KR20180107866A - Electrochromic device, display including the same and method of preparing transmissivity changeable device - Google Patents

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Abstract

Provided is an electrochromic device capable of driving at low voltages which comprises: an operating electrode; an opponent electrode; a nanostructure layer including an inorganic nanoparticle positioned on one surface of the operating electrode facing the opponent electrode; and an electrolyte including viologen and ferrocene.

Description

전기변색 소자, 이를 포함한 표시 장치 및 전기변색 소자의 제조 방법{ELECTROCHROMIC DEVICE, DISPLAY INCLUDING THE SAME AND METHOD OF PREPARING TRANSMISSIVITY CHANGEABLE DEVICE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electrochromic device, a display device including the electrochromic device, and a method of manufacturing the electrochromic device. BACKGROUND ART [0002] Electrochromic devices,

전기변색 소자, 이를 포함한 표시 장치 및 전기변색 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
A display device including the same, and a method of manufacturing an electrochromic device.

전기변색 소자 (Electrochromic Device: ECD)는 전압 인가시 전기적인 산화 환원 반응에 의해 착색되는 물질을 이용하여 광 투과도를 변화시키는 전기변색 현상을 이용한 장치이다. 상기 전기 변색 소자를 활용한 응용 제품 중 가장 성공적인 제품으로는 야간에 후면에서의 빛의 눈부심을 자동으로 조절해 주는 자동차용 후사경, 빛의 강도에 따라 자동적으로 조절될 수 있는 창문인 스마트 윈도우(smart window)가 있다. 스마트 윈도우는 일사량이 많을 경우 빛의 양을 줄이기 위해서 더 어두운 색조로 변하게 되며, 흐린 날에는 밝은 색조로 변화함으로써 에너지 절약 효율이 뛰어난 특성이 있다. 또한 전광판 또는 전자북 (e-book) 등의 디스플레이 등에 응용하고자 하는 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
An electrochromic device (ECD) is a device using an electrochromic phenomenon that changes light transmittance by using a substance that is colored by an electric oxidation-reduction reaction when a voltage is applied. The most successful products utilizing the above-mentioned electrochromic devices include a rearview mirror for automatically controlling the glare of light at the rear at night, a smart window (smart window, which can be automatically controlled according to the intensity of light) window. The smart window has a characteristic that it changes into a darker color tone in order to reduce the amount of light when the amount of solar radiation is large, and the energy saving efficiency is changed by changing to a bright color tone on a cloudy day. In addition, development is being continuously carried out for applications such as electric sign boards or e-book displays.

본 발명의 일 구현예는 광 투과율 변화가 증가되고, 저전압 구동이 가능한 전기변색 소자를 제공한다.An embodiment of the present invention provides an electrochromic device capable of increasing a change in light transmittance and capable of driving at a low voltage.

본 발명의 다른 구현예는 상기 전기변색 소자를 포함한 표시 장치를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a display device including the electrochromic device.

본 발명의 또 다른 구현예는 제조 공정이 단순하면서, 광 투과율 변화가 증가되고, 저전압 구동이 가능한 전기변색 소자의 제조 방법을 제공한다.
Another embodiment of the present invention provides a method of manufacturing an electrochromic device, which is simple in manufacturing process, has increased light transmittance variation, and can be driven at a low voltage.

본 발명의 일 구현예에서, 작업 전극; 상대 전극; 상기 상대 전극과 대향하는 상기 작업 전극의 일면 상에 위치하는 무기 나노 입자를 포함하는 나노 구조층; 및 바이올로젠 및 페로센을 포함하는 전해질;을 포함하는 전기변색 소자를 제공한다.In one embodiment of the present invention, the working electrode; A counter electrode; A nanostructure layer including inorganic nanoparticles positioned on one surface of the working electrode facing the counter electrode; And an electrolyte comprising viologen and ferrocene.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 전기변색 소자; 및 상기 전기변색 소자에 전기적으로 연결된 전압 인가 수단을 포함하는 표시 장치를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the electrochromic device; And a voltage applying means electrically connected to the electrochromic device.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 작업 전극에 무기 나노 입자를 코팅하여 나노 구조층을 형성하는 단계; 상대 전극; 바이올로겐 및 페로센을 용매에 첨가하여 액체 전해질을 제조하는 단계;In another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming inorganic nanoparticles on a working electrode to form a nanostructure layer; A counter electrode; Adding viologen and ferrocene to the solvent to prepare a liquid electrolyte;

상기 나노 구조층이 상대 전극을 향하도록 상기 나노 구조층이 형성된 상기 작업 전극을 이격하여 배치되도록 조립하고, 상기 작업 전극과 상기 상대 전극 사이에 상기 액체 전해질을 주입한 뒤 밀봉하는 단계;을 포함하는 전기변색 소자의 제조 방법을 제공한다.
Assembling the working electrode having the nanostructured layer formed thereon such that the nanostructure layer faces the counter electrode and disposing the liquid electrolyte between the working electrode and the counter electrode and sealing the liquid electrolyte between the working electrode and the counter electrode A method of manufacturing an electrochromic device is provided.

상기 전기변색 소자는 광 투과율 변화가 증가되고, 저전압 구동이 가능하며, 보다 단순화된 제조 공정으로 제조될 수 있다.
The electrochromic device can be fabricated with a simpler manufacturing process, in which a change in light transmittance is increased, low voltage driving is possible, and the like.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자의 단면을 모식적으로 나타낸다.
도 2는 전압 인가시와 전압 미인가시 전해질의 거동을 모식적으로 나타낸 본 발명의 다른 구현예에 전기변색 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 상기 표시장치의 단면을 나타낸다.
도 4는 실시예 1의 전기변색 소자에 전압 인가시 및 전압 미인가시 광 투과율을 도시한 그래프이다.
도 5는 비교예 1의 전기변색 소자에 전압 인가시 및 전압 미인가시 광 투과율을 도시한 그래프이다.
도 6은 비교예 2의 전기변색 소자에 전압 인가시 및 전압 미인가시 광 투과율을 도시한 그래프이다.
도 7은 비교예 3의 전기변색 소자에 전압 인가시 및 전압 미인가시 광 투과율을 도시한 그래프이다.
도 8은 도 4의 실시예 1과 도 6의 비교예 2를 대비하여 나타낸 그래프이다.
1 schematically shows a cross section of an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to another embodiment of the present invention, which schematically shows the behavior of an electrolyte when a voltage is applied and when a voltage is not applied.
3 shows a cross section of the display device according to another embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the light transmittance of the electrochromic device of Example 1 when a voltage is applied and when no voltage is applied.
5 is a graph showing the light transmittance of the electrochromic device of Comparative Example 1 when a voltage is applied and when no voltage is applied.
6 is a graph showing the light transmittance of the electrochromic device of Comparative Example 2 when a voltage is applied and when no voltage is applied.
7 is a graph showing the light transmittance of the electrochromic device of Comparative Example 3 when a voltage is applied and when no voltage is applied.
FIG. 8 is a graph showing a comparison between Example 1 of FIG. 4 and Comparative Example 2 of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In the drawings, the thicknesses are enlarged to clearly indicate layers and regions. In the drawings, for the convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.

