KR20170142473A - 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자 - Google Patents

전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20170142473A
KR20170142473A KR1020160075980A KR20160075980A KR20170142473A KR 20170142473 A KR20170142473 A KR 20170142473A KR 1020160075980 A KR1020160075980 A KR 1020160075980A KR 20160075980 A KR20160075980 A KR 20160075980A KR 20170142473 A KR20170142473 A KR 20170142473A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
conductive structure
oxide layer
metal oxide
layer
Prior art date
Application number
KR1020160075980A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102072882B1 (ko
Inventor
김용찬
김기환
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160075980A priority Critical patent/KR102072882B1/ko
Publication of KR20170142473A publication Critical patent/KR20170142473A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102072882B1 publication Critical patent/KR102072882B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/36Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
    • C03C17/3602Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
    • C03C17/3644Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the metal being silver
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/15Devices 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/15Devices 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
    • G02F1/1514Devices 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 기재, 상기 기재 상에 구비되는 제1 금속 산화물층, 상기 제1 금속 산화물층 상에 구비되고 은을 포함하는 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 구비되는 제2 금속 산화물층, 및 상기 제2 금속 산화물층 상에 구비되는 제2 금속층을 포함하고, 상기 제2 금속층의 금속은 은보다 산화 준위가 낮은 것을 특징으로 하는 전도성 구조체, 및 이를 포함하는 전기변색 소자에 관한 것이다.

