WO2017188532A1 - 전기변색 나노입자 및 그 제조방법 - Google Patents

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WO2017188532A1
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조상근
구상모
박고운
안국환
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Definitions

  • the present invention relates to electrochromic nanoparticles having a core-shell structure and a method of manufacturing the same.
  • Electrochromism is a phenomenon in which coloration or decolorization occurs by electrochemical oxidation or reduction depending on the direction of application of current.
  • the electrochromic material maintains a predetermined color and changes color to another color when an electric current is applied. If the current application is stopped or the current direction is reversed, the original color of the electrochromic material is restored.
  • the electrochromic material changes its absorption spectrum in response to oxidation or reduction. That is, the electrochromic material does not emit light by itself, but takes a color through absorption. Electrochromic devices having such properties are widely used for automotive mirrors, sunroofs, smart windows, outdoor displays, and the like.
  • the electrochromic material is discolored once it is discolored, the memory type that remains discolored even when no voltage is applied between the upper electrode and the lower electrode, and discolored only when the voltage is continuously applied between the upper electrode and the lower electrode. It is divided into non-memory type that maintains state.
  • the memory type has a high utilization value because power consumption for material discoloration is not large. Accordingly, various studies for utilizing the memory type electrochromic material have been conducted.
  • Another object is to provide an electrochromic particle having a black color, and a method of manufacturing the same.
  • an object of the present invention to minimize the thickness of the black-based electrochromic device.
  • a method for producing electrochromic nanoparticles having a core-shell structure the method of producing a core having a predetermined particle diameter and the core surface And adsorbing different kinds of electrochromic materials to the electrochromic materials, wherein the electrochromic materials have different absorption spectra.
  • the method may further include coating the core on a substrate before adsorbing the electrochromic materials on the surface of the core, wherein the adsorbing of the electrochromic materials comprises: a core coated on the substrate.
  • the electrochromic materials may be adsorbed on the surface. Through this, the binding force of the nanoparticles to the substrate can be improved.
  • the electrochromic materials may include a first electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 450 nm to 510 nm, a second electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 520 nm to 580 nm, and a third absorption band having a maximum absorption wavelength of 590 nm to 650 nm. It may comprise an electrochromic material.
  • the nanoparticles according to the present invention may have excellent light blocking ability against visible light.
  • the adsorbing of the electrochromic materials may include immersing the core-coated substrate in a mixed solution of the first to third electrochromic materials. Through this, the present invention can adsorb three electrochromic materials on the core surface.
  • the adsorbing of the electrochromic materials may include: dissolving the first solution in which the first electrochromic material is dissolved, a second solution in which the second electrochromic material is dissolved, and the third electrochromic material are dissolved; Preparing a third solution and immersing the core-coated substrate in the first to third solutions in a predetermined order.
  • the present invention can sequentially adsorb different electrochromic materials on the core surface.
  • the core has a first electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 450 nm to 510 nm, a second electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 520 nm to 580 nm, and a third electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 590 nm to 650 nm.
  • the core is made of an electrochromic material, the step of adsorbing the electrochromic materials, except for the electrochromic material constituting the core of the first to third electrochromic material And adsorbing on the surface of the core.
  • the present invention can simplify the nanoparticle manufacturing method by reducing the number of electrochromic material forming the shell.
  • the present invention also provides an electrochromic nanoparticle having a core-shell structure, comprising a core having a predetermined particle diameter and a shell surrounding the core, the shell comprising different kinds of electrochromic materials, wherein the electrochromic materials It is characterized by having a different absorption spectrum.
  • electrochromic nanoparticles having excellent light blocking ability against visible light and a method of manufacturing the same.
  • electrochromic nanoparticles according to the present invention it is possible to manufacture an electrochromic device having a black color with only one electrochromic layer. Through this, the thickness of the electrochromic device can be reduced.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an electrochromic device.
  • Figure 2 is a flow chart illustrating a method of manufacturing electrochromic nanoparticles according to the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing the structure of the electrochromic nanoparticles according to the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a method of manufacturing electrochromic nanoparticles according to the present invention.
  • Figure 5 is a graph showing the absorption spectrum measurement results of the electrochromic device prepared using the electrochromic nanoparticles according to the present invention.
  • 6 is a graph showing absorption spectrum measurement results of transmittances of the fixed transmittance film.
  • 7A and 7B are graphs showing absorption spectrum measurement results of electrochromic devices manufactured using electrochromic nanoparticles according to the present invention.
  • Figure 8 is a graph showing the absorption spectrum measurement results of the electrochromic materials constituting the shell of the electrochromic nanoparticles according to the present invention.
  • the electrochromic structure according to the present invention is utilized in the electrochromic device.
  • the electrochromic device will be described before describing the electrochromic structure.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an electrochromic device.
  • the electrochromic device 100 includes an electrolyte layer 130, an electrochromic layer 140, and an ion storage layer between the first transparent electrode 110a and the second transparent electrode 110b facing the first transparent electrode 110a. 160.
  • the components included between the transparent electrode and the two transparent electrodes will be described in detail with reference to FIG. 1.
  • the electrochromic device may not include some of the above-described components, or may further include other components.
  • the first and second transparent electrodes 110a and 110b are electrodes that are light transmissive and conductive.
  • the transparent electrode may be formed on a substrate made of glass or a light transmissive film, and may be a thin film made of tin oxide, indium oxide, platinum and gold, or a thin film made of a conductive polymer.
  • the transparent electrode is used to apply a voltage to the electrochromic material, and a power supply is connected to one end of the transparent electrode.
  • the power supply allows a potential difference to occur between two transparent electrodes facing each other.
  • the first and second transparent electrodes have a predetermined area, and at least a portion of the upper surface of the first transparent electrode 110a and at least a portion of the lower surface of the second transparent electrode 110b face each other.
  • the transparent electrode transfers electric charges to the electrochromic material positioned between the transparent electrodes, so that the electrochromic material is oxidized or reduced.
  • the electrolyte layer 130 transfers charge between the two electrodes to the electrochromic layer 140 when a voltage is applied between the first and second transparent electrodes, and may be formed of a liquid, semi-solid, and solid electrolyte.
  • the electrolyte layer 130 may be located between the first bus electrode 120 and the second transparent electrode 110b.
  • the electrolyte layer 130 does not contact the first bus electrode 120, and the electrochromic layer 140 may be formed in a space formed between the electrolyte layer 130 and the first bus electrode 120.
  • the electrolyte layer 130 may or may not contact the second transparent electrode 110b.
  • another layer may be positioned between the electrolyte layer 130 and the second transparent electrode 110b. This will be described later.
  • the electrochromic layer 140 may be made of an electrochromic material.
  • the electrochromic layer 140 may be made of an electrochromic structure according to the present invention.
  • the electrochromic material constituting the electrochromic layer 140 is not limited to a specific material, and may be any material that may be oxidized or reduced between the first and second transparent electrodes to be discolored.
  • the electrochromic layer 140 is positioned between the first transparent electrode 110a and the electrolyte layer 130 and is in contact with the electrolyte layer 130.
  • the electrolyte layer 130 transfers electric charges to the electrochromic layer 140 such that the electrochromic material included in the electrochromic layer 140 is oxidized or reduced.
  • the ion storage layer 160 serves to enhance the charge transfer force of the electrochromic device, and may be made of a high ion conductive inorganic material such as antimon doped tin oxide.
  • the ion storage layer 160 may be positioned between the second transparent electrode 110b and the electrolyte layer 130 and may contact the second transparent electrode 110b and the electrolyte layer 130.
  • the electrochromic device causes charge transfer to the electrochromic layer, thereby oxidizing or reducing the electrochromic material contained in the electrochromic layer. At this time, the charge transfer occurs through the electrons. Therefore, the electron transfer speed in the electrochromic layer has a great influence on the electrochromic speed of the electrochromic device.
  • Conventional electrochromic devices include a plurality of electrochromic layers to achieve black.
  • the conventional electrochromic device includes at least three electrochromic layers, each of which may be discolored into three primary colors (cyan, magenta, yellow) of color.
  • the electrochromic device includes a plurality of electrochromic layers, the thickness of the electrochromic device is inevitably increased, and the transmittance is low even when the electrochromic device is not black.
  • the present invention provides electrochromic nanoparticles having a black color, and a method of manufacturing the same, in order to solve the above problems.
  • one particle includes a plurality of electrochromic materials.
  • the electrochromic materials described in the present invention are discolored by any one of oxidation and reduction reactions.
  • the color change means that the absorption spectrum of the material changes, and the color of the material changes from the first color to the second color.
  • the state of low absorbance among the before and after discoloration of the electrochromic material is expressed in a bleached state, and the state of relatively high absorbance is represented in a colored state. do.
  • the above expressions do not specify or limit the color of the electrochromic material.
  • the maximum absorption wavelength, absorption spectrum, and color of the electrochromic material described below refer to the maximum absorption wavelength, absorption spectrum, and color in a colored state, unless otherwise stated.
  • Figure 2 is a flow chart showing a method of manufacturing the electrochromic nanoparticles according to the present invention
  • Figure 3 is a conceptual diagram showing the structure of the electrochromic nanoparticles according to the present invention.
  • the nanoparticles according to the present invention have a core-shell structure.
  • the electrochromic nanoparticles 200 according to the present invention may be converted from one of the first state and the second state having an absorption spectrum different from the first state to another one of the first and second states. Is black in color.
  • a step (S210) of preparing a core having a predetermined particle diameter is performed in the present invention.
  • the manufacturing step of the core 210 may use a known nanoparticle manufacturing method.
  • the core 210 may be made of an inorganic material or a conductive inorganic material.
  • the core 210 is made of any one of inorganic materials TiO 2 and ATO, or indium-doped tin oxide (Al-doped), aluminum-doped zinc oxide (Al-doped) Zinc oxide) and ZnO.
  • the core 210 serves to adsorb different kinds of electrochromic materials on the surface thereof, and may be formed in a bulk state or monodispersed form. Meanwhile, the core 210 may be made of an electrochromic material, which will be described later.
  • the step (S220) of adsorbing different types of electrochromic materials on the surface of the core is performed.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a method of manufacturing electrochromic nanoparticles according to the present invention.
  • the electrochromic nanoparticles according to the present invention are coated on one surface of the transparent electrode and then discolored by receiving charge from the transparent electrode. That is, the nanoparticles of the present invention is coated on a predetermined substrate, it is utilized as an electrochromic device.
  • the present invention may include coating the core with a predetermined thickness on a predetermined substrate before adsorbing the electrochromic materials on the surface of the core 210 to increase the binding force of the nanoparticles to the transparent electrode.
  • the particles of the core 210 may be coated on a predetermined substrate 300 before the electrochromic materials are adsorbed on the surface. Thereafter, different types of electrochromic materials 220a to 220c may be coated on the surfaces of the core 210 particles coated on the substrate 300.
  • the electrochromic materials 220a to 220c may be adsorbed onto the surface of the core 210 at a time, or may be sequentially adsorbed onto the surface of the core 210 according to the type of electrochromic material. This will be described later.
  • the core 210 particles may be coated with a thickness of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m on the predetermined substrate. Preferably it may have a thickness of 5 ⁇ m or more.
  • the core 210 particles may be coated on one surface of the transparent electrode, and the transparent electrode may be a thin film made of tin oxide, indium oxide, platinum, and gold or a thin film made of a conductive polymer, and the transparent electrode may be a glass substrate. And a polymer substrate.
  • the nanoparticles in order for the nanoparticles to have a black color, they must absorb light evenly in the visible wavelength range.
  • the present invention adsorbs different kinds of electrochromic materials 220a to 220c on the surface of the core.
  • the electrochromic materials include a first electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 450 nm to 510 nm, a second electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 520 nm to 580 nm, and a third electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 590 nm to 650 nm. It may include.
  • the first to third electrochromic materials may be compounds represented by the following Chemical Formulas 1 to 3.
  • the first electrochromic material is represented by X
  • the second electrochromic material is represented by Y
  • the third electrochromic material is represented by Z, but the expression is used to specify the color of the electrochromic materials. It is not limited.
  • the electrochromic materials are preferably adsorbed to the core surface in the same ratio.
  • the molar ratio of electrochromic materials adsorbed on the core surface is preferably 1: 1: 1.
  • the electrochromic materials are adsorbed on the surface of the core.
  • the electrochromic material has a different binding speed with the core depending on the type. Therefore, when the core particles are immersed in the mixed solution in which the electrochromic materials are mixed in a predetermined molar ratio, the molar ratio of the predetermined molar ratio and the electrochromic materials bonded to the core surface is changed.
  • the present invention largely uses two adsorption methods.
  • the present invention adsorbs the electrochromic material on the surface of the core using a mixed solution of electrochromic materials mixed in different proportions.
  • the mixing ratio is varied depending on the bonding speed of the electrochromic material to the core surface.
  • the bonding force to the core 210 may be the smallest of X, Y, Z, and the largest Y.
  • the mixed solution may be prepared so that the ratio of X is the largest and the ratio of Y is the smallest.
  • the molar ratio of Y to X may be 0.2 to 0.5, and the molar ratio of Z to X may be 0.5 to 0.8.
  • the molar ratio of X, Y, Z included in the mixed solution may be 1: 0.2: 0.8.
  • the present invention prepares a solution for each electrochromic material and sequentially immerses core particles in different electrochromic material solutions.
  • core particles are sequentially immersed in the prepared solution.
  • the immersion order may be different.
  • the core particles may be immersed in the order X-> Y-> Z, Y-> X-> Z, Z-> X-> Y.
  • the immersion time may vary depending on the bonding strength of the electrochromic material to the core surface.
  • the two methods described above may be used to coat different electrochromic materials on the surface of the core particle. Through this, an electrochromic device having a black color can be manufactured.
  • the core 210 may be made of an electrochromic material, and the electrochromic material constituting the core 210 may be any one of WO 3 , NiO, MoO, V 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5, and CoO. Can be.
  • the electrochromic material constituting the core 210 may include a first electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 450 nm to 510 nm, a second electrochromic material having a maximum absorption wavelength of 520 nm to 580 nm, and a maximum absorption wavelength of 590 nm. To 650 nm of the third electrochromic material.
  • the rest of the first to third electrochromic materials except for the electrochromic material forming the core may be adsorbed onto the surface of the core 210. That is, in the nanoparticles according to the exemplary embodiment, the electrochromic materials forming the core 210 and the shell may absorb black light to absorb external light.
  • the core 210 is made of an electrochromic material, since the number of the electrochromic materials constituting the shell can be reduced, the nanoparticle manufacturing method can be simplified.
  • Example 1 Manufacture nanoparticles after mixing solution with different XYZ mixing ratio
  • a transparent electrode made of ITO was coated on the organic substrate, and core particles made of TiO 2 were coated on the coated transparent electrode. In the manner described above, three substrates coated with core particles were prepared.
  • the compound represented by Chemical Formula 1 (hereinafter referred to as X), the compound represented by Chemical Formula 2 (hereinafter referred to as Y) and the compound represented by Chemical Formula 3 (hereinafter referred to as Z) were dissolved in ethanol such that the total molar concentration was 0.5 mM.
  • X The compound represented by Chemical Formula 1
  • Y the compound represented by Chemical Formula 2
  • Z the compound represented by Chemical Formula 3
  • three different mixed solutions were prepared by setting the molar ratios of X, Y, and Z to 1: 0: 1, 1: 0.2: 0.8, and 1: 0.5: 0.5.
  • the substrate coated with the core particles was dipped in each of the three mixed solutions for 6 hours.
  • the absorption spectrum of the electrochromic device was measured.
  • Figure 6 is a graph showing the absorption spectrum measurement results for each transmittance of the fixed transmittance film.
  • the light blocking ability of the electrochromic device in which the substrate was immersed in a mixed solution having X: Y: Z of 1: 0.2: 0.8 was similar to that of the fixed transmittance film having a transmittance of 10% or less.
  • Example 2 Manufacture nanoparticles by sequentially adsorbing XYZ
  • a transparent electrode made of ITO was coated on the organic substrate, and core particles made of TiO 2 were coated on the coated transparent electrode. In the manner described above, three substrates coated with core particles were prepared.
  • an X solution, a Y solution and a Z solution having a molar concentration of 0.5 mM were prepared.
  • the substrate coated with the core particles was sequentially immersed in the X solution, the Y solution, and the Z solution for 2 hours.
  • the immersion order for each of the three substrates was X-> Y-> Z, Y-> X-> Z and Z-> X-> Y.
  • the absorption spectrum of the electrochromic device was measured.
  • FIGS. 7A and 7B Absorption spectrum measurement results are shown in FIGS. 7A and 7B.
  • 7A and 7B also show absorption spectra of the electrochromic device prepared in Example 1.
  • FIG. 7A and 7B also show absorption spectra of the electrochromic device prepared in Example 1.
  • Example 2 the light blocking ability of the electrochromic device in which the substrate was immersed in the order of Y-> X-> Z was the best.
  • the light blocking ability of the electrochromic devices (X: Y: Z 1: 0.2: 0.8) prepared in Example 1 was the best.
  • the transmittances for the bleached and colored states of X, Y and Z were measured.
  • light sources having different emission spectra were used, and the light sources used were 480 nm, 550 nm, and 620 nm, respectively.
  • Z has excellent light blocking ability for light emitted from a light source having a light emission center wavelength of 550 nm and 620 nm
  • Y has good light blocking ability for light emitted from a light source having a light emission center wavelength of 480 nm and 620 nm
  • X has a light emission center.
  • the light shielding ability with respect to the wavelength of 480 nm was excellent.
  • Nanoparticles with X, Y and Z adsorbed on the surface are expected to have excellent light blocking ability against visible light.

Abstract

본 발명은 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 나노입자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 나노입자의 제조방법을 제공하며, 상기 제조방법은, 소정 입경의 코어를 제조하는 단계 및 상기 코어 표면에 서로 다른 종류의 전기변색 물질들을 흡착시키는 단계를 포함하고, 상기 전기변색 물질들은 서로 다른 흡수 스펙트럼을 가지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 가시광선에 대한 차광능력이 우수한 전기변색 나노입자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

전기변색 나노입자 및 그 제조방법
본 발명은 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 나노입자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
전기변색(Electrochromism)은 전류의 인가 방향에 따라 전기화학적 산화 또는 환원반응에 의해 착색 또는 탈색이 이루어지는 현상이다. 전기변색 물질은 소정 색을 유지하다가 전류가 인가되면 다른 색으로 변색된다. 그리고 전류 인가를 중지 또는 전류 방향을 역전시키면 전기 변색물질의 본래 색으로 복원된다.
여기서, 전기변색 물질은 산화 또는 환원반응에 따라 흡수 스펙트럼이 변화한다. 즉, 상기 전기변색 물질은 그 자체로 발광을 하는 것이 아니라, 흡광을 통해 색을 띤다. 이러한 성질을 갖는 전기변색 소자는 차량용 미러와 썬루프, 스마트창, 옥외 디스플레이 등의 용도로 널리 사용되고 있다.
한편 전기변색 물질은 변색이 일단 이루어지면 상부 전극 및 하부전극 사이에 전압을 인가하지 않아도 변색된 상태가 유지되는 메모리형과, 변색이 되더라도 상부 전극 및 하부 전극 사이에 전압을 지속적으로 인가해야만 변색된 상태가 유지되는 비메모리형으로 구분된다.
상기 메모리형은 물질 변색을 위한 소비 전력이 크지 않기 때문에 활용가치가 매우 높다. 이에, 상기 메모리형 전기변색 물질을 활용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
다만, 종래 전기변색 소재의 경우, 한 가지 물질만 변색에 참여하기 때문에, 다양한 색상을 구현하기 어려우며, 고 차광 특성을 구현하기 어렵다는 단점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 검은색 계열의 색을 띠는 전기변색 입자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 검은색 계열의 전기변색 소자의 두께를 최소화 할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 나노입자의 제조방법을 제공하며, 상기 제조방법은, 소정 입경의 코어를 제조하는 단계 및 상기 코어 표면에 서로 다른 종류의 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계를 포함하고, 상기 전기변색 물질들은 서로 다른 흡수 스펙트럼을 가지는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 코어 표면에 상기 전기변색 물질들을 흡착 시키기 전, 상기 코어를 소정 기판에 코팅하는 단계를 더 포함하고, 상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계는, 상기 소정 기판에 코팅된 코어 표면에 상기 전기변색 물질들을 흡착 시킬 수 있다. 이를 통해, 나노입자의 기판에 대한 결합력을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전기변색 물질들은, 최대흡수 파장이 450nm 내지 510nm인 제1전기변색 물질, 최대흡수 파장이 520nm 내지 580nm인 제2전기변색 물질 및 최대흡수 파장이 590nm 내지 650nm인 제3전기변색 물질을 포함할 수 있다. 이를 통해, 본 발명에 따른 나노입자는 가시광선에 대한 우수한 차광 능력을 가질 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계는, 상기 코어가 코팅된 기판을 상기 제1 내지 제3전기변색 물질의 혼합 용액에 침지시키는 단계를 포함할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 코어 표면에 세 가지 전기변색 물질을 흡착시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계는, 상기 제1전기변색 물질이 용해된 제1용액, 상기 제2전기변색 물질이 용해된 제2용액 및 상기 제3전기변색 물질이 용해된 제3용액을 제조하는 단계 및 상기 코어가 코팅된 기판을 소정 순서대로 상기 제1 내지 제3용액에 침지시키는 단계를 포함할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 코어 표면에 서로 다른 전기변색 물질을 순차적으로 흡착시킬 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 코어는 최대흡수 파장이 450nm 내지 510nm인 제1전기변색 물질, 최대흡수 파장이 520nm 내지 580nm인 제2전기변색 물질 및 최대흡수 파장이 590nm 내지 650nm인 제3전기변색 물질 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하고, 상기 코어가 전기변색 물질로 이루어지는 경우, 상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계는, 상기 제1 내지 제3전기변색 물질 중 상기 코어를 이루는 전기변색 물질을 제외한 나머지를 상기 코어 표면에 흡착시키는 단계를 포함할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 쉘을 이루는 전기변색 물질의 가짓수를 줄임으로써 나노입자 제조방법을 간소화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 나노입자를 제공하며, 소정 입경의 코어 및 상기 코어를 둘러싸고, 서로 다른 종류의 전기변색 물질들로 이루어진 쉘을 포함하고, 상기 전기변색 물질들은 서로 다른 흡수 스펙트럼을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가시광선에 대한 차광능력이 우수한 전기변색 나노입자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전기변색 나노입자를 이용하면 하나의 전기변색 층만으로 검은색 계열의 색을 띠는 전기변색 소자를 제조할 수 있게 된다. 이를 통해, 전기변색 소자의 두께를 줄일 수 있다.
도 1은 전기변색 소자를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기변색 나노입자의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기변색 나노입자의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기변색 나노입자의 제조방법을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기변색 나노입자를 이용하여 제조한 전기변색 소자의 흡수 스펙트럼 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 고정식 투과율 필름의 투과율별 흡수 스펙트럼 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 전기변색 나노입자를 이용하여 제조한 전기변색 소자의 흡수 스펙트럼 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 전기변색 나노입자의 쉘을 구성하는 전기변색 물질들의 흡수 스펙트럼 측정결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 전기변색 구조체는 전기변색 소자에 활용된다. 이하에서는, 전기변색 구조체에 설명하기에 앞서 전기변색 소자에 대하여 설명한다.
도 1은 전기변색 소자를 나타내는 개념도이다.
전기변색 소자(100)는 제1투명전극(110a), 제1투명전극(110a)과 마주하는 제2투명전극(110b) 사이에 전해질 층(130), 전기변색 층(140), 이온 저장 층(160)을 포함한다. 이하에서는, 도 1을 참조하여 투명전극 및 두 개의 투명전극 사이에 포함된 구성요소들에 대하여 구체적으로 설명한다. 한편, 전기변색 소자는 상술한 구성 요소들 중 일부를 포함하지 않거나, 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2투명전극(110a 및 110b)은 광 투과성과 전도성이 있는 전극이다. 투명전극은 유리 또는 광투과성 필름으로 이루어진 기판 위에 형성될 수 있으며, 산화 주석, 산화 인듐, 백금 및 금으로 이루어진 박막 또는 전도성 폴리머로 이루어진 박막일 수 있다.
투명전극은 전기변색 물질에 전압을 인가하기 위하여 사용되며, 투명전극의 일단에는 전원 공급 장치가 연결된다. 전원 공급 장치는 서로 마주보는 두 개의 투명전극 사이에 전위차가 발생하도록 한다.
전기변색 소자에서 제1 및 제2투명전극은 소정 면적을 가지며, 제1투명전극(110a) 상면의 적어도 일부와 제2투명전극(110b) 하면의 적어도 일부가 서로 마주본다.
투명전극은 투명전극 사이에 위치하는 전기변색 물질에 전하를 전달하여, 전기변색 물질이 산화 또는 환원되도록 한다.
전해질 층(130)은 제1 및 제2투명전극 사이에 전압을 인가하였을 때, 두 전극 사이의 전하를 전기변색 층(140)에 전달하며, 액상, 준고상, 고상 전해질로 이루어질 수 있다.
한편, 전해질 층(130)은 제1버스전극(120) 및 제2투명전극 사이(110b)에 위치할 수 있다. 여기서, 전해질 층(130)은 제1버스전극(120)과 접촉하지 않으며, 전해질 층(130)과 제1버스전극(120) 사이에 형성된 공간에 전기변색 층(140)이 형성될 수 있다.
또한, 전해질 층(130)은 제2투명전극(110b)과 접촉하거나, 접촉하지 않을 수 있다. 전해질 층(130)이 제2 투명전극(110b)과 접촉하지 않는 경우, 전해질 층(130)과 제2투명전극(110b) 사이에는 다른 층이 위치할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
전기변색 층(140)은 전기변색 물질로 이루어질 수 있다. 전기변색 층(140)은 본 발명에 따른 전기변색 구조체로 이루어질 수 있다. 전기변색 층(140)을 이루는 전기변색 물질은 특정 물질에 한정되지 않고, 제1 및 제2투명전극 사이에서 산화 또는 환원되어 변색될 수 있는 모든 물질일 수 있다.
전기변색 층(140)은 제1투명전극(110a) 및 전해질 층(130) 사이에 위치하고, 전해질 층(130)과 접촉한다. 전해질 층(130)은 전기변색 층(140)에 전하를 전달하여, 전기변색 층(140)에 포함된 전기변색 물질이 산화 또는 환원되도록 한다.
이온저장 층(160)은 전기변색 소자의 전하 전달력을 강화하는 역할을 하며, Antimon doped Tin Oxide 등의 고이온 전도성 무기물로 이루어질 수 있다. 이온저장 층(160)은 제2투명전극(110b)과 전해질 층(130) 사이에 위치할 수 있으며, 제2투명전극(110b) 및 전해질 층(130)과 접촉할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전기변색 소자는 전기변색 층으로의 전하 이동을 유발하여, 전기변색 층에 포함된 전기변색 물질을 산화 또는 환원시킨다. 이때, 전하 이동은 전자를 통해 이루어진다. 따라서, 전기변색 층에서의 전자전이 속도 전기변색 소자의 전기변색 속도에 큰 영향을 준다.
종래 전기변색 소자는 검은색을 구현하기 위해 복수의 전기변색 층을 포함한다. 구체적으로, 종래 전기변색 소자는 최소 세 개의 전기변색 층을 포함하며, 상기 세 개의 전기변색 층 각각은 색의 삼원색(시안, 마젠타, 노랑)으로 변색될 수 있다.
상술한 전기변색 소자는 복수의 전기변색 층을 포함하기 때문에 필연적으로 그 두께가 두꺼워질 수 밖에 없고, 전기변색 소자가 검은색을 띠지 않을 때도 투과율이 낮다는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해, 입자 자체가 검은색 계열의 색을 띠는 전기변색 나노입자 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 전기변색 나노입자는 하나의 입자가 복수의 전기변색 물질들을 포함한다.
본 발명에서 설명하는 전기변색 물질들은 산화 및 환원 반응 중 어느 하나에 의하여 변색된다. 여기서, 변색이라 함은 물질의 흡수 스펙트럼이 변화하여, 물질의 색이 제1색에서 제2색으로 변하는 것을 의미한다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 전기변색 물질의 변색 전 및 후 상태 중 흡광도가 상태적으로 낮은 상태를 표백(Bleached) 상태로 표현하고, 흡광도가 상대적으로 높은 상태를 유색(Colored) 상태로 표현한다. 다만, 상술한 표현들은 전기변색 물질의 색을 특정하거나 한정하지 않는다.
또한, 이하에서 설명하는 전기변색 물질의 최대흡수 파장, 흡수 스펙트럼 및 색상은 별도의 언급이 없는 한, 유색 상태에서의 최대흡수 파장, 흡수 스펙트럼 및 색상을 의미한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기변색 나노입자 및 그 제조방법에 대하여 설명한다.
도 2은 본 발명에 따른 전기변색 나노입자의 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 3는 본 발명에 따른 전기변색 나노입자의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 나노입자는 코어-쉘 구조를 가진다. 본 발명에 따른 전기변색 나노입자(200)는 제1상태 및 상기 제1상태와 다른 흡수 스펙트럼을 가지는 제2상태 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환될 수 있으며, 상기 제1 및 제2상태 중 어느 하나 일 때 검은색 계열의 색을 띤다.
상기 코어-쉘 구조를 가지는 나노입자를 제조하기 위해, 본 발명에서는 소정 입경의 코어를 제조하는 단계(S210)가 진행된다.
코어(210)를 제조하는 단계는 기 공지된 나노입자 제조방법을 사용할 수 있다.
코어(210)는 무기소재 또는 전도성 무기소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 코어(210)는 무기소재인 TiO2 및 ATO 중 어느 하나로 이루어지거나, 전도성 무기소재인 인듐이 도핑된 주석산화물(Indium-doped Tin Oxide), 알루미늄이 도핑된 아연산화물(Al-doped Zinc oxide) 및 ZnO 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
코어(210)는 그 표면에 서로 다른 종류의 전기변색 물질들을 흡착시키는 역할을 하며, 벌크 상태(bulk state) 또는 단분산(monodispersed)된 형태로 형성될 수 있다. 한편, 코어(210)는 전기변색 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 대하여는 후술한다.
다음으로, 본 발명에서는 코어 표면에 서로 다른 종류의 전기변색 물질들을 흡착시키는 단계(S220)가 진행된다.
도 4는 본 발명에 따른 전기변색 나노입자의 제조방법을 나타내는 개념도이다.
본 발명에 따른 전기변색 나노입자는 투명전극의 일면에 코팅된 후, 투명전극으로부터 전하를 공급받아 변색된다. 즉, 본 발명의 나노입자는 소정 기판에 코팅되어, 전기변색 소자로 활용된다.
코어(210) 표면에 전기변색 물질들이 흡착하는 경우, 나노입자의 투명전극에 대한 결합력이 감소할 수 있다. 본 발명은 나노입자의 투명전극에 대한 결합력을 높이기 위해, 코어(210) 표면에 상기 전기변색 물질들을 흡착시키기 전, 상기 코어를 소정 기판에 소정 두께로 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 4와 같이, 코어(210) 입자들은 표면에 전기변색 물질들이 흡착되기 전, 소정 기판(300)에 코팅될 수 있다. 이후, 기판(300)에 코팅된 코어(210) 입자들 표면에 서로 다른 종류의 전기변색 물질들(220a 내지 220c)이 코팅될 수 있다. 상기 전기변색 물질들(220a 내지 220c)은 한 번에 코어(210) 입자 표면에 흡착되거나, 전기변색 물질의 종류에 따라 순차적으로 코어(210) 표면에 흡착될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
한편, 코어(210) 입자들은 상기 소정 기판 위에 1μm 내지 10μm의 두께로 코팅될 수 있다. 바람직하게는 5 μm 이상의 두께를 가질 수 있다.
한편, 코어(210) 입자들은 투명전극의 일면에 코팅될 수 있으며, 상기 투명전극은 산화 주석, 산화 인듐, 백금 및 금으로 이루어진 박막 또는 전도성 폴리머로 이루어진 박막일 수 있으며, 상기 투명전극은 유리기판 및 폴리머 기판 위에 형성될 수 있다.
한편, 나노입자가 검은색 계열의 색을 띠기 위해서는 가시광선 파장대의 빛을 고르게 흡수해야 한다.
이를 위해, 본 발명은 상기 코어 표면에 서로 다른 종류의 전기변색 물질들(220a 내지 220c)을 흡착시킨다. 구체적으로, 상기 전기변색 물질들은 최대흡수 파장이 450nm 내지 510nm인 제1전기변색 물질, 최대흡수 파장이 520nm 내지 580nm인 제2전기변색 물질 및 최대흡수 파장이 590nm 내지 650nm인 제3전기변색 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제3전기변색 물질은 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
C28H15N2O10
[화학식 2]
C24H24Cl2N2O6P2
[화학식 3]
C24H24Cl2N2O6P2
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 상기 제1전기변색 물질을 X, 상기 제2전기변색 물질을 Y, 상기 제3전기변색 물질을 Z로 표현하지만, 상기 표현은 상기 전기변색 물질들의 색을 특정하거나 한정하지 않는다.
한편, 상기 전기변색 물질들은 동일한 비율로 코어 표면에 흡착되는 것이 바람직하다. 예를 들어, X, Y, Z를 코어 표면에 흡착시키는 경우, 코어 표면에 흡착된 전기변색 물질들의 몰 비는 1:1:1인 것이 바람직하다.
한편, 상기 코어 입자들을 전기변색 물질 용액에 침지시키는 경우, 상기 코어 표면에 전기변색 물질들이 흡착된다. 전기변색 물질은 그 종류에 따라 코어와의 결합 속도가 다르다. 이로 인하여, 전기변색 물질들을 소정 몰 비로 혼합한 혼합용액에 상기 코어 입자들을 침지시키는 경우, 상기 소정 몰 비와 코어 표면에 결합하는 전기변색 물질들의 몰 비는 달라지게 된다.
예를 들어, X, Y, Z를 1:1:1의 몰 비로 혼합한 혼합용액에 상기 코어 입자들을 침지시키는 경우, X, Y, Z는 상기 코어 표면에 1:1:1의 비율로 결합하지 않는다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 크게 두 가지 흡착 방법을 사용한다.
첫 번째, 본 발명은 서로 다른 비율로 혼합된 전기변색 물질들의 혼합용액을 이용하여 코어 표면에 전기변색 물질을 흡착시킨다.
구체적으로, 본 발명은 상기 혼합용액을 제조할 때, 전기변색 물질의 코어 표면에 대한 결합속도에 따라 혼합비율을 달리한다.
예를 들어, 코어(210)에 대한 결합력은 X, Y, Z 중 X이 가장 작고, Y가 가장 클 수 있다. 이러한 경우, X의 비율이 가장 크고, Y의 비율이 가장 작도록 상기 혼합용액을 제조할 수 있다.
예를 들어, 상기 혼합 용액에서, X에 대한 Y의 몰 비는 0.2 내지 0.5이고, X에 대한 Z의 몰 비는 0.5 내지 0.8일 수 있다. 바람직하게는, 상기 혼합 용액에 포함된 X, Y, Z의 몰 비가 1:0.2:0.8일 수 있다.
두 번째, 본 발명은 전기변색 물질 별로 용액을 제조하고, 서로 다른 전기변색 물질 용액에 코어 입자들을 순차적으로 침지 시킨다.
예를 들어, X, Y, Z 각각에 대한 용액을 제조한 후, 코어 입자들을 제조된 용액에 순차적으로 침지시킨다. 이때, 침지 시키는 순서를 달리할 수 있다. 구체적으로, X->Y->Z, Y->X->Z, Z->X->Y 순서로 코어 입자들을 침지시킬 수 있다.
이때, 전기변색 물질의 코어 표면에 대한 결합력에 따라 침지 시간을 달리할 수 있다.
상술한 두 가지 방법을 이용하여 코어 입자 표면에 서로 다른 전기변색 물질들을 코팅할 수 있다. 이를 통해, 검은색 계열의 색을 띠는 전기변색 소자를 제조할 수 있다.
이하에서는, 코어(210)가 전기변색 물질로 이루어지는 전기변색 나노입자 및 그 제조방법에 대하여 설명한다.
코어(210)는 전기변색 물질로 이루어질 수 있으며, 코어(210)를 구성하는 전기변색 물질은 WO3, NiO, MoO, V2O5, Ta2O5, Nb2O5 및 CoO 중 어느 하나일 수 있다.
예를 들어, 코어(210)를 이루는 전기변색 물질은 상기 코어는 최대흡수 파장이 450nm 내지 510nm인 제1전기변색 물질, 최대흡수 파장이 520nm 내지 580nm인 제2전기변색 물질 및 최대흡수 파장이 590nm 내지 650nm인 제3전기변색 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
코어(210)가 전기변색 물질로 이루어지는 경우, 코어(210) 표면에는 제1 내지 제3전기변색 물질 중 상기 코어를 이루는 전기변색 물질을 제외한 나머지가 흡착될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 나노입자는 코어(210) 및 쉘을 이루는 전기변색 물질들이 외부 광을 흡수하여 검은색을 띨 수 있다.
코어(210)가 전기변색 물질로 이루어지는 경우, 쉘을 구성하는 전기변색 물질의 가짓수를 줄일 수 있기 때문에, 나노입자 제조방법이 간소화 될 수 있다.
이하에서는, 실시 예 및 실험 예들을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만, 후술할 실시 예 및 실험 예들에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석되지 않는다.
실시 예1. XYZ 혼합비율을 달리하여 혼합용액 제조 후 나노입자 제조
유기 기판 위에 ITO로 이루어진 투명전극을 코팅하고, 코팅된 투명전극 위에 TiO2로 이루어진 코어 입자들을 코팅하였다. 상술한 방식으로 코어 입자들이 코팅된 기판 세 개를 제조하였다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물(이하 X), 상기 화학식 2로 표시되는 화합물(이하 Y) 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물(이하 Z)를 전체 몰 농도가 0.5mM이 되도록 에탄올에 용해시켰다. 이때, X, Y, Z의 몰 비를 1:0:1, 1:0.2:0.8 및 1:0.5:0.5로 하여 세 개의 서로 다른 혼합용액을 제조하였다.
상온 및 대기압 조건에서, 코어 입자들이 코팅된 기판을 상기 세 개의 혼합용액 각각에 6시간 동안 침지시켰다.
상기 세 개의 기판을 이용하여 전기변색 소자를 제조한 후, 전기변색 소자의 흡수 스펙트럼을 측정하였다.
흡수 스펙트럼 측정 결과는 도 5와 같다. 도 5와 같이, X:Y:Z가 1:0.2:0.8인 혼합용액에 기판을 침지시킨 경우, 전기변색 소자의 투광도가 가장 낮았다.
한편, 도 6는 고정식 투과율 필름의 투과율 별 흡수 스펙트럼 측정결과를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6을 비교하면, X:Y:Z가 1:0.2:0.8인 혼합용액에 기판을 침지시킨 전기변색 소자의 차광능력은 투과율이 10%이하인 고정식 투과율 필름의 차광능력과 유사하였다.
실시 예2. XYZ를 순차적으로 흡착시켜 나노입자 제조
유기 기판 위에 ITO로 이루어진 투명전극을 코팅하고, 코팅된 투명전극 위에 TiO2로 이루어진 코어 입자들을 코팅하였다. 상술한 방식으로 코어 입자들이 코팅된 기판 세 개를 제조하였다.
에탄올을 용매로 하고, 몰 농도가 0.5mM인 X 용액, Y 용액 및 Z 용액을 제조하였다.
상온 및 대기압 조건에서, 코어 입자들이 코팅된 기판을 X 용액, Y 용액 및 Z 용액에 순차적으로 2시간씩 침지시켰다. 상기 세 개의 기판 각각에 대한 침지 순서는 X->Y->Z, Y->X->Z 및 Z->X->Y이었다.
상기 세 개의 기판을 이용하여 전기변색 소자를 제조한 후, 전기변색 소자의 흡수 스펙트럼을 측정하였다.
흡수 스펙트럼 측정 결과는 도 7a 및 7b와 같다. 도 7a 및 7b에는 실시 예 1에서 제조한 전기변색 소자의 흡수 스펙트럼도 함께 도시하였다.
실시 예2에서 제조한 전기변색 소자 중 기판을 Y->X->Z 순서로 침지시킨 전기변색 소자의 차광능력이 가장 우수했다. 한편, 실시 예1 및 2에서 제조한 모든 전기변색 소자를 비교할 때, 실시 예1에서 제조한 전기변색 소자(X:Y:Z = 1:0.2:0.8)의 차광능력이 가장 우수하였다.
실험 예1. 전기변색 물질의 흡수 스펙트럼 측정
X, Y, Z의 표백 상태 및 유색 상태에 대한 투과율을 측정하였다. 이때, 서로 다른 발광스펙트럼을 가지는 광원을 사용하였고, 사용된 광원은 발광중심파장이 480nm, 550nm 및 620nm이었다.
X, Y, Z 각각에 대한 투과율 측정 결과는 하기 표 1과 같다.
Z는 발광중심파장이 550nm 및 620nm인 광원으로부터 발광된 빛에 대한 차광능력이 우수하였고, Y는 발광중심파장이 480nm 및 620nm인 광원으로부터 발광된 빛에 대한 차광능력이 우수하였고, X은 발광중심파장이 480nm에 대한 차광능력이 우수하였다.
X, Y, Z가 표면에 흡착된 나노입자는 가시광선에 대한 우수한 차광 능력을 가질 것으로 예상된다.
중심파장(nm) 소재 투과율 (%) 투과율 변화량
표백 상태 유색 상태
480 Z 50.3 58.1 7.8
Y 24.0 53.7 29.7
X 18.1 56.4 38.3
550 Z 31.0 65.6 34.6
Y 48.3 65.8 17.5
X 47.6 64.7 17.1
620 Z 31.1 68.4 37.3
Y 35.8 66.0 30.2
X 58.0 66.5 8.5
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (15)

  1. 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 나노입자의 제조방법에 있어서,
    소정 입경의 코어를 제조하는 단계; 및
    상기 코어 표면에 서로 다른 종류의 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계를 포함하고,
    상기 전기변색 물질들은 서로 다른 흡수 스펙트럼을 가지는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어 표면에 상기 전기변색 물질들을 흡착 시키기 전, 상기 코어를 소정 기판에 코팅하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계는,
    상기 소정 기판에 코팅된 코어 표면에 상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전기변색 물질들은,
    최대흡수 파장이 450nm 내지 510nm인 제1전기변색 물질, 최대흡수 파장이 520nm 내지 580nm인 제2전기변색 물질 및 최대흡수 파장이 590nm 내지 650nm인 제3전기변색 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계는,
    상기 코어가 코팅된 기판을 상기 제1 내지 제3전기변색 물질의 혼합 용액에 침지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 혼합 용액에서,
    상기 제1전기변색 물질에 대한 상기 제2전기변색 물질의 몰 비는 0.2 내지 0.5이고,
    상기 제1전기변색 물질에 대한 상기 제3전기변색 물질의 몰 비는 0.5 내지 0.8인 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계는,
    상기 제1전기변색 물질이 용해된 제1용액, 상기 제2전기변색 물질이 용해된 제2용액 및 상기 제3전기변색 물질이 용해된 제3용액을 제조하는 단계; 및
    상기 코어가 코팅된 기판을 소정 순서대로 상기 제1 내지 제3용액에 침지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3전기변색 물질은 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
    [화학식 1]
    C28H15N2O10
    [화학식 2]
    C24H24Cl2N2O6P2
    [화학식 3]
    C14H20Cl2N2O6P2
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코어는 최대흡수 파장이 450nm 내지 510nm인 제1전기변색 물질, 최대흡수 파장이 520nm 내지 580nm인 제2전기변색 물질 및 최대흡수 파장이 590nm 내지 650nm인 제3전기변색 물질 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하고,
    상기 코어가 전기변색 물질로 이루어지는 경우, 상기 전기변색 물질들을 흡착 시키는 단계는,
    상기 제1 내지 제3전기변색 물질 중 상기 코어를 이루는 전기변색 물질을 제외한 나머지를 상기 코어 표면에 흡착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코어는 WO3, NiO, MoO, V2O5, Ta2O5, Nb2O5 및 CoO 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자의 제조방법.
  10. 코어-쉘 구조를 가지는 전기변색 나노입자에 있어서,
    소정 입경의 코어; 및
    상기 코어를 둘러싸고, 서로 다른 종류의 전기변색 물질들로 이루어진 쉘을 포함하고,
    상기 전기변색 물질들은 서로 다른 흡수 스펙트럼을 가지는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 나노입자는 제1상태 및 상기 제1상태와 다른 흡수 스펙트럼을 가지는 제2상태 중 어느 하나에서 다른 하나로 전환되는 것을 특징으로 하고,
    상기 나노입자는 상기 제1 및 제2상태 중 어느 하나에서 검은색을 띠는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 쉘은 최대흡수 파장이 450nm 내지 510nm인 제1전기변색 물질, 최대흡수 파장이 520nm 내지 580nm인 제2전기변색 물질 및 최대흡수 파장이 590nm 내지 650nm인 제3전기변색물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 코어는 TiO2, ATO, ITO, AZO, ZnO 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 코어는 전기변색 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 코어는 최대흡수 파장이 450nm 내지 510nm인 제1전기변색 물질, 최대흡수 파장이 520nm 내지 580nm인 제2전기변색 물질 및 최대흡수 파장이 590nm 내지 650nm인 제3전기변색 물질 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하고,
    상기 코어가 전기변색 물질로 이루어지는 경우, 상기 쉘은 상기 제1 내지 제3전기변색 물질 중 상기 코어를 이루는 전기변색 물질을 제외한 나머지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 나노입자.
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