KR20170120455A - 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우레탄아크릴레이트 단량체, 이의 올리고머, 이의 중합체 및 이의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자; 광중합개시제; 및 액체 전해액을 포함하는 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자 에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우레탄아클릴레이트를 포함하는 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 에너지 효율을 향상시키고 감성과 기능성을 동시에 만족시킬 수 있는 스마트 윈도우(Smart window) 기술이 큰 주목을 받고 있다.
스마트 윈도우란 외부에서 유입되는 빛의 과도를 자유롭게 조절하여 에너지 손실을 줄이고 소비자에게는 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 능동 제어 기술을 의미하며 수송, 정보 디스플레이, 건축 등 다양한 산업 분야에 공통적으로 적용될 수 있는 기반 기술이라 할 수 있다.
이러한 스마트 윈도우는 구동 방식에 따라 헤드업 디스플레이 방식(Head up display, HUD), 변색 방식(Chronic display, CD), 분극 입자 방식(Suspended particle display, SPD), 고분자/액정 복합필름 방식(Polymer/Liquid crystal composites film)으로 분류될 수 있다.
여기서, 변색방식(Chronic display, CD)은 외부의 전압(Electrochromic, EC)이나 빛의 파장(Photochromic, PC), 온도(Thermochromic, TC)의 변화에 따라 가역적으로 색 변화를 유도할 수 있으나 전기 변색방식에 기반을 둔 스마트 윈도우만이 제품화에 적합한 기술로 인식되고 있다.
전기 변색은 전기화학적 외부 자극에 의해 착색과 탈색이 가역적으로 일어나는 현상을 말하며, 자연광의 흡수를 이용하기 때문에 눈을 부시게 하거나 어색함을 느끼는 것이 없고 시야 의존성이 적으며 소비전력이 낮은 장점이 있다.
이러한 전기 변색 소자는 하절기에는 고온 다습하고 동절기에는 저온의 환경에서 구동해야 하므로 넓은 동작 온도 범위를 가져야 할뿐만 아니라 고온 다습한 하절기 환경에서 열화 없이 유지될 수 있어야 한다.
그러나, 전기 변색 소자는 액체 전해액을 포함하고 있어, 특히 여름철 고온에 노출되면 내부에 용매로 사용한 물질의 증기압이 증가하여 누액이 발생될 수 있다. 더불어 내부의 특정 부분에서 반응이 일어나 기포가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하고자, 대한민국 등록특허 제439061호(고체 전해질 및 그의 제조방법)는 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜) (PEDT 또는 PEDOT) 수용액 또는 수 현탁액에 유기용매 또는 유기 또는 무기 산을 혼합하여 얻은 혼합 전해질 용액으로부터 고체 전해질을 제조하는 방법 및 이 방법에 의하여 제조되는 고체 전해질을 제공하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10- 2012-0000733호(열경화성 겔 폴리머 전해질 조성물)는 광 투과율 조절이 가능한 스마트 윈도우 분야의 전기 변색 소자(EC)에 사용되는 겔 타입의 폴리머 전해질을 제공하고 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 고체형 전해질을 사용하는 경우에는 전자 및 이온의 계면 전달이 좋지 않아 액체 전해액과 비교하여 광전환 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 겔형 폴리머 전해질은 종래의 액체 전해액이 갖는 휘발 또는 누출의 가능성에 대해서는 어느 정도 개선이 되었으나, 개발된 겔형 폴리머 전해질은 주로 열경화 형태의 고분자 성분으로 이루어져 있어, 경화시간이 길기 때문에 공정의 상용화에 비효율적이다.