이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
Hereinafter, the formation of any structure in the "upper (or lower)" or the "upper (or lower)" of the substrate means that any structure is formed in contact with the upper surface (or lower surface) of the substrate However, the present invention is not limited to not including other configurations between the substrate and any structure formed on (or under) the substrate.

본 발명의 일 구현예에서, In one embodiment of the invention,

작업 전극; Working electrode;

상대 전극;A counter electrode;

상기 상대 전극과 대향하는 상기 작업 전극의 일면 상에 위치하는 무기 나노 입자를 포함하는 나노 구조층; 및A nanostructure layer including inorganic nanoparticles positioned on one surface of the working electrode facing the counter electrode; And

바이올로젠 및 페로센을 포함하는 전해질;Electrolytes including viologen and ferrocene;

을 포함하는 전기변색 소자를 제공한다.And an electrochromic device.

도 1은 상기 전기변색 소자(100)의 단면을 모식적으로 나타낸다. 도 1에서, 상기 전기변색 소자(100)은 작업 전극(10); 나노 구조층(30), 전해질(40) 및 상대 전극(20)을 포함한다. Fig. 1 schematically shows a cross-section of the electrochromic device 100. Fig. 1, the electrochromic device 100 includes a working electrode 10; A nanostructure layer 30, an electrolyte 40, and a counter electrode 20.

상기 전기변색 소자(100)은 전압 인가 여부에 따라 광 투과율이 변화될 수 있다. The light transmittance of the electrochromic device 100 may be changed depending on whether a voltage is applied or not.

상기 전기변색 소자(100)은 보다 높은 광 투과율 변화를 구현할 수 있다.The electrochromic device 100 can realize a higher light transmittance change.

상기 전기변색 소자(100)은 보다 높은 광 투과율 변화를 구현함에 따라서, 저전압에서도 구동 가능하기 때문에 낮은 소비 전력을 갖는다.
As the electrochromic device 100 realizes a higher light transmittance change, it can be driven at a low voltage and thus has a low power consumption.

상기 작업 전극(10) 및 상기 상대 전극(20)은 각각 독립적으로 투명 전도성 금속 산화물일 수 있다.The working electrode 10 and the counter electrode 20 may each independently be a transparent conductive metal oxide.

구체적으로, 상기 투명 전도성 금속 산화물이 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드 (IZO), 플로린 도핑된 틴 옥사이드(FTO), 알루미늄 도핑된 아연 옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다.
Specifically, the transparent conductive metal oxide may be selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), fluorine doped tin oxide (FTO), aluminum doped zinc oxide, and combinations thereof .

상기 나노 구조층(30)은 상기 작업 전극(10)의 일면에 상기 무기 나노 입자를 코팅하여 형성될 수 있다. The nanostructured layer 30 may be formed by coating the inorganic nanoparticles on one surface of the working electrode 10.

도 1에서 나타난 바와 같이, 상기 나노 구조층(30)은 상기 무기 나노 입자(30a)가 쌓인 층으로 형성되고, 상기 무기 나노 입자(30a) 사이의 공간이 형성됨에 따라 기공을 포함하는 구조로 형성된다.1, the nanostructured layer 30 is formed of a layer in which the inorganic nanoparticles 30a are stacked, and is formed into a structure including pores as a space between the inorganic nanoparticles 30a is formed do.

상기 나노 구조층(30)은 전압 인가 시 상기 작업 전극(10)에서 상기 전해질(40)쪽으로 전자의 이동을 원활하게 도와주는 작용을 한다. The nanostructure layer 30 acts to facilitate the movement of electrons from the working electrode 10 toward the electrolyte 40 when a voltage is applied.

상기 무기 나노 입자(30a)의 평균 입경은 5nm 내지 20nm일 수 있다. 상기 무기 나노 입자(30a)의 평균 입경이 5nm 미만이면, 입자간 응집으로 페이스트 구현의 한계가 있으며, 20nm 초과하면 표면적이 줄어든다. The average particle diameter of the inorganic nanoparticles 30a may be 5 nm to 20 nm. If the average particle diameter of the inorganic nanoparticles 30a is less than 5 nm, there is a limit to the implementation of the paste due to intergranular agglomeration, and when the inorganic nanoparticles 30 are larger than 20 nm, the surface area is reduced.

상기 무기 나노 입자(30a)는 투명 반도체 물질일 수 있다.The inorganic nanoparticles 30a may be a transparent semiconductor material.

일 구현예에서, 상기 무기 나노 입자(30a)는 TiO2, ITO 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. In one embodiment, the inorganic nanoparticles (30a) may include one selected from the group consisting of TiO 2, ITO, and combinations thereof.

상기 나노 구조층(30)의 두께가 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 상기 나노 구조층(30)의 두께가 1㎛ 미만이면 표면적이 줄어들고, 10㎛ 초과하면 투과율이 낮아져 탈색 시 투명성을 잃는 문제점이 발생할 우려가 있다. The thickness of the nanostructured layer 30 may be between 1 탆 and 10 탆. If the thickness of the nanostructured layer 30 is less than 1 m, the surface area of the nanostructured layer 30 is reduced. If the thickness of the nanostructured layer 30 exceeds 10 m, the transmittance of the nanostructured layer 30 is lowered.

상기 전해질(40)은 액체형, 용융염 형 또는 고체형일 수 있다.The electrolyte (40) may be liquid, molten salt or solid.

일 구현예에서, 상기 전해질(40)은 액체 전해질(40)일 수 있고, 구체적으로, 상기 액체 전해질(40)은 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 디메틸설폭사이드는 페로센에 대한 용해도가 높다.In one embodiment, the electrolyte 40 can be a liquid electrolyte 40, and specifically, the liquid electrolyte 40 can include one selected from the group consisting of dimethylsulfoxide, acetonitrile, and combinations thereof. have. Dimethylsulfoxide is highly soluble in ferrocene.

상기 전해질(40)은 액체 전해질(40)이고, 용매와 상이 용매에 용해된 상기 바이올로젠과 상기 페로센을 포함할 수 있다.
The electrolyte (40) is a liquid electrolyte (40), and the solvent and the phase may include the viologen dissolved in a solvent and the ferrocene.

상기 작업 전극(10)에 전압을 인가하게 되면, 상기 전해질(40)에 포함된 바이올로젠 중 적어도 일부는 상기 나노 구조층(30)의 상기 무기 나노 입자(30a)의 표면으로 부착하고, 나머지 일부는 그대로 전해질(40)에 용해되어 포함된 상태로 존재할 수 있다. When a voltage is applied to the working electrode 10, at least some of the viols contained in the electrolyte 40 adhere to the surface of the inorganic nanoparticles 30a of the nanostructure layer 30, May be present in the electrolyte 40 in a dissolved state.

상기 바이올로젠은 말단기가 도입된 형태로, 상기 말단기는 상기 무기 나노 입자(30a)의 표면과 화학 결합 또는 화학 흡착하여 부착될 수 있다.The viologen may have a terminal group introduced therein, and the terminal group may be attached to the surface of the inorganic nanoparticle 30a by chemical bonding or chemisorption.

상기 말단기는 상기 무기 나노 입자(30a)의 표면과 화학 결합할 수 있는 작용기로서 상기 바이올로젠에 도입이 가능한 작용기가 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 바이올로젠은 -PO3H2 의 치환기가 도입된 것일 수 있다.The terminal group may be a functional group capable of chemically bonding with the surface of the inorganic nanoparticles 30a, and any functional group capable of being introduced into the virosene may be used without limitation. Specifically, the viologen may be one in which a substituent of -PO 3 H 2 is introduced.

구체적으로, 상기 바이올로젠은 4,4'-바이피리딘의 2개의 질소원자 모두가 -PO3H2 의 치환기로 치환될 수 있다.
Specifically, in the above viologen, all of the two nitrogen atoms of 4,4'-bipyridine may be substituted with a substituent of -PO 3 H 2 .

상기 바이올로젠은 전자를 받게 되면 변색되는 염료 물질이다. 전압 인가시 상기 바이올로젠은 일부는 상기 무기 나노 입자(30a)의 표면에 부착되어 변색되고, 나머지 일부는 그대로 전해질(40) 중에서 변색된다. 상기 바이올로젠은 상기 전해질(40) 중에서도 변색되기 때문에, 상기 전기변색 소자는 변색 시 더욱 낮은 광 투과율을 구현할 수 있게 된다.
The viologen is a dye material which is discolored when an electron is received. When the voltage is applied, the viologen is partially adhered to the surface of the inorganic nanoparticles 30a and discolored, and the remaining part of the viologen is discolored in the electrolyte 40 as it is. Since the viologen is discolored among the electrolyte 40, the electrochromic device can realize a lower light transmittance upon discoloration.

도 2는 전기변색 소자(200)에 전압 인가시 바이올로젠의 이동을 모식적으로 나타낸다.2 schematically shows movement of the biologen when a voltage is applied to the electrochromic device 200. Fig.

도 2에서, 왼쪽은 전압 미인가 상태로서, 전해질(40) 내 바이올로젠(50)과 페로센(60)이 용해되어 분산된 상태를 나타내고, 오른쪽은 전압 인가 상태에서 바이올로젠(50)의 일부가 나노 구조층(30)의 무기 나노 입자(30a)의 표면으로 부착되고, 나머지 일부는 전해질(40) 내에 그대로 용해되어 존재하고 있는 상태를 나타내며, 이러한 전압 인가 상태에서는 바이올로젠은 변색된다.
2 shows a state in which the viologen 50 and the ferrocene 60 in the electrolyte 40 are dissolved and dispersed and the right part shows a state in which a part of the viologen 50 is in a nano- Is attached to the surface of the inorganic nanoparticles 30a of the structure layer 30 and the remaining part of the inorganic nanoparticles 30a is dissolved and remains in the electrolyte 40. The viologen is discolored in this voltage application state.

상기 바이올로젠(50)은 상기 전해질(40) 중 10mM 내지 50mM 의 함량으로 포함될 수 있다. The viologen 50 may be contained in the electrolyte 40 in an amount of 10 mM to 50 mM.

상기 바이올로젠(50)이 상기 전해질(40) 중 상기 범위를 벗어나는 함량으로 포함되면, 소정의 광 변색율을 달성하기 어려울 수 있다. 상기 전해질(40)은 상기 바이올로젠(50) 뿐만 아니라 상기 페로센(60)을 포함한다.If the viologen 50 is included in the electrolyte 40 out of the range, it may be difficult to achieve a predetermined photochromic rate. The electrolyte 40 includes the ferrocene 60 as well as the viologen 50.

상기 페로센(60)은 전해질(40)의 전기 전도도, 이온 전도도를 높여줄 수 있어서, 상기 바이올로젠(50)의 변색을 돕는다.The ferrocene 60 can increase the electrical conductivity and the ion conductivity of the electrolyte 40, thereby helping the color change of the biologen 50.

상기 페로센(60)은 상기 전해질(40) 중 5 내지 50 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. The ferrocene 60 may be contained in an amount of 5 to 50% by weight of the electrolyte 40.

상기 페로센(60)이 상기 전해질(40) 중 5 중량% 미만으로 소량 포함되면, 소정의 광 변색율을 달성하기 어려울 수 있다.
If the ferrocene 60 is contained in an amount of less than 5% by weight of the electrolyte 40, it may be difficult to achieve a predetermined photochromism.

상기 전기변색 소자(100, 200)에서 상기 바이올로젠(50)은 전해질(40) 중에 포함되고, 전압을 인가하게 되면, 전해질(40) 중에 존재하는 일부 바이올로젠(50)이 상기 무기 나노 입자(30a)의 표면으로 이동하여 부착하지만, 별도로 상기 나노 구조층 제조시에 상기 무기 나노 입자(30a)의 표면에 코팅시켜 제조하지 않는다. 따라서, 상기 나노 구조층을 형성하는 제조 공정 중 별도의 바이올로젠의 코팅 공정을 수행하지 않을 수 있는 장점이 있다. In the electrochromic devices 100 and 200, the viologen 50 is included in the electrolyte 40, and when a voltage is applied, a part of the viologen 50 present in the electrolyte 40 reacts with the inorganic nanoparticles 30a. However, it is not manufactured by coating the surface of the inorganic nanoparticles (30a) separately at the time of manufacturing the nanostructured layer. Therefore, there is an advantage that a separate process for coating virosens may not be performed during the manufacturing process of forming the nanostructured layer.

이와 같이 공정은 단축되면서도, 상기 바이올로젠(50)은 상기 전해질(40) 중에서도 변색될 수 있기 때문에, 전압 인가시 광 투과율을 더욱 낮출 수 있게 된다. 그에 따라, 상기 전기변색 소자(100, 200)의 광 투과율 변화가 증가될 수 있다.Since the process is shortened, the viologen 50 can be discolored even in the electrolyte 40, so that the light transmittance can be further reduced when a voltage is applied. Accordingly, the change in light transmittance of the electrochromic devices 100 and 200 can be increased.

구체적으로, -1.5 V 전압 인가 시 조건으로, 상기 전기변색 소자(100, 200)의 전압 인가 전후의 광 투과율 변화가 70% 이상이 되도록 할 수 있다.
Specifically, the change in the light transmittance before and after the voltage application of the electrochromic devices 100 and 200 can be 70% or more under the condition of applying the voltage of -1.5 V.

상기 전기변색 소자(100, 200)는 전술한 구성 이외에도 광 투과율 변화를 더욱 높이기 위한 공지된 구성을 추가할 수 있다. 그러나, 상기 전기변색 소자(100, 200)는 전술한 바와 같이 높은 광 투과율 변화를 달성할 수 있기 때문에, 오히려, 광 투과율 변화를 더욱 높이기 위한 추가적인 구성을 포함하지 않으면서도, 광 투과율 변화가 70% 이상이 되도록 할 수 있다. The electrochromic devices 100 and 200 may additionally include a known configuration for further increasing the change in light transmittance in addition to the above-described configuration. However, since the electrochromic devices 100 and 200 can attain a high light transmittance change as described above, rather than including an additional structure for further increasing the light transmittance change, the light transmittance change is 70% Or more.

예를 들어, 작업 전극(10)과 대향하는 상대 전극(20)의 일면 상에 카운터 물질을 포함하는 층을 추가로 형성하면, 상기 카운터 물질은 전자의 전달이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 도와주고, 전기화학적으로 산화, 환원 반응이 보다 효율적으로 수행되게 하며, 그에 따라 광 투과율 변화를 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한, 카운터 물질은 금속 산화물의 무기 나노 입자일 수 있고, 구체적인 예는 안티몬 도핑된 틴 옥사이드 (ATO) 등을 들 수 있다. For example, when a counter-material layer is additionally formed on one surface of the counter electrode 20 facing the working electrode 10, the counter material helps smooth the transfer of electrons, The oxidation and reduction reaction can be performed more efficiently electrochemically, and the change in light transmittance can be further improved. The counter material may be inorganic nanoparticles of a metal oxide, and specific examples thereof include antimony doped tin oxide (ATO) and the like.

상대 전극(20)에 카운터 물질 층을 형성하지 않음에 따라, 카운터 물질 층에 의해 초래되는 광 투과율 손실도 막을 수 있다. 따라서, 전압 미인가시, 즉, 탈색 투과율을 더욱 향상시킬 수 있고, 또한, 그에 따라, 광 투과율 변화가 더 증가될 수 있다. As the counter electrode material layer is not formed on the counter electrode 20, the loss of light transmittance caused by the counter material layer can also be prevented. Therefore, it is possible to further improve the decolorization transmittance when the voltage is not favorable, and furthermore, the change in the light transmittance can be further increased.

구체적으로, 상기 전기변색 소자(100, 200)는 전압 미인가시 광 투과율이 60% 내지 77%일 수 있다.
Specifically, the electrochromic devices 100 and 200 may have a light transmittance of 60% to 77% when the voltage is not applied.

전술한 바와 같이, 상기 전기변색 소자(100, 200)는 높은 광 투과율 변화의 달성이 가능하기 때문에, 상기 상대 전극(20)에 상기 카운터 물질을 포함하는 층을 형성하지 않으면서도 광 투과율 변화가 70% 이상이 되도록 할 수 있다.As described above, since the electrochromic devices 100 and 200 can attain a high light transmittance change, a change in the light transmittance can be achieved without forming a layer containing the counter material in the counter electrode 20, % Or more.

일 구현예에서, 상기 상대 전극(20)은 상기 작업 전극(10)과 대향하는 일면 상에 추가적인 층을 형성하지 않고, 상기 전해질(40)에 직접 노출될 수 있다.
In one embodiment, the counter electrode 20 may be directly exposed to the electrolyte 40 without forming additional layers on one side opposite the working electrode 10.

본 발명의 다른 구현예에서, 상기 전기변색 소자; 및 상기 전기변색 소자에 전기적으로 연결된 전압 인가 수단을 포함하는 표시 장치(300)를 제공한다.In another embodiment of the present invention, the electrochromic device; And a voltage application means electrically connected to the electrochromic device.

도 3은 상기 전기변색 소자의 상기 작업 전극(10)와 상기 상대 전극(20)에 전원을 연결하여 형성된 표시 장치(300)를 나타낸다.
3 shows a display device 300 formed by connecting power to the working electrode 10 and the counter electrode 20 of the electrochromic device.

본 발명의 또 다른 구현예에서,In another embodiment of the present invention,

작업 전극에 무기 나노 입자를 코팅하여 나노 구조층을 형성하는 단계; Coating inorganic nanoparticles on the working electrode to form a nanostructure layer;

바이올로겐 및 페로센을 용매에 첨가하여 액체 전해질을 제조하는 단계;Adding viologen and ferrocene to the solvent to prepare a liquid electrolyte;

상기 나노 구조층이 상대 전극을 향하도록 상기 나노 구조층이 형성된 상기 작업 전극을 이격하여 배치되도록 조립하고, 상기 작업 전극과 상기 상대 전극 사이에 상기 액체 전해질을 주입한 뒤 봉지하는 단계;Assembling the working electrode having the nanostructured layer formed thereon so that the nanostructure layer faces the counter electrode and injecting the liquid electrolyte between the working electrode and the counter electrode and sealing the liquid electrolyte;

을 포함하는 전기변색 소자의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing an electrochromic device.

상기 전기변색 소자의 제조 방법에 의해, 전술한 전기변색 소자를 제조할 수 있다. The above-described electrochromic device can be produced by the above-described method for producing an electrochromic device.

상기 전기변색 소자의 제조 방법은 전술한 바와 같이, 상기 나노 구조층을 형성하는 단계 이후에 무기 나노 입자를 전기변색 가능한 염료 등의 물질로 코팅하는 단계를 더 수행하지 않기 때문에, 제조 공정을 단축시킬 수 있고, 원가 절감이 가능하다.Since the method of manufacturing the electrochromic device does not further include a step of coating the inorganic nanoparticles with a substance such as an electrochromic dye after the step of forming the nanostructured layer as described above, And cost reduction is possible.

상기 전기변색 소자의 제조 방법은 또한, 전술한 바와 같이, 상기 상대 전극의 일면에 카운터 물질로 층을 형성하지 않으면서도 높은 광 투과율 변화를 구현할 수 있기 때문에, 이러한 카운터 물질을 코팅하는 공정을 생략할 수 있어서, 그 제조 공정을 단축시킬 수 있다.As described above, the method of manufacturing an electrochromic device can also realize a high light transmittance change without forming a counter material layer on one side of the counter electrode, so that the step of coating the counter material is omitted So that the manufacturing process can be shortened.

상기 전기변색 소자의 제조 방법에서, 상기 작업 전극, 상기 상대 전극, 상기 액체 전해질에 관한 상세한 설명은 전술하여 설명한 바와 같다.In the method of manufacturing an electrochromic device, the working electrode, the counter electrode, and the liquid electrolyte have been described in detail above.

상기 무기 나노 입자는 TiO2 입자일 수 있다.The inorganic nanoparticles may be TiO 2 particles.

상기 바이올로젠은 -PO3H2 의 치환기가 도입된 것일 수 있다.The viologen may be one in which a substituent of -PO 3 H 2 is introduced.

상기 전해질은 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 액체 전해질일 수 있다.
The electrolyte may be a liquid electrolyte comprising one selected from the group consisting of dimethylsulfoxide, acetonitrile, and combinations thereof.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일 뿐이고 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. The following embodiments are only examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

(( 실시예Example ))

실시예Example 1 One

TiO2는 에탄올과 물의 혼합용액에 티타늄 테트라이소프로폭사이드 (Titianium tetraisopropoxide, TTIP)를 섞어 준 후, 질산(HNO3)을 사용하여 pH를 조절하여 수열반응을 통해 7 nm의 크기를 가지는 TiO2를 합성하였다. 합성된 TiO2 나노 입자에 10 wt% 에틸 셀룰로오스와 2.5 wt% 라우릭산을 첨가하고, 터피네올(terpineol) 첨가량을 조절하여 적절한 점도의 코팅용 페이스트를 만들었다. 제조한 페이스트를 적용하여 닥터블레이드 (doctor blade)법으로 필름을 코팅하고 500℃ 에서 열처리하여 다공성 TiO2 막을 제조하였다. TiO 2 is prepared by mixing titanium tetraisopropoxide (TTIP) with a mixed solution of ethanol and water, adjusting the pH by using nitric acid (HNO 3 ), and adding TiO 2 Were synthesized. 10 wt% of ethyl cellulose and 2.5 wt% of lauric acid were added to the synthesized TiO 2 nanoparticles, and the amount of terpineol added was adjusted to prepare a coating paste having an appropriate viscosity. The prepared paste was coated on a film by doctor blade method and heat treated at 500 ° C to prepare a porous TiO 2 film.

플로린 도핑된 틴 옥사이드(FTO) 작업 전극에 TiO2 나노 입자 (평균 입경 7nm)를 5㎛ 두께로 코팅하여, TiO2 입자로 형성된 나노 구조층이 일면에 형성된 작업 전극을 제조하였다. TiO 2 nanoparticles (average particle size 7 nm) were coated on the fluorine doped tin oxide (FTO) working electrode to a thickness of 5 μm to prepare a working electrode having a nanostructure layer formed of TiO 2 particles on one surface.

다른 한편, FTO 상대 전극을 준비하였다.On the other hand, an FTO counter electrode was prepared.

별도로, 디메틸설폭사이드 (DMSO)에 에틸기와 -(CH2)2PO(OH)2를 말단 치환기로 갖는 20 mM 바이올로젠 및 0.1M 페로센을 혼합하여 액체 전해질을 준비하였다. Separately, a liquid electrolyte was prepared by mixing 20 mM viologen and 0.1 M ferrocene having an ethyl group and - (CH 2 ) 2 PO (OH) 2 as a terminal substituent in dimethylsulfoxide (DMSO).

상기 작업 전극의 상기 나노 구조층이 상기 상대 전극을 대향하도록 상기 작업 전극과 상기 상대 전극을 이격하여 조립하고, 상기 준비된 액체 전해질을 전해액으로 주입하고, 밀봉하여 전기변색 소자를 제조하였다.
The working electrode and the counter electrode were assembled by separating the working electrode and the counter electrode so that the nanostructure layer of the working electrode faced the counter electrode. The prepared liquid electrolyte was injected as an electrolyte solution and sealed to manufacture an electrochromic device.

비교예Comparative Example 1 One

먼저, 실시예 1과 동일하게 작업 전극과 상대 전극을 제조하였다. 에틸기와 -(CH2)2PO(OH)2를 말단 치환기로 갖는 바이올로젠 20mM 농도로 메탄올에 용해시킨 뒤, 여기에 상기 제조된 작업 전극을 18 시간 담지하여, 바이올로젠 코팅된 TiO2 입자로 형성된 나노 구조층이 일면에 형성된 작업 전극을 제조하였다. First, a working electrode and a counter electrode were prepared in the same manner as in Example 1. The solution was dissolved in methanol at a concentration of 20 mM of viologen having an ethyl group and - (CH 2 ) 2 PO (OH) 2 as a terminal substituent, and the working electrode thus prepared was carried thereon for 18 hours to prepare viologen coated TiO 2 particles A working electrode having a formed nanostructure layer on one side was prepared.

다른 한편, FTO 상대 전극의 일면에 안티몬 도핑된 틴 옥사이드 (ATO) 나노 입자가 코팅된 상대 전극을 제조하였다. On the other hand, a counter electrode coated with antimony doped tin oxide (ATO) nanoparticles on one side of the FTO counter electrode was prepared.

상기 작업 전극의 상기 나노 구조층과 상기 상대 전극의 상기 ATO 나노 입자의 코팅 면이 서로 마주하도록 상기 작업 전극과 상기 상대 전극을 이격하여 조립하고, 디메틸설폭사이드 (DMSO)에 0.1M 페로센가 혼합된 전해액을 주입하고, 밀봉하여 전기변색 소자를 제조하였다.
The working electrode and the counter electrode were assembled apart from each other so that the coating surface of the nanostructure layer of the working electrode and the coating surface of the ATO nanoparticle of the counter electrode faced each other. An electrolytic solution of 0.1M ferrocene mixed in dimethylsulfoxide (DMSO) And sealed to prepare an electrochromic device.

비교예Comparative Example 2 2

FTO의 작업 전극과, FTO의 상대 전극을 준비하였다.A working electrode of the FTO and a counter electrode of the FTO were prepared.

별도로, 디메틸설폭사이드 (DMSO) 에 에틸기와 -(CH2)2PO(OH)2를 말단 치환기로 갖는 20 mM 바이올로젠 및 0.1M 페로센을 혼합하여 액체 전해질을 준비하였다.
Separately, a liquid electrolyte was prepared by mixing 20 mM viologen and 0.1 M ferrocene having an ethyl group and - (CH 2 ) 2 PO (OH) 2 as a terminal substituent in dimethylsulfoxide (DMSO).

상기 작업 전극의 상기 나노 구조층이 상기 상대 전극을 대향하도록 상기 작업 전극과 상기 상대 전극을 이격하여 조립하고, 상기 준비된 액체 전해질을 전해액으로 주입하고, 밀봉하여 전기변색 소자를 제조하였다.
The working electrode and the counter electrode were assembled by separating the working electrode and the counter electrode so that the nanostructure layer of the working electrode faced the counter electrode. The prepared liquid electrolyte was injected as an electrolyte solution and sealed to manufacture an electrochromic device.

비교예Comparative Example 3 3

먼저, 실시예 1과 동일하게 작업 전극과 상대 전극을 제조하였다. 에틸기와 -(CH2)2PO(OH)2를 말단 치환기로 갖는 바이올로젠 20mM 농도로 메탄올에 용해시킨 뒤, 여기에 상기 제조된 작업 전극을 18 시간 담지하여, 바이올로젠 코팅된 TiO2 입자로 형성된 나노 구조층이 일면에 형성된 작업 전극을 제조하였다. First, a working electrode and a counter electrode were prepared in the same manner as in Example 1. The solution was dissolved in methanol at a concentration of 20 mM of viologen having an ethyl group and - (CH 2 ) 2 PO (OH) 2 as a terminal substituent, and the working electrode thus prepared was carried thereon for 18 hours to prepare viologen coated TiO 2 particles A working electrode having a formed nanostructure layer on one side was prepared.

다른 한편, FTO 상대 전극의 일면에 안티몬 도핑된 틴 옥사이드 (ATO) 나노 입자가 코팅된 상대 전극을 제조하였다. On the other hand, a counter electrode coated with antimony doped tin oxide (ATO) nanoparticles on one side of the FTO counter electrode was prepared.

상기 작업 전극의 상기 나노 구조층과 상기 상대 전극의 상기 ATO 나노 입자의 코팅 면이 서로 마주하도록 상기 작업 전극과 상기 상대 전극을 이격하여 조립하고, 아세토니트릴(Acetonitrile)에 0.1M 리튬퍼클로레이트 (LiClO4)가 혼합된 전해액을 주입하고, 밀봉하여 전기변색 소자를 제조하였다.
The working electrode and the counter electrode were assembled apart from each other so that the coating surface of the nanostructure layer of the working electrode and the coating surface of the ATO nanoparticle of the counter electrode faced each other, and 0.1 M lithium perchlorate (LiClO 4 ) Was injected and sealed to prepare an electrochromic device.

평가evaluation

실험예Experimental Example 1:  One: 광투과율Light transmittance

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 전기변색 소자에 각각 전압을 인가하고, 전압 미인가시 투과율과 전압 인가시 투과율을 UV/Vis Spectruem (PerkinElmer, Lambda 35) 측정하였다.
Voltages were applied to the electrochromic devices prepared in Example 1 and Comparative Example 1, respectively, and the transmittance and the transmittance were measured by UV / Vis Spectrum (PerkinElmer, Lambda 35) when the voltage was not applied and the voltage was applied.

도 4는 실시예 1의 광 투과율을 측정한 그래프이다.4 is a graph showing the light transmittance of Example 1. Fig.

도 5는 비교예 1의 광 투과율을 측정한 그래프이다.
5 is a graph showing a measurement of the light transmittance of Comparative Example 1. Fig.

실시예 1의 전기변색 소자에 대하여, 550 nm에서의 광 투과율 측정값을 평가하였 표 1에 기재하였다. 표 1에, 전압 인가시(변색) 광 투과율과 전압 미인가시(탈색) 광 투과율 변화, △T(%)를 계산하여 기재하였다.
The electrochromic device of Example 1 was evaluated for light transmittance at 550 nm. In Table 1, the light transmittance at the time of voltage application (change in color) and the change in light transmittance at the time of voltage uncolored (discoloration), ΔT (%) are calculated and described.

구분division 투과율(%)Transmittance (%) △T(%)ΔT (%) 실시예 1Example 1 탈색 (0V)Decolorization (0V) 73.71973.719 71.58871.588 변색 (-1.5V)Discoloration (-1.5V) 2.1312.131

비교예 1 내지 3의 전기변색 소자에 대하여, 550 nm에서의 광 투과율을 평가하였다. The electrochromic devices of Comparative Examples 1 to 3 were evaluated for light transmittance at 550 nm.

도 6은 비교예 2의 광 투과율을 측정한 그래프이다.6 is a graph showing the light transmittance of Comparative Example 2 measured.

도 7은 비교예 3의 광 투과율을 측정한 그래프이다.
7 is a graph showing the light transmittance of Comparative Example 3 measured.

표 2에, 전압 인가시(변색) 550 nm에서의 광 투과율과 전압 미인가시(탈색) 550 nm에서의 광 투과율의 차이 및 △T(%)를 계산하여 기재하였다.
In Table 2, the difference in light transmittance at 550 nm upon application of voltage (discoloration) and the difference in light transmittance at 550 nm when no voltage is applied (discoloration) and ΔT (%) are calculated and described.

구분division 투과율(%)Transmittance (%) △T(%)ΔT (%) 비교예 1Comparative Example 1 탈색 (0V)Decolorization (0V) 59.38759.387 -- 변색 (-3V)Discoloration (-3V) 4.1134.113 55.27455.274 변색 (-1.5V)Discoloration (-1.5V) 20.71220.712 38.67538.675 비교예 2Comparative Example 2 탈색 (0V)Decolorization (0V) 76.13376.133 -- 변색 (-1.5V)Discoloration (-1.5V) 53.71753.717 22.41622.416 비교예 3Comparative Example 3 탈색 (0V)Decolorization (0V) 63.21863.218 변색 (-3V)Discoloration (-3V) 8.728.72 54.49854.498 변색 (-1.5V)Discoloration (-1.5V) 50.36850.368 12.8512.85

상기 표 1 및 표 2의 결과로부터, 실시예 1에서 탈색시 광 투과율 73.719%로 비교예 1에서 탈색시 광 투과율 59.387% 보다 높아서 탈색과 변색시의 광 투과율 변화를 증가시켰다. 이와 같은 결과는 실시예 1에서는 상대 전극에 ATO 층을 형성하지 않음으로써 탈색시 광 투과율을 높일 수 있었기 때문이다. 또한, 실시예 1은 광 투과율 변화가 증가되기 때문에 낮은 변색 전압에서도 충분한 변색이 진행될 수 있으므로, 저전압 구동이 가능함을 알 수 있다.
From the results shown in Tables 1 and 2, the light transmittance in Example 1 was 73.719% at the time of decolorization, and the light transmittance at the time of decolorization in Comparative Example 1 was higher than 59.387%, thereby increasing the light transmittance at the time of decolorization and discoloration. This is because, in Example 1, the ATO layer was not formed on the counter electrode, thereby increasing the light transmittance upon decolorization. In addition, in Example 1, since a change in light transmittance is increased, sufficient color change can proceed even at a low color change voltage, so that it can be understood that low voltage drive is possible.

실험예Experimental Example 2 2

실시예 1과 비교예 2에서 제조된 전기변색 소자에 각각 -1.5V 전압을 인가하고, 전압 미인가시 투과율과 전압 인가시 투과율을 UV/Vis Spectruem (PerkinElmer, Lambda 35)를 이용하여 측정하였다.
The voltage of -1.5 V was applied to the electrochromic devices prepared in Example 1 and Comparative Example 2, respectively, and the transmittance and the transmittance were measured using a UV / Vis Spectrum (PerkinElmer, Lambda 35) when the voltage was not applied.

도 8은 도 4의 실시예 1과 도 6의 비교예 2의 -1.5V 전압 인가시(변색) 광 투과율과 전압 미인가시(탈색) 광 투과율을 대비하여 나타낸 그래프이다.
8 is a graph showing a comparison between the light transmittance (discoloration) and the light untransmitted (discolored) light transmittance at -1.5 V voltage application in Example 1 of FIG. 4 and Comparative Example 2 of FIG.

하기 표 3에 실시예 1과 비교예 2의 전기변색 소자에 대하여, 550 nm에서의 광투과율 측정값을 기재하였다. 표 3에, 전압 인가 시(변색) 광 투과율과 전압 미인가시(탈색) 광 투과율의 차이, △T(%)를 계산하여 기재하였다.
Table 3 shows the measured values of light transmittance at 550 nm for the electrochromic devices of Example 1 and Comparative Example 2. In Table 3, the difference (? T (%)) between the light transmittance at the time of voltage application (discoloration) and the light transmittance at the time of no voltage change (discoloration) is calculated and described.

탈색%decolorization% 변색%(-1.5V)% Discoloration (-1.5V) ΔT%ΔT% 실시예 1Example 1 74.68674.686 1.4531.453 73.23273.232 비교예 2Comparative Example 2 76.13376.133 53.71753.717 22.41622.416

-1.5V 전압 인가시에도 전압 미인가시와 광 투과율 변화를 측정 결과, 실시예 1에서 우수한 광 투과율 변화를 나타냄을 또한 확인할 수 있었으나, TiO2 나노 구조층을 형성하지 않은 비교예 2는 실시예 1에서 사용한 바이올로젠 화합물을 전해질에 용해시켜 제조하였어도 광 투과율 변화가 낮았다.
As a result of measurement of the voltage unfavorable visible light transmittance and the change of the light transmittance even when a voltage of -1.5 V was applied, it was confirmed that the light transmittance was excellent in Example 1. However, Comparative Example 2 in which the TiO 2 nanostructure layer was not formed, , The light transmittance change was low even though it was prepared by dissolving the viologen compound used in the electrolyte.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예에 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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

10: 작업 전극
20: 상대 전극
30: 나노 구조층
30a: 무기 나노 입자
40: 전해질
50: 바이올로젠
60: 페로센
100, 200: 전기변색 소자
300: 표시 장치
10: working electrode
20: counter electrode
30: nanostructure layer
30a: inorganic nanoparticles
40: electrolyte
50: Biologen
60: Ferrocene
100, 200: electrochromic device
300: display device

Claims (18)

작업 전극;
상대 전극;
상기 상대 전극과 대향하는 상기 작업 전극의 일면 상에 위치하는 무기 나노 입자를 포함하는 나노 구조층; 및
바이올로젠 및 페로센을 포함하는 전해질;
을 포함하는 전기변색 소자.
Working electrode;
A counter electrode;
A nanostructure layer including inorganic nanoparticles positioned on one surface of the working electrode facing the counter electrode; And
Electrolytes including viologen and ferrocene;
And an electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 작업 전극 및 상기 상대 전극은 각각 독립적으로 투명 전도성 금속 산화물인
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the working electrode and the counter electrode are each independently a transparent conductive metal oxide
Electrochromic device.
제2항에 있어서,
상기 투명 전도성 금속 산화물이 인듐 틴 옥사이드(ITO), 인듐 아연 옥사이드 (IZO), 플로린 도핑된 틴 옥사이드(FTO), 알루미늄 도핑된 아연 옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인
전기변색 소자.
3. The method of claim 2,
Wherein the transparent conductive metal oxide is selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), fluorine doped tin oxide (FTO), aluminum doped zinc oxide,
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 무기 나노 입자는 투명 반도체 물질인
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
The inorganic nanoparticles are transparent semiconductor materials
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 무기 나노 입자는 TiO2, ITO 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
The inorganic nano-particles comprising one selected from the group consisting of TiO 2, ITO, and combinations thereof
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 나노 구조층은 평균 입경 5nm 내지 20nm의 상기 무기 나노 입자가 쌓인 층으로, 상기 무기 나노 입자 간 공간으로 형성된 기공을 포함하는
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the nanostructured layer is a layer in which the inorganic nanoparticles having an average particle diameter of 5 nm to 20 nm are stacked and includes pores formed in the space between the inorganic nanoparticles
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 나노 구조층의 두께가 1㎛ 내지 10㎛ 인
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the nanostructured layer is 1 占 퐉 to 10 占 퐉
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 바이올로젠은 상기 전해질 중 10mM 내지 50mM 의 함량으로 포함된
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the viologen is contained in an amount of 10 mM to 50 mM in the electrolyte
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 바이올로젠은 -PO3H2 의 치환기가 도입된
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
The Biology halogen is a substituent of -PO 3 H 2 introduced
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
전압 인가시 상기 바이올로젠의 적어도 일부는 상기 나노 구조층의 상기 무기 나노 입자의 표면에 부착되고, 적어도 다른 일부는 상기 전해질 내에 용해되어 존재하는
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
At the time of voltage application, at least a portion of the viologen is attached to the surface of the inorganic nanoparticles of the nanostructured layer, and at least another portion is present dissolved in the electrolyte
Electrochromic device.
제10항에 있어서,
전압 인가시 상기 나노 입자의 표면에 부착된 바이올로젠과 전해질 중 용해되어 존재하는 바이올로젠이 함께 변색되는
전기변색 소자.
11. The method of claim 10,
When the voltage is applied, the viologen attached to the surface of the nanoparticles and the viologen dissolved in the electrolyte are discolored together
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 전해질은 액체형, 용융염 형 또는 고체형인
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
The electrolyte may be liquid, molten salt or solid
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 전해질은 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 액체 전해질인
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the electrolyte is a liquid electrolyte comprising one selected from the group consisting of dimethylsulfoxide, acetonitrile, and combinations thereof.
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 상대 전극은 상기 작업 전극과 대향하는 일면 상에 추가적인 층을 형성하지 않고 상기 전해질에 직접 노출된
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
The counter electrode may be formed on a surface opposite to the working electrode without forming an additional layer,
Electrochromic device.
제1항에 있어서,
상기 전기변색 소자는 전압 미인가시 광 투과율이 60% 내지 77%인
전기변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the electrochromic device has a light transmittance of 60% to 77%
Electrochromic device.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 전기변색 소자; 및
상기 전기변색 소자에 전기적으로 연결된 전압 인가 수단을 포함하는 표시 장치.
An electrochromic device according to any one of claims 1 to 15; And
And voltage applying means electrically connected to the electrochromic device.
작업 전극에 무기 나노 입자를 코팅하여 나노 구조층을 형성하는 단계;
바이올로겐 및 페로센을 용매에 첨가하여 액체 전해질을 제조하는 단계;
상기 나노 구조층이 상대 전극을 향하도록 상기 나노 구조층이 형성된 상기 작업 전극과 상기 상대 전극을 이격하여 배치되도록 조립하고, 상기 작업 전극과 상기 상대 전극 사이에 상기 액체 전해질을 주입한 뒤 밀봉하는 단계;
을 포함하는 전기변색 소자의 제조 방법.
Coating inorganic nanoparticles on the working electrode to form a nanostructure layer;
Adding viologen and ferrocene to the solvent to prepare a liquid electrolyte;
Assembling the working electrode having the nanostructure layer and the counter electrode so that the nanostructure layer faces the counter electrode and injecting the liquid electrolyte between the working electrode and the counter electrode and sealing ;
Wherein the electrochromic device further comprises an electrochromic device.
제17항에 있어서,
상기 무기 나노 입자는 TiO2를 포함하는
전기변색 소자의 제조 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the inorganic nanoparticles comprise TiO 2
A method of manufacturing an electrochromic device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112612166A (en) * 2020-12-23 2021-04-06 浙江工业大学 Electrolyte for electrochromic device and corresponding electrochromic device
KR20220006787A (en) 2020-07-09 2022-01-18 경희대학교 산학협력단 An electrochromic device comprising an electrochromic solution composition having low power consumption and fast coloring speed

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030010957A1 (en) * 1999-03-27 2003-01-16 Jochen Haering Electrochromic element
KR20080072413A (en) * 2007-02-02 2008-08-06 삼성전자주식회사 Electro-chromic display device and method of manufacturing the same
JP2010211161A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Chiba Univ Electrochromic display element
KR20120064315A (en) * 2010-12-09 2012-06-19 삼성전자주식회사 Electrochromic device and method of manufacturing the same
KR20130122673A (en) * 2011-03-02 2013-11-07 고쿠리츠 다이가쿠 호우징 지바 다이가쿠 Light-adjusting element and product containing same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030010957A1 (en) * 1999-03-27 2003-01-16 Jochen Haering Electrochromic element
KR20080072413A (en) * 2007-02-02 2008-08-06 삼성전자주식회사 Electro-chromic display device and method of manufacturing the same
JP2010211161A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Chiba Univ Electrochromic display element
KR20120064315A (en) * 2010-12-09 2012-06-19 삼성전자주식회사 Electrochromic device and method of manufacturing the same
KR20130122673A (en) * 2011-03-02 2013-11-07 고쿠리츠 다이가쿠 호우징 지바 다이가쿠 Light-adjusting element and product containing same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220006787A (en) 2020-07-09 2022-01-18 경희대학교 산학협력단 An electrochromic device comprising an electrochromic solution composition having low power consumption and fast coloring speed
CN112612166A (en) * 2020-12-23 2021-04-06 浙江工业大学 Electrolyte for electrochromic device and corresponding electrochromic device

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