Description

전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자{CONDUCTIVE STRUCTURE AND ELECTROCHROMIC DEVICE COMPRISING SAME}
본 명세서는 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자에 관한 것이다.
전기변색(Electrochromism)은 가해진 전압의 변화에 따라 발생되는 전기 화학적 산화/환원 반응에 의해 전극 구조 내에서 양이온의 삽입 또는 탈착과 함께 전자 밀도가 변하면서 물질의 광학적 성질, 즉 물질 고유의 색과 투과율이 가역적으로 변하는 특성을 말한다.
이러한 전기변색 소자는 일반적으로 작업 전극, 상대 전극, 전해질을 포함하는 구조이며, 무기 전기변색 물질은 대부분 투명 전도성 전극 위에 필름 형태로 구성된다.
WO3, V2O5, TiO2 및 NiO 등의 전이금속 산화물은 이온과 전자의 전도가 가능한 혼성 전도 특성을 나타내여, 무기 전기변색 물질로 사용될 수 있다. 전해질 내에서 이들 전이금속 산화물의 박막 전극과 전해질 계면에 특정 전위를 인가하면 H+, Na+ 또는 Li+ 등의 원자를 충전 또는 방전하게 된다. 이 때, 충, 방전 과정 동안에 발색-소색 과정을 수반하므로, 전기 화학적 착색 소자의 전극 재료로써 많이 연구되고 있다. 이러한 전기 착색 현상을 이용한 표시 소자는 외부에서 인가 전위를 변화시켜줌으로써 원하는 만큼의 광 투과율을 얻을 수 있으므로 이를 이용한 스마트 창(curtainless window)이나 스마트 거울과 같은 특수 유리, 거울 형태, 또는 전자종이 등의 전기화학적 착색 표시 소자에 응용될 수 있다.
전기변색 소자의 한 예로서, 전압이 인가되면 WO3 박막에서 하기 화학식과 같이 반응이 일어나 변색된다.
WO3 (투명색) + xe- + xM+ MxWO3 (진한청색)
또한, 이러한 전기변색 소자의 한 구성으로서 투명전극에 관한 관심이 높아지고 있다. 유기 전자소자에서의 투명전극은 얇은 투명기판으로 빛이 투과해야 되고, 동시에 전기 전도성도 우수해야 한다.
투명전극 소재로는 얇은 막 형태로 제조된 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide: TCO)이 대표적이다. 투명 전도성 산화물은 가시광선 영역에서의 높은 광학적 투과율(85% 이상)와 낮은 비저항(1×10-3 Ω㎝)을 동시에 갖는 산화물계의 축퇴된(degenerate) 반도체 전극을 총칭하는 것으로, 면저항 크기에 따라 정전기 방지막, 전자파 차폐 등의 기능성 박막과 평판 디스플레이, 태양전지, 터치패널, 투명 트랜지스터, 플렉시블 광전소자, 투명 광전소자 등의 핵심 전극 재료로 사용되고 있다.
한국 공개 공보 제10-2010-0036957호
본 명세서는 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 기재,
상기 기재 상에 구비되는 제1 금속 산화물층,
상기 제1 금속 산화물층 상에 구비되고 은을 포함하는 제1 금속층,
상기 제1 금속층 상에 구비되는 제2 금속 산화물층, 및
상기 제2 금속 산화물층 상에 구비되는 제2 금속층을 포함하고,
상기 제2 금속층의 금속은 은보다 산화 준위가 낮은 것을 특징으로 하는 전도성 구조체를 제공한다.
또한, 본 명세서의 다른 실시상태는, 상기 전도성 구조체를 포함하는 전기변색 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는 제2 금속층의 금속의 산화 준위가 제1 금속층보다 낮아, 제2 금속층이 상기 제1 금속층보다 먼저 산화되어 제1 금속층의 열화 현상을 방지할 수 있다.
또한, 이에 의하여 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 이용한 전기변색 소자의 경우에, 종래의 변색 공정에 비하여 높은 전압을 인가하더라도 사이클 안정성(cycle capability)이 현저히 높다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따른 전도성 구조체의 적층 구조를 도시한 것이다.
도 3은 종래의 전도성 구조체의 하나의 형태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 도시한 것이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시상태에 따른 전기변색 소자 및 비교예로서 제작한 전기변색 소자 평가를 진행한 결과를 나타낸 것이다.
이하 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 명세서에서, "굴절률"은 광 굴절률, "투과율"는 광 투과율을 각각 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태는 기재, 상기 기재 상에 구비되는 제1 금속 산화물층, 상기 제1 금속 산화물층 상에 구비되고 은을 포함하는 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 구비되는 제2 금속 산화물층, 및 상기 제2 금속 산화물층 상에 구비되는 제2 금속층을 포함하고, 상기 제2 금속층의 금속은 은보다 산화 준위가 낮은 것을 특징으로 하는 전도성 구조체를 제공한다.
종래의 OMO(Oxide-Metal-Oxide) 구조의 전극의 경우에 금속층으로서 은을 사용하였을 때, pH 10 내지 14인 구간을 제외한 거의 모든 구간에서 0.7 V 이상의 전위를 인가하면 은 원자가 Ag+로 이온화되는 부식 현상이 일어난다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체는, 기존의 OMO 구조의 전극의 산화물층 상부에 은보다 산화 준위가 낮은 금속을 포함하는 제2 금속층을 포함하므로, 전기 변색 반응시 제2 금속층의 금속이 은보다 먼저 산화된다. 따라서, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 이용한 전기변색 소자는 변색 공정 진행 시 기존에 비하여 높은 전압을 인가하더라도 제1 금속층의 은의 부식 및 열화 현상을 방지하여 사이클 안정성이 개선된다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 적층체의 적층 구조를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1은 기재(101); 제1 금속 산화물층(201); 제 1 금속층(301); 제2 금속 산화물층(401); 제2 금속층(501)이 순차적으로 구비된 전도성 적층체를 도시한 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 기재는 당 기술분야에 알려진 재료를 이용할 수 있다. 구체적으로, 기재로서 유리, 플라스틱 등을 이용할 수 있으며, 다만 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 기재는 투명 기재를 이용할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 기재는 가시광선 영역에서의 투과율이 60% 이상인 것을 이용할 수 있다. 또 다른 실시상태에 있어서, 상기 기재는 가시광선 영역에서의 투과율이 80% 이상인 것을 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 기재는 투과율이 80% 이상인 유리를 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 금속 산화물층은 안티몬(Sb), 바륨(Ba), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 인듐(In), 란탄(La), 셀레늄(Se), 규소(Si), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 아연(Zn) 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 산화물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 금속 산화물층의 두께는 각각, 20 ㎚ 이상 80 ㎚ 이하일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 금속 산화물층의 두께는 20 nm 이상 60 nm 이하일 수 있다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제1 금속 산화물층의 두께는 30 nm 이상 40 nm 이하일 수 있다.
상기 제1 금속 산화물층의 두께가 상기 범위 내에 있는 경우 다층 박막 형태의 상기 전도성 적층체의 광 투과율이 우수한 장점이 있다. 구체적으로, 상기 제1 금속 산화물층의 두께가 상기 범위 내의 값인 경우에 전도성 적층체의 광 투과율이 높고, 금속층의 불량률을 낮출 수 있다.
상기 제1 금속 산화물층은 고굴절 물질로서, 금속층을 이용한 다층막의 전도성 적층체의 광 투과율을 높이는 역할 및 금속층의 증착이 용이하도록 하는 역할을 할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 금속 산화물층의 굴절률은 550 ㎚ 파장의 빛에서 1.2 이상 3 이하일 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제1 금속 산화물층의 굴절률은 550 nm 파장의 빛에서 1.2 이상 2.8 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 금속 산화물층의 굴절률은 1.9 이상 2.75 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 금속층은 은을 포함하는 것이다. 구체적으로, 상기 제1 금속층 전체를 기준으로 은은 90 내지 100 중량% 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 금속층은 은을 포함하고, 그 외에 Cu, Zn, Au 또는 Pd 등을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 금속층 전체를 기준으로 은을 제외한 상기 금속들의 합은 5 내지 10 중량% 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 금속층의 두께는 5 ㎚ 이상 20 ㎚ 이하일 수 있다.
상기 제1 금속층의 두께가 상기 범위 내에 있는 경우, 상기 전도성 적층체는 우수한 전기 전도도 및 낮은 저항값을 가질 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 상기 제1 금속층의 두께가 5 nm 이상인 경우 연속적인 막을 형성하여 저저항을 구현할 수 있으며, 20 nm 이하인 경우 전도성 적층체의 광 투과율을 높일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제2 금속 산화물층은 안티몬(Sb), 바륨(Ba), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 인듐(In), 란탄(La), 셀레늄(Se), 규소(Si), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 아연(Zn) 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 산화물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 금속 산화물층의 두께는 각각, 20 ㎚ 이상 80 ㎚ 이하일 수 있다. 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 금속 산화물층의 두께는 20 nm 이상 60 nm 이하일 수 있다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제2 금속 산화물층의 두께는 30 nm 이상 40 nm 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 금속 산화물층은 알루미늄으로 도핑된 것일 수 있다. 즉, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 금속 산화물층은 알루미늄을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 도핑되는 알루미늄의 농도는 상기 제2 금속 산화물층 전체를 기준으로 0.1 중량% 이상 10 중량% 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속 산화물층은 상기 알루미늄을 더 포함하여 전자 소자 내에서의 전자 이동성을 향상 시킬 수 있으며, 고굴절의 특성을 가지고 있으므로, 광학 설계를 통하여 상기 전도성 적층체의 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 금속 산화물층은 전기 전도성을 가지고 있으므로, 금속층의 전기 전도성을 저해하지 않으며, 상기 전도성 적층체를 다양한 전자소자에서 투명 전극으로서의 역할을 할 수 있게 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 금속 산화물층 및 상기 제2 금속 산화물층은 각각, 안티몬(Sb), 바륨(Ba), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 인듐(In), 란탄(La), 셀레늄(Se), 규소(Si), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 아연(Zn) 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 산화물을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 금속 산화물층의 두께는 20 nm 이상 80 nm 이하일 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 금속 산화물층의 두께는 40 nm 이상 50 nm 이하일 수 있다.
상기 제2 금속 산화물층의 두께가 상기 범위 내에 있는 경우, 상기 전도성 적층체는 우수한 전기 전도도 및 낮은 저항값을 가질 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 상기 제2 금속 산화물층의 두께 범위는 광학 설계를 통하여 얻어진 것으로서, 상기 두께 범위를 만족하는 경우 전도성 적층체의 광 투과율을 높일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 제2 금속 산화물층의 굴절률은 550 nm 파장의 빛에서 1.5 이상 2.5 이하일 수 있다.
본 명세서에서, 전술한 굴절률은 상기 전도성 적층체의 광 투과율을 80 % 이상으로 구현할 수 있도록, 광 설계를 통하여 얻어진 것이다. 상기 굴절률의 범위 내에서, 전도성 적층체의 광 투과율을 80 % 이상으로 높일 수 있다.
