KR20170078056A - 전기변색소자용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전기변색소자 - Google Patents

전기변색소자용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전기변색소자 Download PDF

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KR20170078056A
KR20170078056A KR1020150188178A KR20150188178A KR20170078056A KR 20170078056 A KR20170078056 A KR 20170078056A KR 1020150188178 A KR1020150188178 A KR 1020150188178A KR 20150188178 A KR20150188178 A KR 20150188178A KR 20170078056 A KR20170078056 A KR 20170078056A
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강완철
이윤재
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Abstract

본 발명은 전기변색소자용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전기변색소자에 관한 것으로서, 상기 전기변색소자용 고분자 전해질은 고분자, 리튬염, 그리고 용매를 포함하며, 상기 고분자는 폴리에스테르폴리올로부터 유래된 주쇄 및 우레탄 (메트)아크릴(urethane (meth)acryl)기를 포함하는 말단기를 포함하는 제 1 모노머가 중합된 고분자이다.
상기 전기변색소자용 고분자 전해질은 빛 또는 열에 의해 경화 가능하고 경화 후 전단 강도, 박리 강도 및 전기 화학 성능이 우수하며, 물리적 강도 및 광학 성능을 향상된 고분자를 포함함으로써, 우수한 발색 및 소색 성능을 발휘하고, 저장 안정성, 열 안정성 및 전기 화학 안정성이 우수하다.

Description

전기변색소자용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전기변색소자{POLYMER ELECTROLYTE COMPOSITION FOR ELECTROCHROMIC DEVICE AND ELECTROCHROMIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 전기변색소자용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전기변색소자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 우수한 발색 및 소색 성능을 발휘하고, 저장 안정성, 열 안정성 및 전기 화학 안정성이 우수한 전기변색소자용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 전기변색소자에 관한 것이다.
전기변색소자(elctrochromic devices)는 전기장의 인가에 따라 전기적인 산화-환원 반응이 진행되어 전기변색물질의 색상이 변화하는 원리를 이용하여 광투과 특성을 변경하는 소자이다. 이는 휴대폰, 캠코더, 노트북 등의 표시 소자는 물론 자동차용 룸미러, 창호용 스마트 윈도우(smart window) 등에도 광범위하게 이용되고 있다.
일반적으로 전기변색소자는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기재(11, 21) 상에 도전층(12, 22)이 형성되어 전기장이 인가되는 제 1 및 제 2 전극(10, 20)과 도전층(12, 22) 상에 적층되고 인가된 전류에 의해 색상이 변하는 전기변색물질층(31, 32)을 포함하고, 이온 전도를 위한 전해질(50)과 이를 봉합하기 위한 봉합재(40)로 구성된다.
전해질(50)로는 액체 전해질과 고분자 전해질이 이용되고 있다. 액체 전해질은 이온 전도도가 좋다는 장점이 있으나, 유기 용매가 휘발하여 고갈될 우려가 있고, 소자의 제작 시 액체의 누액 문제가 발생할 수 있으며, 소색의 속도가 느리고, 발색-소색을 반복하면 유기물이 쉽게 분해된다는 단점이 있다.
반면 고분자 전해질은 액체 전해질과는 달리 액체의 누액과 같은 문제점이 없어 환경 친화적이고, 박막화 및 필름 형태의 가공이 가능하여 원하는 모든 형태로 소자의 구조 변경이 용이한 장점이 있다. 그러나, 양성자 또는 리튬 이온의 이온 확산반응이 느려 이온 전도도가 낮으며, 그에 따라 전기변색반응이 지연되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 빛 또는 열에 의해 경화 가능하고 경화 후 전단 강도, 박리 강도 및 전기 화학 성능이 우수하며, 물리적 강도 및 광학 성능을 향상된 고분자를 포함함으로써, 우수한 발색 및 소색 성능을 발휘하고, 저장 안정성, 열 안정성 및 전기 화학 안정성이 우수한 전기변색소자용 고분자 전해질을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 고분자 전해질을 포함하는 전기변색소자를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고분자, 리튬염, 그리고 용매를 포함하며, 상기 고분자는 폴리에스테르폴리올로부터 유래된 주쇄 및 우레탄 (메트)아크릴(urethane (meth)acryl)기를 포함하는 말단기를 포함하는 제 1 모노머가 중합된 고분자인 것인 전기변색소자용 고분자 전해질을 제공한다.
상기 폴리에스테르폴리올은 말단에 2 내지 6개의 OH기를 갖는 하나 이상의 다가 알코올과 하나 이상의 디카르복실산 유도체와의 축합 반응에 의해 생성되는 화합물일 수 있다.
상기 다가 알코올은 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 알칸 디올(alkane diol), 에톡실레이티드 알칸 디올(ethoxylated alkanediol), 프로폭실레이티드 알칸디올(propoxylated alkane diol), 트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 디트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨, 비스페놀 A, 에톡실레이티드 비스페놀 A, 프로폭실레이티드 비스페놀 A 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 다가 알코올은 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다.
상기 디카르복실산은 아디프산(adipic acid), 글루타르산(glutaric acid), 석신산(succinic acid) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 폴리에스테르폴리올은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서, 상기 n은 1,000 내지 100,000의 정수이다.)
상기 폴리에스테르폴리올로부터 유래된 주쇄는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
(상기 화학식 2에서, 상기 X, Y 및 Z는 각각 독립적으로 말단에 2 내지 6개의 OH기를 갖는 다가 알코올로부터 유래된 잔기(殘基, residue)이고, 상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고, 상기 l, m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 10,000의 정수이다)
상기 화학식 2에서, 상기 X는 에틸렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜에서 유래되는 잔기이고, 상기 Y는 디에틸렌 글리콜 또는 폴리디에틸렌 글리콜에서 유래되는 잔기일 수 있다.
상기 우레탄 (메트)아크릴기는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기를 포함할 수 있다.
[화학식 3]
CH2=CR-C(=O)-O-(CR2)n-NHC(=O)-*
(상기 화학식 3에서, 상기 R은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n은 1 내지 10의 정수이다)
상기 고분자는 상기 제 1 모노머를 상기 고분자 전체 중량에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함할 수 있다.
상기 고분자는 상기 제 1 모노머와 하기 화학식 4 내지 9로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 제 2 모노머가 중합된 고분자일 수 있다.
[화학식 4]
CH2=CR1-C(=O)-O-X
[화학식 5]
CH2=CR1-O-X
[화학식 6]
CH2=CR1-O-C(=O)-X
[화학식 7]
CH2=CH-CH2-O-X
[화학식 8]
CH2=CH-S(=O)2-X
[화학식 9]
CH2=CR1-C(=O)-O-CH2CH2-NH-C(=O)-O-X
(상기 화학식 4 내지 9에서, 상기 R1은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 X는 각각 독립적으로 알킬기, 할로겐화 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 할로겐화 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다)
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기변색소자는 제 1 전극, 상기 제 1 전극과 대향 배치되는 제 2 전극, 상기 제 1 전극, 제 2 전극 또는 양 전극상에 존재하는 전기변색물질, 및 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 존재하는 상기 고분자 전해질을 포함한다.
본 발명의 전기변색소자용 고분자 전해질은 빛 또는 열에 의해 경화 가능하고 경화 후 전단 강도, 박리 강도 및 전기 화학 성능이 우수하며, 물리적 강도 및 광학 성능을 향상된 고분자를 포함함으로써, 우수한 발색 및 소색 성능을 발휘하고, 저장 안정성, 열 안정성 및 전기 화학 안정성이 우수하다.
도 1은 통상적인 전기변색소자의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 고분자 전구체의 FT-IR 데이터를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 알킬기는 1차 알킬기, 2차 알킬기 및 3차 알킬기를 포함한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 알킬기는 직쇄 또는 분쇄의 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 할로겐화 알킬기는 직쇄 또는 분쇄의 탄소수 1 내지 10인 할로겐화 알킬기, 시클로 알킬기는 탄소수 6 내지 30인 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기는 탄소수 6 내지 30인 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기는 탄소수 6 내지 30인 아릴기 및 헤테로 아릴기는 탄소수 6 내지 30인 헤테로 아릴기를 의미한다.
본 명세서에서 모든 화합물 또는 치환기는 특별한 언급이 없는 한 치환되거나 비치환된 것일 수 있다. 여기서, 치환된이란 수소가 할로겐 원자, 하이드록시기, 카르복실기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 사이오기, 메틸사이오기, 알콕시기, 나이트릴기, 알데하이드기, 에폭시기, 에테르기, 에스테르기, 에스테르기, 카르보닐기, 아세탈기, 케톤기, 알킬기, 퍼플루오로알킬기, 시클로알킬기, 헤테로시클로알킬기, 알릴기, 벤질기, 아릴기, 헤테로아릴기, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 대체된 것을 의미한다.
본 명세서에서 화학식에 표시된 *는 이 화학식이 다른 화학식과 연결되는 부분을 나타내는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색소자용 고분자 전해질은 고분자, 리튬염, 그리고 용매를 포함한다.
상기 고분자 전해질은 겔 고분자 전해질 또는 고체 고분자 전해질일 수 있다. 상기 고분자 전해질은 고분자 전해질의 강점을 유지하면서도 고분자 전해질의 해결 과제인 이온 확산성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
상기 고분자는 폴리에스테르폴리올로부터 유래된 주쇄 및 우레탄 (메트)아크릴(urethane (meth)acryl)기를 포함하는 말단기를 포함하는 제 1 모노머가 중합된 고분자일 수 있다.
상기 폴리에스테르폴리올은 말단에 2 내지 6개의 OH기를 갖는 하나 이상의 다가 알코올과 하나 이상의 디카르복실산 유도체와의 축합 반응에 의해 생성되는 화합물일 수 있다.
구체적으로, 상기 다가 알코올은 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 알칸 디올(alkane diol), 에톡실레이티드 알칸 디올(ethoxylated alkanediol), 프로폭실레이티드 알칸디올(propoxylated alkane diol), 트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 디트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨, 비스페놀 A, 에톡실레이티드 비스페놀 A, 프로폭실레이티드 비스페놀 A 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 디카르복실산은 아디프산(adipic acid), 글루타르산(glutaric acid), 석신산(succinic acid) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 바람직하게 아디프산일 수 있다.
다만, 바람직하게 상기 다가 알코올은 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 모두 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르폴리올이 상기 다가 알코올로 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 모두 포함하는 경우, 상기 폴리에스테르폴리올 주쇄 구조 내에 메인 그룹으로 이종 형태의 옥사이드(oxide) 구조를 포함함으로써, 뒤틀린 선형(linear) 형태를 이루게 되며, 이 경우 일반적인 선형 형태의 폴리에스테르폴리올 대비 큰 자유 부피(free volume) 확보가 가능하게 되고, 단일 옥사이드 구조만을 포함하는 폴리에스테르폴리올 대비 전자 밀도 편재화가 가능하여 상기 고분자의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다. 또한, 뒤틀린 선형 형태이기는 하지만 선형 형태를 유지하기 때문에 상기 고분자의 전단 강도 및 박리 강도 등의 주요 물성도 동시에 확보가 가능하다.
상기 다가 알코올이 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 모두 포함하는 경우, 상기 폴리에스테르폴리올의 구체적인 한 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서, 상기 n은 1,000 내지 100,000의 정수이고, 바람직하게 6,000 내지 20,000의 정수일 수 있다.
다만, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 디카르복실산으로 아디프산을 사용하고, 상기 다가 알코올로 제 3의 다가 알코올을 사용하지 않은 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기 다가 알코올은 상기 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜과 함께 제 3의 다가 알코올을 더 포함할 수도 있다. 상기 다가 알코올이 상기 제 3의 다가 알코올을 더 포함하는 경우 상기 고분자의 이온 전도도 확보에 유리하다.
이때, 상기 제 3의 다가 알코올은 상기 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 제외한 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 알칸 디올(alkane diol), 에톡실레이티드 알칸 디올(ethoxylated alkanediol), 프로폭실레이티드 알칸디올(propoxylated alkane diol), 트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 디트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨, 비스페놀 A, 에톡실레이티드 비스페놀 A, 프로폭실레이티드 비스페놀 A 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
구체적으로, 상기 고분자의 상기 폴리에스테르폴리올로부터 유래된 주쇄는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00004
상기 화학식 2에서, 상기 X, Y 및 Z는 각각 독립적으로 말단에 2 내지 6개의 OH기를 갖는 다가 알코올로부터 유래된 잔기(殘基, residue)이다. 즉, 상기 다가 알코올로부터 유래된 잔기는 상기 예시한 다가 알코올에서 양쪽 끝의 OH기가 탈리하고 남은 원자단이다.
상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고, 바람직하게 2 내지 5 의 정수일 수 있다.
상기 l, m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 10,000의 정수이고, 바람직하게 1,000 내지 6,000의 정수일 수 있다.
이때, 상기 화학식 2에서, 상기 X는 에틸렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜에서 유래되는 잔기이고, 상기 Y는 디에틸렌 글리콜 또는 폴리디에틸렌 글리콜에서 유래되는 잔기일 수 있다. 이 경우 상기 화학식 2에서 상기 l 및 m은 각각 독립적으로 1 이상의 정수이다.
상기 고분자의 주쇄가 상기 다가 알코올로 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 모두 포함하는 경우, 상기 고분자 주쇄 구조 내에 메인 그룹으로 이종 형태의 옥사이드(oxide) 구조를 포함함으로써, 뒤틀린 선형(linear) 형태를 이루게 되며, 이 경우 일반적인 선형 형태의 고분자 대비 큰 자유 부피(free volume) 확보가 가능하게 되고, 단일 옥사이드 구조만을 포함하는 고분자 대비 전자 밀도 편재화가 가능하여 상기 고분자의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다. 또한, 뒤틀린 선형 형태이기는 하지만 선형 형태를 유지하기 때문에 상기 고분자의 전단 강도 및 박리 강도 등의 주요 물성도 동시에 확보가 가능하다.
다만, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물에서 상기 X는 에틸렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜에서 유래되는 잔기이고, 상기 Y는 디에틸렌 글리콜 또는 폴리디에틸렌 글리콜에서 유래되는 잔기인 경우, 상기 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜에서 유래된 잔기 이외의 제 3의 다가 알코올에서 유래되는 잔기를 더 포함할 수도 있다. 상기 제 3의 다가 알코올에서 유래되는 잔기를 더 포함하는 경우 상기 고분자의 이온 전도도 확보에 유리하다.
따라서, 상기 화학식 2에서 상기 Z는 상기 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 제외한 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 알칸 디올(alkane diol), 에톡실레이티드 알칸 디올(ethoxylated alkanediol), 프로폭실레이티드 알칸디올(propoxylated alkane diol), 트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 디트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨, 비스페놀 A, 에톡실레이티드 비스페놀 A, 프로폭실레이티드 비스페놀 A 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나에서 유래되는 잔기일 수 있다.
한편, 상기 우레탄 (메트)아크릴기는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기를 포함할 수 있다.
[화학식 3]
CH2=CR-C(=O)-O-(CR2)n-NHC(=O)-*
상기 화학식 3에서, 상기 R은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n은 1 내지 10의 정수이다.
상기 고분자는 상기 우레탄 (메트)아크릴기를 포함함에 따라 빛 또는 열에 의해 경화가 가능하고, 경화 후 전단 강도, 박리 강도 및 전기 화학 성능이 우수하며, 물리적 강도 및 광학 성능을 향상된 고분자를 얻을 수 있다.
상기 고분자는 상기 제 1 모노머를 상기 고분자 전체 중량에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함할 수 있고, 바람직하게 3 내지 25 중량%로 포함할 수 있다. 상기 제 1 모노머의 함량이 1 중량% 미만이면 고분자 전해질의 강도를 구현하기 어려울 수 있고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 고분자 전해질 성능의 열화를 가져올 수 있다.
한편, 상기 고분자는 상기 제 1 모노머와 하기 화학식 4 내지 9로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 제 2 모노머가 중합된 고분자일 수 있다.
[화학식 4]
CH2=CR1-C(=O)-O-X
[화학식 5]
CH2=CR1-O-X
[화학식 6]
CH2=CR1-O-C(=O)-X
[화학식 7]
CH2=CH-CH2-O-X
[화학식 8]
CH2=CH-S(=O)2-X
[화학식 9]
CH2=CR1-C(=O)-O-CH2CH2-NH-C(=O)-O-X
상기 화학식 4 내지 9에서, 상기 R1은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 화학식 4 내지 9에서, 상기 X는 각각 독립적으로 알킬기, 할로겐화 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 할로겐화 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
이 경우, 상기 제 2 모노머는 상기 제 1 모노머 100 중량부에 대하여 1 내지 60 중량부, 바람직하게 5 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 제 2 모노머의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 전기 강도의 저하와 함께 성능의 저하를 가져올 수 있다.
상기 고분자는 상기 제 1 모노머와 선택적으로 상기 제 2 모노머를 중합시켜 제조할 수 있는데, 이때 사용하는 중합개시제로는 광중합개시제 또는 열중합개시제 등을 사용할 수 있다.
상기 광중합개시제로는, 예를 들면, 알파하이드록시케톤계, 알파아미노케톤계, 벤질디메틸케탈, 페닐글리옥실레이트계, 포스파인 옥사이드계 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 열중합개시제로는, 예를 들면, 아조비스이소부티로니트릴 또는 과산화벤조일 등을 사용할 수 있다.
상기 중합개시제는 상기 모노머 100 중량부에 대하여 0.5 내지 3 중량부로 사용될 수 있다. 만일 상기 중합개시제의 함량이 3 중량부를 초과하는 경우 생성된 고분자 전해질 내에 개시제가 잔류하여 고분자 전해질의 제반 물성에 악영향을 미칠 수 있으며, 0.5 중량부 미만인 경우 고분자의 중합이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
한편, 상기 고분자 전해질은 용매를 포함한다.
상기 용매로는, 예를 들면, 에스테르 용매, 에테르 용매, 케톤 용매, 방향족 탄화수소 용매, 알콕시알칸 용매, 극성 비양자성 용매 그리고 카보네이트 용매 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 에스테르 용매로는, 예를 들면, 메틸 포르메이트(methyl formate), 메틸 아세테이트(methyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), n-프로필 아세테이트(n-propyl acetate), 디메틸아세테이트(dimethyl acetate), 메틸프로피오네이트(methyl propionate), 에틸프로피오네이트(ethyl propionate), γ-부티로락톤(γ-butyrolactone), 데카놀라이드(decanolide), γ-발레로락톤(γ-valerolactone), 메발로노락톤(mevalonolactone), γ-카프로락톤(γ-caprolactone), δ-발레로락톤(δ-valerolactone), 그리고 ε-카프로락톤(ε-caprolactone) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 에테르계 용매로는, 예를 들면, 디메틸 에테르(dimethyl ether), 디에틸 에테르(diethyl ether), 디부틸 에테르(dibutyl ether), 테트라글라임(tetraglyme), 1,3-디옥소란(1,3-dioxolan) 2-메틸테트라히드로퓨란(2-methyltetrahydrofuran), 그리고 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 케톤계 용매로는, 예를 들면, 시클로헥사논(cyclohexanone)가 사용될 수 있다.
상기 방향족 탄화수소 용매로는, 예를 들면, 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 플루오로벤젠(fluorobenzene), 클로로벤젠(chlorobenzene), 아이오도벤젠(iodobenzene) 그리고 플루오로톨루엔(fluorotoluene) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 알콕시알칸 용매로는, 예를 들면, 디메톡시에탄 및 디에톡시에탄 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 극성 비양자성 용매로는, 예를 들면, 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide), 아크릴로니트릴(acrylonitrile), 아세토니트릴(acetonitrile) 및 술포란(sulfolan) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 카보네이트 용매로는, 예를 들면, 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate), 디프로필 카보네이트(dipropyl carbonate), 메틸프로필 카보네이트(methylpropyl carbonate), 에틸프로필 카보네이트(ethylpropyl carbonate), 메틸에틸 카보네이트(methylethyl carbonate), 에틸 플루오로에틸 카보네이트(ethyl fluoroethyl carbonate), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), 플루오로에틸렌 카보네이트(fluoroethylene carbonate) 그리고 부틸렌카보네이트(butylenes carbonate) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 용매의 함량은 고분자 전해질이 용매 외의 다른 성분들을 목적하는 함량으로 포함할 수 있도록 적절히 조절될 수 있다.
한편, 상기 고분자 전해질은 리튬염을 포함한다.
상기 리튬염은 전기변색소자용 전해질에 사용되는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 리튬염으로는 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiNO3, LiN(CN)2, LiPF6, Li(CF3)2PF4, Li(CF3)3PF3, Li(CF3)4PF2, Li(CF3)5PF, Li(CF3)6P, LiSO3CF3, LiSO3C4F9, LiSO3(CF2)7CF3, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2CaF2a + 1)(SO2CbF2b + 1)(단, a 및 b는 자연수임), LiOC(CF3)2CF2CF3, LiCO2CF3, LiCO2CH3, LiSCN, LiB(C2O4)2(lithium bis(oxalate)borate), LiBF2(C2O4)(lithium difluoro(oxalate)borate), LiBF4 또는 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 상기에서 a 및 b는 1 내지 10 중 어느 하나의 자연수일 수 있다.
하나의 예시에서 상기 리튬염으로는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 리튬염의 혼합물 중 어느 1종의 리튬염은 LiB(C2O4)2, LiBF2(C2O4) 또는 LiBF4를 포함하고, 다른 1종의 리튬염은 상기 나열한 리튬염을 제외한 어느 한 종류를 포함할 수 있다. 상기와 같이 리튬염으로 붕소를 포함하는 리튬염의 혼합물을 사용하는 경우 고분자 전해질 내에서의 리튬염의 해리를 가속하여 이온전도도가 매우 우수한 고분자 전해질을 제공할 수 있다.
상기 리튬염은 고분자 전해질 총 중량에 대하여 3 내지 30 중량%로 사용될 수 있다. 만일 리튬염의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 고분자 전해질의 용해도가 저하될 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 고분자 전해질의 이온전도도가 매우 열악할 수 있다.
상기 고분자 전해질은 선택적으로 이온성 액체를 추가로 포함할 수 있다. 상기 이온성 액체는 액체로 존재하는 넒은 온도 범위를 가져 상온에서도 액체로 존재할 수 있는 양이온 및 음이온으로 이루어진 염이다. 그리고 이온성 액체는 증기압이 없어 휘발될 염려가 없다. 이러한 이온성 액체는 고분자 전해질의 이온 전도도 및 저장 안정성을 향상시키고, 제품, 예를 들면, 전기변색소자의 열 안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 이온성 액체는 양이온으로 디알킬이미다졸리움(dialkyl imidazolium) 이온 또는 테트라알킬암모늄(tetraalkylammonium) 이온을 포함하고, 음이온으로 N(SO2CF3)2 -, BF4 -, PF6 - 및 SO3CF3 -로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 이온을 포함하는 화합물일 수 있다. 상기에서 알킬은 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다.
상기 이온성 액체는 고분자 전해질 총 중량에 대하여 1 내지 5 중량%로 사용될 수 있다. 만일 이온성 액체의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 고분자 전해질의 용해도가 저하될 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 이온성 액체로 인한 이온전도도 및 저장 안정성 상승 효과가 미미할 수 있다.
상기 고분자 전해질은 상기 조성물의 가공성 또는 코팅성 등을 향상시키기 위하여 레벨링제(leveling agent)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 레벨링제로는 폴리에테르 변성 디알킬폴리실록산, 폴리에스테르 변성 디알킬폴리실록산 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다.
상기 레벨링제는 고분자 전해질 총 중량에 대하여 0 내지 1 중량% 또는 0.01 내지 1 중량%로 사용될 수 있다. 레벨링제를 상기 범위의 함량으로 사용하면 고분자 전해질의 코팅성이 향상되므로, 상기 조성물의 코팅 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
상기 고분자 전해질은 상기 고분자 전해질의 전기변색소자의 전기변색물질 또는 전극 등에 대한 밀착력을 더욱 향상시키기 위하여 접착성능 개선제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 접착성능 개선제로는, 예를 들면, 실란 커플링제 등이 사용될 수 있다.
상기 실란 커플링제로는 당 업계에서 알려진 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 실란 커플링제로는, 예를 들면, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시기 함유 실란 커플링제, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민 등의 아미노기 함유 실란 커플링제, 3-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메트)아크릴옥시프로필 트리에톡시실란 등의 (메트)아크릴기 함유 실란 커플링제, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 또는 3-이소시아네이트프로필 트리에톡시실란 등의 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제 등을 예시할 수 있다.
상기 실란 커플링제는 고분자 전해질 총 중량에 대하여 0 내지 2 중량% 또는 0.01 내지 2 중량%로 사용될 수 있다. 실란 커플링제를 상기 범위의 함량으로 사용하면 고분자 전해질의 접착성 내지는 젖음성을 향상시킬 수 있다.
상기 고분자 전해질의 장수명 성능을 향상시키기 위해 배위결합 분자구조의 불산 억제 첨가제가 추가될 수 있다. 상기 불소를 포함하는 리튬염은 상기 고분자 전해질 내의 수분과 반응하여 불산을 생성시켜 산화환원 반응시 효율을 떨어뜨려 장수명 성능을 저하시킨다. 상기 불산 억제 첨가제는 상기 고분자 전해질 내에서 이온화되어 상기 불산의 수소 불소 결합을 약화시키게 되고 농도를 낮춰주게 된다. 결론적으로 산화환원 효율 향상, 즉 전기변색소자의 장수명 성능이 개선될 수 있다.
상기 고분자 전해질은 상술한 성분 외에 전기변색소자용 전해질에 포함될 수 있는 소포제, 억포제, crator 억제제 등의 기타 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 고분자 전해질은 본 발명의 기술분야에서 사용하는 통상의 방법에 의하여 제조할 수 있다. 예를 들면 상기 고분자 전해질은 용액 캐스팅법 또는 In-situ 가교법 등에 의하여 제조될 수 있다.
상기 용액 캐스팅법을 이용하는 경우, 상기 고분자 전해질 형성용 조성물을 캐스팅 또는 코팅하여 얇은 막을 만든 뒤 용매를 휘발시켜 고분자 전해질 필름을 얻을 수 있다. 이때 용매로 비점이 낮은 것을 채용하면 고체 고분자 전해질이 얻어지고, 용매로 비점이 높은 것을 채용하면 젤 고분자 전해질이 얻어질 수 있다.
또한, 상기 In-situ 가교법을 이용하는 경우 미리 준비해둔 무전해질 상태의 전기변색소자에 상기 고분자 전해질 형성용 조성물을 주입하여 열을 가하거나 또는 광을 조사하여 고분자 전해질을 얻을 수 있다. 이때에도 용매의 비점을 고려한 용매의 종류 또는 가교도를 조절하여 고체 고분자 전해질 또는 젤 고분자 전해질을 제공할 수 있다.
상기 고분자 전해질은 가시 광선 영역에서 우수한 광투과도를 가질 수 있다. 하나의 예시에서 고분자 전해질을 건조 후 두께가 150㎛가 되도록 도포 및 건조하여 형성한 고분자 전해질은 가시 광선 영역에서 약 90% 이상의 광투과도를 가질 수 있다. 그리고 고분자 전해질은 우수한 광투과도와 함께 낮은 헤이즈를 나타낼 수 있다. 예를 들어 광투과도를 측정하기 위한 조건과 동일하게 형성된 고분자 전해질은 2% 이하의 헤이즈를 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 고분자 전해질은 투명 디스플레이용 전해질로 적용이 가능하다.
상기 고분자 전해질은 전기변색소자에 적합하게 구성되는 것이나, 전기변색소자 외에 다른 전자소자에도 적용이 가능하다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기변색소자는 제 1 전극, 상기 제 1 전극과 대향 배치되는 제 2 전극, 상기 제 1 전극, 제 2 전극 또는 양 전극상에 존재하는 전기변색물질, 및 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 존재하는 상기 고분자 전해질을 포함한다.
상기 전기변색소자는 도 1과 같이 투명 또는 반투명의 기재(11, 21)상에 배치되는 도전층(12, 22)을 포함하는 제 1 전극(10) 및 제 2 전극(20), 상기 제 1 전극(10) 및/또는 제 2 전극(20) 상에 존재하는 전기변색물질층(31, 32), 그리고 제 1 전극(10) 및 제 2 전극(20) 사이에 존재하는 상기 고분자 전해질(50)을 포함할 수 있다.
상기 전기변색물질로는 WO3, Ir(OH)x, MoO3, V2O5, TiO2, NiOx, LiNiOx, Li2NiOx 등의 무기 금속 산화물, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리아줄렌, 폴리피리딘, 폴리인돌, 폴리카바졸, 폴리아진, 폴리싸이오펜 등의 전도성 고분자, 비올로겐, 안트라퀴논, 페노사이아진 등의 유기 변색 물질, 또는 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 1 전극 및/또는 제 2 전극은 투명 도전층으로 구성될 수 있으며, 이 투명 도전층 재료의 예로는 산화주석, 산화아연, 은, 크롬, ITO(indium tin oxidej), FTO(fluorine doped tin oxide), IZO(indium zinc oxide) 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 전기변색소자는 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 하나의 예시에서 전기변색물질층이 형성된 제 1 전극과 전기변색물질층이 형성된 제 2 전극을 제 1 및 제 2 전극의 전기변색물질층이 마주 보도록 대향 배치한 상태에서 접착제로 합착하고, 상기 고분자 전해질을 주입한 후 봉지함으로써 전기변색소자를 제조할 수 있다. 또한, 다른 예시에서 고분자 전해질로부터 제조된 고분자 전해질을 제 1 전극 및 제 2 전극의 전기변색물질층이 형성된 면에 개재하여 전기변색소자를 제조할 수 있다.
상기 전기변색소자는 전해질로 상기 고분자 전해질을 사용하는 것을 제외하고, 당 업계에서 채용하는 구성 및 구조를 제한 없이 채용할 수 있다.
상기 전기변색소자는 건축용 스마트 윈도우, 차량용 ECM 룸미러 또는 투명디스플레이 셔터 등의 응용 분야에 적용이 가능하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예: 고분자 전해질의 제조]
(실시예 1)
진공 증류(vacuum distillation) 반응기에서, 아디프산 40 내지 50 몰비, 에틸렌글리콜 25 내지 35 몰비, 디에틸렌글리콜 15 내지 25 몰비, 트리메틸올 프로판 1 내지 5 몰비를 투입 후 서서히 200 ℃ 내외까지 승온하였다. 상기 온도를 유지하면서 소량의 촉매 투입하여 1 시간 반응 후 vacuum 과정을 12 시간 진행하여 폴리에스테르폴리올을 제조하였다.
상기 제조된 폴리에스테르폴리올의 OH value와 이소시아나토에틸 메타크릴레이트의 NCO 함량을 적정비로 계산하여 반응기에 투입 후 촉매 존재 하 80 ℃에서 2 내지 3 시간 동안 반응시켜 고분자 전구체를 제조하였다.
상기 제조된 고분자 전구체의 FT-IR 데이터를 도 2에 나타내었다.
또한, 상기 제조된 고분자 전구체를 이용하여 하기 표 1과 같이 배합하여 고분자 전해질을 제조하였다.
또한, 하기 표 1에서 비교예 1의 경우 고분자 전구체로 일반적으로 사용되는 폴리우레탄 아크릴레이트를 사용하였다.
비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
고분자 전구체 10 10 10 10 10 5
LiN(SO2CF3)2 20 20 20 30 20 20
광중합개시제(2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide) 2 2 2 2 0.5 2
프로필렌카보네이트 68 65.8 66 48 69.5 73
레벨링제(폴리에테르 변성 디알킬폴리실록산) - 0.2 - - - -
HF억제 첨가제 - - 2 - - -
(단위: 중량부)
[실험예: 고분자 전해질의 물성 측정]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고분자 전해질을 가공하여 이의 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구체적으로 실시예 및 비교예의 고분자 전해질을 ITO glass 위에 0.5g 떨어뜨린 후 ITO glass로 덮어 두께를 150㎛로 조절하였다. 이어서, 상기 고분자 전해질에 UV를 조사하여 상기 조성물을 경화시킴으로써 전해질 샘플을 제조하였다.
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
이온전도도(1)
(단위: S/cm)		 2.72xE-4 2.7xE-4 2.75 xE-4 8.85xE-5 4.56xE-4 7.64xE-4
고전압 안정성(2)
(단위: V)		 6.8 6.7 6.5 6.0 6.2 5.7
광투과도(3) 98.6 98.8 98.8 98.4 99.6 99.3
컬러(4) 0.43 0.42 0.45 0.41 0.19 0.32
접착력(5) 250 520 250 270 220 200
(1) 이온전도도: 상온에서 전기화학측정장비를 이용하여 2전극(기준전극, 작업전극 vs 상대전극) 형태로 각각 전극을 ITO 층에 접촉시켜 전해질 샘플의 저항을 측정하였다. 그리고 여기서 측정된 저항 값으로 상온에서의 이온전도도를 계산하였다.
(2) 고전압 안정성(LSV): 상온에서 전기화학측정장비를 이용하여 2전극(기준전극, 작업전극 vs 상대전극) 형태로 각각 전극을 ITO 층에 접촉시킨 후 0V 에서 7V까지 전압을 인가하였다. 그리고 전해질 샘플이 안정성을 유지하는 가장 높은 전압을 표 2에 나타내었다.
(3) 광투과도: 고분자 전해질을 앞서 설명한 방법과 같이 투명 glass 셀로 제작 후 분광광도계를 이용하여 400~700nm 파장의 광투과도를 측정하였다.
(4) 컬러(B*): 상기 고분자 전해질을 앞서 설명한 방법과 같이 투명 glass 샘플로 제작 후 분광광도계를 이용하여 B* 값을 측정하였다.
(5) 접착력(gf/25mm): ITO 필름 사이 상기 고분자 전해질을 코팅하여 경화 후 UTM으로 peeling test를 평가하여 접착 강도를 측정하였다.
상기 표 2의 결과를 참고하면, 상기 실시예의 경우 비교예에 비하여 전단 강도, 박리 강도 및 전기 화학 성능이 우수함을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 제 1 전극 11: 제 1 전극용 기재
12: 제 1 전극용 도전층
20: 제 2 전극 21: 제 2 전극용 기재
22: 제 2 전극용 도전층
31: 제 1 전극의 전기변색물질층
32: 제 2 전극의 전기변색물질층
40: 봉합재
50: 전해질

Claims (12)

  1. 고분자, 리튬염, 그리고 용매를 포함하며,
    상기 고분자는 폴리에스테르폴리올로부터 유래된 주쇄 및 우레탄 (메트)아크릴(urethane (meth)acryl)기를 포함하는 말단기를 포함하는 제 1 모노머가 중합된 고분자인 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르폴리올은 말단에 2 내지 6개의 OH기를 갖는 하나 이상의 다가 알코올과 하나 이상의 디카르복실산 유도체와의 축합 반응에 의해 생성되는 화합물인 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 다가 알코올은 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 알칸 디올(alkane diol), 에톡실레이티드 알칸 디올(ethoxylated alkanediol), 프로폭실레이티드 알칸디올(propoxylated alkane diol), 트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 트리메틸올프로판, 디트리메틸올프로판, 에톡실레이티드 디트리메틸올프로판, 프로폭실레이티드 디트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 펜타에리스리톨, 디펜타에리스리톨, 에톡실레이티드 디펜타에리스리톨, 프로폭실레이티드 디펜타에리스리톨, 비스페놀 A, 에톡실레이티드 비스페놀 A, 프로폭실레이티드 비스페놀 A 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다가 알코올은 에틸렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 포함하는 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디카르복실산은 아디프산(adipic acid), 글루타르산(glutaric acid), 석신산(succinic acid) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르폴리올은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    (상기 화학식 1에서, 상기 n은 1,000 내지 100,000의 정수이다.)
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르폴리올로부터 유래된 주쇄는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
    [화학식 2]
    Figure pat00006

    (상기 화학식 2에서,
    상기 X, Y 및 Z는 각각 독립적으로 말단에 2 내지 6개의 OH기를 갖는 다가 알코올로부터 유래된 잔기(殘基, residue)이고,
    상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이고,
    상기 l, m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 10,000의 정수이다)
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 화학식 2에서, 상기 X는 에틸렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜에서 유래되는 잔기이고,
    상기 Y는 디에틸렌 글리콜 또는 폴리디에틸렌 글리콜에서 유래되는 잔기인 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 우레탄 (메트)아크릴기는 하기 화학식 2로 표시되는 치환기를 포함하는 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
    [화학식 3]
    CH2=CR-C(=O)-O-(CR2)n-NHC(=O)-*
    (상기 화학식 3에서,
    상기 R은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
    상기 n은 1 내지 10의 정수이다)
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자는 상기 제 1 모노머를 상기 고분자 전체 중량에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함하는 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자는 상기 제 1 모노머와
    하기 화학식 4 내지 9로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 제 2 모노머가 중합된 고분자인 것인 전기변색소자용 고분자 전해질.
    [화학식 4]
    CH2=CR1-C(=O)-O-X
    [화학식 5]
    CH2=CR1-O-X
    [화학식 6]
    CH2=CR1-O-C(=O)-X
    [화학식 7]
    CH2=CH-CH2-O-X
    [화학식 8]
    CH2=CH-S(=O)2-X
    [화학식 9]
    CH2=CR1-C(=O)-O-CH2CH2-NH-C(=O)-O-X
    (상기 화학식 4 내지 9에서,
    상기 R1은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
    상기 X는 각각 독립적으로 알킬기, 할로겐화 알킬기, 시클로 알킬기, 헤테로 시클로 알킬기, 아릴기, 할로겐화 아릴기, 헤테로 아릴기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다)
  12. 제 1 전극,
    상기 제 1 전극과 대향 배치되는 제 2 전극,
    상기 제 1 전극, 제 2 전극 또는 양 전극상에 존재하는 전기변색물질, 및
    상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 존재하는 제 1 항에 따른 고분자 전해질을 포함하는 전기변색소자.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022211186A1 (ko) * 2021-03-30 2022-10-06 에스케이씨 주식회사 전기변색소자, 이에 사용되는 전해질 및 그 제조방법

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