본 발명의 일 목적은 액체 전해액에서 발생하는 전해액의 휘발 또는 누출의 문제점을 최소화한 전기 변색 소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 외부의 환경변화에 대하여 장기적으로 안정성을 가지면서 동시에 종래 액체 전해액에서와 유사한 전압 및 광전환 효율을 나타내는 전기 변색 소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 전기 변색 소자의 제조 방법에 있어서, 단시간에 제조가 가능한 전기 변색 소자의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 우레탄아크릴레이트 단량체, 이의 올리고머, 이의 중합체 및 이의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자; 광중합개시제; 및 액체 전해액을 포함하는 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자를 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 액체 전해액은 리튬염 및 유기용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 리튬염은 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAlO4, 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, LiBF2(C2O4), LiBF4 또는 이들의 혼합물인 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 유기용매는 에틸렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 페닐에틸렌카보네이트, 카테콜카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 2-메탈프란, 프란, 티오펜, 에틸렌설파이트, 테트라하이드로퓨란, 감마-부티로락톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 폴리머 겔 전해질의 총량에 대하여, 상기 고분자는 5 내지 50 중량%이며; 상기 광중합개시제는 2 내지 10 중량%이며; 상기 액체 전해액은 40 내지 70 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 서로 대향하는 상부 투명 유리 기판 및 하부 투명 유리 기판;상기 상부 투명 유리 기판 상에 부착된 작업전극; 상기 하부 투명 유리 기판 상에 부착된 상대전극; 및 서로 대향하는 상기 작업전극과 상기 상대전극 사이에 존재하는 음극 전기변색층 및 양극 전기변색층; 상기 음극 전기변색층과 양극 전기변색층 사이에 상기 폴리머 겔 전해질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 상부 투명 유리 기판과 작업전극 사이 및 상기 하부 투명 유리 기판과 상대전극 사이에 각각 투명전도성 산화물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 투명전도성 산화물층은 불소로 도핑된 틴 옥사이드(Fluorinated SnO: FTO)로부터 형성된 층일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 음극 전기변색층은 산화 텅스텐(WO3), 산화 몰리브덴(MoO3), 산화 나이오븀(Nb2O5), 산화 바나듐(V2O5) 및 산화 티탄(TiO2)으로부터 선택되는 환원착색물질을 포함하며; 상기 양극 전기변색층은 산화 니켈(Ni(OH)2), 산화 코발트(CoO2), 산화 이리듐(IrO2), 산화 로듐(Rh2O3)으로부터 선택되는 산화착색물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상부 투명 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계; 상기 투명전도성 산화물층 상에 작업전극을 형성하는 단계; 상기 작업전극 상에 음극 전기변색층을 형성하는 단계; 상기 음극 전기변색층 상에 본 발명에 따른 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계; 자외선 조사기를 이용하여 상기 전해질층을 경화시키는 단계; 하부 투명 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계; 상기 투명전도성 산화물층 상에 상대전극을 형성하는 단계; 상기 상대전극 상에 양극 전기변색층을 형성하는 단계; 및 상기 전해질층과 상기 양극 전기변색층이 서로 대향하도록 배치한 후, 부착시키는 단계를 포함하는 전기 변색 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현 예에 따르면, 상부 투명 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계; 상기 투명전도성 산화물층 상에 작업전극을 형성하는 단계; 상기 작업전극 상에 음극 전기변색층을 형성하는 단계; 상기 음극 전기변색층 상에 본 발명에 따른 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계; 하부 투명 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계; 상기 투명전도성 산화물층 상에 상대전극을 형성하는 단계; 상기 상대전극 상에 양극 전기변색층을 형성하는 단계; 상기 전해질층과 상기 양극 전기변색층이 서로 대향하도록 배치한 후, 부착시키는 단계; 및 자외선 조사기를 이용하여 상기 전해질층을 경화시키는 단계를 포함하는 전기 변색 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 액체 전해액은 리튬염 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 리튬염은 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAlO4, 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, LiBF2(C2O4), LiBF4 또는 이들의 혼합물인 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 유기용매는 에틸렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 페닐에틸렌카보네이트, 카테콜카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 2-메탈프란, 프란, 티오펜, 에틸렌설파이트, 테트라하이드로퓨란, 감마-부티로락톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 폴리머 겔 전해질의 함량에 대하여, 상기 고분자는 5 내지 50 중량%; 상기 광중합개시제 2 내지 10 중량%, 상기 액체 전해액은 40 내지 70 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 투명전도성 산화물층은 불소로 도핑된 틴 옥사이드(fluorinated SnO: FTO)로부터 형성된 층일 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 음극 전기변색층은 산화 텅스텐(WO3), 산화 몰리브덴(MoO3), 산화 나이오븀(Nb2O5), 산화 바나듐(V2O5) 및 산화 티탄(TiO2)으로부터 선택되는 환원착색물질을 포함하며; 상기 양극 전기변색층은 산화 니켈(Ni(OH)2), 산화 코발트(CoO2), 산화 이리듐(IrO2), 산화 로듐(Rh2O3)으로부터 선택되는 산화착색물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 음극 전기변색층 및 양극 정기변색층을 형성하는 단계는 페인트 브러싱법, 스프레이 코팅방법, 닥터 블레이드법, 침지-인상법 및 스핀 코팅방법으로부터 선택된 코팅방법으로 상기 환원착색물질 및 산화착색물질을 각각 도포할 수 있다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 전해질층을 형성하는 단계는 상기 폴리머 겔 전해질을 스크린프린팅 방법으로 상기 음극 전기변색층 상에 도포할 수 있다.
본 발명에 의하면, 액체 전해액에서 발생하는 전해액의 휘발 또는 누출의 문제점을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 외부의 환경변화에 대하여 장기적으로 안정성을 가지면서 동시에 종래 액체 전해액에서와 유사한 전압 및 광전환 효율을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 공정을 단순화하여 경제적으로 제조공정의 비용을 절감할 수 있으며, 제조 시간을 단축 시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
액체 전해액에서 발생하는 전해액의 휘발 또는 누출의 문제점을 최소화하고, 외부의 환경변화에 대하여 장기적으로 안정성을 가지면서 동시에 종래 액체 전해액에서와 유사한 전압 및 광전환 효율을 나타내는 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자 및 단시간에 제조가 가능한 전기 변색 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현 예에 따르면, 우레탄아크릴레이트 단량체, 이의 올리고머, 이의 중합체 및 이의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자, 광중합개시제 및 액체 전해액을 포함하는 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자를 제공한다.
여기서, 상기 고분자는 우레탄아크릴레이트 단량체, 이의 올리고머, 이의 중합체 및 이의 공중합체로부터 선택할 수 있으며, 보다 바람직하게는 우레탄아크릴레이트 올리고머를 사용하는 것이다. 우레탄아클리레이트 계열의 고분자는 폴리에틸렌옥사이드 계열의 고분자와 비교하여 탄력이 우수한 물성을 가지고 있어서 전극과의 접합특성이 우수하다. 또한, 본 발명에서는 종래의 열경화성 고분자가 아닌 자외선을 이용하여 단시간에 경화시킬 수 있는 고분자 성분을 사용함으로써 경화시간을 크게 단축시켜 공정상 상용화에 유리한 효과를 가진다.
본 발명에 따른 상기 광중합개시제는 자외선을 흡수하여 상기 고분자의 중합을 개시 시킬 수 있는 성분이라면 특별히 제한하지 않는다
상기 액체 전해액은 리튬염 및 유기용매를 포함함으로써, 상기 리튬염이 상기 유기용매에 용해되어 전해질을 형성할 수 있다.
이때, 상기 리튬염은 상기 유기 용매에 용해되어 본 발명의 전기 변색 소자의 전해질로서 사용되며, 예로 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAlO4, 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, LiBF2(C2O4), LiBF4 또는 이들의 혼합물이 바람직하다.
또한, 상기 유기용매는 에틸렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 페닐에틸렌카보네이트, 카테콜카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 2-메탈프란, 프란, 티오펜, 에틸렌설파이트, 테트라하이드로퓨란, 감마-부티로락톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하나, 상기 리튬염이 용해하여 이온으로 쪼개져 전해질을 형성시킬 수 있는 성분이라면 특별히 제한 하지 않는다.
상기 폴리머 겔 전해질의 총량에 대하여, 상기 고분자는 5 내지 50 중량%이며, 상기 광중합개시제는 2 내지 10 중량%이며, 상기 액체 전해액은 40 내지 70 중량%인 것이 바람직하다.
이때, 상기 고분자의 함량이 5 중량%미만인 경우에는 물리적 성질이 겔의 형태로 형성되기 어려우며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 이온전도도가 낮아져 광전환 효율이 저하될 수 있다. 또한, 상기 광중합개시제의 함량이 2 중량%미만인 경우에는 너무 적은 양의 자외선이 흡수되어 자외선 경화가 이루어지기 어려우며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 상기 폴리머 겔 전해질 내에 불순물의 함량이 증가하여 광전환 효율이 저하될 수 있다.
또한, 상기 액체 전해액의 함량이 40 중량% 미만인 경우에는 이온전도도가 낮아져 광전환 효율이 크게 저하되며, 70 중량%를 초과하는 경우에는 물질의 성질이 겔의 형태를 갖는 전해질을 형성하기 어렵다.
또한, 본 발명에 따른 전기 변색 소자는 서로 대향하는 상부 투명 유리 기판 및 하부 투명 유리 기판, 상기 상부 투명 유리 기판 상에 부착된 작업전극, 상기 하부 투명 유리 기판 상에 부착된 상대전극, 서로 대향하는 상기 작업전극과 상기 상대전극 사이에 존재하는 음극 전기변색층 및 양극 전기변색층 및 상기 음극 전기변색층과 양극 전기변색층 사이에 상기 폴리머 겔 전해질을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 상부 투명 유리 기판과 작업전극 사이 및 상기 하부 투명 유리 기판과 상대전극 사이에 각각 투명전도성 산화물층을 포함할 수 있다.
이때, 상기 투명전도성 산화물층은 불소로 도핑된 틴 옥사이드(Fluorinated SnO: FTO)로부터 형성된 층인 것이 바람직하나 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide; ITO), 인듐 산화물(Indium oxide; IO) 및 주석 산화물(Tin oxide; SnO2)과 같은 투명한 금속 산화물, 폴리아세틸렌(Polyacetylene)과 같은 투명한 도전성 수지, 또는 도전성 금속 미립자를 함유하는 도전성 수지 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성된 것이라면 특별히 제한하지 않는다.
본 발명에 따른 전기 변색 소자는 서로 대향하는 상기 작업전극과 상대전극 사이에 전기변색물질을 포함하는 전기변색층을 가지며, 상기 전기변색층은 환원착색물질을 포함한 상기 음극 전기변색층과 산화착색물질을 포함한 양극 전기변색층을 포함하고 있다.