또한, 전술한 굴절률은 두께에 의하여 조절되는 것 외에도, 증착 공정을 조절하는 것에 의하여 조절될 수 있다. 구체적으로, 각 층의 증착 조건을 조절하여 결정화도를 조절할 수 있으며, 이에 따라 동일한 두께 및 재료라고 하더라도 굴절률이 상이할 수 있게 된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속층은 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 주석(Sn), 납(Pb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 금속 또는 이들 금속의 질산화물을 포함한다.
일 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속층은 구리 또는 구리 질산화물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속층은 구리 또는 구리 질산화물을 포함하고, 산화 준위가 구리보다 낮은 금속 또는 그 질산화물을 더 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속층은 구리를 포함하고, 산화 준위가 구리보다 높은 금속을 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속층의 두께는 0.1내지 100 μm이다. 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속층의 두께는 0.5 내지 50 μm일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 구조체의 두께는 100 nm 미만이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 구조체는 가시광선 영역에서의 투과율이 80% 이상이다. 보다 구체적으로, 상기 전도성 구조체는 380 nm 내지 800 nm 파장 영역에서의 투과율이 80% 이상이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 구조체의 면 저항 값은 10 Ω/□ 이하이다. 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 구조체의 면 저항 값은 6 Ω/□ 이하이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체를 제조하는 방법은 당 기술분야에 알려져 있는 방법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 기재를 준비한 뒤 제1 금속 산화물층, 제1 금속층, 제2 금속 산화물층, 제2 금속층을 순차적으로 적층하는 방법을 이용할 수 있고, 또는 이와 다른 순서에 의할 수도 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속층은 진공 증착, 전기 도금 방식에 의하거나, 금속을 전도성 테이프의 형태로 제조한 뒤 부착하는 방식에 의하여 형성할 수 있고, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 금속 산화물층 및 상기 제2 금속층 사이에 구비된 전기변색층을 포함하고, 상기 전기변색층은 전기변색 물질을 포함할 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 전도성 적층체의 적층 구조를 도시한 것이다. 구체적으로, 도 2는 기재(101); 제1 금속 산화물층(201); 제 1 금속층(301); 제2 금속 산화물층(401); 전기변색층(601); 제2 금속층(501)이 순차적으로 구비된 전도성 적층체를 도시한 것이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전기변색 물질은 WO3, Bi2O3,CoO, MoO3, Nb2O5 및 TiO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 일 실시상태에 있어서, 상기 전기변색 물질은 WO3을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 전기변색 물질은 WO3이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전기변색층을 형성하는 방법은 당 기술분야에 알려진 방법들을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 전기 도금법, 스퍼터링(sputtering), 전자빔 증착법(e- beam evaporation), 화학기상 증착법(chemical vapor deposition), 또는 졸-겔 코팅법 등을 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 전술한 전도성 적층체를 포함하는 투명 전극을 제공한다. 일 실시상태에 있어서, 구체적으로, 상기 투명 전극은 가시광선 영역에서의 투과율이 60% 이상일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 투명 전극은 플렉서블(Flexible) 투명 전극일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 전술한 전도성 구조체를 포함하는 전기변색 소자를 제공한다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 전기변색 소자 및 이를 구성하는 전기변색 물질 등에 관하여 전술한 내용이 적용될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
비교예 1
TCO 상에 직류전원 스퍼터링 방법에 의하여 전기변색층으로서 WO3를 300 nm의 두께로 증착하여 전기변색 소자를 제작하고, 기준 전극으로는 Ag/AgCl, 반대전극(counter electrode)으로 Pt를 사용하여 LiClO4 폴리카보네이트(PC) 전해액 내에서 3전극 평가를 진행하였다. OMO로는 면저항 5.3Ω/□인 것을 사용하였다.
실험예 1
비교예 1에서, 변색 물질의 표면(edge) 부분 및 집전체에 연결되도록 Cu 테이프를 부착한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 전기변색 소자를 제작하고, 3전극 평가를 진행하였다.
비교예 1 및 실험예 1의 전기변색 소자를 Potentiostat 장비를 이용하여 전기변색 구동하고, UV-Vis spectrometer를 이용하여 각각 광학 특성을 측정하였다.
상기 비교예 1 및 실시예 1의 전기변색 소자를 시편 사이즈 10cm x 5cm로 하여 ±3V 조건에서 가혹 테스트를 진행한 결과를 도 5 및 도 6에 각각 나타내었다. 또한, 실시예 1의 전기변색 소자를 시편 사이즈 10cm x 5cm로 하여 ±4V 조건에서 가혹 테스트를 진행한 결과를 도 7에 나타내었다.
상기 테스트 결과, 기존의 전기변색 소자 구조인 비교예 1의 경우에 10 사이클 전에 열화 현상이 발생하였다. 이와 달리, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전도성 구조체 구조를 적용한 전기변색 소자 구조인 실시예 1의 경우에 동일한 조건에서 500 사이클 이상 구동이 가능한 것을 확인하였다.
또한, 실시예 1의 전기변색 소자를 ±4V 조건에서 구동한 경우에는 열화 현상이 나타난 점을 고려하여, 본 발명의 일 실시상태에 따른 전기변색 소자를 사용할 수 있는 범위는 ±3V 내지 ±4V의 구간인 것을 알 수 있었다.
101: 기재
201: 제1 금속 산화물층
301: 제1 금속층
401: 제2 금속 산화물층
501: 제2 금속층
601: 전기변색층

Claims (12)

  1. 기재,
    상기 기재 상에 구비되는 제1 금속 산화물층,
    상기 제1 금속 산화물층 상에 구비되고 은을 포함하는 제1 금속층,
    상기 제1 금속층 상에 구비되는 제2 금속 산화물층, 및
    상기 제2 금속 산화물층 상에 구비되는 제2 금속층을 포함하고,
    상기 제2 금속층의 금속은 은보다 산화 준위가 낮은 것을 특징으로 하는 전도성 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 금속 산화물층 및 상기 제2 금속 산화물층은 각각 안티몬(Sb), 바륨(Ba), 갈륨(Ga), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 인듐(In), 란탄(La), 셀레늄(Se), 규소(Si), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 아연(Zn) 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 산화물을 포함하는 것인 전도성 구조체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 금속층은 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 주석(Sn), 납(Pb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 금속 또는 이들 금속의 질산화물을 포함하는 것인 전도성 구조체.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 금속층은 구리 또는 구리 질산화물을 포함하는 것인 전도성 구조체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 금속층의 두께는 0.1 내지 100 μm인 전도성 구조체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 전도성 구조체의 두께는 100 nm 미만인 전도성 구조체.
  7. 청구항 1에 있어서, 380 nm 내지 800 nm 파장 영역에서의 투과율이 80% 이상인 전도성 구조체.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 전도성 구조체의 면 저항 값은 10 Ω/□ 이하인 전도성 구조체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 금속 산화물층 및 상기 제2 금속층 사이에 구비된 전기변색층을 포함하고, 상기 전기변색층은 전기변색 물질을 포함하는 것인 전도성 구조체.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 전기변색 물질은 삼산화 텅스텐(WO3)을 포함하는 것인 전도성 구조체.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 따른 전도성 구조체를 포함하는 투명 전극.
  12. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 따른 전도성 구조체를 포함하는 전기변색 소자.
KR1020160075980A 2016-06-17 2016-06-17 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자 KR102072882B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160075980A KR102072882B1 (ko) 2016-06-17 2016-06-17 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160075980A KR102072882B1 (ko) 2016-06-17 2016-06-17 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170142473A true KR20170142473A (ko) 2017-12-28
KR102072882B1 KR102072882B1 (ko) 2020-02-03

Family

ID=60939924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160075980A KR102072882B1 (ko) 2016-06-17 2016-06-17 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102072882B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102006697B1 (ko) * 2018-01-31 2019-08-02 청주대학교 산학협력단 전기변색 디바이스용 다층박막 투명전극 및 이의 제조방법
KR20200025069A (ko) 2018-08-29 2020-03-10 한양대학교 에리카산학협력단 연속구동 특성이 향상된 전기 변색 소자 및 그 제조 방법
KR20200025070A (ko) 2018-08-29 2020-03-10 한양대학교 에리카산학협력단 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법
KR20210094449A (ko) 2020-01-21 2021-07-29 한양대학교 에리카산학협력단 전기변색층의 제조방법 및 이에 따라 제조된 전기변색층을 포함하는 전기변색소자.
KR20220068867A (ko) 2020-11-19 2022-05-26 한양대학교 에리카산학협력단 스마트 전기변색 소자 및 그 제조 방법
KR20230148785A (ko) 2022-04-18 2023-10-25 한양대학교 에리카산학협력단 건식 적층 박막의 표면 조도 차이를 이용한 스마트 미러 소자 및 그 제조 방법
KR20230148784A (ko) 2022-04-18 2023-10-25 한양대학교 에리카산학협력단 리튬 및 은 이온의 선택적 이동을 통한 가시광선 및 적외선 선택 차단 4중 전기 변색 소자

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080112267A (ko) * 2006-03-03 2008-12-24 젠텍스 코포레이션 Imi 코팅을 포함하는 전기-광학 소자
KR20100036957A (ko) 2008-09-30 2010-04-08 주식회사 엘지화학 투명 도전막 및 이를 구비한 투명 전극

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080112267A (ko) * 2006-03-03 2008-12-24 젠텍스 코포레이션 Imi 코팅을 포함하는 전기-광학 소자
KR20100036957A (ko) 2008-09-30 2010-04-08 주식회사 엘지화학 투명 도전막 및 이를 구비한 투명 전극

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102006697B1 (ko) * 2018-01-31 2019-08-02 청주대학교 산학협력단 전기변색 디바이스용 다층박막 투명전극 및 이의 제조방법
US11474407B2 (en) 2018-01-31 2022-10-18 Cheongju University Industry & Academy Cooperation Foundation Multilayered thin film transparent electrode for electrochromic device and manufacturing method thereof
KR20200025069A (ko) 2018-08-29 2020-03-10 한양대학교 에리카산학협력단 연속구동 특성이 향상된 전기 변색 소자 및 그 제조 방법
KR20200025070A (ko) 2018-08-29 2020-03-10 한양대학교 에리카산학협력단 하이브리드 전기 변색 소자 및 그 제조 방법
KR20210094449A (ko) 2020-01-21 2021-07-29 한양대학교 에리카산학협력단 전기변색층의 제조방법 및 이에 따라 제조된 전기변색층을 포함하는 전기변색소자.
KR20220068867A (ko) 2020-11-19 2022-05-26 한양대학교 에리카산학협력단 스마트 전기변색 소자 및 그 제조 방법
KR20230148785A (ko) 2022-04-18 2023-10-25 한양대학교 에리카산학협력단 건식 적층 박막의 표면 조도 차이를 이용한 스마트 미러 소자 및 그 제조 방법
KR20230148784A (ko) 2022-04-18 2023-10-25 한양대학교 에리카산학협력단 리튬 및 은 이온의 선택적 이동을 통한 가시광선 및 적외선 선택 차단 4중 전기 변색 소자

Also Published As

Publication number Publication date
KR102072882B1 (ko) 2020-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102072882B1 (ko) 전도성 구조체 및 이를 포함하는 전기변색 소자
KR102010733B1 (ko) 전기변색 소자
KR20170109797A (ko) 전기변색소자, 전기변색소자의 제조방법 및 그 투과율 제어방법
US11467460B2 (en) Electrochromic film and an electrochromic device comprising the same
CN110095911B (zh) 一种电致变色器件的制备方法
KR20170112183A (ko) 전기변색소자
KR20150039373A (ko) 투명전극 및 이를 포함하는 전자 소자
JP2022176332A (ja) エレクトロクロミック調光部材、光透過性導電ガラスフィルムおよびエレクトロクロミック調光素子
CN110573957A (zh) 电致变色装置
CN108803183A (zh) 一种双层全无机电致变色器件及其制备方法
KR102079142B1 (ko) 전기변색소자
CN110573955B (zh) 电致变色装置
EP3618082A1 (en) Conductive laminate and electrochromic device comprising same
KR102010754B1 (ko) 전기변색소자
KR102108562B1 (ko) 전기변색소자
US11467461B2 (en) Electrochromic device including transparent conductors having reduced sheet resistance in a direction of current flow
EP3444663B1 (en) Electrochromic device and manufacturing method therefor
KR20170112384A (ko) 전기변색소자
KR20160134373A (ko) 전도성 적층체 및 이를 포함하는 투명 전극
KR102395152B1 (ko) 전기변색필름
KR102395150B1 (ko) 전기변색필름
EP3617771B1 (en) Light-transmissive film and electrochromic element comprising same
CN110494799B (zh) 电致变色装置
KR20180023383A (ko) 전기변색소자 및 이의 제조방법
KR102108553B1 (ko) 전기변색소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant