KR20200069612A - Electrochromic material, electrochromic device including the same and display device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기변색 물질, 이를 포함하는 전기변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적색의 변색 컬러를 가지며 차광 특성이 우수한 전기변색 물질, 이를 포함하는 전기변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrochromic material, an electrochromic device including the same, and a display device including the same, and more specifically, an electrochromic material having a red color changing color and having excellent light-shielding properties, and an electrochromic device including the same It relates to a display device.
최근, 변색 장치에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 변색 장치에는 전기 화학 반응을 통하여 산화/환원반응을 이용하는 전기변색(EC, Electrochromic), 전기장 내에서의 배열을 이용하는 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)과 SPD(Suspended Particles Device)와 같은 능동형 변색 장치 및 빛에 의한 전자의 광여기를 이용하는 광 변색(Photochromic), 열에너지를 통해 상전이가 되어 광학적 특성이 변하는 열 변색(Thermochromic)과 같은 수동형 변색 장치가 있다.In recent years, many studies on discoloration devices have been conducted. Discoloration devices include electrochromic (EC, Electrochromic) using oxidation/reduction reactions through electrochemical reactions, active discoloration devices such as Polymer Dispersed Liquid Crystal (PDLC) and Suspended Particles Device (SPD) using light in the electric field, and light. There are passive discoloration devices such as photochromic using photo excitation of electrons and thermal discoloration (Thermochromic), which changes the optical properties through phase transition through thermal energy.
이러한 다양한 변색 장치 중 전기변색 장치는 원하는 시간에 투과율 및 흡광율을 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있고, 스마트 윈도우, 차량용 거울, 및 디스플레이 등 광범위한 적용분야에 사용될 수 있다는 점에서 많은 관심을 받고 있다. Among these various color changing devices, the electrochromic device has the advantage of being able to freely adjust the transmittance and absorbance at a desired time, and is receiving much attention in that it can be used in a wide range of applications such as smart windows, vehicle mirrors, and displays.
보다 구체적으로, 전기변색 장치는 전압이 인가될 때 형성되는 전계 방향에 의하여 전기변색 물질이 가역적으로 색상이 변하는 현상을 이용한 변색 장치로서, 전기변색 물질은 전계가 형성되면 전기 화학적 산화-환원 반응에 의하여 색을 띠거나 색이 소멸된다.More specifically, the electrochromic device is a color changing device using a phenomenon in which an electrochromic material reversibly changes color by an electric field direction formed when a voltage is applied, and the electrochromic material is used in an electrochemical oxidation-reduction reaction when an electric field is formed. Color or disappear color.
이러한 전기변색 장치는 그 자체로 색상 및 화상을 표시하는 표시 장치로 사용될 수 있고, 최근 개발되고 있는 투명 표시 장치 후면에서 시인성 향상을 위한 차광판으로 사용될 수 있다.Such an electrochromic device may be used as a display device for displaying colors and images by itself, and may be used as a light shielding plate for improving visibility in the rear of a recently developed transparent display device.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차광 성능이 우수하고 적색 계열로 변색될 수 있는 전기변색 물질을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an electrochromic material that has excellent light blocking performance and can be discolored into a red color.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 차광 성능이 향상된 전기변색 장치를 제공하는 것이다. In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide an electrochromic device with improved shading performance.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 화학식 1 또는 화학식 5로 표시되는 멀티 비올로겐 유도체이다.In order to solve the problems as described above, the electrochromic material according to an embodiment of the present invention is a multi-viologen derivative represented by Chemical Formula 1 or Chemical Formula 5.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치는 제1 전극 상의 전기변색층, 전기변색층 상의 전해질층, 전해질층 상의 카운터 전극 및 카운터 전극 상의 제2 전극을 포함하고, 전기변색층은 하기 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 포함한다. 이로 인해, 차광 성능이 우수하고 적색 계열로 변색될 수 있는 전기변색 물질 및 전기변색 장치를 제공할 수 있다.In order to solve the problems as described above, an electrochromic device according to an embodiment of the present invention includes an electrochromic layer on a first electrode, an electrolyte layer on an electrochromic layer, a counter electrode on an electrolyte layer, and a second electrode on a counter electrode. And, the electrochromic layer includes an electrochromic material represented by Formula 5 below. Due to this, it is possible to provide an electrochromic material and an electrochromic device that has excellent light blocking performance and can be discolored into a red color.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명은 벤젠을 중심으로 서로 마주보도록 4개의 비올로겐 유도체들이 치환된 구조를 가지는 멀티 비올로겐 유도체를 제공하여, 차광 특성이 우수하고 적색 계열로 변색될 수 있는 신규한 전기변색 물질을 제공할 수 있다.The present invention provides a multi-viologen derivative having a structure in which four viologen derivatives are substituted so that they face each other around benzene, and provides a novel electrochromic material that has excellent light-shielding properties and can be discolored into a red series. can do.
본 발명은 차광 성능이 우수하고 적색을 표현하는 전기변색 장치를 제공할 수 있다.The present invention can provide an electrochromic device having excellent shading performance and expressing red color.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 의해 제조된 전기변색 장치의 차광 모드에서 측정된 색좌표값을 설명하기 위한 CIE 1931 색좌표 그래프이다.1 is a cross-sectional view for explaining an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a CIE 1931 color coordinate graph for describing color coordinate values measured in a light blocking mode of an electrochromic device manufactured by Examples and Comparative Examples of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person having the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are exemplary, and the present invention is not limited to the illustrated matters. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification. In addition, in the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted. When'include','have','consist of', etc. mentioned in the present invention are used, other parts may be added unless'~man' is used. When a component is expressed as a singular number, the plural number is included unless otherwise specified.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다. In interpreting the components, it is interpreted as including the error range even if there is no explicit description.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of the description of the positional relationship, for example, when the positional relationship of two parts is described as'~top','~upper','~bottom','~side', etc.,'right' Alternatively, one or more other parts may be located between the two parts unless'direct' is used.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.An element or layer being referred to as being "on" another element or layer includes all instances of another layer or other element immediately above or in between.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.Also, the first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Accordingly, the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.The size and thickness of each component shown in the drawings are illustrated for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited to the size and thickness of the illustrated component.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.Each of the features of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, technically various interlocking and driving may be possible, and each of the embodiments may be independently performed with respect to each other or may be implemented together in an association relationship. It might be.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
전기변색 물질Electrochromic material
본 발명은 신규한 전기변색 물질을 제공한다. 전기변색 물질은 전압이 인가되는 경우 가역적으로 색을 변화시키는 화합물을 의미한다. 전기변색 물질은 산화 및 환원에 의하여 광학 특성이 가역적으로 변화된다. 예를 들어, 전기변색 물질은 전계가 인가되지 않을 때 무색일 수 있고, 전계가 인가될 때 착색될 수 있다.The present invention provides a novel electrochromic material. Electrochromic material refers to a compound that reversibly changes color when a voltage is applied. The electrochromic material reversibly changes its optical properties by oxidation and reduction. For example, the electrochromic material can be colorless when the electric field is not applied and can be colored when the electric field is applied.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 복수의 비올로겐 유도체들이 벤젠 고리에 결합되어 있는 멀티 비올로겐 유도체이다. 예를 들어, 4개의 비올로겐 유도체들이 치환기로서 벤젠 고리의 1, 2, 4, 5의 자리에 치환된 구조일 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 벤젠 고리에 결합된 비올로겐 사량체 구조를 가질 수 있다.The electrochromic material according to an embodiment of the present invention is a multi-viologen derivative in which a plurality of viologen derivatives are bonded to a benzene ring. For example, four viologen derivatives may be structures substituted at
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 하기 화학식 1로 표시된다.Electrochromic material according to an embodiment of the present invention is represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 나타낸다.In Chemical Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a compound represented by the following Chemical Formula 2.
[화학식 2][Formula 2]
화학식 2는 라디칼 형태의 비올로겐 유도체이다. 비올로겐 유도체는 치환기를 포함하는 4,4'-비피리딜의 비피리디늄 2가 양성자(dication)를 포함하는 화합물이다. Formula 2 is a viologen derivative in radical form. Viologen derivatives are compounds containing bipyridinium divalent protons of 4,4'-bipyridyl containing substituents.
본 명세서에서 "＊"는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.In this specification, "*" means a portion connected to a chemical formula.
화학식 2에서, X-는 카운터 음이온(counter anion)이다. 카운터 음이온은 화학식 1로 표시되는 화합물을 전기적으로 중성을 유지시킬 수 있는 임의의 음이온일 수 있다. 예를 들어, X-는 AsF6-, SbF6-, TaF6-, ClO4-, CH3SO3-, C4F9SO3-, AlO4-, AlCl4-, 할라이드 음이온(예를 들어, Cl-, Br- 및 I-), 포스페이트계 음이온(예를 들어, PF6-, PF3(CF3)3-, 및 PF4(C2O4)-), 보레이트계 음이온, (예를 들어, BF4-, B(C2O4)2-, BF2(C2O4)-, B(C2O4)(C3O4)-, (C2F5BF3)-, B10Cl10 2-, B(C6H5)4- 및 B12F12 2-), 술포닐이미드계 음이온(예를 들어, N(CF3SO2)2-, N(SO2F)2-, N(C2F5SO2)2- 및 N(i-C3F7SO2)2-)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In Formula 2, X - is a counter anion. The counter anion may be any anion capable of electrically neutralizing the compound represented by Formula 1. For example, X - is AsF 6- , SbF 6- , TaF 6- , ClO 4- , CH 3 SO 3- , C 4 F 9 SO 3- , AlO 4- , AlCl 4- , halide anion (e.g. g., Cl -, Br - and I -), phosphate-based anions (e.g., PF 6-, PF 3 (CF 3) 3-, and PF 4 (C 2 O 4) -), a borate-based anion, ( For example, BF 4- , B(C 2 O 4 ) 2- , BF 2 (C 2 O 4 ) - , B(C 2 O 4 )(C 3 O 4 ) - , (C 2 F 5 BF 3 ) - , B 10 Cl 10 2- , B(C 6 H 5 ) 4- and B 12 F 12 2- ), sulfonimide-based anions (eg, N(CF 3 SO 2 ) 2- , N (SO 2 F) 2- , N (C 2 F 5 SO 2 ) 2- And N (iC 3 F 7 SO 2 ) 2- ), but is not limited thereto.
화학식 2에서, Y는 비올로겐의 치환기이거나, 작용기 Z와 방향족 구조 사이의 연결기이다. Y는 비올로겐의 N-위치에 직접 연결될 수 있다. 예를 들어, Y는 알킬렌기, 할로겐화 알킬렌기, 아릴기, 아릴렌기, 할로겐화 아릴렌기, 헤테로 원자, 이종고리 화합물, 할로겐화 이종고리 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In the formula (2), Y is a substituent of viologen, or a linking group between functional group Z and an aromatic structure. Y can be linked directly to the N-position of the viologen. For example, Y may be selected from the group consisting of an alkylene group, a halogenated alkylene group, an aryl group, an arylene group, a halogenated arylene group, a hetero atom, a heterocyclic compound, a halogenated heterocyclic compound, and any combination thereof.
여기서, “알킬렌기”는 알킬기로부터 유도된 2가(divalent)의 라디칼을 의미한다. 알킬렌기는 -(CH2)m-로 표시될 수 있다(여기서, m은 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 12임). 예를 들어, 알킬렌기는 메틸렌기(-CH2-), 에틸렌기(-CH2-CH2-), 및 프로필렌기(-CH2-CH2-CH2-)일 수 있다.Here, "alkylene group" means a divalent radical derived from an alkyl group. The alkylene group may be represented by -(CH 2 ) m- (where m is 1 to 20, preferably 1 to 12). For example, the alkylene group may be a methylene group (-CH 2 -), an ethylene group (-CH 2 -CH 2 -), and a propylene group (-CH 2 -CH 2 -CH 2 -).
"아릴기"는 방향족 화합물로부터 유도된 임의의 관능기 또는 치환체를 의미한다. 아릴기는 탄소원자 3개 내지 20개를 가질 수 있고, 바람직하게는 6개 내지 12개일 수 있다. 아릴기는 수소원자의 일부 또는 전부가 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴옥시기, 티오알킬기, 이종고리 화합물(heterocycle), 아미노기 또는 히드록실기와 같은 다른 기에 의해 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 예를 들어, 아릴기는 임의로 치환된 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 및 페난트릴기일 수 있다."Aryl group" means any functional group or substituent derived from an aromatic compound. The aryl group may have 3 to 20 carbon atoms, and preferably 6 to 12 carbon atoms. The aryl group may or may not be partially or completely substituted by other groups such as an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, a thioalkyl group, a heterocycle, an amino group or a hydroxyl group. For example, the aryl group can be an optionally substituted phenyl group, naphthyl group, anthryl group, and phenanthryl group.
"아릴렌기"는 아릴기로부터 유도된 2가의 라디칼을 의미한다. 예를 들어, 아릴렌기는 페닐렌기(-C6H4-)일 수 있다."Arylene group" means a divalent radical derived from an aryl group. For example, the arylene group may be a phenylene group (-C 6 H 4 -).
"이종고리 화합물(heterocycle)"은 고리형 지방족 탄화수소의 구성성분으로서 하나 이상의 헤테로 원자를 갖는 고리형 화합물을 의미한다. 예를 들어, 헤테로 원자는 황, 산소, 및 질소일 수 있다. 이종고리 화합물은 포화 또는 불포화 상태일 수 있으며, 3환, 4환, 5환, 6환 또는 7환 구조일 수 있다. 이종고리 화합물은 하나 이상의 다른 고리 시스템과 추가로 축합될 수도 있다. 예를 들어, 이종고리 화합물은 피롤리딘, 옥솔란, 티올레인(thiolane), 피롤, 푸란, 티오펜, 피페리딘, 옥산(oxane), 티안(thiane), 피리딘, 피란, 피라졸, 이미다졸, 티오피란 및 이들의 유도체일 수 있다. 이종고리 화합물은 추가로 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 티오알콕시기, 아미노기 또는 아릴옥시기와 같은 다른 기로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다."Heterocycle" means a cyclic compound having one or more hetero atoms as a component of a cyclic aliphatic hydrocarbon. For example, the hetero atom can be sulfur, oxygen, and nitrogen. The heterocyclic compound may be in a saturated or unsaturated state, and may have a 3-, 4-, 5-, 6- or 7-ring structure. Heterocyclic compounds may further condense with one or more other ring systems. For example, heterocyclic compounds include pyrrolidine, oxolane, thiolane, pyrrole, furan, thiophene, piperidine, oxane, thiane, pyridine, pyran, pyrazole, already Dazole, thiopyran and derivatives thereof. The heterocyclic compound may or may not be further substituted with other groups such as alkyl groups, alkoxy groups, aryl groups, thioalkoxy groups, amino groups or aryloxy groups.
화학식 2에서, Y는 상술한 작용기들 간의 조합 형태일 수 있다. 예를 들어, Y는 '아릴렌기-알킬렌기', '알킬렌기-아릴렌기', '알킬렌기-아릴렌기-알킬렌기', '아릴렌기-헤테로 원자-아릴렌기', '아릴렌기-헤테로 원자-아릴기'로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로, Y는 'C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴기'로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In
화학식 2에서, Z는 화학식 1로 표시되는 전기변색 물질을 도전성 물질의 표면과 결합시키기 위한 작용기로서, 앵커기(anchoring group)라고 표현할 수 있다. 즉, Z는 화학식 1로 표시되는 전기변색 물질과 도전성 물질 사이에 충분히 안정적인 결합을 형성하도록 한다. 예를 들어, Z는 화학식 1로 표시되는 전기변색 물질과 도전성 금속 산화물 입자와 결합하여, 전기변색 물질이 도전성 금속 산화물 입자를 둘러싸도록 할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 내용은 후술하기로 한다.In
앵커기로 사용되는 Z는 카르복실기(-COOH), 인산기(-PO3H2), 인산기염(-P(O)(OR')2, -PO4R'2,), 술폰산기(-SO3H), 히드록삼산기(-CONHOH), 붕산기, 아미노기(-NO2), 니트릴기(-CN), 아세틸아세토네이트, 아크릴산 유도체, 말론산 유도체, 로다닌-3-아세트산, 프로피온산, 살리실산, 포름산 무수물, 상기 기들의 탈양성자 형태, 상기 탈양성자 형태의 염 및 파이-도전성을 갖는 킬레이트기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. Z는 인산기(-PO3H2), 인산염기(-P(O)(OR')2, -PO4R'2,)인 것이 바람직하다. 여기서 R'은 수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. Z used as an anchor group is a carboxyl group (-COOH), a phosphate group (-PO 3 H 2 ), a phosphate base (-P(O)(OR') 2 , -PO4R' 2, ), a sulfonic acid group (-SO 3 H) , Hydroxamic acid group (-CONHOH), boric acid group, amino group (-NO 2 ), nitrile group (-CN), acetylacetonate, acrylic acid derivative, malonic acid derivative, rhodanine-3-acetic acid, propionic acid, salicylic acid, formic acid Anhydride, a deprotonated form of the groups, a salt of the deprotonated form, and a chelate group having pi-conductivity, but is not limited thereto. Z is preferably a phosphate group (-PO 3 H 2 ), a phosphate group (-P(O)(OR') 2 , -PO4R' 2, ). Here, R'is independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl groups and aryl groups.
화학식 2에서 Z의 존재는 선택적이다. 즉, 앵커기로서 Z는 Y와 연결될 수 있고, 생략될 수도 있다. 따라서, n은 0 또는 1일 수 있다. 다만, 화학식 1에 따른 전기변색 물질의 치환기 R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 하나는 Z가 존재하는 화학식 2로 표시되는 비올로겐 유도체인 것이 바람직하다. The presence of Z in
본 발명에서 화학식 2로 표시되는 비올로겐 유도체의 구체적인 예는 다음과 같으나, 이에 제한되는 것은 아니다. Specific examples of the viologen derivative represented by
[화학식 2-1][Formula 2-1]
[화학식 2-2][Formula 2-2]
[화학식 2-3][Formula 2-3]
[화학식 2-4][Formula 2-4]
[화학식 2-5][Formula 2-5]
[화학식 2-6][Formula 2-6]
[화학식 2-7][Formula 2-7]
화학식 2-1 내지 화학식 2-4는 알킬렌기 또는 알킬기가 비올로겐의 N-위치에 연결된 구조이며, 화학식 2-5 내지 화학식 2-7는 아릴렌기가 비올로겐의 N-위치에 연결된 구조이다. 또한, 화학식 2-1 및 화학식 2-6은 앵커기로서 인산염기가 치환된 구조이다.Formulas 2-1 to 2-4 are structures in which an alkylene group or an alkyl group is connected to the N-position of a viologen, and Formulas 2-5 to 2-7 are structures where an arylene group is connected to the N-position of a viologen to be. In addition, Chemical Formulas 2-1 and 2-6 are structures in which a phosphate group is substituted as an anchor group.
본 발명의 화학식 1로 표시되는 전기변색 물질의 구체적인 예는 다음과 같으나, 이에 제한되지는 않는다. 벤젠 고리에 치환되는 비올로겐의 유도체는 상기 화학식 2에 기재된 범위에서 자유롭게 변경하여 사용될 수 있다.Specific examples of the electrochromic material represented by Chemical Formula 1 of the present invention are as follows, but are not limited thereto. The derivative of viologen substituted on the benzene ring can be used by freely changing within the range described in
[화학식 3][Formula 3]
[화학식 4][Formula 4]
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 4개의 비올로겐 유도체들이 치환기로서 벤젠 고리의 1, 2, 4, 5의 자리에 치환된 구조를 가진다. 상기 화학식 3 및 4에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 치환기인 비올로겐 유도체들이 벤젠 고리를 중심으로 2개씩 서로 마주보는 구조를 가진다. 즉, 치환기들이 서로 상하 및 좌우로 대칭되도록 벤젠 고리에 연결되어 있다. 이러한 구조에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 다른 비올로겐 유도체들로 이루어진 화합물과 비교하여 전기변색 이후에 보다 장파장 영역의 색을 가지게 된다.The electrochromic material according to an embodiment of the present invention has a structure in which four viologen derivatives are substituted at
전기변색 장치Electrochromic device
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 전기변색 장치에 사용될 수 있다.The electrochromic material according to an embodiment of the present invention may be used in an electrochromic device.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 전기변색 장치(100)는 제1 기판(110), 제1 전극(120), 전기변색층(130), 전해질층(140), 카운터 전극(150), 제2 전극(160), 제2 기판(170)을 포함한다. 1 is a cross-sectional view for explaining an electrochromic device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the
제1 기판(110)은 전기변색 장치(100)의 여러 구성요소들을 지지 및 보호하는 역할을 한다. 제1 기판(110)은 유리 또는 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다. 제1 기판(110)이 플라스틱 물질로 이루어지는 경우, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN)로 이루어질 수 있다. The
제1 전극(120)은 전기변색층(130)에 전압을 인가하기 위한 전극이다. 제1 전극(120)은 도전성 물질로 이루어진다. 또한, 전기변색 장치(100)의 투과율을 확보하기 위해, 제1 전극(120)은 ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminium doped zinc oxide), FTO(Fluorine tin oxide), PEDOT:PSS, 은-나노와이어(AgNW) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 전극(120)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 구성될 수도 있다. 즉, 제1 전극(120)은 금속 물질이 그물 형태로 배치된 메탈 메쉬로 구성되어, 실질적으로 투명한 전극으로 가능할 수 있다. 다만, 제1 전극(120)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질이 구성 물질로 사용될 수 있다.The
전기변색층(130)은 제1 전극(120) 및 제2 전극(160)에 전압이 인가되면 전기 화학적 산화-환원 반응에 의하여 색이 변하는 변색층이다. 전기변색층(130)은 제1 전극(120) 상에 배치된다. 전기변색층(130)은 화소 별로 패터닝될 수 있다.The
전기변색층(130)은 전기변색 특성을 갖는 복수의 전기변색 입자(131)를 포함할 수 있다. 전기변색 입자(131)는 전기변색 특성을 갖는 입자로서, 코어-쉘(core-shell) 구조를 갖는다. 전기변색 입자(131)는 투명 도전 입자(131a) 및 투명 도전 입자(131a)를 둘러싸는 전기변색막(131b)을 포함할 수 있다. The
전기변색 입자(131)의 투명 도전 입자(131a)는 코어를 형성하며, 전기변색 입자(131)의 중심부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 투명 도전 입자(131a)는 구 형상일 수 있다. The transparent
투명 도전 입자(131a)는 투명 도전성 산화물 (transparent conductive oxide; TCO)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 투명 도전 입자(131a)는 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO), 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO), 산화 티타늄(titanium oxide, TiO2), 산화 인듐 (Indium oxide, In2O3), 산화 주석(Tin oxide, SnO2) 및 산화 아연(Zinc oxide, ZnO)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다.The transparent
투명 도전 입자(131a)와 같이 도전성을 갖는 물질이 전기변색 입자(131)의 중심부에 배치됨에 따라 전기변색 입자(131)에 균일한 전기장이 인가될 수 있다.As a conductive material such as transparent
전기변색막(131b)은 코어를 둘러싸는 쉘을 형성하며, 보다 구체적으로, 투명 도전 입자(131a)를 둘러싸도록 배치된다. 전기변색막(131b)은 전기변색 특성을 갖는 물질로 이루어지며, 전기와 같은 외부 자극에 의하여 산화-환원 반응이 일어나고 이에 따라 빛의 투과율이 가역적으로 변화시킨다. 구체적으로, 전기변색막(131b)이 포함하는 π전자는 어느 정도 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 전도 특성이 나타날 수 있다. 또한, 고분자 사슬을 따라 단일 결합과 이중 결합이 교차적으로 존재하게 되는 π전자를 통해 π결합 형태가 고분자 체인에 존재하게 되면 전기적 힘에 의해 산화-환원 반응이 일어날 수 있다. 전기변색막(131b)은 산화-환원 반응에 의해 전자 밀도의 비편재화가 나타나고, 이로 인해 전자 구조가 바뀌게 됨에 따라 전기변색 특성이 나타난다. 따라서, 전기변색막(131b)은 전압의 인가에 따라 색상이 변화될 수 있다. 즉, 전기변색막(131b)은 색상의 변화를 통해 전기변색막(131b)에 입사되는 빛을 차단하거나 투과시킬 수 있다.The
전기변색막(131b)은 앞서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전기변색막(131b)은 하기 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 포함할 수 있다.The
[화학식 5][Formula 5]
화학식 5에서, X-는 카운터 음이온(counter anion)이다. 카운터 음이온은 화학식 5로 표시되는 화합물을 전기적으로 중성을 유지시킬 수 있는 임의의 음이온일 수 있다. 예를 들어, X-는 AsF6-, SbF6-, TaF6-, ClO4-, CH3SO3-, C4F9SO3-, AlO4-, AlCl4-, 할라이드 음이온(예를 들어, Cl-, Br- 및 I-), 포스페이트계 음이온(예를 들어, PF6-, PF3(CF3)3-, 및 PF4(C2O4)-), 보레이트계 음이온, (예를 들어, BF4-, B(C2O4)2-, BF2(C2O4)-, B(C2O4)(C3O4)-, (C2F5BF3)-, B10Cl10 2-, B(C6H5)4- 및 B12F12 2-), 술포닐이미드계 음이온(예를 들어, N(CF3SO2)2-, N(SO2F)2-, N(C2F5SO2)2- 및 N(i-C3F7SO2)2-)일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In the formula (5), X - is a counter anion. The counter anion may be any anion capable of electrically neutralizing the compound represented by Formula 5. For example, X - is AsF 6- , SbF 6- , TaF 6- , ClO 4- , CH 3 SO 3- , C 4 F 9 SO 3- , AlO 4- , AlCl 4- , halide anion (e.g. g., Cl -, Br - and I -), phosphate-based anions (e.g., PF 6-, PF 3 (CF 3) 3-, and PF 4 (C 2 O 4) -), a borate-based anion, ( For example, BF 4- , B(C 2 O 4 ) 2- , BF 2 (C 2 O 4 ) - , B(C 2 O 4 )(C 3 O 4 ) - , (C 2 F 5 BF 3 ) - , B 10 Cl 10 2- , B(C 6 H 5 ) 4- and B 12 F 12 2- ), sulfonimide-based anions (eg, N(CF 3 SO 2 ) 2- , N (SO 2 F) 2- , N (C 2 F 5 SO 2 ) 2- And N (iC 3 F 7 SO 2 ) 2- ), but is not limited thereto.
화학식 5에서, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 비올로겐의 “N”과 연결되는 치환기 또는 연결기이다. Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 알킬렌기, 할로겐화 알킬렌기, 아릴기, 아릴렌기, 할로겐화 아릴렌기, 헤테로 원자, 이종고리 화합물, 할로겐화 이종고리 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In the formula (5), Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are substituents or linking groups connected to “N” of the viologen. Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently an alkylene group, halogenated alkylene group, aryl group, arylene group, halogenated arylene group, hetero atom, heterocyclic compound, halogenated heterocyclic compound, and any combination thereof It may be selected from the group consisting of.
화학식 5에서, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 상술한 작용기들 간의 조합 형태일 수 있다. 예를 들어, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 “아릴렌기-알킬렌기”, “알킬렌기-아릴렌기” “알킬렌기-아릴렌기-알킬렌기” “아릴렌기-헤테로 원자-아릴렌기”, “아릴렌기-헤테로 원자-아릴기”로 이루어질 수 있다. In Chemical Formula 5, Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 may be a combination form between the above-described functional groups. For example, Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently “arylene group-alkylene group”, “alkylene group-arylene group” “alkylene group-arylene group-alkylene group” “arylene group-hetero atom” -Arylene group", "arylene group-hetero atom-aryl group".
화학식 5에서, Z1, Z2, Z3 및 Z4는 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 도전성 물질의 표면과 결합시키기 위한 작용기로서, 앵커기(anchoring group)라고 표현할 수 있다. 예를 들어, Z1, Z2, Z3 및 Z4는 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질과 도전성 금속 산화물 입자와 결합하여, 전기변색 물질이 도전성 금속 산화물 입자를 둘러싸도록 할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 내용은 후술하기로 한다. 예를 들어, Z1, Z2, Z3 및 Z4는 각각 독립적으로 카르복실기(-COOH), 인산기(-PO3H2), 인산기염(-P(O)(OR')2, -PO4R'2,), 술폰산기(-SO3H), 히드록삼산기(-CONHOH), 붕산기, 아미노기(-NO2), 니트릴기(-CN), 아세틸아세토네이트, 아크릴산 유도체, 말론산 유도체, 로다닌-3-아세트산, 프로피온산, 살리실산, 포름산 무수물, 상기 기들의 탈양성자 형태, 상기 탈양성자 형태의 염 및 파이-도전성을 갖는 킬레이트기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. Z는 인산기(-PO3H2), 인산염기(-P(O)(OR')2, -PO4R'2,)인 것이 바람직하다. 여기서 R'은 수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다. In Chemical Formula 5, Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 are functional groups for bonding the electrochromic material represented by Chemical Formula 5 with the surface of the conductive material, and may be expressed as an anchoring group. For example, Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 may be combined with the electrochromic material represented by Chemical Formula 5 and the conductive metal oxide particles, so that the electrochromic material surrounds the conductive metal oxide particles. In this regard, specific contents will be described later. For example, Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 are each independently a carboxyl group (-COOH), a phosphate group (-PO 3 H 2 ), a phosphate base (-P(O)(OR') 2 , -PO4R '' 2, ), sulfonic acid groups (-SO 3 H), hydroxamic acid groups (-CONHOH), boric acid groups, amino groups (-NO 2 ), nitrile groups (-CN), acetylacetonates, acrylic acid derivatives, malonic acid derivatives , Rhodanine-3-acetic acid, propionic acid, salicylic acid, formic acid anhydride, deprotonated form of the groups, salt of the deprotonated form and a chelate group having pi-conductivity, but is not limited thereto. Z is preferably a phosphate group (-PO 3 H 2 ), a phosphate group (-P(O)(OR') 2 , -PO4R' 2, ). Here, R'is independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl groups and aryl groups.
화학식 5에서 Z1, Z2, Z3 및 Z4의 존재는 선택적이다. 따라서, n1, n2, n3 및 n4는 0 또는 1일 수 있다. 다만, 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질에서, n1, n2, n3 및 n4 중 적어도 하나는 1인 것이 바람직하다. 앵커기를 통해 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질로 이루어진 전기변색막(131b)이 투명 도전 입자(131a)와 용이하게 결합할 수 있기 때문이다.The presence of Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 in Formula 5 is optional. Therefore, n 1 , n 2 , n 3 and n 4 may be 0 or 1. However, in the electrochromic material represented by Chemical Formula 5, it is preferable that at least one of n 1 , n 2 , n 3 and n 4 is 1. This is because the
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치(100)는 전기변색층(130)에 코어-쉘 구조를 갖는 복수의 전기변색 입자(131)를 포함함으로써, 전기변색을 효과적으로 발현할 수 있다. 전기변색 물질로만 이루어진 전기변색층과 비교하면, 코어-쉘 구조를 갖는 복수의 전기변색 입자(131)를 포함하는 전기변색층(130)은 변색 작용이 보다 쉽게 진행될 수 있다. 전기변색층이 전기변색 물질만으로 이루어지는 경우, 전기변색층은 전기변색층과 전해질층과 접촉하는 면적만큼만 전해질층에 노출될 수 있다. 따라서, 전해질층(140)에 존재하는 이온은 전기변색층과 전해질층이 접촉하는 면을 통해서만 전기변색층으로 이동될 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치(100)와 같이 전기변색층(130)이 복수의 전기변색 입자(131)를 포함할 경우, 전기변색층(130)이 전기변색 물질을 단순히 포함하는 경우보다 노출되는 전기변색 입자(131)의 표면적이 증가될 수 있다. 결국, 전기변색 물질이 드러나는 전기변색 입자(131)의 표면적이 증가하게 되고, 이에, 전해질층(140)의 이온이 효과적으로 전기변색 입자(131)와 결합될 수 있다.The
전기변색층(130)은 전기변색 입자(131)가 분산되는 별도의 수지 없이 전기변색 입자(131)만을 포함할 수 있다. 즉, 전기변색 입자(131)는 특정 수지 내에 분산된 형태가 아닌 복수의 전기변색 입자(131)들이 화소 전극(130) 상에 쌓여 있는 형태로 전기변색층(130)을 구성할 수 있다. 이에 따라, 각각의 전기변색 입자(131) 사이에는 공극이 형성될 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 전기변색층(130)은 수지 및 수지 내에 분산된 형태의 전기변색 입자(131)를 포함하도록 형성될 수도 있다. The
전기변색층(130)의 두께는 0.1μm 내지 7μm일 수 있다. 전기변색층(130)의 두께가 0.1μm보다 작을 경우, 전기변색층(130)은 충분한 전기변색 입자(131)를 포함하지 못할 수 있다. 전기변색층(130)의 두께가 ?邨팁行値?, 전기변색층(130)은 더 적은 수의 전기변색 입자(131)를 포함할 수 있고, 이에, 전기변색 입자(131)의 변색에 따라 충분한 빛 차단 효과를 내지 못할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치(100)는 전기변색층(130)의 두께를 0.1μm로 형성함으로써, 변색을 수행하기에 충분한 수의 전기변색 입자(131)를 포함할 수 있다.The thickness of the
또한, 전기변색층(130)의 두께가 7μm보다 클 경우, 전기변색 장치(100)의 빛 투과율은 저하될 수 있다. 전기변색층(130)의 두께가 증가할수록 전기변색층(130)이 포함하는 전기변색 입자(131)의 수는 증가할 수 있다. 전기변색 입자(131)의 투명 도전 입자(131a)는 투명한 입자이지만, 투명 도전 입자(131a)를 투과한 빛의 밝기는 투과하기 전의 빛의 밝기보다 낮을 수 있다. 또한, 전기변색 입자(131)의 전기변색막(131b)의 투과한 빛의 밝기는 투과하기 전의 빛을 밝기보다 낮을 수 있다. 따라서, 전기변색층(130)의 두께가 증가되어 전기변색 입자(131)의 수가 증가될수록 전기변색층(130)의 빛 투과율은 저하될 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치(100)는 전기변색층(130)의 두께를 7μm이하로 형성함으로써, 전기변색 장치(100)의 빛 투과율을 높게 유지할 수 있다.In addition, when the thickness of the
전해질층(140)은 전기변색층(130) 상에 배치된다. 전해질층(140)은 복수의 이온이 포함된 층으로서, 전하를 띈 이온들에 의하여 전류가 흐를 수 있는 층이다. 예를 들어, 전해질층(140)에는 리튬 이온(Li+)이 포함될 수 있다. 전해질층(140)에 존재하는 이온은 전해질층(140)에 형성되는 전계에 따라 전해질층(140)과 전기변색층(130) 사이를 이동할 수 있다. 전해질층(140)에서 전기변색층(130) 방향으로 전계가 형성되는 경우, 전해질층(140)에 존재하는 이온은 전기변색 입자(131)의 전기변색막(131b)을 환원시킬 수 있다. 전기변색막(131b)의 환원에 의하여 전기변색 입자(131)는 변색되어 빛을 차단할 수 있다. 반대로 전기변색층(130)에서 전해질층(140) 방향으로 전계가 형성되는 경우, 전기변색막(131b)과 결합했던 이온은 전기변색막(131b)의 산화에 의하여 전기변색막(131b)과 분리되고, 전기변색층(130)에서 전해질층(140)으로 이동할 수 있다. 전기변색막(131b)의 산화에 의하여 전기변색 입자(131)는 투명하게 변하여 빛을 투과할 수 있다.The
한편, 전해질층(140)은 이온 전도체인 이온성 염과, 가소제와, 고분자 바인더를 포함하는 고체 전해질일 수 있다. 예를 들어, 이온성 염은 리튬(Li) 염일 수 있다.Meanwhile, the
또한, 전해질층(140)의 두께는 50μm 내지 500μm일 수 있다. 전해질층(140)의 두께가 50μm 이상일 경우, 전해질층(140)에 존재하는 전해질의 이온화 및 재결합이 촉진될 수 있다. 구체적으로, 전해질층(140)이 포함하는 전하를 띈 이온은 영구적인 물질이 아니다. 전해질층(140)을 구성하는 전해질은 이온화되어 이온이 될 수도 있고, 이온들은 다시 재결합될 수 있다. 이때, 전해질의 이온화 및 재결합은 영구적으로 지속되지 않으며, 시간이 흐름에 따라 이온화 및 재결합을 반복할 수 있는 전해질의 수는 줄어들 수 있다. 즉, 전해질층(140)에 존재하는 물질 중 이온화 및 재결합하는 입자의 비율은 전해질층(140)이 형성된 후 시간이 흐름에 따라 줄어들 수 있다. 이에, 이온에 의한 전기변색층(130)의 변색 특성은 시간이 흐름에 따라 그 정도가 감소될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치(100)는 전해질층(140)의 두께를 50μm 이상으로 형성함으로써, 시간이 흐르더라도 전기변색층(130)의 변색 특성이 유지될 수 있다. 한편, 전해질층(140)의 두께가 500μm를 초과하는 경우, 전기변색 장치(100)의 빛 투과율은 저하될 수 있다.In addition, the thickness of the
카운터 전극(150)은 전해질층(140) 상에 배치된다. 카운터 전극(150)은 인가되는 전압의 변화에 따라 전기변색막(130)의 광학적 특성이 변화되는 현상을 촉진할 수 있다. 구체적으로, 전기변색막(130)에 존재하는 전기변색 물질은 전기변색막(130)에 인가되는 전압의 변화에 따른 전계에 의하여 산화-환원 반응을 일으킬 수 있다. 이때, 카운터 전극(150)은 전기변색막(130)에 존재하는 전기변색 물질의 산화-환원 반응을 촉진할 수 있다. 즉, 카운터 전극(150)은 전해질층(140)에 존재하는 전해질 이온의 이동을 원활하게 할 수 있으며, 전기변색막(130)에 존재하는 전기변색 물질의 환원을 촉진시킬 수 있다.The
카운터 전극(150)은 산화세륨(CeO2), 산화티타늄(TiO2), 산화텅스텐(WO3), 산화니켈(NiO) 및 산화몰리브덴(MoO3) 중에서 선택된 금속화합물 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 카운터 전극(150)은 카바졸(carbazole), 페노티아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 메탈로센(metallocene) 중에서 선택된 유기화합물 또는 이들의 조합으로 이루어질 수도 있다.The
제2 전극(160)이 카운터 전극(150) 상에 배치된다. 제2 전극(160)은 전기변색층(130)에 전압을 인가하기 위한 전극으로서, 도전성 물질로 이루어진다. 제2 전극을 구성하는 물질 및 구체적인 내용은 제1 전극(120)과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 내용은 생략한다. 제2 전극(160)은 제2 기판(170)의 하면에 배치되어 제1 전극(120)과 마주보도록 배치된다. 제2 전극(160)은 제1 전극(120)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있다. The
제2 기판(170)이 제2 전극(160) 상에 배치된다. 제2 기판(170)은 전기변색 장치(100)의 여러 구성요소들을 지지 및 보호하는 역할을 한다. 제2 기판(170)은 제1 기판(110)과 마찬가지로 유리, 또는 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 신규한 전기변색 물질을 포함한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치는 상기 화학식 1 또는 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 포함한다. 화학식 1 또는 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 포함하는 전기변색 장치는 전기변색 물질의 변색에 의한 차광 모드에서 차광율이 매우 우수하다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치는 신규한 전기변색 물질을 통해 적색을 구현할 수 있다. The electrochromic device according to an embodiment of the present invention includes a novel electrochromic material according to an embodiment of the present invention. That is, the electrochromic device according to an embodiment of the present invention includes an electrochromic material represented by Chemical Formula 1 or Chemical Formula 5. The electrochromic device including the electrochromic material represented by Chemical Formula 1 or Chemical Formula 5 has a very excellent light shielding rate in a light blocking mode by discoloration of the electrochromic material. In addition, the electrochromic device according to an embodiment of the present invention may implement red color through a new electrochromic material.
이하에서는 실시예 및 비교예를 통하여 상술한 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the effects of the present invention described above through examples and comparative examples will be described in more detail. However, the following examples are for illustration of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.
합성예 1 - 비올로겐 화합물 A-1 합성Synthesis Example 1-Synthesis of Viologen Compound A-1
4,4'-비피리딜 10.0g과 디에틸 2-브로모에틸포스포네이트 13.1g을 50ml 아세토니트릴(ACN)에서 3일 동안 환류하였다. 이어서 황색 잔여물을 여과하였다. 이후, 얻어진 황색 고체를 200ml의 아세톤에서 교반하고 여과하였다. 상기 과정을 3회 반복하였다. 이어서 침전물을 여과하고 아세톤으로 여러 번 세정하였다. 이어서 오븐에서 70 ℃의 온도로 건조하여 비올로겐 화합물 A-1을 얻었다. 수득률은 44%였다. 비올로겐 화합물 A-1의 구조와 NMR 분석 결과를 하기 표 1에 표시하였다.10.0 g of 4,4'-bipyridyl and 13.1 g of diethyl 2-bromoethylphosphonate were refluxed in 50 ml acetonitrile (ACN) for 3 days. The yellow residue was then filtered. Thereafter, the obtained yellow solid was stirred in 200 ml of acetone and filtered. This process was repeated 3 times. The precipitate was then filtered and washed several times with acetone. Subsequently, the mixture was dried at 70° C. in an oven to obtain the viologen compound A-1. The yield was 44%. The structure of the viologen compound A-1 and the results of NMR analysis are shown in Table 1 below.
[반응식 1][Scheme 1]
합성예 2 -비올로겐 화합물 A-2 합성Synthesis Example 2-Synthesis of Viologen Compound A-2
합성예 1에서 사용한 디에틸 2-브로모에틸포스포네이트를 대신하여 벤질 브로마이드를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 비올로겐 화합물 A-2를 합성하였다. 수득률은 79%였다. 비올로겐 화합물 A-2의 구조와 NMR 분석 결과를 하기 표 1에 표시하였다.The viologen compound A-2 was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that benzyl bromide was used in place of the diethyl 2-bromoethylphosphonate used in Synthesis Example 1. The yield was 79%. The structure of the viologen compound A-2 and the results of NMR analysis are shown in Table 1 below.
합성예 3 -비올로겐 화합물 A-3 합성Synthesis Example 3-Synthesis of Viologen Compound A-3
합성예 1에서 사용한 디에틸 2-브로모에틸포스포네이트를 대신하여 1-헥실 브로마이드를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 비올로겐 화합물 A-3를 합성하였다. 수득률은 73%였다. 비올로겐 화합물 A-3의 구조와 NMR 분석 결과를 하기 표 1에 표시하였다.The viologen compound A-3 was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 1-hexyl bromide was used in place of the diethyl 2-bromoethylphosphonate used in Synthesis Example 1. The yield was 73%. The structure of the viologen compound A-3 and the results of NMR analysis are shown in Table 1 below.
합성예 4 -비올로겐 화합물 A-4 합성Synthesis Example 4-Viologen compound A-4 synthesis
합성예 1에서 사용한 디에틸 2-브로모에틸포스포네이트를 대신하여 1-브로모-3-니트릴프로판을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 비올로겐 화합물 A-2를 합성하였다. 수득률은 62%였다. 비올로겐 화합물 A-4의 구조와 NMR 분석 결과를 하기 표 1에 표시하였다.The viologen compound A-2 was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 1-bromo-3-nitrilepropane was used in place of the diethyl 2-bromoethylphosphonate used in Synthesis Example 1. . The yield was 62%. The structure of the viologen compound A-4 and the results of NMR analysis are shown in Table 1 below.
합성예 5 - 비올로겐 화합물 B-1 합성Synthesis Example 5-Synthesis of viologen compound B-1
4,4'-비피리딜 9.2g과 1-클로로-2,4-디니트로벤젠 10.0g을 50ml 아세토니트릴에서 1일 동안 환류하였다. 이어서 황색 잔여물을 여과하였다. 이어서 얻어진 황색 고체를 200ml의 아세톤에서 교반하고 여과하였다. 상기 과정을 3회 반복하였다. 이어서 침전물을 여과하고 아세톤으로 여러 번 세정하였다. 이어서 오븐에서 70℃의 온도로 건조하여 하기 반응식 2에 표시된 중간 물질을 얻었다.9.2 g of 4,4'-bipyridyl and 10.0 g of 1-chloro-2,4-dinitrobenzene were refluxed in 50 ml acetonitrile for 1 day. The yellow residue was then filtered. The yellow solid obtained was then stirred in 200 ml of acetone and filtered. This process was repeated 3 times. The precipitate was then filtered and washed several times with acetone. Subsequently, the mixture was dried in an oven at a temperature of 70° C. to obtain an intermediate substance shown in
[반응식 2][Scheme 2]
상기 얻어진 중간 물질 10.0g과 4-페녹시아닐린 7.7g을 40ml 에틸알코올에서 1일 동안 환류하였다. 이어서 용매를 제거한 후 얻어진 황색 고체를 200ml의 아세톤에서 교반하고 여과하였다. 상기 과정을 3회 반복하였다. 이어서 침전물을 여과하고 아세톤으로 여러 번 세정하였다. 이어서 오븐에서 70℃의 온도로 건조하여 비올로겐 화합물 B-1을 얻었다. 수득률은 57%였다. 비올로겐 화합물 B-1의 구조와 NMR 분석 결과를 하기 표 1에 표시하였다.10.0 g of the obtained intermediate substance and 7.7 g of 4-phenoxyaniline were refluxed in 40 ml ethyl alcohol for 1 day. Then, after removing the solvent, the obtained yellow solid was stirred in 200 ml of acetone and filtered. This process was repeated 3 times. The precipitate was then filtered and washed several times with acetone. Subsequently, the mixture was dried at 70° C. in an oven to obtain the viologen compound B-1. The yield was 57%. The structure of the viologen compound B-1 and the results of NMR analysis are shown in Table 1 below.
[반응식 3][Scheme 3]
합성예 6 - 비올로겐 화합물 B-2 합성Synthesis Example 6-Viologen compound B-2 synthesis
합성예 5에서 사용한 4-페녹시아닐린을 대신하여 4-브로모벤질포스포네이트를 사용한 것을 제외하고는 합성예 5와 동일한 방법으로 비올로겐 화합물 B-2를 합성하였다. 수득률은 66%였다. 비올로겐 화합물 B-2의 구조와 NMR 분석 결과를 하기 표 1에 표시하였다.The viologen compound B-2 was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 5, except that 4-bromobenzylphosphonate was used instead of the 4-phenoxyaniline used in Synthesis Example 5. The yield was 66%. The structure of the viologen compound B-2 and the results of NMR analysis are shown in Table 1 below.
합성예 7 - 비올로겐 화합물 B-3 합성Synthesis Example 7-Viologen compound B-3 synthesis
합성예 5에서 사용한 4-페녹시아닐린을 대신하여 4-브로모톨루엔을 사용한 것을 제외하고는 합성예 5와 동일한 방법으로 비올로겐 화합물 B-2를 합성하였다. 수득률은 43%였다. 비올로겐 화합물 B-3의 구조와 NMR 분석 결과를 하기 표 1에 표시하였다.The viologen compound B-2 was synthesized in the same manner as in Synthesis Example 5, except that 4-bromotoluene was used instead of the 4-phenoxyaniline used in Synthesis Example 5. The yield was 43%. The structure of the viologen compound B-3 and the results of NMR analysis are shown in Table 1 below.
실시예 1 - 전기변색 물질 합성 및 이를 포함하는 전기변색 장치 제조Example 1-Synthesis of electrochromic material and preparation of electrochromic device comprising the same
(1) 본 발명의 실시예에 따른 전기변색 물질의 합성(1) Synthesis of electrochromic material according to an embodiment of the present invention
합성예 1에 의해 제조된 비올로겐 화합물 A-1 1당량, 합성예 2에 의해 제조된 비올로겐 화합물 A-2 1당량 및 합성예 7에 의해 제조된 비올로겐 화합물 B-3 2당량과 1, 2, 4, 5-테트라키스브로모메틸벤젠 1당량을 용매인 메탄올에서 1일 동안 환류하였다. 이어서, 용매를 제거한 후 얻어진 짙은 갈색 고체를 건조하였다. 얻어진 화합물을 37% 염산에서 가수분해한 후 용매를 제거하였다. 이어서 얻어진 짙은 갈색 잔여물을 메탄올에 용해하였다. 이어서 아세톤을 첨가하여 화합물을 침전시킨 후, 여과하여 아세톤으로 여러 번 세정하였다. 이어서 오븐에서 45 ℃의 온도로 진공 건조하여 벤젠 고리의 1, 2, 4, 5번 자리에 비올로겐 유도체가 치환된 전기변색 물질을 얻었다. 실시예 1에 따라 제조된 전기변색 물질은 앞서 기술한 화학식 3으로 표시되는 전기변색 물질이다. 전기변색 물질을 합성하기 위한 반응물과 제조된 전기변색 물질의 NMR 분석 결과를 하기 표 2에 표시하였다.1 equivalent of the viologen compound A-1 prepared in Synthesis Example 1, 1 equivalent of the viologen compound A-2 prepared in Synthesis Example 2, and 2 equivalents of the viologen compound B-3 prepared in Synthesis Example 7 1 equivalent of 1, 2, 4, 5-tetrakisbromomethylbenzene was refluxed in methanol as a solvent for 1 day. Subsequently, the dark brown solid obtained after removing the solvent was dried. The obtained compound was hydrolyzed in 37% hydrochloric acid, and then the solvent was removed. The dark brown residue obtained was then dissolved in methanol. Subsequently, the compound was precipitated by adding acetone, and then filtered and washed several times with acetone. Subsequently, the mixture was vacuum-dried in an oven at a temperature of 45° C. to obtain an electrochromic material in which the viologen derivative is substituted at
[반응식 4][Reaction Scheme 4]
(2) 전기변색 입자의 합성(2) Synthesis of electrochromic particles
앞서 제조된 전기변색 물질(화학식 3으로 표시되는 전기변색 물질) 2.0g을 메탄올 20g에 용해시킨 후 50℃의 온도에서 초음파를 이용하여 3시간 동안 교반하여 투명한 용액들을 얻었다. 또한 250ml 광구병에 ITO 파우더(1차입자 크기 > 15nm, solvay社) 50g과 2,4-펜탄다이온(2,4-Peantadion) 0.5g, BYK160 0.05g에 이소프로필 알코올 120g에 넣은 후 1시간동안 교반하고, 상기의 투명 용액 50g과 0.1mm 크기의 지르코니아 비드 200g을 첨가하여 밀봉하였다. 600rpm으로 움직이는 볼밀을 이용하여 24시간동안 분산함으로써 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 입자를 포함하는 용액을 제조하였다.After dissolving 2.0 g of the electrochromic material (electrochromic material represented by Chemical Formula 3) prepared in 20 g of methanol, the mixture was stirred for 3 hours using ultrasonic waves at a temperature of 50° C. to obtain transparent solutions. In addition, 50 g of ITO powder (primary particle size> 15 nm, solvay company) 50 g, 2,4-pentaneion (2,4-Peantadion) 0.5 g, BYK160 0.05 g, isopropyl alcohol 120 g in 120 g of 1 ml for 1 hour After stirring, 50 g of the transparent solution and 200 g of 0.1 mm zirconia beads were added and sealed. A solution containing electrochromic particles having a core-shell structure was prepared by dispersing for 24 hours using a ball mill moving at 600 rpm.
(3) 전기변색 장치 제조(3) Manufacturing electrochromic devices
앞서 제조된 코어-쉘 구조의 전기변색 입자를 포함하는 용액을 면저항이 40Ω/sq인 양면 ITO-글라스(제1 글라스) 위에 최종 두께가 2μm이 되도록 코팅을 진행한 후 80℃의 온도에서 20분간 건조하여 코어-쉘 구조의 전기변색 입자로 이루어진 전기변색층을 형성하였다. The solution containing the previously prepared core-shell electrochromic particles was coated on a double-sided ITO-glass (first glass) having a sheet resistance of 40 Ω/sq to have a final thickness of 2 μm, and then 20 minutes at a temperature of 80° C. Drying to form an electrochromic layer composed of core-shell electrochromic particles.
전기변색층 상에 UV 경화형의 고체 전해질을 코팅한 다음 100℃의 온도에서 3분간 건조한 후 0.1J/cm2의 UV광량을 조사하여 100μm의 두께를 가지는 고체 전해질층을 형성하였다.After coating the UV-curable solid electrolyte on the electrochromic layer and drying it at a temperature of 100° C. for 3 minutes, UV light of 0.1 J/
카운터 물질을 포함하는 용액을 면저항이 40Ω/sq인 양면 ITO-글라스(제2 글라스) 위에 최종 두께가 1μm이 되도록 코팅을 진행한 후 80℃의 온도에서 30분간 건조하여 카운터 전극을 형성한다. 전기변색층이 형성된 제1 글라스와 카운터 전극이 형성된 제2 글라스를 40℃의 온도에서 접합하여, 전기변색 장치를 제조하였다.A coating solution containing a counter material was coated on a double-sided ITO-glass (second glass) having a sheet resistance of 40 Pa/sq to have a final thickness of 1 μm, and then dried at a temperature of 80° C. for 30 minutes to form a counter electrode. An electrochromic device was manufactured by bonding the first glass on which the electrochromic layer was formed and the second glass on which the counter electrode was formed at a temperature of 40°C.
실시예 2Example 2
전기변색 물질의 합성 단계에서, 실시예 1에서 사용한 비올로겐 화합물 A-1 1당량, 비올로겐 화합물 A-2 1당량 및 비올로겐 화합물 B-3 2당량을 대신하여, 합성예 1에 의해 제조된 비올로겐 화합물 A-1 1당량, 합성예 5에 의해 제조된 비올로겐 화합물 B-1 2당량 및 합성예 6에 의해 제조된 비올로겐 화합물 B-2 1당량을 1, 2, 4, 5-테트라키스브로모메틸벤젠 1당량과 반응시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전기변색 물질을 합성하였다. 실시예 1에 따라 제조된 전기변색 물질은 앞서 기술한 화학식 4로 표시되는 전기변색 물질이다. 전기변색 물질을 합성하기 위한 반응물과 제조된 전기변색 물질의 NMR 분석 결과를 하기 표 2에 표시하였다.In the synthesis step of the electrochromic material, instead of 1 equivalent of the viologen compound A-1 used in Example 1, 1 equivalent of the viologen compound A-2 and 2 equivalents of the viologen compound B-3, in Synthesis Example 1 1 equivalent of viologen compound A-1 prepared, 2 equivalents of viologen compound B-1 prepared by Synthesis Example 5, and 1 equivalent of viologen compound B-2 prepared by Synthesis Example 6 1, 2 , 4, 5-Electrochromic material was synthesized in the same manner as in Example 1, except that the reaction with 1 equivalent of tetrakisbromomethylbenzene. The electrochromic material prepared according to Example 1 is an electrochromic material represented by Chemical Formula 4 described above. The reaction results for synthesizing the electrochromic material and the results of NMR analysis of the prepared electrochromic material are shown in Table 2 below.
[반응식 5][Scheme 5]
실시예 3 내지 12Examples 3 to 12
실시예 3 내지 12는 실시예 1에서 사용한 비올로겐 화합물 A-1 1당량, 비올로겐 화합물 A-2 1당량 및 비올로겐 화합물 B-3 2당량을 대신하여, 합성예 1 내지 7에 의해 제조된 비올로겐 화합물 A-1 내지 B-3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 비올로겐 화합물 총 4당량을 1, 2, 4, 5-테트라키스브로모메틸벤젠 1당량과 반응시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전기변색 물질을 합성하였다. 실시예 3 내지 12에서 1, 2, 4, 5-테트라키스브로모메틸벤젠과 반응시키는 각각의 비올로겐 화합물을 하기 표 2에 표시하였다. Examples 3 to 12 were synthesized in Synthesis Examples 1 to 7, in place of 1 equivalent of the viologen compound A-1, 1 equivalent of the viologen compound A-2 and 2 equivalents of the viologen compound B-3 used in Example 1. A total of 4 equivalents of at least one viologen compound selected from the group consisting of viologen compounds A-1 to B-3 produced by reaction with 1 equivalent of 1, 2, 4, 5-tetrakisbromomethylbenzene An electrochromic material was synthesized in the same manner as in Example 1 except for the above. In Tables 3 to 2, the respective viologen compounds reacted with 1, 2, 4, and 5-tetrakisbromomethylbenzene in Examples 3 to 12 are shown.
따라서, 실시예 1 내지 12에 따른 전기변색 물질은 하기 표 2에 표시된 바와 같이, 상기 표 1에 개시된 비올로겐 화합물 A-1 내지 B-3로부터 선택된 비올로겐 화합물과 1, 2, 4, 5-테트라키스브로모메틸벤젠을 반응시켜 형성된다. 즉, 실시예 1 내지 12에 따른 전기변색 물질은 비올로겐 화합물 A-1 내지 B-3로부터 유도된 치환기인 화학식 2-1 내지 2-7로 표시되는 치환기가 벤젠 고리의 1, 2, 4, 5번 자리에 결합된 구조를 가진다. 전기변색 물질을 합성하기 위한 반응물과 제조된 전기변색 물질의 NMR 분석 결과를 하기 표 2에 표시하였다.Accordingly, the electrochromic materials according to Examples 1 to 12 are as shown in Table 2 below, and the viologen compounds selected from the viologen compounds A-1 to B-3 disclosed in Table 1 and 1, 2, 4, It is formed by reacting 5-tetrakisbromomethylbenzene. That is, in the electrochromic materials according to Examples 1 to 12, the substituents represented by Formulas 2-1 to 2-7, which are substituents derived from the viologen compounds A-1 to B-3, are 1, 2, 4 of the benzene ring. , Has a structure coupled to the 5th digit. The reaction results for synthesizing the electrochromic material and the results of NMR analysis of the prepared electrochromic material are shown in Table 2 below.
비교예 1Comparative Example 1
비교예 1은 실시예 1에서 사용한 1, 2, 4, 5-테트라키스브로모메틸벤젠 1당량을 대신하여, 1, 3, 5-트리스브로모메틸벤젠을 합성예 1에 의해 제조된 비올로겐 화합물 A-1 1당량 및 합성예 5에 의해 제조된 비올로겐 화합물 B-1 2당량과 반응시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전기변색 물질을 합성하였다. 비교예 1에 의해 제조된 전기변색 물질은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물로서, 벤젠고리의 1, 3, 5의 자리에 비올로겐 유도체가 치환된 전기변색 물질이다. 전기변색 물질을 합성하기 위한 반응물과 제조된 전기변색 물질의 NMR 분석 결과를 하기 표 2에 표시하였다.Comparative Example 1 was substituted with 1, 2, 4, 5-tetrakisbromomethylbenzene equivalent of 1 used in Example 1, 1, 3, 5-trisbromomethylbenzene as a viol prepared by Synthesis Example 1 An electrochromic material was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 1 equivalent of the gen compound A-1 and 2 equivalents of the viologen compound B-1 prepared in Synthesis Example 5 were reacted. The electrochromic material prepared by Comparative Example 1 is a compound represented by the following Chemical Formula 6, and is an electrochromic material in which a viologen derivative is substituted at positions 1, 3, and 5 of a benzene ring. The reaction results for synthesizing the electrochromic material and the results of NMR analysis of the prepared electrochromic material are shown in Table 2 below.
[화학식 6][Formula 6]
비교예 2Comparative Example 2
비교예 1은 실시예 1에서 사용한 1, 2, 4, 5-테트라키스브로모메틸벤젠 1당량을 대신하여, 1, 3, 5-트리스브로모메틸벤젠을 합성예 1에 의해 제조된 비올로겐 화합물 A-1 1당량 및 합성예 7에 의해 제조된 비올로겐 화합물 B-3 2당량과 반응시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전기변색 물질을 합성하였다. 전기변색 물질을 합성하기 위한 반응물과 제조된 전기변색 물질의 NMR 분석 결과를 하기 표 2에 표시하였다.Comparative Example 1 was substituted with 1, 2, 4, 5-tetrakisbromomethylbenzene equivalent of 1 used in Example 1, 1, 3, 5-trisbromomethylbenzene as a viol prepared by Synthesis Example 1 An electrochromic material was synthesized in the same manner as in Example 1, except that 1 equivalent of the gene compound A-1 and 2 equivalents of the viologen compound B-3 prepared in Synthesis Example 7 were reacted. The reaction results for synthesizing the electrochromic material and the results of NMR analysis of the prepared electrochromic material are shown in Table 2 below.
실험예 - 투과율, 차광율, 응답 속도 및 구동전압 측정Experimental Example-Measurement of transmittance, shading rate, response speed and driving voltage
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 2에 따른 전기변색 장치에 +1.3, -1.3볼트의 전압을 인가하여 10초 간격으로 50회 에이징하고, DMS803(코니카미놀타社 분광광도계)를 이용하여 on(차광 모드)/off(투광 모드)에서의 투과율 및 색좌표값을 측정하였다. 측정 결과는 하기 [표 3]에 기재하였다.By applying voltages of +1.3 and -1.3 volts to the electrochromic devices according to Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 2, they were aged 50 times at 10 second intervals, and turned on using DMS803 (Konica Minolta's spectrophotometer). The transmittance and color coordinate values at light-shielding mode)/off (light-transmitting mode) were measured. The measurement results are shown in Table 3 below.
(투광 모드)Transmittance
(Transmission mode)
(차광 모드)Transmittance
(Shading mode)
(x, y)Shading color coordinate
(x, y)
표 3에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1 내지 12에 의해 제조된 전기변색 장치는 벤젠고리의 1, 2, 4, 5의 자리에 비올로겐 유도체가 치환된 전기변색 물질을 포함한 것으로, 차광 모드에서의 광 투과율이 매우 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 차광율이 매우 우수하다. 또한, 실시예 1 내지 12에서 각각 제조된 전기변색 장치는 색좌표값이 적색 범위를 갖는다. 구체적으로, 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 및 2에 의해 제조된 전기변색 장치의 차광 모드에서 색좌표값을 측정하여 CIE 1931 색좌표 그래프에 표시하였다. 도 2를 참조하면, 벤젠고리의 1, 3, 5의 자리에 비올로겐 유도체가 치환된 전기변색 물질을 포함하는 전기변색 장치인 비교예 1 및 2는 CIE 1931 색좌표상 녹색에 가까운 색을 가지나, 실시예 1 내지 12에서 각각 제조된 전기변색 장치는 적색 범위의 색을 가지는 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 3, the electrochromic devices prepared by Examples 1 to 12 include an electrochromic material in which a viologen derivative is substituted at
표시 장치Display device
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 전기변색 장치 및 표시 패널을 포함할 수 있다. 이때, 전기변색 장치는 도 1에 도시된 전기변색 장치와 동일하므로, 전기변색 장치에 대한 중복 설명은 생략한다. The display device according to an embodiment of the present invention may include an electrochromic device and a display panel. At this time, since the electrochromic device is the same as the electrochromic device shown in FIG. 1, redundant description of the electrochromic device is omitted.
표시 패널은 표시 장치의 화상을 표시하기 위한 표시 소자가 배치된 패널을 의미한다. 표시 패널은 전기변색 장치의 일면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널은 전기변색 장치의 상부에 배치될 수 있다. 따라서, 표시 패널이 표시하는 화상은 전기변색 장치를 거치지 않고 보여질 수 있다. 이때, 표시 패널은 투명 표시 패널일 수 있다. 즉, 표시 패널의 일면으로 입사한 광은 표시 패널의 타면으로 출사될 수 있다. 또한, 표시 패널은 액정 표시 패널일 수도 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 유기 발광 표시 패널일 수도 있다.The display panel means a panel in which display elements for displaying an image of the display device are disposed. The display panel may be disposed on one surface of the electrochromic device. For example, the display panel may be disposed on the top of the electrochromic device. Therefore, the image displayed by the display panel can be viewed without going through the electrochromic device. In this case, the display panel may be a transparent display panel. That is, light incident on one surface of the display panel may be emitted to the other surface of the display panel. Further, the display panel may be a liquid crystal display panel. However, the present invention is not limited thereto, and may be an organic light emitting display panel.
한편, 표시 장치는 표시 패널과 전기변색 장치 사이에 접착층을 더 포함할 수 있다. 접착층은 표시 패널과 전기변색 장치를 결합하는 역할을 수행하는 부재이다. 예를 들면, 접착층은 광 접착제(optically clear adhesive: OCA) 또는 감압 접착제(pressure sensitive adhesive: PSA)로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다. 접착층은 투명 접착층일 수 있다. 즉, 접착층은 투명한 접착 부재로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the display device may further include an adhesive layer between the display panel and the electrochromic device. The adhesive layer is a member that serves to connect the display panel and the electrochromic device. For example, the adhesive layer may be made of optically clear adhesive (OCA) or pressure sensitive adhesive (PSA). However, it is not limited thereto. The adhesive layer may be a transparent adhesive layer. That is, the adhesive layer may be made of a transparent adhesive member.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 전기변색 장치의 일면에 표시 패널을 배치함에 따라, 전기변색 장치에 의하여 투광 모드 및 차광 모드로 동작함과 동시에, 표시 패널에 의하여 화상이 표시될 수 있다. 구체적으로, 전기변색 장치가 차광 모드일 경우, 표시 장치의 일면으로 입사된 빛은 표시 장치의 타면으로 출사되지 않으며, 표시 장치는 종래의 일반적인 표시 장치와 같이 블랙 패널을 구현할 수 있다. 전기변색 장치가 투광 모드일 경우, 표시 장치는 투명 디스플레이로 동작할 수 있다. 즉, 표시 패널은 화상을 표시할 수 있고, 이에, 표시 장치는 투명 디스플레이로 동작할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, as the display panel is disposed on one surface of the electrochromic device, the electrochromic device operates in a light-transmitting mode and a light-shielding mode, and an image can be displayed by the display panel. . Specifically, when the electrochromic device is in a light blocking mode, light incident on one surface of the display device is not emitted to the other surface of the display device, and the display device may implement a black panel like a conventional general display device. When the electrochromic device is in the light transmitting mode, the display device may operate as a transparent display. That is, the display panel can display an image, and thus, the display device can operate as a transparent display.
본 발명의 예시적인 실시예는 다음과 같이 설명될 수 있다.Exemplary embodiments of the present invention can be described as follows.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 물질은 하기 화학식 1로 표시된다.In order to solve the problems as described above, the electrochromic material according to an embodiment of the present invention is represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
(화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 나타냄)(In Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a compound represented by Formula 2)
[화학식 2][Formula 2]
(화학식 2에서, X-는 카운터 음이온(counter anion)이며, (In
Y는 독립적으로 알킬렌기, 할로겐화 알킬렌기, 아릴기, 아릴렌기, 할로겐화 아릴렌기, 헤테로 원자, 이종고리 화합물, 할로겐화 이종고리 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,Y is independently selected from the group consisting of alkylene groups, halogenated alkylene groups, aryl groups, arylene groups, halogenated arylene groups, heteroatoms, heterocyclic compounds, halogenated heterocyclic compounds, and any combinations thereof,
Z는 독립적으로 카르복실기(-COOH), 인산기(-PO3H2), 인산염(-P(O)(OR')2,, -PO4R'2,), 술폰산기(-SO3H), 히드록삼산기(-CONHOH), 붕산기, 아미노기(-NO2), 니트릴기(-CN), 아세틸아세토네이트, 아크릴산 유도체, 말론산 유도체, 로다닌-3-아세트산, 프로피온산, 살리실산, 포름산 무수물, 기들의 탈양성자 형태, 탈양성자 형태의 염 및 파이-도전성을 갖는 킬레이트기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R'은 수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,Z is independently a carboxyl group (-COOH), phosphoric acid group (-PO 3 H 2 ), phosphate (-P(O)(OR') 2 ,, -PO4R' 2, ), sulfonic acid group (-SO 3 H), hydroxy Lactic acid group (-CONHOH), boric acid group, amino group (-NO 2 ), nitrile group (-CN), acetylacetonate, acrylic acid derivative, malonic acid derivative, rhodanine-3-acetic acid, propionic acid, salicylic acid, formic acid anhydride, Selected from the group consisting of deprotonated forms of groups, salts of deprotonated forms and chelating groups having pi-conductivity, wherein R'is independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl groups and aryl groups,
n은 0 또는 1임)n is 0 or 1)
화학식 2에서, X-는 AsF6-, SbF6-, TaF6-, ClO4-, CH3SO3-, C4F9SO3-, AlO4-, AlCl4-, 할라이드 음이온(예를 들어, Cl-, Br- 및 I-), 포스페이트계 음이온(예를 들어, PF6-, PF3(CF3)3-, 및 PF4(C2O4)-), 보레이트계 음이온, (예를 들어, BF4-, B(C2O4)2-, BF2(C2O4)-, B(C2O4)(C3O4)-, (C2F5BF3)-, B10Cl10 2-, B(C6H5)4- 및 B12F12 2-), 술포닐이미드계 음이온(예를 들어, N(CF3SO2)2-, N(SO2F)2-, N(C2F5SO2)2- 및 N(i-C3F7SO2)2-) 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In
화학식 2에서, Y는 'C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴기'로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In the formula (2), Y is'C 6 to C 12 arylene group-C 1 to C 12 alkylene group','C 1 to C 12 alkylene group-C 6 to C 12 arylene group','C 1 to C 12 to C 12 alkylene group-C 6 to C 12 arylene group-C 1 to C 12 alkylene group','C 6 to C 12 arylene group-hetero atom-C 6 to C 12 arylene group','C 6 to C 12 arylene group-hetero atom-C 6 to C 12 aryl group' may be selected from the group consisting of.
화학식 2에서, 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-7로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기변색 장치는 제1 전극 상의 전기변색층, 전기변색층 상의 전해질층, 전해질층 상의 카운터 전극 및 카운터 전극 상의 제2 전극을 포함하고, 전기변색층은 하기 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 포함한다.In order to solve the problems as described above, an electrochromic device according to an embodiment of the present invention includes an electrochromic layer on a first electrode, an electrolyte layer on an electrochromic layer, a counter electrode on an electrolyte layer, and a second electrode on a counter electrode. And, the electrochromic layer includes an electrochromic material represented by Formula 5 below.
[화학식 5] [Formula 5]
(화학식 5에서, X-는 카운터 음이온이며, (In Formula 5, X - is a counter anion,
Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 알킬렌기, 할로겐화 알킬렌기, 아릴기, 아릴렌기, 할로겐화 아릴렌기, 헤테로 원자, 이종고리 화합물, 할로겐화 이종고리 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently an alkylene group, halogenated alkylene group, aryl group, arylene group, halogenated arylene group, hetero atom, heterocyclic compound, halogenated heterocyclic compound, and any combination thereof Is selected from the group consisting of,
Z1, Z2, Z3 및 Z4는 각각 독립적으로 카르복실기(-COOH), 인산기(-PO3H2), 인산염(-P(O)(OR')2,, -PO4R'2,), 술폰산기(-SO3H), 히드록삼산기(-CONHOH), 붕산기, 아미노기(-NO2), 니트릴기(-CN), 아세틸아세토네이트, 아크릴산 유도체, 말론산 유도체, 로다닌-3-아세트산, 프로피온산, 살리실산, 포름산 무수물, 기들의 탈양성자 형태, 탈양성자 형태의 염 및 파이-도전성을 갖는 킬레이트기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R'은 수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 are each independently a carboxyl group (-COOH), phosphoric acid group (-PO 3 H 2 ), phosphate (-P(O)(OR') 2 ,, -PO4R' 2, ) , Sulfonic acid group (-SO 3 H), hydroxamic acid group (-CONHOH), boric acid group, amino group (-NO 2 ), nitrile group (-CN), acetylacetonate, acrylic acid derivative, malonic acid derivative, rhodanine- 3-acetic acid, propionic acid, salicylic acid, formic acid anhydride, deprotonic form of groups, salts of deprotonic form and chelating groups having pi-conductivity, wherein R'is independent from the group consisting of hydrogen, alkyl groups and aryl groups Is selected as,
n1, n2, n3 및 n4는 각각 독립적으로 0 또는 1임)n 1 , n 2 , n 3 and n 4 are each independently 0 or 1)
화학식 5에서, 전기변색층은 투명 도전 입자 및 투명 도전 입자를 둘러싸는 전기변색막으로 이루어진 전기변색 입자를 포함하고, 투명 도전 입자는 투명 도전성 산화물을 포함하고, 전기변색막은 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 포함할 수 있다.In Chemical Formula 5, the electrochromic layer includes electrochromic particles composed of transparent conductive particles and an electrochromic film surrounding the transparent conductive particles, the transparent conductive particles include a transparent conductive oxide, and the electrochromic film is represented by Chemical Formula 5 It may include a discoloration material.
화학식 5에서, 전기변색 입자는 600nm 내지 680nm 파장대의 색을 가질 수 있다. In Chemical Formula 5, the electrochromic particles may have a color in a wavelength range of 600 nm to 680 nm.
화학식 5에서, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 'C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴기'로 이루어진 군으로부터 선택되될 수 있다.In the formula (5), Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently an'arylene group of C 6 to C 12 -C 1 to C 12 alkylene group','C 1 to C 12 alkylene group -C 6 to C 12 arylene group','C 1 to C 12 alkylene group-C 6 to C 12 arylene group-C 1 to C 12 alkylene group','C 6 to C 12 arylene group-hetero atom -C 6 to C 12 arylene group','C 6 to C 12 arylene group-hetero atom-C 6 to C 12 aryl group' may be selected from the group consisting of.
화학식 5에서, n1, n2, n3 및 n4 중 적어도 어느 하나는 1일 수 있다.In Formula 5, at least one of n 1 , n 2 , n 3 and n 4 may be 1.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 전기변색 장치 및 전기변색 장치의 일면 상의 표시 패널을 포함한다.In order to solve the problems as described above, a display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes an electrochromic device and a display panel on one surface of the electrochromic device.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be variously modified without departing from the technical spirit of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 전기변색 장치
110: 제1 기판
120: 제1 전극
130: 전기변색층
131: 전기변색 입자
140: 전해질층
150: 카운터 전극
160: 제2 전극
170: 제2 기판100: electrochromic device
110: first substrate
120: first electrode
130: electrochromic layer
131: electrochromic particles
140: electrolyte layer
150: counter electrode
160: second electrode
170: second substrate
Claims (10)
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 나타냄)
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서, 상기 X-는 카운터 음이온(counter anion)이며,
상기 Y는 독립적으로 알킬렌기, 할로겐화 알킬렌기, 아릴기, 아릴렌기, 할로겐화 아릴렌기, 헤테로 원자, 이종고리 화합물, 할로겐화 이종고리 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 Z는 독립적으로 카르복실기(-COOH), 인산기(-PO3H2), 인산염(-P(O)(OR')2,, -PO4R'2,), 술폰산기(-SO3H), 히드록삼산기(-CONHOH), 붕산기, 아미노기(-NO2), 니트릴기(-CN), 아세틸아세토네이트, 아크릴산 유도체, 말론산 유도체, 로다닌-3-아세트산, 프로피온산, 살리실산, 포름산 무수물, 상기 기들의 탈양성자 형태, 상기 탈양성자 형태의 염 및 파이-도전성을 갖는 킬레이트기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R'은 수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
상기 n은 0 또는 1임)Electrochromic material represented by the following formula (1).
[Formula 1]
(In Chemical Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a compound represented by Chemical Formula 2)
[Formula 2]
(In Formula 2, X - is a counter anion,
Y is independently selected from the group consisting of alkylene groups, halogenated alkylene groups, aryl groups, arylene groups, halogenated arylene groups, heteroatoms, heterocyclic compounds, halogenated heterocyclic compounds, and any combination thereof,
The Z is independently a carboxyl group (-COOH), a phosphoric acid group (-PO 3 H 2 ), a phosphate (-P(O)(OR') 2 ,, -PO4R' 2, ), a sulfonic acid group (-SO 3 H), Hydroxamic acid group (-CONHOH), boric acid group, amino group (-NO 2 ), nitrile group (-CN), acetylacetonate, acrylic acid derivative, malonic acid derivative, rhodanine-3-acetic acid, propionic acid, salicylic acid, formic acid anhydride , Selected from the group consisting of deprotonated forms of said groups, salts of said deprotonated form and chelating groups having pi-conductivity, wherein R'is independently selected from the group consisting of hydrogen, alkyl groups and aryl groups,
N is 0 or 1)
상기 X-는 AsF6-, SbF6-, TaF6-, ClO4-, CH3SO3-, C4F9SO3-, AlO4-, AlCl4-, 할라이드 음이온(예를 들어, Cl-, Br- 및 I-), 포스페이트계 음이온(예를 들어, PF6-, PF3(CF3)3-, 및 PF4(C2O4)-), 보레이트계 음이온, (예를 들어, BF4-, B(C2O4)2-, BF2(C2O4)-, B(C2O4)(C3O4)-, (C2F5BF3)-, B10Cl10 2-, B(C6H5)4- 및 B12F12 2-), 술포닐이미드계 음이온(예를 들어, N(CF3SO2)2-, N(SO2F)2-, N(C2F5SO2)2- 및 N(i-C3F7SO2)2-) 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전기변색 물질.According to claim 1,
The X- is AsF 6- , SbF 6- , TaF 6- , ClO 4- , CH 3 SO 3- , C 4 F 9 SO 3- , AlO 4- , AlCl 4- , halide anions (for example, Cl -, Br - and I -), phosphate-based anions (e.g., PF 6-, PF 3 (CF 3) 3-, and PF 4 (C 2 O 4) -), a borate-based anion, (e. g. , BF 4- , B(C 2 O 4 ) 2- , BF 2 (C 2 O 4 ) - , B(C 2 O 4 )(C 3 O 4 ) - , (C 2 F 5 BF 3 ) - , B 10 Cl 10 2- , B(C 6 H 5 ) 4- and B 12 F 12 2- ), sulfonylimide-based anions (e.g. N(CF 3 SO 2 ) 2- , N(SO 2 F) Electrochromic material selected from the group consisting of 2- , N(C 2 F 5 SO 2 ) 2- and N(iC 3 F 7 SO 2 ) 2- ) and any combinations thereof.
상기 Y는 'C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴기'로 이루어진 군으로부터 선택되는 전기변색 물질.According to claim 1,
The Y is'C 6 to C 12 arylene group-C 1 to C 12 alkylene group','C 1 to C 12 alkylene group-C 6 to C 12 arylene group','C 1 to C 12 of Alkylene group-C 6 to C 12 arylene group-C 1 to C 12 alkylene group','C 6 to C 12 arylene group-hetero atom-C 6 to C 12 arylene group','C 6 to C 12 12 arylene group-hetero atom-C 6 to C 12 aryl group selected from the group consisting of.
상기 화학식 2는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-7로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 전기변색 물질.
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
[화학식 2-5]
[화학식 2-6]
[화학식 2-7]
The formula 2 is an electrochromic material selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas 2-1 to 2-7.
[Formula 2-1]
[Formula 2-2]
[Formula 2-3]
[Formula 2-4]
[Formula 2-5]
[Formula 2-6]
[Formula 2-7]
상기 제1 전극 상의 전기변색층;
상기 전기변색층 상의 전해질층;
상기 전해질층 상의 카운터 전극; 및
상기 카운터 전극 상의 제2 전극을 포함하고,
상기 전기변색층은 하기 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 포함하는 전기변색 장치.
[화학식 5]
(상기 화학식 5에서, X-는 카운터 음이온이며,
상기 Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 알킬렌기, 할로겐화 알킬렌기, 아릴기, 아릴렌기, 할로겐화 아릴렌기, 헤테로 원자, 이종고리 화합물, 할로겐화 이종고리 화합물, 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 Z1, Z2, Z3 및 Z4는 각각 독립적으로 카르복실기(-COOH), 인산기(-PO3H2), 인산염(-P(O)(OR')2,, -PO4R'2,), 술폰산기(-SO3H), 히드록삼산기(-CONHOH), 붕산기, 아미노기(-NO2), 니트릴기(-CN), 아세틸아세토네이트, 아크릴산 유도체, 말론산 유도체, 로다닌-3-아세트산, 프로피온산, 살리실산, 포름산 무수물, 상기 기들의 탈양성자 형태, 상기 탈양성자 형태의 염 및 파이-도전성을 갖는 킬레이트기로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 R'은 수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며,
상기 n1, n2, n3 및 n4는 각각 독립적으로 0 또는 1임)A first electrode;
An electrochromic layer on the first electrode;
An electrolyte layer on the electrochromic layer;
A counter electrode on the electrolyte layer; And
A second electrode on the counter electrode,
The electrochromic layer is an electrochromic device comprising an electrochromic material represented by the following formula (5).
[Formula 5]
(In the formula 5, X - is a counter anion,
Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently an alkylene group, halogenated alkylene group, aryl group, arylene group, halogenated arylene group, hetero atom, heterocyclic compound, halogenated heterocyclic compound, and any of these Selected from the group consisting of combinations,
Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4 are each independently a carboxyl group (-COOH), a phosphate group (-PO 3 H 2 ), a phosphate (-P(O)(OR') 2 ,, -PO4R' 2, ), sulfonic acid groups (-SO 3 H), hydroxamic acid groups (-CONHOH), boric acid groups, amino groups (-NO 2 ), nitrile groups (-CN), acetylacetonate, acrylic acid derivatives, malonic acid derivatives, rhodanine -3-acetic acid, propionic acid, salicylic acid, formic acid anhydride, deprotonated form of the groups, salt of the deprotonated form and a chelate group having pi-conductivity, wherein R'is composed of hydrogen, alkyl and aryl groups Is independently selected from the group,
N 1 , n 2 , n 3 and n 4 are each independently 0 or 1)
상기 전기변색층은 투명 도전 입자 및 상기 투명 도전 입자를 둘러싸는 전기변색막으로 이루어진 전기변색 입자를 포함하고,
상기 투명 도전 입자는 투명 도전성 산화물을 포함하고, 상기 전기변색막은 상기 화학식 5로 표시되는 전기변색 물질을 포함하는 전기변색 장치.The method of claim 5,
The electrochromic layer includes electrochromic particles composed of transparent conductive particles and an electrochromic film surrounding the transparent conductive particles,
The transparent conductive particles include a transparent conductive oxide, the electrochromic film is an electrochromic device comprising an electrochromic material represented by the formula (5).
상기 전기변색 입자는 600nm 내지 680nm 파장대의 색을 가질 수 있는 전기변색 장치.The method of claim 6,
The electrochromic particle is an electrochromic device capable of having a color in the wavelength range of 600nm to 680nm.
Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 'C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C1 내지 C12의 알킬렌기-C6 내지 C12의 아릴렌기-C1 내지 C12의 알킬렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴렌기', 'C6 내지 C12의 아릴렌기-헤테로 원자-C6 내지 C12의 아릴기'로 이루어진 군으로부터 선택되는 전기변색 장치.The method of claim 5,
Y 1 , Y 2 , Y 3 and Y 4 are each independently'C 6 to C 12 arylene group-C 1 to C 12 alkylene group','C 1 to C 12 alkylene group -C 6 to C 12 the aryl group ',' C 1 to C 12 alkylene group -C 6 to C 12 arylene group, -C 1 to C 12 alkylene group ',' C 6 to C 12 aryl group-heteroatom to -C 6 C 12 arylene group','C 6 to C 12 arylene group-hetero atom-C 6 to C 12 aryl group' is selected from the group consisting of.
상기 n1, n2, n3 및 n4 중 적어도 어느 하나는 1인 전기변색 장치.The method of claim 5,
At least one of the n 1 , n 2 , n 3 and n 4 is 1 electrochromic device.
상기 전기변색 장치의 일면 상의 표시 패널을 포함하는, 표시 장치.The electrochromic device according to any one of claims 5 to 9; And
And a display panel on one surface of the electrochromic device.
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