여기서, 상기 음극 전기변색층은 상기 작업전극 하부에 부착되어 있으며, 환원착색물질을 포함하고 있어 리튬이온이나 수소이온과 전자가 주입되면 착색되고, 반대로 방출되면 투명하게 변한다. 바람직한 예로 산화 텅스텐(WO3), 산화 몰리브덴(MoO3), 산화 나이오븀(Nb2O5), 산화 바나듐(V2O5) 및 산화 티탄(TiO2)으로부터 선택되는 물질을 사용할 수 있다.
이에 반하여, 상기 양극 전기변색층은 상기 상대전극 상부에 부착되어 있으며, 산화착색물질을 포함하고 있어 수소이온과 전자가 방출되면 착색되고, 반대로 주입되면 투명하게 변한다. 바람직한 예로 산화 니켈(Ni(OH)2), 산화 코발트(CoO2), 산화 이리듐(IrO2), 산화 로듐(Rh2O3)으로부터 선택되는 물질을 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 제공하는 전기 변색 소자는 폴리머 겔 전해질을 포함함으로써, 액체 전해액의 휘발 또는 노출의 가능성을 낮추고, 상기 폴리머 겔 전해질이 일종의 전해액의 담지체로써 작용함으로써 종래의 액체 전해액만을 포함하는 전기 변색 소자와 비교하여 장기적 안정성을 가지게 되어 전기 변색 소자의 수명을 연장시키고, 유사한 광전환 효율을 얻을 수 있는 효과를 확보할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 본 발명에서 제공하는 전기 변색 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 상부 투명 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계; 상기 투명전도성 산화물층 상에 작업전극을 형성하는 단계; 상기 작업전극 상에 음극 전기변색층을 형성하는 단계; 상기 음극 전기변색층 상에 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계; 자외선 조사기를 이용하여 상기 전해질층을 경화시키는 단계; 하부 투명 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계; 상기 투명전도성 산화물층 상에 상대전극을 형성하는 단계; 상기 상대전극 상에 양극 전기변색층을 형성하는 단계; 및 상기 전해질층과 상기 양극 전기변색층이 서로 대향하도록 배치한 후, 부착시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 본 발명에서 제공하는 전기 변색 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 상부 투명 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계; 상기 투명전도성 산화물층 상에 작업전극을 형성하는 단계; 상기 작업전극 상에 음극 전기변색층을 형성하는 단계; 상기 음극 전기변색층 상에 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계; 하부 투명 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계; 상기 투명전도성 산화물층 상에 상대전극을 형성하는 단계; 상기 상대전극 상에 양극 전기변색층을 형성하는 단계; 상기 전해질층과 상기 양극 전기변색층이 서로 대향하도록 배치한 후, 부착시키는 단계; 및 자외선 조사기를 이용하여 상기 전해질층을 경화시키는 단계를 포함한다.
앞서 기재한 바와 같이, 본 발명의 전기 변색 소자의 제조 방법에서 상기 폴리머 겔 전해질은 우레탄아크릴레이트 단량체, 이의 올리고머, 이의 중합체 및 이의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자, 광중합개시제 및 액체 전해액을 포함하는 것을 사용한다.
본 발명의 전기 변색 소자의 제조 방법 중 상기 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계에서, 상기 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물인 불소로 도핑된 틴 옥사이드(Fluorinated SnO: FTO)를 이용하여 접착시키거나 또는 스퍼터링 방법으로 도막을 코팅하여 투명전도성 산화물층을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 투명전도성 산화물은 불소로 도핑된 틴 옥사이드(Fluorinated SnO: FTO)가 바람직하나, 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide; ITO), 인듐 산화물(Indium oxide; IO) 및 주석 산화물(Tin oxide; SnO2)과 같은 투명한 금속 산화물, 폴리아세틸렌(Polyacetylene)과 같은 투명한 도전성 수지, 또는 도전성 금속 미립자를 함유하는 도전성 수지 중 어느 하나 또는 이들의 조합이라면 특별히 제한하지 않는다.
또한, 상기 작업전극 상에 음극 전기변색층을 형성하는 단계에서, 상기 작업전극 상에 환원착색물질을 도포하기 위한 것으로, 페인트 브러싱법, 스프레이 코팅방법, 닥터 블레이드법, 침지-인상법 및 스핀 코팅방법으로부터 선택된 코팅방법을 이용하여 환원착색물질을 상기 작업전극 상부에 도포하고, 400 내지 500 ℃의 온도에서 10 내지 60분 동안 열처리하여 두께가 5 내지 30 ㎛인 음극 전기변색층을 형성할 수 있다.
이때, 상기 작업전극 상에 음극 전기변색층을 형성하는 단계를 1회 이상 더 반복하여 원하는 두께의 음극 전기변색층을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 환원착색물질은 산화 텅스텐(WO3), 산화 몰리브덴(MoO3), 산화 나이오븀(Nb2O5), 산화 바나듐(V2O5) 및 산화 티탄(TiO2)으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 전기 변색 소자의 제조 방법 중 상기 음극 전기변색층 상에 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계에서, 본 발명에 따른 폴리머 겔 전해질을 제조하는 단계를 포함하며, 이는 상기 액체 전해액을 먼저 제조한 후, 여기에 상기 고분자와 광중합개시제를 첨가하여 제조할 수 있다. 다음으로, 제조된 폴리머 겔 전해질을 상기 음극 전기변색층 상에 스크린프린팅 방법으로 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 액체 전해액은 리튬염 및 유기용매를 혼합하여 제조할 수 있다.
여기서, 상기 리튬염은 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAlO4, 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, LiBF2(C2O4), LiBF4 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 유기용매는 에틸렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 페닐에틸렌카보네이트, 카테콜카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 2-메탈프란, 프란, 티오펜, 에틸렌설파이트, 테트라하이드로퓨란, 감마-부티로락톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 폴리머 겔 전해질의 함량에 대하여, 상기 고분자는 5 내지 50 중량%; 상기 광중합개시제 2 내지 10 중량%, 상기 액체 전해액은 40 내지 70 중량%을 포함할 수 있다.
본 발명의 전기 변색 소자의 제조 방법 중 자외선 조사기를 이용하여 전해질층을 경화시키는 단계에서 5 내지 60초 동안 자외선을 상기 음극 전기변색층 상에 도포된 상기 폴리머 겔 전해질에 조사하여 경화시킴으로써 상기 음극 전기변색층 상에 전해질층을 형성할 수 있다.
본 발명의 전기 변색 소자의 제조 방법에서 상기 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계에서, 상기 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물인 불소로 도핑된 틴 옥사이드(Fluorinated SnO: FTO)를 이용하여 접착시키거나 또는 스퍼터링 방법으로 도막을 코팅하여 투명전도성 산화물층을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 투명전도성 산화물은 불소로 도핑된 틴 옥사이드(fluorinated SnO: FTO)를 사용 하는 것이 바람직하나, 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide; ITO), 인듐 산화물(Indium oxide; IO) 및 주석 산화물(Tin oxide; SnO2)과 같은 투명한 금속 산화물, 폴리아세틸렌(Polyacetylene)과 같은 투명한 도전성 수지, 또는 도전성 금속 미립자를 함유하는 도전성 수지 중 어느 하나 또는 이들의 조합이라면 특별히 제한 하지 않는다.
또한, 상기 상대전극 상에 양극 전기변색층을 형성하는 단계에서, 상기 상대전극 상에 산화착색물질을 도포하기 위한 것으로, 스퍼터링 방법, 화학기상증착 방법, 증기증착 방법, 열산화 방법, 전기화학적 증착 방법으로부터 선택된 코팅방법을 이용하여 산화착색물질을 상기 상대전극 상부에 도포하고, 400 내지 600 ℃에서 10 내지 60분 동안 열처리하여 양극 전기변색층을 형성할 수 있다.
상기 산화착색물질은 산화 니켈(Ni(OH)2), 산화 코발트(CoO2), 산화 이리듐(IrO2), 산화 로듐(Rh2O3)으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 전기 변색 소자의 제조 방법에서 상기 전해질층과 상기 양극 전기변색층이 서로 대향하도록 배치한 후, 부착시키는 단계에서, 구체적으로, 경화된 상기 전해질층과 양극 전기변색층의 전도성 표면이 안쪽으로 오도록 하여, 이들이 서로 대향되도록 부착한다. 상기 전해질층과 상기 양극 전기변색층 사이에 SURLYN(Du Pont사 제조)으로 이루어지는 20 내지 100 ㎛ 두께의 열가소성 고분자층을 형성한 후, 이를 120 내지 140 ℃의 온도에서 1 내지 2분 동안 유지하여 두 전극을 밀봉시킬 수 있다.
본 발명에 따른 전기 변색 소자의 제조방법으로 제조된 전기 변색 소자는 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전해질층을 포함함으로써, 산화-환원을 수행하는 전해액의 휘발을 최소화하며 액체 전해액을 고정하는 담지체 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 외부의 온도증가와 같은 환경 변화에 대하여 장기간 안정적이고, 액체 전해액에서와 유사한 광 전기화학적인 특성을 나타낼 수 있다.
실시예
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
상부 투명 유리 기판을 준비한 후, 준비된 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물인 불소가 도핑된 틴 옥사이드(Fluorinated SnO: FTO)을 접착시켜 상기 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성시켰다. 다음, 상기 투명전도성 산화물층 상에 작업전극을 형성시킨 후, 상기 작업전극 상에 닥터 블레이드 법을 이용하여 환원착색물질인 산화 텅스텐(WO3)을 도포하여 음극 전기변색층을 형성하였다.
이후, 1 M의 비스(트리플루오로메탄)술폰이미드 리튬 염(Bis(trifluoromethane)sulfonimide lithium salt) 및 0.1 M의 티오펜(Thiophene)을 에틸렌카보네이트(Ethylene carbonate) 5 ㎕와 다이에틸카보네이트(Diethylcarbonate) 5 ㎕가 혼합된 용액에 용해시켜 액체 전해액을 제조하였다. 상기 액체 전해액에 알리파틱 우레탄아크릴레이트(Sartomer Company사 제조) 25 중량%와 광중합개시제인 IRG-184(MNP Compnay사 제조) 5 중량%를 첨가하여 총 함량이 100 중량%인 폴리머 겔 전해질을 제조하였다. 이와 같이 제조된 폴리머 겔 전해질을 상기 음극 전기변색층 상에 스크린프린팅 방법으로 도포한 후, 자외선 조사기를 이용하여 상기 폴리머 겔 전해질을 경화시켜 전해질층을 형성하였다.
그 다음, 하부 투명 유리 기판을 준비한 후, 준비된 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물인 불소가 도핑된 틴 옥사이드(Fluorinated SnO: FTO)을 접착시켜 상기 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성시켰다. 다음, 상기 투명전도성 산화물층 상에 상대전극을 형성시킨 후, 상기 상대전극 상에 양극 전기변색층을 형성시키기 위해 0.4 M의 황산니켈과 0.075 M의 황산 칼륨이 녹아 있는 수용액 500 ml에 담근 후 격렬히 저어 주면서 28 %의 암모니아수 50 ml를 넣어준 후 5분 동안 반응시켜 산화변색물질인 산화 니켈(Ni(OH)2)을 제조하였다. 제조한 산화 니켈(Ni(OH)2)을 상기 상대전극 상에 도포한 후, 75 ℃에서 1시간 동안 말린 다음, 300 ℃에서 1시간 30분 동안 열처리하여 두께가 500 nm인 양극 전기변색층을 형성하였다.
상기 경화된 전해질층과 상기 양극 전기변색층이 서로 대향하도록 한 후, SURLYN(Du Pont사 제조)으로 이루어지는 약 25 ㎛ 두께의 열가소성 고분자층을 형성한 후, 130 ℃의 오븐에 넣어 2분 동안 유지하여 상기 전해질층과 양극 전기변색층이 부착하여 밀봉함으로써 전기 변색 소자를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 알리파틱 우레탄아크릴레이트 30 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 알리파틱 우레탄아크릴레이트(Sartomer Company사 제조)대신 폴리에틸렌글리콜 600 디아크릴레이트(Sartomer Company사 제조) 25 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 알리파틱 우레탄아크릴레이트(Sartomer Company사 제조)대신 폴리에틸렌글리콜 600 디아크릴레이트(Sartomer Company사 제조) 30 중량%를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 알리파틱 우레탄아크릴레이트(Sartomer Company사 제조) 및 광중합개시제인 IRG-184(MNP Compnay사 제조)를 첨가 하지 않고 액체 전해액만을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
시험예 1
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 전기 변색 소자의 광 투과율 및 이의 재현성능을 측정하기 위해 분광계(Simazu 사의 UV-2600)를 사용하였고, 투과율은 300 nm ~ 1200 nm에서 특정하였다. 이에 따라 얻은 값을 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 1회 착색 투과율 (%) | 40회 착색 투과율 (%) |
| 실시예 1 | 20.4 | 31.2 |
| 실시예 2 | 22.5 | 32.0 |
| 비교예 1 | 23.9 | 37.6 |
| 비교예 2 | 22.8 | 33.4 |
| 비교예 3 | 20.2 | 38.1 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 2의 우레탄 기반 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자의 초기 1회 착색 투과율은 종래의 폴리에틸렌글리콜 600 디아크릴레이트를 사용한 비교예 1 내지 2의 전기 변색 소자 및 액체 전해질만을 사용한 비교예 3의 전기 변색 소자와 비슷한 투과율의 값을 갖는다.
그러나, 40회 착탈색을 거친 후, 실시예 1 내지 2의 전기 변색 소자는 비교예 1 내지 3의 전기 변색 소자에 비해 1회 착색 투과율과 40회 착색 투과율의 차이가 미비함으로써, 본 발명에 따른 우레탄 기반 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자는 종래의 폴리에틸렌글리콜 600 디아크릴레이트 혹은 액체 전해질만을 사용한 전기 변색 소자에 비해 재현성능이 우수하였다. 이는 폴리머 겔 전해질이 액체 전해질의 성능과 비교하여 수명 특성이 우수할 뿐 아니라, 액체 전해질이 가지는 전해액의 휘발 또는 노출 등의 문제점을 해결할 수 있음을 시사한다.
시험예 2
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 전기 변색 소자의 고온 안정성을 확인하기 위해 85 ℃에서 500시간 보관 전과 후의 광 투과율을 측정하여 광학밀도 변화(The change of optical density, ΔΔOD)를 하기와 같은 수식에 의해 계산하였다. 이에 따라 얻은 값을 표 2에 나타내었다.
ΔOD = log (Tb/Tc)
여기서, Tb는 탈색했을 경우의 500 nm 투과율, Tc는 착색했을 경우의 500 nm 투과율이며, 이때 광 투과율은 상기 시험예 1과 동일하게 측정하였다.
| 구분 | 85℃에서 500시간 보관 전 ΔOD | 85℃에서 500시간 보관 후 ΔOD |
| 실시예 1 | 0.5365 | 0.3259 |
| 실시예 2 | 0.4996 | 0.3306 |
| 비교예 1 | 0.4548 | 0.2164 |
| 비교예 2 | 0.4727 | 0.2045 |
| 비교예 3 | 0.5490 | 0.1084 |
여기서, ΔOD는 전기 변색 소자의 성능을 결정하는 주요 기준인 변색효율과 밀접한 관계를 가지는데, 변색효율은 가해진 전하량에 따라 변색되는 정도를 나타내며, ΔOD를 전하량으로 나눈 값으로 정의된다.
상기 표 2에 따르면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 2의 우레탄 기반 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자는 85 ℃에서 500시간 보관 후 ΔOD가 약 0.3 이상을 가지나, 종래의 폴리에틸렌글리콜 600 디아크릴레이트를 사용한 비교예 1 내지 2의 전기 변색 소자는 ΔOD가 약 0.2이며, 심지어 액체 전해질만을 사용한 비교예 3의 전기소자는 ΔOD가 약 0.1을 가짐으로써, 고온 환경에 있어서 우레탄 기반 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자가 종래의 폴리에틸렌글리콜 600 디아크릴레이트 또는 액체 전해액을 포함하는 전기 변색 소자에 비해 고온 안정성이 우수함을 보였다. 동일한 전하량을 가질 때, ΔOD가 클수록 변색효율이 높은 것을 의미하므로, 폴리머 겔 전해질이 액체 전해질에 비해 고온 환경에 의하여 변색효율이 떨어지는 것을 최소화 시킴을 확인할 수 있었다.
또한, 이는 폴리머 겔 전해질이 액체 전해질의 성능과 비교하여 고온 안정성이 확연히 향상될 뿐만 아니라 전기변색소자의 장기 안정성을 향상시켜 상용화 가능성을 향상시킬 것으로 기대된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Claims (19)
- 우레탄아크릴레이트 단량체, 이의 올리고머, 이의 중합체 및 이의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자;
광중합개시제; 및
액체 전해액을 포함하는 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 액체 전해액은 리튬염 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자. - 제 2항에 있어서,
상기 리튬염은 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAlO4, 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, LiBF2(C2O4), LiBF4 또는 이들의 혼합물인 것을 포함하는 전기 변색 소자. - 제 2항에 있어서,
상기 유기용매는 에틸렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 페닐에틸렌카보네이트, 카테콜카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 2-메탈프란, 프란, 티오펜, 에틸렌설파이트, 테트라하이드로퓨란, 감마-부티로락톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자. - 제 1항 또는 2항에 있어서,
상기 폴리머 겔 전해질의 총량에 대하여,
상기 고분자는 5 내지 50 중량%이며;
상기 광중합개시제는 2 내지 10 중량%이며;
상기 액체 전해액은 40 내지 70 중량%인 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자. - 제 1항에 있어서,
서로 대향하는 상부 투명 유리 기판 및 하부 투명 유리 기판;
상기 상부 투명 유리 기판 상에 부착된 작업전극;
상기 하부 투명 유리 기판 상에 부착된 상대전극; 및
서로 대향하는 상기 작업전극과 상기 상대전극 사이에 존재하는 음극 전기변색층 및 양극 전기변색층;
상기 음극 전기변색층과 양극 전기변색층 사이에 상기 폴리머 겔 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자. - 제 6항에 있어서,
상기 상부 투명 유리 기판과 작업전극 사이 및 상기 하부 투명 유리 기판과 상대전극 사이에 각각 투명전도성 산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자. - 제 7항에 있어서,
상기 투명전도성 산화물층은 불소로 도핑된 틴 옥사이드(Fluorinated SnO: FTO)로부터 형성된 층인 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자. - 제 6항에 있어서,
상기 음극 전기변색층은 산화 텅스텐(WO3), 산화 몰리브덴(MoO3), 산화 나이오븀(Nb2O5), 산화 바나듐(V2O5) 및 산화 티탄(TiO2)으로부터 선택되는 환원착색물질을 포함하며;
상기 양극 전기변색층은 산화 니켈(Ni(OH)2), 산화 코발트(CoO2), 산화 이리듐(IrO2), 산화 로듐(Rh2O3)으로부터 선택되는 산화착색물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자. - 상부 투명 유리 기판을 준비하는 단계;
상기 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계;
상기 투명전도성 산화물층 상에 작업전극을 형성하는 단계;
상기 작업전극 상에 음극 전기변색층을 형성하는 단계;
상기 음극 전기변색층 상에 제1항의 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계;
자외선 조사기를 이용하여 상기 전해질층을 경화시키는 단계;
하부 투명 유리 기판을 준비하는 단계;
상기 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계;
상기 투명전도성 산화물층 상에 상대전극을 형성하는 단계;
상기 상대전극 상에 양극 전기변색층을 형성하는 단계; 및
상기 전해질층과 상기 양극 전기변색층이 서로 대향하도록 배치한 후, 부착시키는 단계를 포함하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 상부 투명 유리 기판을 준비하는 단계;
상기 상부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계;
상기 투명전도성 산화물층 상에 작업전극을 형성하는 단계;
상기 작업전극 상에 음극 전기변색층을 형성하는 단계;
상기 음극 전기변색층 상에 제1항의 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전해질층을 형성하는 단계;
하부 투명 유리 기판을 준비하는 단계;
상기 하부 투명 유리 기판 상에 투명전도성 산화물층을 형성하는 단계;
상기 투명전도성 산화물층 상에 상대전극을 형성하는 단계;
상기 상대전극 상에 양극 전기변색층을 형성하는 단계;
상기 전해질층과 상기 양극 전기변색층이 서로 대향하도록 배치한 후, 부착시키는 단계; 및
자외선 조사기를 이용하여 상기 전해질층을 경화시키는 단계를 포함하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 제 10항 또는 11항에 있어서,
상기 액체 전해액은 리튬염 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 리튬염은 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAlO4, 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, LiBF2(C2O4), LiBF4 또는 이들의 혼합물인 것을 포함하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 제 12항에 있어서,
상기 유기용매는 에틸렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 페닐에틸렌카보네이트, 카테콜카보네이트, 비닐에틸렌카보네이트, 2-메탈프란, 프란, 티오펜, 에틸렌설파이트, 테트라하이드로퓨란, 감마-부티로락톤 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 제 10항 또는 11항에 있어서,
상기 폴리머 겔 전해질의 함량에 대하여,
상기 고분자는 5 내지 50 중량%;
상기 광중합개시제 2 내지 10 중량%,
상기 액체 전해액은 40 내지 70 중량%인 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 제 10항 또는 11항에 있어서,
상기 투명전도성 산화물층은 불소로 도핑된 틴 옥사이드(fluorinated SnO: FTO)로부터 형성된 층인 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 제 10항 또는 11항에 있어서,
상기 음극 전기변색층은 산화 텅스텐(WO3), 산화 몰리브덴(MoO3), 산화 나이오븀(Nb2O5), 산화 바나듐(V2O5) 및 산화 티탄(TiO2)으로부터 선택되는 환원착색물질을 포함하며;
상기 양극 전기변색층은 산화 니켈(Ni(OH)2), 산화 코발트(CoO2), 산화 이리듐(IrO2), 산화 로듐(Rh2O3)으로부터 선택되는 산화착색물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 제 17항에 있어서,
음극 전기변색층 및 양극 정기변색층을 형성하는 단계는 페인트 브러싱법, 스프레이 코팅방법, 닥터 블레이드법, 침지-인상법 및 스핀 코팅방법으로부터 선택된 코팅방법으로 상기 환원착색물질 및 산화착색물질을 각각 도포하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자의 제조 방법. - 제 10항 또는 11항에 있어서,
상기 전해질층을 형성하는 단계는 상기 폴리머 겔 전해질을 스크린프린팅 방법으로 상기 음극 전기변색층 상에 도포하는 것을 특징으로 하는 전기 변색 소자의 제조 방법.
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| KR1020160048977A KR20170120455A (ko) | 2016-04-21 | 2016-04-21 | 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자 및 이의 제조 방법 |
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| KR1020160048977A KR20170120455A (ko) | 2016-04-21 | 2016-04-21 | 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자 및 이의 제조 방법 |
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| KR1020160048977A KR20170120455A (ko) | 2016-04-21 | 2016-04-21 | 폴리머 겔 전해질을 포함하는 전기 변색 소자 및 이의 제조 방법 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR102042797B1 (ko) * | 2018-08-17 | 2019-11-27 | (주)오리온엔이에스 | 복합 전해질층을 포함하는 전기 변색소자 및 그 제조방법 |
| KR20210051342A (ko) * | 2019-10-30 | 2021-05-10 | 상명대학교 천안산학협력단 | 전기변색소자 |
-
2016
- 2016-04-21 KR KR1020160048977A patent/KR20170120455A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102042797B1 (ko) * | 2018-08-17 | 2019-11-27 | (주)오리온엔이에스 | 복합 전해질층을 포함하는 전기 변색소자 및 그 제조방법 |
| KR20210051342A (ko) * | 2019-10-30 | 2021-05-10 | 상명대학교 천안산학협력단 | 전기변색소자 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |