며, 바이오로겐 유도체의 경우 유기물이기 때문에 내후성이 약할 뿐만 아니라 산화-환원 응답속도가 느린 단점들을 가지고 있어 갑자기 터널에 진입할 경우 그 기능을 발휘할 수 없다는 한계가 존재한다.
이에 M. Winter와 R. K. Reich는 전기변색원리를 이용한 반사율 조절 후면경의 느린 응답속도를 개선하기 위해 반사형 전기영동 나노입자가 함입된 마이크로캡슐(Microcapsule)을 이용한 특허를 개시한바 있었다(US 특허공보 6,014,247). 다만 상기 특허는 반사형 나노입자의 전기장의 여부에 따라 빠른 응답속도를 구현할 수는 있었으나, 입자의 응집 및 분산을 이용하였기 때문에 반사된 이미지의 흐림(haze)현상을 피할 수 없어 상용화되지는 못하였다.
한편, 스마트 윈도우의 또 다른 구현 방법으로는 전기영동 나노입자를 이용한 색 가변기술 방식이 존재한다. 전기 영동 나노입자에 의한 색 가변 기술은 고 비점 유기 메트릭스 내 전하를 뛴 검은색 나노입자를 미세 패턴된 ITO 전극사이에 주입하고, 전압을 인가하면 검은색 나노입자가 분산된 상태에서 패턴된 전극면적으로 이동, 빛의 투과도를 조절하는 원리이다. 현재까지 합성된 전기영동나노 입자 제조의 경우 반사형 디스플레이의 일종인 전자종이(E-paper)에 집중적으로 적용되어 왔다.
최근, 대한 민국 공개특허 제10-2013-0054975호에서 미세패턴이 포함된 거울전극과 투명전극으로 이뤄진 셀에 전기습윤(electrowetting) 물질, 콜레스테릭(cholestertic)액정 물질, 전기영동(electrophoresis) 물질 등이 충진 되어 있는 반사도 조절 장치가 공개된 바 있으나, 상기 특허는 반사도 조절 장치자체의 구동방법에 관한 것일 뿐, 충진물질의 제조 및 특징에 관해서는 기술적으로 언급하지 않고 있다.
광 투과율을 자동적으로 조절 가능한 장치에 적용할 수 있는 나노입자들은 빛을 흡수할 수 있는 흑색 나노입자가 단독으로 존재해야 하며, 저농도에서의 우수한 분산안정성, 분산 매질의 높은 저항값 등이 확보되어야 하므로 전자종이에 적용되는 것과는 다른 기술이 요구된다.
대표적인 흑색 전기영동 나노입자로는 빛의 흡수도가 우수한 카본블랙을 들수 있으나, 카본블랙 나노입자는 입자 고유의 전기전도도를 가지고 전압을 인가 할 경우 전기 전도의 통로로 작용하여 전기에너지 소비의 원인이 된다. 또한 대부분의 카본블랙입자는 수십 나노미터 사이즈의 1차 카본입자들이 수백 나노미터 이상의 집합체(agglomerates)로 되어 있어 가시광선과 산란에 의한 선명도가 떨어지는 단점을 가지고 있다.
이에 본 발명은 전기영동 나노입자의 입자 고유저항을 높게 하여 전기영동 셀의 소비전력을 최소화 할 뿐만 아니라 우수한 분산성을 갖고, 가시광선의 산란을 최소화하여 선명한 이미지의 반사가 가능한 나노사이즈의 전기영동 입자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 구현예는 산질화티탄 입자; 및 상기 산질화티탄 입자의 표면에 그라프팅된, 양이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자 또는 음이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자를 포함하고, 평균 입경이 10 내지 200nm인 전기영동 나노입자이다.
본 발명에 따른 바람직한 제 2 구현예는 (a) 산질화티탄 입자 표면을 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 3-(트리에톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 및 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아크릴계 결합제로 처리하여 표면처리된 산질화티탄 입자를 얻는 단계; 및 (b) 용매하에서 (ⅰ) 상기 (a)단계에서 얻은 표면처리된 산질화티탄 입자, (ⅱ) 양이온성 작용기를 포함하는 이온성 단량체 또는 음이온성 작용기를 포함하는 이온성 단량체 및 (ⅲ) 에틸렌성 불포화 이중결합을 포함하는 단량체를 반응시키는 단계를 포함하는 전기영동 나노입자의 제조방법이다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 제 3 구현예는 비극성 용매; 및 상기 비극성 용매 100중량부 대비 상기 제 1 구현예의 전기영동 나노입자 0.1 내지 20중량부를 포함하는 전기영동 나노입자 분산액이다.
나아가 본 발명에 따른 바람직한 제 4 구현예는 상기 제 3 구현예에 의한 전기영동 나노입자 분산액을 포함하는 전기영동 셀을 구비한 스마트 윈도우이다.
전류구동으로 산환-환원의 화학적 색차를 나타내는 바이올로겐을 기반으로 하는 전기변색소재와 비교하여 본 발명에 따른 전기영동 나노입자의 경우 투과도 조절 메카니즘이 전기장에 의해서 물리적으로 이루어지므로 장기 구동안정성이 현저히 우수하다. 또한, 자동차 후면경 뿐만 아니라 변색유리, 에너지 절약형 열효율 유리, 태양전지와의 하이브리드 제품 등 고부가가치의 경쟁력 있는 차세대 특수유리인 스마트 윈도우에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 표면에 고분자가 그라프팅된 전(좌)/후(우)의 산질화티탄블랙입자를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 전기영동 구동셀의 On/Off 상태를 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 전기영동 구동셀의 On/Off 상태의 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 전기영동 나노입자 분산액이 충전된 전기영동 셀을 포함하는 광 반사율 조절장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
고유저항이 높은 전기영동 나노입자에 대하여 예의 연구한 결과, 산질화티탄블랙 표면에 양이온 그룹 혹은 음이온 그룹이 포함된 고분자가 그라프팅 될 경우 비극성 용매에 분산 안정성이 뛰어나고, 이러한 전기영동 나노입자를 포함한 분산액을 전기영동 셀에 주입하여 사용할 경우 인가전압 여부에 따른 반사도 조절능력이 특히 뛰어나다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
이에 본 발명의 일 양태에 따르면, 산질화티탄 입자; 및 상기 산질화티탄 입자의 표면에 그라프팅된, 양이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자 또는 음이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자를 포함하고, 평균 입경이 10 내지 200nm인 전기영동 나노입자를 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 전기영동 나노입자는 (a) 산질화티탄 입자 표면을 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 3-(트리에톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 및 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아크릴계 결합제로 처리하여 표면처리된 산질화티탄 입자를 얻는 단계; 및 (b) 용매하에서 (ⅰ) 상기 (a)단계에서 얻은 표면처리된 산질화티탄 입자, (ⅱ) 양이온성 작용기를 포함하는 이온성 단량체 또는 음이온성 작용기를 포함하는 이온성 단량체 및 (ⅲ) 에틸렌성 불포화 이중결합을 포함하는 단량체를 반응시키는 단계를 포함하는 전기영동 나노입자의 제조방법으로부터 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 (a)단계는 산질화 티탄입자 표면에 고분자를 용이하게 그라프팅시키기 위한 단계로서 입자표면에 라디칼 중합이 가능한 관능기를 도입하는 단계이다. 상기 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 3-(트리에톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 및 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아크릴계 결합제는 산질화티탄 입자 표면의 수산기와 반응할 수 있는 알킬옥시실릴 그룹을 가지고 있어 산 혹은 염기 조건에서 용이하게 산질화티탄 입자와 결합을 이룰 수 있다. 또한, 이들 아크릴계 결합제는 분자내 라디칼 중합이 가능한 (메타)아크릴 관능기를 동시에 가지고 있어 후술하는 이온성 단량체와 반응하여 궁극적으로 산질화 티탄 입자 표면에 고분자 그라프팅이 가능하게 된다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 산질화티탄은 백색의 산화티탄을 고온에서 암모니아와 질화환원반응에 의해서 제조된다(하기 화학 반응식1 참조). 이와 같이 제조된 산질화티탄은 일반적으로 화장품의 마스카라, 복사기 롤라 부품, LCD칼라필터의 블랙메트릭스 등에 사용된다. 블랙안료의 대명사인 카본블랙과 비교할 경우, 카본블랙은 붉은 톤의 검정색을 띠고 있지만 산질화티탄은 청색 톤의 검정색을 띠고 있다는 것이 특징이다.
즉, 카본블랙은 수십 나노미터 사이즈의 카본입자들이 수백 나노미터 이상의 집합체(agglomerates)를 이루고 있어 가시광선과 산란에 의한 선명도가 떨어질 수 있으나, 청색 톤의 산질화티탄블랙은 가시광선의 산란을 최소화 하여 이미지의 선명한 반사는 물론, 고유저항이 높아 전기영동 셀의 소비전력을 최소화 할 수 있다.
(화학 반응식 1)
Figure pat00001

본 발명의 산질화티탄은 사이즈는 10 내지 200nm사이즈를 갖는 통상의 산질화티탄 나노입자라면 종류에 제한하지 않으며 표면에 SiO2에 의해서 피복된 산질화티탄 나노입자를 적용하는 것도 가능하다. 상업화된 산질화티탄은 일본 미쯔비시(Mitsubishi) 전자재료화학의 12S, 16M, 13M, 13M-C, 그리고 13M-T 등이 용이하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 산질화티탄 입자 표면에 그라프팅된 고분자는 용매에 대한 분산 안정성과 전기영동 속도를 고려하여 분자량(Mw)을 300 내지 100,000 범위 이내로 적절히 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 분자량의 제어방법과 관련하여서는 당업자가 인지하고 있는 다양한 방법을 통해 가능하며 그에 한정이 있는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 본 발명의 전기영동 나노입자는 입자표면에 그라프팅된 고분자의 관능기(functional group)에 크게 영향을 받는다. 즉, 입자표면에 그라프팅된 고분자의 이온성 그룹이 전하를 갖게 되면, 전기영동 나노입자는 표면이 대전상태가 높아짐에 따라 전기장에 대한 민감도가 증하하게 되고, 결과적으로 낮은 구동전압에서도 높은 응답속도를 나타낼 수 있게 된다. 또한, 입자 표면에 전하량이 보다 많이 존재할수록 전기영동 속도가 더욱 향상될 수 있다.
본 발명에서 상기 고분자가 양이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자일 경우, 상기 고분자는 아미노기를 포함하는 단량체 및 4급 암모늄 염을 포함하는 단량체 중 선택된 적어도 하나의 양이온성 단량체로부터 유도된 아크릴계 고분자인 것이 바람직하다.
이때, 상기 아미노기를 포함하는 양이온성 단량체는 N-메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N-에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N.N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디부틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디-t-부틸아미노에틸 아크릴레이트, 2-N-피페리딜에틸 (메타)아크릴레이트, N-페닐아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디페닐아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노 스타이렌, N-페닐아미노에틸 스타이렌, 디메틸아미노에톡시 스타이렌, 디페닐아미노에틸 스타이렌, 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 2-비닐-6-메틸피리딘 및 알릴아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것일 수 있다.
또한, 상기 4급 암모늄 염을 포함하는 양이온성 단량체는 하기 화학식 1로 표현되는 화학구조를 갖는 것일 수 있다.
(화학식 1)
Figure pat00002

이때, 상기 R1 는 수소원자 또는 메틸기, R2는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기, R3는 탄소수 10 내지 18의 알킬기, R4는 탄소수 1 내지 2의 알킬기, 및 X는 염소, 브롬 및 요오드 원자 중 어느 하나이다. 다만, 상기 구조식으로 대표되는 4급 암모늄염을 가지고 있는 단량체는 극성 그룹을 가지고 있어 전기영동 구동 셀의 비극성 용매에 분산성이 떨어질 수 있기 때문에 R3는 탄소수 10 내지 18인 장쇄의 알킬기를 가지는 것이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명에서 상기 고분자가 음이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자일 경우, 상기 고분자는 하이드록시기, 카르복실기, 설포닐기 및 포스포닐기 중 적어도 하나의 작용기를 포함하는 음이온성 단량체로부터 유도된 고분자인 것일 수 있다.
이때, 상기 하이드록시기를 포함하는 음이온성 단량체는 하이드록시 스타이렌이고, 카르복실기를 포함하는 음이온성 단량체는 (메타)아크릴 산, 말레익 산, 무수말레익 산, 이타코닉산, 무수 이타코닉산, 푸마릭산, 신나믹산, 크로토닉산, 비닐벤조익산, 2-메타크릴옥시에틸 석시네이트, 2-메타크릴옥시에틸 말레이트, 2-메타크릴옥시에틸 헥사하이드로프탈레이트 및 2-메타크릴옥시에틸 트리멜리테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이고, 상기 설포닐기를 갖는 단량체는 비닐설포닉산, 알릴설포닉산, 스타이렌설포닉산, 2-설포에틸 메타크릴레이트 및 2-아크릴아마이드-2-메틸프로판설포닉산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이며, 상기 포스포닐기를 갖는 단량체는 3-클로로아마이드포스폭시프로필 메타크릴레이트 및 2-메타크릴옥시에틸 산 포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
아울러, 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 (b)단계에 투입되는 에틸렌성 불포화 이중결합을 포함하는 단량체는 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 비닐 라우레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 스타이렌, 비닐톨루엔, 비닐 아세테이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 트리(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올헥산 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 1,3-디부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 메타크릴레이트, 실리콘오일프로필 메타크릴레이트 및 트리플로오르에틸 메타크릴레이트를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명에서 상기 (b)단계의 반응은 중합개시제에 의해 반응이 시작되는 라디칼 반응인 것이며, 이로써 라디칼 중합이 가능한 관능기로 표면처리된 산질화티탄 입자의 표면이 결과적으로는 고분자가 그라프팅된 구조를 갖게 되는 것이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 비극성 용매에 상술한 전기영동 나노입자가 포함된 분산용액을 제공한다. 산질화티탄 입자 표면에 고분자가 그라프팅된 본 발명의 전기영동 나노입자는 비극성 용매에 대해 우수한 분산안정성을 나타낸다.
특히, 본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 분산용액은 통상 요구되는 광학밀도(optical density, D=log(I0/I))인 2 내지 20을 만족하기 위해 비극성 용매 100중량부 대비 본 발명의 전기영동 나노입자를 0.1 내지 20 중량부 포함할 수 있다. 이때, 산질화티탄 입자의 농도에 따라 광학밀도가 증가할 수 있으나, 0.1 중량부 미만을 포함하게 되면, 광학밀도가 지나치게 낮아 빛의 선택적 투과 혹은 반사 효과가 떨어지고, 20 중량부를 초과하게 되면 비극성 용매에 분산된 전기영도 나노입자 용액의 점도가 너무 높아져 전기영동 속도가 느려지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 비극성 용매는 높은 전기절연 성질을 가지고 있으며, 용해도 상수(solubility parameter) δ가 14 내지 20 SI인 것이 누전 없이 전기영동을 용이하게 하는 측면에서 바람직하다.
이때, 상기 비극성 용매는 펜탄, 헥산, 햅탄, 옥탄, 노난, 데칸, 도데칸을 포함하는 탄화수소; 이소헥산, 이소옥탄, 이소도데칸을 포함하는 이소파라핀 탄화수소; 액상 파라핀을 포함하는 알킬 나프테닉 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 알킬벤젠을 포함하는 방향족 탄화수소; 솔벤트 납사; 디메틸 실리콘오일, 메틸페닐 실리콘오일, 디알킬실리콘 오일, 알킬페닐실리콘 오일, 사이클릭 폴리(디알킬실록산), 사이클릭 폴리(알킬페닐실록산)을 포함하는 실리콘 오일; 및 할로겐화 탄화수소 오일 중 선택된 적어도 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 분산액은 분산된 전기 영동 산질화티탄 나노입자의 분산을 보다 용이하게 제어하기 위하여 비극성 용매 100 중량부 대비 0.1 내지 20중량부의 분산제를 추가적으로 포함할 수 있으며, 이때 상기 분산제제로는 디옥틸 소디움 설포석시네이트 (Aerosol OT), BYK-110, 161, 183, 또는 트윈(Tween), 스팬(Span), OLOA 계열(Chevron Oronite Inc. 제품), Ganex 계열 (ISP Inc.사 제품), Solspers 계열(Lubrizol Co. 사 제품)을 사용할 수 으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 전기영동 산질화티탄 나노입자 및 분산제의 경우, 이들을 비극성 용매에 투입하고 볼밀(ball mill), 샌드밀(sand mill), 초음파분산기(ultra sonificater), 호모게나이저(homogenizer), 아트리터(atriter) 등을 사용하여 분산시킬 수 있으며, 이에 제한되지 않고 통상적인 분산방법이라면 용이하게 적용가능하다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 분산액은 비저항이 107 Ω㎝이상인 것일 수 있다. 통상의 전기영동입자 분산액의 비저항이 106 Ω㎝점을 감안할 경우, 본 발명의 전기영동 입자 분산액의 비저항이 높아 낮은 구동전압이 요구되며, 잔류 전류의 발생도 미미하여 불필요한 에너지 소모를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이러한 특성에 따라, 본 발명의 상기 전기영동 (질산화티탄) 나노입자 분산액은 전기영동 셀에 충진하여 용이하게 사용될 수 있다. 특히, 전류의 흐름에 따라 반사도 조절이 가능한 광 반사율 조절장치, 즉, 스마트 윈도우에 포함된 전기영동 셀에 사용되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 자동차 후면경 및 보조경 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. 이때, 상기 광 반사율 조절장치는 정보 입력부, 전원공급부 및 조사광 감지부를 추가적으로 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전기영동 나노입자 분산액을 포함하는 전기영동 셀을 구비한 스마트 윈도우의 구체적인 일예로, 본 발명의 전기영동 나노입자 분산액이 자동차 후면경에 적용될 경우, 자동차 후면경을 위한 전기영동셀의 구조는 하기 도 4와 같을 수 있다. 즉, 투명패턴전극층 및 반사패턴전극층 사이의 셀에 전기영동 산질화티탄 나노입자가 분산된 분산액이 주입되어 충진되는 구조를 갖는다. 자동차 후면경용 전기영동셀의 제조방법은 반드시 이에 제한되는 것은 아니나 다음과 같을 수 있다.
광학적으로 투명한 상기 투명패턴전극층은 증착(sputtering) 방법, 진공 흡착법(vacuum deposition) 또는 CVD방법에 의해서 ITO, SnO2 또는 ZnO2:Al 를 증착하고 이후 포토리소(photolithogrphy) 공정에 의해서 패턴닝하여 제조한다. 또한, 상기 반사패턴 전극층은 거울역할을 하는 것으로서 은, 알루미늄, 몰리브데늄 등의 금속을 증착하여 70% 이상 반사율을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 각 층의 패턴닝은 직선형태이며 선폭은 5 내지 30 ㎛이며, 선간격은 30 내지 300㎛ 사이인 것이 바람직하다.
투명패턴전극층과 반사패턴전극층 사이의 간격은 스페이서볼의 산포에 의해서 5 내지 30 ㎛로 조절하고, 기벽 엣지 실런트(edge sealant)처리를 하여 고정할 수 있다. 이렇게 제조된 전기영동 셀에 본 발명의 전기영동 질산화티탄 나노입자 분산액을 진공주입, 모세관 주입, 등에 의해서 주입하거나 ODF(one drop filling)방법에 의해서 충진한 다음 투명패턴전극과 반사패턴전극층층 사이에 1 내지 30V의 직류전압을 인가하면, 전류인가 여부에 따라 산질화티탄 나노입자는 전기영동 거동을 보이며 투명 패턴전극으로 모이도록 하거나 셀 내부에 확산되어 입사광의 반사율(또는 투과율)을 조절 할 수 있게 된다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1.
실시예 1-1. 아미노기를 포함하는 전기영동 산질화티탄 입자의 제조
교반기, 온도계, 환류기가 있는 500ml 반응기에 산질화티탄(일본, 전자재료화학 13MT, 10% 수용액) 30g을 에탄올 150ml에 가하고 교반한다. 아세틱산 7.5g과 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 25g을 가하고 24시간동안 반응한다. 반응생성물을 원심분리(3000rpm)에 의해서 회수하고 3회 에탄올에 의해서 세척하였다.
반응기, 온도계, 환류기가 있는 또 다른 250ml 반응기에 톨루엔 80g을 가하고 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 표면 처리된 산질화티탄블랙 3g과 2-에틸헥실 아크릴레이트 5g, 알릴아민 1g을 넣고 중합개시제인 아조비스이소부티로나이트릴 0.5g을 가하여 70℃에서 6시간동안 질소분위기 하에서 반응하였다. 반응종료 후, 전기영동 산질화티탄을 얻기 위하여 고체 침전물을 톨루엔으로 씻고, 원심분리하고 이를 반복하였다. 최종 합성된 전기영동 산질화티탄을 70℃에서 시간동안 진공 건조하여 얻었다.
상시 실시예 1-1에 따라 제조된 고분자 그라프팅된 산질화티탄블랙은 전자현미경 사진 분석결과 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 평균 150㎚ 의 입자경을 갖는 것으로 분석되었다.
실시예 1-2. 산질화티탄 입자를 이용한 전기영동 셀 제조
합성된 전기영동 산질화티탄 나노입자를 초음파 분산에 의해서 분산제인 OLOA 11000 0.5 중량%가 포함된 비극성 솔벤트인 아소파 G(IsoparG)에 1.2%중량 분산하였다. 분산된 전기영동 산질화티탄블랙 분산을 캐필러리(capillary) 필링에 의해서 스트라이프 형태의 15㎛의 선폭과 85㎛의 선간격인 투명패턴전극과 반대전극의 은으로 증착된 거울층으로 셀 간격 20㎛로 구성된 셀에 주입하여, 하기 도 3과 같이 산질화티탄 분산액이 충진된 전기영동셀를 제조하였다.
실시예 2.
실시예 2-1. 4급 암모늄염을 포함한 단량체 합성
반응기, 온도계, 환류기가 있는 또 다른 250ml 반응기에 1-브로모도데칸(12.6g, 50.56 mmol)과 N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트(17.7g, 112.6mmol), 아세톤 100ml을 가하고 35 ℃로 가열하고 20시간동안 반응하였다(하기 화학 반응식 2 참조). 반응이 완료된 후 반응물은 로터리이베퍼레이터(rotary evaporator)의 감압하에서 아세톤을 제거하고 헥산을 가하여 결정을 얻었다. 얻어진 결정은 필터 및 건조하였고 13.6g의 4급암모늄을 포함한 단량체를 얻었으며, 4급 암모늄을 포함한 단량체의 H1-NMR에 의해서 그 구조를 확인하였다. 6.15 ppm과 5.70 ppm에서 methacryl proton에서 확인하였고 4.67ppm과 4.17ppm에서 ethylene proton과 3.52ppm에서 2개의 methyl proton, 3.59 ppm에서 methylene proton, 1.1~1.3 ppm에서 dodecyl group의 proton을 확인하였다.
(화학 반응식 2)
Figure pat00003

실시예 2-2. 전기영동 산질화티탄블랙 입자 제조
알릴아민 대신에 상기 실시예 2-1에서 합성한 4급 암모늄염 포함한 단량체를 동량(1g) 적용하는 것 이외에는 상기 실시예 1-1의 방법과 동일한 합성조건으로 전기영동 산질화티탄블랙을 제조하였다.
실시예 2-3. 산질화티탄 입자를 이용한 전기영동 셀 제조
상기 실시예 2-2에서 합성된 전기영동 산질화티탄블랙 입자를 초음파 분산에 의해서 분산제인 OLOA 11000 0.6 중량%가 포함된 비극성 솔벤트인 아소파 G(IsoparG)에 1.2%중량 분산하였다. 분산된 전기영동 산질화티탄블랙 분산을 캐필러리(capillary) 필링에 의해서 스트라이프 형태의 15㎛의 선폭과 85㎛의 선간격인 투명패턴전극과 반대전극의 은으로 증착된 거울층으로 셀 간격 20㎛로 구성된 셀에 주입하였다.
실시예 3.
실시예 3-1. 음이온성 작용기를 포함한 전기영동 산질화티탄 입자의 제조
알릴아민 대신에 메타크릴산 1.45g 적용하는 것 이외에는 상기 실시예 1-1의 방법과 동일한 합성조건으로 전기영동 산질화티탄블랙을 제조하였다.
실시예 3-2. 산질화티탄 입자를 이용한 전기영동 셀 제조
상기 실시예 3-1에서 합성된 전기영동 산질화티탄블랙 입자를 초음파 분산에 의해서 분산제인 Airosol AOT 0.7 중량%가 포함된 비극성 솔벤트인 아소파 G(IsoparG)에 1.2%중량 분산하였다. 분산된 전기영동 산질화티탄블랙 분산을 캐필러리(capillary) 필링에 의해서 스트라이프 형태의 15㎛의 선폭과 85㎛의 선간격인 투명패턴전극과 반대전극의 은으로 증착된 거울층으로 셀 간격 20㎛로 구성된 셀에 주입하였다.
비교예 1.
비교예 1-1. 전기영동 카본입자의 제조
교반기, 온도계, 환류기가 있는 500 ml 반응기에 카본블랙(printex 200, Degussa, 독일) 10g을 물 300ml와 함께 가하고 교반한다. 37% 염산 수용액을 0.3g 및 4-비닐아닐린을 2.5g을 가하고 65 ℃로 온도로 승온하고 교반하였다. 10% 소디움나트라이트 1.2g을 가하고 3시간동안 반응을 지속하였다. 고형분을 물로 씻고 원심분리의 3회 반복하고 최종적으로 건조하여 표면처리된 카본블랙을 얻었다.
반응기, 온도계, 환류기가 있는 또 다른 250ml 반응기에 톨루엔 80g을 가하고 4-비닐스타이렌 그룹이 표면처리된 카본블랙 3g과 2-에틸헥실 아크릴레이트 5g, 알릴아민 1g을 넣고 중합개시제인 아조비스이소부티로나이트릴 0.5g을 가하여 70℃에서 6시간동안 질소분위기 하에서 반응하였다. 반응종료 후, 전기영동 카본블랙을 얻기 위하여 고체 침전물을 톨루엔으로 씻고, 원심분리하고 이를 반복하였다. 최종 합성된 전기영동 카본 블랙을 70℃에서 시간동안 진공 건조하여 얻었다.
비교예 1-2. 카본블랙 나노입자를 이용한 전기영동 셀 제조
합성된 전기영동 카본블랙 입자 0.7중량%를 초음파 분산에 의해서 분산제인 OLOA 11000가 1중량%가 포함된 비극성 솔벤트인 아소파 G(IsoparG)에 분산하였다. 분산된 전기영동 산질화티탄블랙 분산을 캐필러리(capillary) 필링에 의해서 스트라이프 형태의 15㎛의 선폭과 85㎛의 선간격인 투명패턴전극과 반대전극은 은으로 증착된 거울층으로 셀 간격 20㎛로 구성된 셀에 주입하여 전기영동셀을 제조하였다.
실험예 .
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1의 전기영동 셀에 대하여 ON 상태 반사율, 구동전압, 셀 저항, ON 잔류전류 및 On/Off 반사율 차(?R)를 하기와 같이 평가하였고, 그 결과는 표 1에 반영하였다.
실험예 1. ON 상태 반사율
ON 상태 반사율은 UltraScan Pro, HunterLab사의 spectrophotometer를 사용하였고, 400~800nm의 반사율을 측정 이들의 평균값을 계산 전기영동 구동셀의 반사율 평가지표로 활용하였다. 광원은 halogen lamp(Avalight-HAL, Avantes)를 사용하였으며 측정 결과는 하기 도4에 전기영동 구동 셀의 ON/OFF 상태에서 400~800nm 반사율로 각각 표시하였다.
실험예 2. 구동전압
구동전압은 전기영동 셀에 1~15 DCV사이에서 각각 1DCV 간격으로 인가하여 반사율을 측정하였고 OFF에서 반사율로부터 10% 증가시키는 인가전압으로 결정하였다.
실험예 3. 전기영동 셀 저항 측정
전기영동 나노입자 분산이 충진된 셀의 저항은 Hioki사 저항시험기(모델 IR 4052-10)를 사용하여 양극과 음극단자사이의 전기 저항을 측정 평가하였다.
실험예 4. On 상태 잔류 전류 측정
전기 영동셀을 12DCV를 인가하여 ON상태에서 Fluke사 17B 디지털멀티미터를 이용 양극과 음극사이의 잔류전류를 측정하였다.
실험예 5. On / Off 반사율 차(ΔR)
상기 On 상태 반사율 측정방법과 동일하게 전기영동 셀의 Off상태에서 반사율을 측정하고 On상태 반사율 값에서 Off상태 반사율을 차감하여 측정하였다.
구분 ON 상태
반사율 (%)		 구동전압
(DCV)		 전기영동 셀 저항 (Ω㎝) ON 상태 잔류전류 (mA) On/Off 반사율 차(?R)
실시예 1 40.47 8.0 5×1012 0.01mA 31.0
실시예 2 41.38 3.0 1×1012 0.02mA 32.31
실시예 3 43.15 6.5 1×1011 0.04mA 34.22
비교예 1 46.99 12.0 3×104 2mA 29.79
상기 표 1에 따르면, 비교예 1같이 전기영동 셀에 카본블랙 나노입자가 주입된 경우 전기영동 셀의 저항값이 3X104Ω㎝로 산질화 티탄블랙(실시예 1 내지 3)과 비교하여 낮은 값을 나타내고, 이는 전기영동 구동셀의 On상태에서 2mA의 잔류전류를 흐르게 하는 것을 알 수 있다. 이와 같은 결과는 카본블랙 나노입자가 전기전도성을 띠어 이를 포함한 구동셀의 저항값을 떨어뜨린 것에 기인한 것으로 해석되었다. 또한, 이러한 카본 블랙이 적용된 전기영동셀은 자동차 후면경 적용하였을 경우, 자동차가 정차 중에도 잔류전류가 흘러 자동차 축전기의 방전의 원인이 될것으로 파악되었다.
반면, 실시예 1 내지 3의 전기영동 셀은 1011Ω㎝ 이상의 전기 저항치 보이며, On상태에서 낮은 잔류전류를 나타내고 있기 때문에 상업적 자동차 후면경 적용에 문제가 없는 것으로 나타났다. 결과적으로, 본 발명의 전기영동 산질화티탄 나노입자를 기반으로 하는 전기영동셀을 자동차 후면경과 같이 광 반사율 조절장치에 적용할 경우 선명한 반사광을 인위적으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 절감기능을 가질 것으로 판단되었다.

Claims (18)

  1. 산질화티탄 입자; 및
    상기 산질화티탄 입자의 표면에 그라프팅된, 양이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자 또는 음이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자를 포함하고,
    평균 입경이 10 내지 200nm인 전기영동 나노입자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 아크릴계 고분자는 중량 평균 분자량이 300 내지 100,000 인 것을 특징으로 하는 전기영동 나노입자.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 양이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자는 아미노기를 포함하는 양이온성 단량체 및 4급 암모늄 염을 포함하는 양이온성 단량체 중 선택된 적어도 하나의 단량체로부터 유도된 아크릴계 고분자인 것을 특징으로 하는 전기영동 나노입자.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 아미노기를 포함하는 양이온성 단량체는 N-메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N-에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N.N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디부틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디-t-부틸아미노에틸 아크릴레이트, 2-N-피페리딜에틸 (메타)아크릴레이트, N-페닐아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디페닐아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노 스타이렌, N-페닐아미노에틸 스타이렌, 디메틸아미노에톡시 스타이렌, 디페닐아미노에틸 스타이렌, 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 2-비닐-6-메틸피리딘 및 알릴아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상인 것임을 특징으로 하는 전기영동 나노입자.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 4급 암모늄 염을 포함하는 양이온성 단량체는 하기 화학식 1로 표현되는 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것임을 특징으로 하는 전기영동 나노입자.
    (화학식 1)
    Figure pat00004

    상기 식에서, R1 는 수소원자 또는 메틸기, R2는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기, R3는 탄소수 10 내지 18의 알킬기, R4는 탄소수 1 내지 2의 알킬기, 및 X는 염소, 브롬 및 요오드 원자 중 어느 하나.
  6. 제 1 항에 있어서 상기 음이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자는 하이드록시기, 카르복실기, 설포닐기 및 포스포닐기 중 적어도 하나의 작용기를 포함하는 음이온성 단량체로부터 유도된 아크릴계 고분자인 것을 특징으로 하는 전기영동 나노입자.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 음이온성 작용기를 포함하는 아크릴계 고분자는 하이드록시 스타이렌으로 이루어진 하이드록시기를 포함하는 단량체;
    (메타)아크릴 산, 말레익 산, 무수말레익 산, 이타코닉산, 무수 이타코닉산, 푸마릭산, 신나믹산, 크로토닉산, 비닐벤조익산, 2-메타크릴옥시에틸 석시네이트, 2-메타크릴옥시에틸 말레이트, 2-메타크릴옥시에틸 헥사하이드로프탈레이트 및 2-메타크릴옥시에틸 트리멜리테이트로 이루어진 카르복실기를 포함하는 단량체;
    비닐설포닉산, 알릴설포닉산, 스타이렌설포닉산, 2-설포에틸 메타크릴레이트 및 2-아크릴아마이드-2-메틸프로판설포닉산으로 이루어진 설포닐기를 포함하는 단량체; 및
    3-클로로아마이드포스폭시프로필 메타크릴레이트 및 2-메타크릴옥시에틸 산 포스페이트로 이루어진 포스포닐기를 포함하는 단량체 중 선택된 1종 이상의 음이온성 단량체로부터 유도된 아크릴계 고분자인 것임을 특징으로 하는 전기영동 나노입자.
  8. (a) 산질화티탄 입자 표면을 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 3-(트리에톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 및 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트를 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 아크릴계 결합제로 처리하여 표면처리된 산질화티탄 입자를 얻는 단계; 및
    (b) 용매하에서 (ⅰ) 상기 (a)단계에서 얻은 표면처리된 산질화티탄 입자, (ⅱ) 양이온성 작용기를 포함하는 이온성 단량체 또는 음이온성 작용기를 포함하는 이온성 단량체 및 (ⅲ) 에틸렌성 불포화 이중결합을 포함하는 단량체를 반응시키는 단계를 포함하는 전기영동 나노입자의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 양이온성 작용기를 포함하는 이온성 단량체는 N-메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N-에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N.N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디부틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디-t-부틸아미노에틸 아크릴레이트, 2-N-피페리딜에틸 (메타)아크릴레이트, N-페닐아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디페닐아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노 스타이렌, N-페닐아미노에틸 스타이렌, 디메틸아미노에톡시 스타이렌, 디페닐아미노에틸 스타이렌, 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 2-비닐-6-메틸피리딘 및 알릴아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상의 아민기를 포함하는 단량체인 것임을 특징으로 하는 전기영동 나노입자의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 양이온성 작용기를 포함하는 이온성 단량체는 하기 화학식 1로 표현되는 그룹으로부터 선택된 1 종 이상의 4급 암모늄 염을 포함하는 단량체인 것임을 특징으로 하는 전기영동 나노입자의 제조방법.
    (화학식 1)
    Figure pat00005

    상기 식에서, R1 는 수소원자 또는 메틸기, R2는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기, R3는 탄소수 10 내지 18의 알킬기, R4는 탄소수 1 내지 2의 알킬기, 및 X는 염소, 브롬 및 요오드 원자 중 어느 하나.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 음이온성 작용기를 포함하는 단량체는 하이드록시 스타이렌으로 이루어진 하이드록시기를 포함하는 단량체;
    (메타)아크릴 산, 말레익 산, 무수말레익 산, 이타코닉산, 무수 이타코닉산, 푸마릭산, 신나믹산, 크로토닉산, 비닐벤조익산, 2-메타크릴옥시에틸 석시네이트, 2-메타크릴옥시에틸 말레이트, 2-메타크릴옥시에틸 헥사하이드로프탈레이트 및 2-메타크릴옥시에틸 트리멜리테이트로 이루어진 카르복실기를 포함하는 단량체;
    비닐설포닉산, 알릴설포닉산, 스타이렌설포닉산, 2-설포에틸 메타크릴레이트 및 2-아크릴아마이드-2-메틸프로판설포닉산으로 이루어진 설포닐기를 포함하는 단량체; 및
    3-클로로아마이드포스폭시프로필 메타크릴레이트 및 2-메타크릴옥시에틸 산 포스페이트로 이루어진 포스포닐기를 포함하는 단량체 중 선택된 1종 이상인 것임을 특징으로 하는 전기영동 나노입자의 제조방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 포함하는 단량체는 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 비닐 라우레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 스타이렌, 비닐톨루엔, 비닐 아세테이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 트리(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올헥산 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 1,3-디부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 메타크릴레이트, 실리콘오일프로필 메타크릴레이트 및 트리플로오르에틸 메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것임을 특징으로 하는 전기영동 나노입자의 제조방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 (b)단계에서 반응은 중합개시제에 의해 반응이 시작되는 라디칼 반응인 것을 특징으로 하는 전기영동 나노입자의 제조방법.
  14. 비극성 용매; 및
    상기 비극성 용매 100중량부 대비 상기 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 전기영동 나노입자 0.1 내지 20중량부를 포함하는 전기영동 나노입자 분산액.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 비극성 용매는 용해도상수 δ 가 14 내지 20 SI인 것을 특징으로 하는 전기영동 나노입자 분산액.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 분산액은 상기 비극성 용매 100 중량부 대비 0.1 내지 20중량부의 분산제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 나노입자 분산액.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 분산액은 비저항이 107 Ω㎝ 이상인 것임을 특징으로 하는 전기영동 나노입자 분산액.
  18. 상기 제 14 항의 전기영동 나노입자 분산액을 포함하는 전기영동 셀을 구비한 스마트 윈도우.
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