WO2019199011A1 - Electrochromic film - Google Patents

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WO2019199011A1
WO2019199011A1 PCT/KR2019/004182 KR2019004182W WO2019199011A1 WO 2019199011 A1 WO2019199011 A1 WO 2019199011A1 KR 2019004182 W KR2019004182 W KR 2019004182W WO 2019199011 A1 WO2019199011 A1 WO 2019199011A1
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WO
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layer
electrochromic
protective layer
oxide
electrochromic film
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Application number
PCT/KR2019/004182
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김용찬
김기환
허난슬아
손정우
조필성
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주식회사 엘지화학
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Publication date
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    • GPHYSICS
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    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • GPHYSICS
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    • G02F1/153Constructional details

Definitions

  • the present application relates to an electrochromic film.
  • Electrochromic refers to a phenomenon in which the optical properties of an electrochromic active material are changed by an electrochemical oxidation or reduction reaction.
  • the electrochromic active material may change optical properties such as intrinsic color or transmittance, for example, as a result of electron transfer or oxidation / reduction reaction occurring when a voltage is applied from the outside.
  • the electrochromic device using the above phenomenon is largely composed of a working electrode, a counter electrode, and an electrolyte like a battery.
  • the inorganic-based electrochromic material is generally formed in a film or film form on a transparent conductive electrode such as ITO.
  • the electrochromic film when a specific potential is applied to the electrochromic film, ions such as Li + are inserted into and / or desorbed from the electrochromic material-containing layer in the electrolyte, and at the same time, electrons traveling through an external circuit are also subjected to the electrolysis.
  • the electron density of the electrochromic material changes as it participates in the chemical reaction in the color change material-containing layer, and as a result, the optical properties change as the color of the layer changes.
  • the state of the optical property change through discoloration the state in which the light transmittance of the device is lowered is represented as colored, and the state in which the light transmittance of the device is increased is represented as bleached.
  • the change in the optical properties of the electrochromic device may be repeated through the change in the polarity of the voltage applied to the electrode. Therefore, even when the repetition of coloring and discoloration, that is, the driving cycle of the device increases, the degree of change in the optical properties of the device needs to be maintained without deterioration.
  • One object of the present application is to provide an electrochromic film having excellent driving characteristics, that is, excellent driving durability.
  • Another object of the present application is to provide an electrochromic film that can be clearly transmitted to a user without distorting the optical property change of the electrochromic material.
  • the present application relates to an electrochromic film.
  • the electrochromic film includes an electrochromic layer, an electrode layer, and a base layer.
  • the electrochromic film includes an electrochromic layer, an electrode layer, and a base layer in sequence.
  • the electrochromic layer is a layer containing an electrochromic material capable of changing its intrinsic color by oxidation or reduction.
  • an acidic or basic environment may be formed inside the electrochromic film.
  • electrochromic materials include Ni, Co, or Mn may collapse. have.
  • the layer comprising the material may also degrade. This may affect the dissolution of the electrode layer, and may cause a problem of peeling of each layer constituting the electrochromic device or the film. As a result, as the driving time increases, there is a problem that the driving durability of the device is drastically lowered.
  • the color change that the discoloration material may have is a property inherent in the material, when the color required by the user is specified or the color used in the specific application is limited in terms of the color implemented by the discoloration film, only durability is achieved. It is difficult to select and use only discoloring materials that are known to have excellent durability.
  • the inventors of the present application have led to the development of an electrochromic film having excellent durability while being able to be clearly transmitted to the user without distorting the optical property change caused by the color change material.
  • the electrochromic film of the present application includes a protective layer having the characteristics described below in a predetermined position.
  • the protective layer used in the electrochromic film of the present application may include a metal oxide. More specifically, the protective layer may include at least one of Si oxide (SiO x ) and Al oxide (AlO x ).
  • the metal oxide means a case containing substantially only a metal component and an oxygen component, and is used in a meaning distinguished from a metal oxynitride. This is because the oxynitride may not satisfy the permeability (transparency) or extinction coefficient described below.
  • the protective layer may have a single layer form of Si oxide or a single layer form of Al oxide.
  • the protective layer may have a form in which a single layer of Si oxide and a single layer of Al oxide are directly contacted and stacked.
  • the protective layer may have a form including Si oxide and Al oxide in one layer.
  • the oxygen content (atomic%) in Si oxide (SiO x ) or Al oxide (AlO x ) included in the protective layer is not particularly limited.
  • the oxide of the protective layer may contain oxygen in a stoichiometrically stable content at a level that satisfies the characteristics described below and at the same time can have adequate adhesion with adjacent layers.
  • the protective layer having the above configuration may be a layer having transparency.
  • the protective layer may be a layer having an extinction coefficient (k) of less than 0.1 measured at a wavelength of visible light in the range of 380 to 780 nm.
  • the extinction coefficient k may be calculated as ⁇ / 4 ⁇ I (dI / dx).
  • the extinction coefficient k is a value obtained by multiplying ⁇ / 4 ⁇ by the reduction ratio dI / I of the light intensity per path unit length dx in the protective layer, for example, 1 m.
  • is the wavelength of light.
  • the extinction coefficient range may include both the upper limit of the maximum value of the extinction coefficient value measured in the wavelength band less than 0.1 and the case where the arithmetic mean value of the extinction coefficient value measured in each wavelength band is less than 0.1.
  • the extinction coefficient may also be referred to as an absorption coefficient, and is a factor that defines how strongly the composition absorbs light at a specific wavelength or estimates the transmittance of the protective layer. For example, if the extinction coefficient satisfies the above value, it can be considered transparent. In addition, when the extinction coefficient does not satisfy the above value, for example, exceeds 0.1 or increases to 0.2 or more, the light transmittance may decrease and the light absorbency or reflectivity may become strong. When the reflectivity is increased, the color change of the discoloration material may be distorted, and when the light absorbency is increased, it is difficult to visually recognize the color change of the film. That is, when the protective layer satisfies the extinction coefficient range, the protective layer may have sufficient light transmittance or transparency, and thus the change in the optical properties of the electrochromic layer may be clearly visible to the user without distortion.
  • the protective layer may be a layer having an extinction coefficient K 380 of less than 0.1 measured at a wavelength of 380 nm.
  • the protective layer may be a layer having an extinction coefficient (K 400 ) measured at a wavelength of 400 nm less than 0.1.
  • the protective layer may be a layer having an extinction coefficient K 550 of less than 0.1 measured at a wavelength of 550 nm.
  • the protective layer may be a layer having an extinction coefficient K 780 of less than 0.1 measured at a wavelength of 780 nm.
  • the extinction coefficient value is "0" it means that the extinction coefficient is substantially zero or close to zero.
  • the extinction coefficient of the protective layer is 0.01 or less, 0.001 or less, or 0.0001 or less. Can be.
  • the protective layer When the protective layer satisfies the extinction coefficient and has light transmittance, a small amount of other components may be included in addition to the Si oxide and the Al oxide.
  • the protective layer may further include an oxide such as In, Ti, or Sn, in addition to Al oxide or Si oxide.
  • the term "small amount" means that the content of components other than Al oxide (or Si oxide) is 10 wt% or less, 5 wt% or less, 1 wt% or less, 0.1 wt% or less, or 0.01 based on the total weight of the protective layer. It may mean the case that the weight% or less.
  • the refractive index (n) of the protective layer satisfying the extinction coefficient may be in the range of 1.50 to 2.50.
  • the refractive index may be a refractive index measured at a visible light wavelength in the range of 380 to 780 nm.
  • the refractive index can be calculated or measured using a known apparatus or method. For example, when the angle of light incident on the surface of the protective layer is ⁇ 1 , and the refractive angle of light inside the protective layer is ⁇ 2 , the refractive index value can be confirmed by calculating sin ⁇ 1 / sin ⁇ 2 . At this time, the reference plane (or reference line) for measuring ⁇ 1 and ⁇ 2 is the same.
  • An electrochromic device including a protective layer that satisfies the range refractive index may have excellent visibility.
  • the protective layer may be a layer having a refractive index (n 380 ) measured at 380 nm ranging from 1.50 to 2.50.
  • the protective layer may be a layer having a refractive index (n 400 ) measured at 400 nm in a range of 1.50 to 2.50.
  • the protective layer may be a layer having a refractive index (n 550 ) measured at 550 nm ranging from 1.50 to 2.50.
  • the protective layer may be a layer having a refractive index (n 780 ) measured at 780 nm ranging from 1.50 to 2.50.
  • the refractive index of the protective layer measured in the wavelength range or each wavelength may be 1.55 or more, 1.60 or more, 1.65 or more, 1.70 or more, 1.75 or more, 1.80 or more, 1.85 or more, 1.90 or more, 1.95 or more, or 2.00 or more.
  • the upper limit of the protective layer refractive index is not particularly limited, but may be 2.50 or less, 2.45 or less, 2.40 or less, 2.35 or less, 2.30 or less, 2.25 or less, 2.20 or less, 2.10 or less, or 2.05 or less.
  • the refractive index of the protective layer can be appropriately adjusted within the above range.
  • the thickness of the protective layer may range from 1 to 120 nm.
  • the protective layer is, for example, 5 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more, 35 nm or more, 40 nm or more, 45 nm or more, 50 nm or more, 55 nm or more, 60 nm or more , 65 nm or more, 70 nm or more, 75 nm or more, 80 nm or more, 85 nm or more, or 90 nm or more. If the thickness is too thin, the durability of the protective layer may be lowered due to defects such as pin holes.
  • the thickness of the protective layer may be, for example, 115 nm or less, 110 nm or less, 105 nm or less, or 100 nm or less.
  • the protective layer may be formed using a known dry or wet method.
  • the protective layer may be formed by a dry method such as deposition.
  • a protective layer may be formed using a wet coating method, for example, by applying a heat treatment after coating the Si oxide (and / or Al oxide) -containing coating composition in the form of particles. Given the uniformity of the layer and the extinction coefficient, it may be desirable to use deposition.
  • the electrochromic film may include an electrochromic layer 130, an electrode layer 120, the base layer 110 and the first protective layer 210 in sequence (see Figure 1a).
  • first protective layer When the first protective layer is used in this position, it may be advantageous to protect the electrochromic film from breakage of the base layer and infiltration of foreign materials thereby resulting in improvement of driving durability shown in the following examples.
  • the change in the optical properties of the electrochromic film can be clearly seen. With this stacking order, adjacent layers may directly contact each other. Alternatively, a third configuration may be interposed between adjacent layers. In order to secure interlayer adhesion and durability, adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
  • the electrochromic film may further include a second protective layer 220.
  • the electrochromic film may include the electrochromic layer 130, the second protective layer 220, the electrode layer 120, the base layer 110 and the first protective layer 210 in sequence (Fig. 1b).
  • the electrode layer is peeled from the adjacent layer while the insertion / desorption of electrolyte ions is repeated as the driving cycle increases.
  • the second protective layer is used at a predetermined position, the peeling problem of the electrode layer may be compensated for, and the long-term driving durability of the electrochromic film may be improved.
  • the change in the optical properties of the electrochromic film can be clearly seen.
  • adjacent layers may directly contact each other.
  • a third configuration may be interposed between adjacent layers. In order to secure interlayer adhesion and durability, adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
  • the first protective layer and the second protective layer may include the same or different oxides.
  • the first protective layer and the second protective layer may include an oxide of Si.
  • the first protective layer and the second protective layer may include an oxide of Al.
  • the first protective layer may include an oxide of Si
  • the second protective layer may include an oxide of Al
  • the first protective layer may include an oxide of Al
  • the second protective layer may include an oxide of Si.
  • the first protective layer may be a laminate of a layer containing an oxide of Si and a layer containing an oxide of Al.
  • the second protective layer may be a laminate of a layer containing an oxide of Si and a layer containing an oxide of Al.
  • the kind of electrochromic material included in the electrochromic layer 130 is not particularly limited.
  • the electrochromic layer may include a reducing discoloration material in which coloring occurs during the reduction reaction.
  • the kind of reducing discoloration material used for the electrochromic layer is not particularly limited.
  • oxides of one or more of Ti, Nb, Mo, Ta, and W may be used as the discoloration material, such as WO 3 , MoO 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5, TiO 2, and the like.
  • the electrochromic layer may include a material that is different in color development properties from the reducing inorganic color change material. That is, an oxidative discoloration material that is colored when oxidized may be included in the electrochromic layer.
  • the kind of oxidative discoloration material used for the electrochromic layer is not particularly limited.
  • the oxidative discoloration material is selected from Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, and Ir, such as LiNiOx, IrO 2 , NiO, V 2 O 5 , LixCoO 2 , Rh 2 O 3, or CrO 3, and the like. It may be one or more oxides.
  • one or more hydroxides selected from Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, and Ir may be used as the oxidative discoloration material of the electrochromic layer.
  • prussian blue may be used as the oxidative discoloration material of the electrochromic layer.
  • the electrochromic layer may have a thickness in the range of 50 nm to 450 nm. Specifically, the thickness of the electrochromic layer may be 100 nm or more, 150 nm or more, 200 nm or more, 250 nm or more, 300 nm or more, or 350 nm or more. If the thickness is satisfied, it may contain a sufficient amount of electrolyte ions that can be used for electrochromic.
  • the method of forming the electrochromic layer including the reducing or oxidative discoloring material is not particularly limited.
  • the electrochromic layer can be formed by a dry method such as deposition.
  • the electrochromic layer may be formed by using a wet coating method, for example, by applying an electrochromic material-containing coating composition in the form of particles and then performing heat treatment. Given the uniformity of the layer, it may be desirable to use deposition.
  • the material and the shape of an electrode layer which the electrode layer 120 contains are not specifically limited.
  • the electrode layer may include a transparent conductive compound.
  • the kind of the transparent conductive compound is not particularly limited, but for example, indium tin oxide (ITO), indium oxide (In 2 O 3 ), indium galium oxide (IGO), fluor doped tin oxide (FTO), and aluminum (AZO) doped Zinc Oxide (GZO), Galium doped Zinc Oxide (GZO), Antimony doped Tin Oxide (ATO), Indium doped Zinc Oxide (IZO), Niobium doped Titanium Oxide (NTO), Zinc Oxide (ZnO), or Cesium Tungsten Oxide (CTO) Or the like can be used as the electrode layer forming material.
  • the electrode layer may include a metal.
  • the electrode layer may have a metal mesh shape.
  • the electrode layer may include Ag, Cu, Al, Mg, Au, Pt, W, Mo, Ti, Ni, or an alloy thereof, and may have a lattice form.
  • it is not limited to the metal materials listed above.
  • the electrode layer may have a thickness in the range of 20 nm to 400 nm. Specifically, the electrode layer may have a thickness of, for example, 25 nm or more, 30 nm or more, 35 nm or more, 40 nm or more, 45 nm or more, 50 nm or more, 55 nm or more, or 60 nm or more. In addition, the electrode layer may have a thickness of, for example, 350 nm or less, 300 nm or less, 250 nm or less, 200 nm or less, 150 nm or less, or 100 nm or less.
  • the electrode layer may have a transmittance in the range of 60 to 95%.
  • the electrode layer may have a transmittance of 60 to 95% of visible light having a wavelength in a range of 380 nm to 780 nm, more specifically, 400 nm or 550 nm.
  • the transmittance can be measured using a known haze meter (HM).
  • the base layer 110 serves as a support for the electrochromic film.
  • the substrate layer may include a material capable of providing a predetermined rigidity, for example, glass or a polymer resin.
  • the substrate layer may include a polymer resin.
  • polymer resins Compared to the use of glass, polymer resins have the advantage of providing both rigidity and flexibility at the same time.
  • a polyester film such as polycarbonate (PC), poly (ethylene naphthalate) or PEN (polyester ethylene terephthalate), an acrylic film such as PMMA (poly (methyl methacrylate)), or PE (polyethylene) or A polyolefin film such as PP (polypropylene) may be used as the base layer material, but is not limited thereto.
  • the substrate layer may have a thickness in the range of 30 nm to 500 ⁇ m.
  • the thickness of the base layer is, for example, 50 nm or more, 100 nm or more, 150 nm or more, 200 nm or more, 250 nm or more, 300 nm or more, 350 nm or more, 400 nm or more, 450 nm or more, 500 nm or more, or 1 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the substrate layer may be, for example, 400 ⁇ m or less, 300 ⁇ m or less, 200 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, 10 ⁇ m or less, or 5 ⁇ m or less.
  • the base layer may have a transmittance in the range of 60 to 95%.
  • the base layer may have a transmittance of 60 to 95% of visible light having a wavelength in a range of 380 nm to 780 nm, more specifically, 400 nm or 550 nm.
  • the transmittance can be measured using a known haze meter (HM).
  • the electrochromic film may further include an electrolyte layer 140, an ion storage layer 150, a counter electrode layer 160, and a counter substrate layer 170 in sequence (see FIG. 1C or 1D).
  • the electrolyte layer may be located on one surface opposite to one surface of the electrochromic layer facing one surface of the electrode layer.
  • the term "phase" or "phase” as used in connection with the interlayer stacking position is not only used when a certain structure is formed directly above another structure (but adjacent components are in contact), It means to include until the configuration of the interposition. In order to secure interlayer adhesion and durability, adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
  • the electrolyte layer 140 is configured to provide electrolyte ions involved in the electrochromic reaction.
  • the electrolyte ion may be, for example, a monovalent cation such as H + , Li + , Na + , K + , Rb + , or Cs + .
  • electrolyte in the present application is not particularly limited.
  • liquid electrolytes, gel polymer electrolytes or inorganic solid electrolytes can be used without limitation.
  • the electrolyte may be used in the form of one layer or film to be laminated together with the electrode layer or the light transmitting film.
  • the type of electrolyte salt used in the electrolyte layer is not particularly limited, as long as it can include a compound capable of providing a monovalent cation, that is, H + , Li + , Na + , K + , Rb + , or Cs + .
  • the electrolyte layer is LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiCl, LiBr, LiI, LiB 10 Cl 10 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , Lithium salt compounds such as CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, or (CF 3 SO 2 ) 2 NLi; Or sodium salt compounds such as NaClO 4 .
  • the electrolyte layer may comprise a Cl or F element containing compound as the electrolyte salt.
  • the electrolyte layer is LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiCl, LiB 10 Cl 10 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CF 3 SO 3 Li And (CF 3 SO 2 ) 2 NLi and NaClO 4 .
  • Such electrolyte salts can create harsh conditions (eg, acidic conditions) during operation.
  • a protective layer having a predetermined configuration is used, deterioration of the electrochromic material generated under acidic conditions can be suppressed.
  • the electrolyte may further include a carbonate compound as a solvent. Since a carbonate type compound has high dielectric constant, ionic conductivity can be improved.
  • a solvent such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), or ethylmethyl carbonate (EMC) may be used as the carbonate-based compound.
  • the electrolyte layer when the electrolyte layer comprises a gel polymer electrolyte, the electrolyte layer may be poly-vinyl sulfonic acid, poly-styrene sulfonic acid, poly-ethylene sulfonic acid (Poly-ethylene sulfonic acid), poly-2-acrylamido-2methyl-propane sulfonic acid, poly-perfluoro sulfonic acid, poly -Toluene sulfonic acid, poly-vinyl alcohol, poly-ethylene imine, poly-vinyl pyrrolidone, poly-ethylene oxide ( Poly-ethylene oxide (PEO)), poly-propylene oxide (PPO), poly- (ethylene oxide, siloxane) (PEOS), poly- (ethylene glycol, Siloxane) (poly- (ethylene glycol, siloxane)), poly- (propylene oxide, siloxane) (poly- (propylene oxide, siloxane), poly- (ethylene oxide, methyl
  • the thickness of the electrolyte layer may range from 10 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the electrolyte layer may have a transmittance in the range of 60 to 95%.
  • the electrolyte layer may have a transmittance of 60 to 95% of visible light having a wavelength range of 380 nm to 780 nm, more specifically, 400 nm wavelength or 550 nm wavelength.
  • the transmittance can be measured using a known haze meter (HM).
  • the ion storage layer 150 is a layer formed to balance the charge balance with the electrochromic layer during the reversible oxidation / reduction reaction for discoloration of the electrochromic material.
  • the ion storage layer may include an electrochromic material different in color development properties from the electrochromic material used in the electrochromic layer.
  • the electrochromic layer may include a reducing color change material
  • the ion storage layer may include an oxidative color change material. And vice versa.
  • the ion storage layer and the electrochromic layer use materials having different color development characteristics, that is, mutually complementary color change (reaction) materials, it may be advantageous to balance charge.
  • the ion storage layer may include a color change material derived from Ni, Co, and / or Mn. Since the electrochromic film of the present application includes the protective layer, even when an oxide or hydroxide of Ni, Co, and / or Mn, which is known to be poor in long term driving durability under acidic conditions, is used as a discoloring material, It can provide excellent visibility.
  • the ion storage layer may include one or more oxides selected from Ni, Co, and Mn as the oxidative discoloration material.
  • the ion storage layer may include one or more hydroxides selected from Ni, Co, and Mn as the oxidative discoloring material.
  • the ion storage layer may include at least one oxide selected from Ni, Co, and Mn; And one or more hydroxides selected from Ni, Co, and Mn.
  • the thickness of the ion storage layer may range from 50 to 500 nm.
  • the ion storage layer is 60 nm or more, 70 nm or more, 80 nm or more, 90 nm or more, 100 nm or more, 110 nm or more, 120 nm or more, 130 nm or more, 140 nm or more, 150 nm or more, 160 nm At least 170 nm, at least 180 nm, at least 190 nm, or at least 200 nm. If the thickness is satisfied, it may be advantageous to contain a sufficient amount of electrolyte ions that can be used for the electrochromic reaction and to balance the charge with the electrochromic layer.
  • the upper limit of the thickness of the ion storage layer may be, for example, 450 nm or less, 400 nm or less, 350 nm or less, 300 nm or less, or 250 nm or less.
  • the characteristics and configurations of the counter electrode layer 160 and the counter substrate layer 170 may be the same as those of the electrode layer 120 and the substrate layer 110 described above.
  • the electrochromic film may further include a third protective layer on one surface opposite to one surface of the counter substrate layer facing the counter electrode layer. That is, the electrochromic film may sequentially include an ion storage layer 150, a counter electrode layer 160, a counter substrate layer 170, and a third protective layer 230 (see FIG. 1E).
  • adjacent layers may directly contact each other.
  • a third configuration may be interposed between adjacent layers.
  • adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
  • the configuration or characteristics associated with the third protective layer may be the same as that of the above-described protective layer (eg, the first protective layer).
  • the electrochromic film may further include a fourth protective layer between the ion storage layer and the counter electrode layer.
  • the electrochromic film may include an ion storage layer 150, a fourth protective layer 240, a counter electrode layer 160, a counter substrate layer 170, and a third protective layer 230. (See FIG. 1F).
  • adjacent layers may directly contact each other.
  • a third configuration may be interposed between adjacent layers.
  • adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
  • the configuration or characteristics associated with the fourth protective layer may be the same as that of the above-described protective layer (eg, the second protective layer).
  • the third protective layer and the fourth protective layer may include the same or different oxides.
  • the third protective layer and the fourth protective layer may include an oxide of Si.
  • the third protective layer and the fourth protective layer may include an oxide of Al.
  • the third protective layer may include an oxide of Si
  • the fourth protective layer may include an oxide of Al
  • the third protective layer may include an oxide of Al
  • the fourth protective layer may include an oxide of Si.
  • the third protective layer may be a laminate of an oxide layer of Si and an oxide layer of Al.
  • the fourth protective layer may be a laminate of an oxide layer of Si and an oxide layer of Al.
  • these protective layers may include the same or different oxides.
  • the first protective layer and the second protective layer may include the same oxide
  • the third protective layer and the fourth protective layer may include the same oxide.
  • the first protective layer and the third protective layer may include the same oxide
  • the second protective layer and the fourth protective layer may include the same oxide.
  • the first protective layer and the fourth protective layer may include the same oxide
  • the second protective layer and the third protective layer may include the same oxide.
  • the electrochromic film may further include a power source.
  • the method of electrically connecting the power source to the electrochromic film is not particularly limited and may be appropriately made by those skilled in the art.
  • the power source may apply a voltage of 2.0 V or less, or 1.5 V or less to the film. That is, when driving the electrochromic film having the above configuration, a voltage in the range of -2.0 to +2.0 V or a voltage in the range of -1.5 to +1.5 V may be applied.
  • the electrochromic film may alternately have a colored and a discolored state.
  • the coloring voltage applied to the electrochromic layer may be negative polarity, and conversely, the color fading voltage may be positive polarity.
  • the voltage which brings about coloring of a film can be called coloring voltage
  • the voltage which brings about decolorization of a film can be called decoloring voltage.
  • the voltage applied by the power source may be a constant voltage.
  • the voltage may alternately apply voltages of -2.0 V and +2.0 V, or voltages of -1.5 V and +1.5 V to the electrochromic film.
  • the time for which the decolorization voltage is applied and the time for applying the coloring voltage may be 60 seconds (s) or less, respectively.
  • the time for which each voltage is applied may be 60 seconds, 50 seconds, 40 seconds or 30 seconds.
  • one cycle of discoloration and one coloration process according to the polarity change of the applied voltage is 1 cycle.
  • the period of the cycle may be 120 seconds, which is the sum of 60 seconds of applying the coloring voltage and 60 seconds of applying the discoloring voltage.
  • the transmittance can be measured using known apparatus and methods. For example, known devices such as Solidspec 3700 or ellipsometers can be used to measure the transmittance of electrochromic films.
  • the electrochromic film including the protective layer may have excellent driving durability.
  • the electrochromic film may be a film that satisfies 45% or more of the difference ( ⁇ T 1000'th ) of the transmittance at the time of coloration and the transmittance at the time of discoloration even after 1,000 cycles have elapsed.
  • the electrochromic film may be a film satisfying 90% or more or 95% or more of a driving capacity or a cycle capacity calculated by the following equation.
  • ⁇ T 1'st is the difference in transmittance between the color transmittance and the decolorization transmittance of the electrochromic film during the first cycle driving
  • ⁇ T 1000'th means the difference in transmittance between the color transmittance and the decolorization transmission during the thousandth cycle driving.
  • the voltage applied during driving may be 1.5 V or less
  • each time of applying the coloring voltage and the decolorizing voltage forming one cycle may be 60 seconds or less.
  • the protective film of the present application including the protective layer can suppress deterioration due to decomposition or dissolution of the layer constituting the electrochromic film, a reduction ratio of ⁇ T 1000'th to ⁇ T 1'st This 10% or less can be satisfied. That is, according to the present application, an electrochromic film having excellent long term driving durability is provided.
  • the present application relates to a method of manufacturing an electrochromic film.
  • the method may include forming a first protective layer on one surface of the substrate layer, and sequentially forming an electrode layer and an electrochromic layer on the other surface of the substrate layer.
  • the first protective layer includes at least one of Si oxide and Al oxide, and other materials included in each of the electrode layer, the electrochromic layer, and the base layer are the same as those described above with respect to the electrochromic film.
  • the method of forming the first protective layer on the substrate layer may be deposition.
  • the first protective layer may be formed by sputter deposition.
  • the conditions for forming a stable thin film are not particularly limited, but for example, the sputtering deposition for forming the protective layer may be performed under a process pressure within a range of 5 to 40 mTorr and a power condition within a range of 50 to 350 W. It may be made while flowing oxygen (O 2 ) at a predetermined flow rate.
  • sputtering deposition for forming the first protective layer may be performed while adjusting the flow rate of the gas to a predetermined range.
  • the sputtering deposition may be performed by flowing oxygen (O 2 ) in a vacuum state and generating an argon (Ar) plasma to a metal target (Si or Al) to form a protective layer on the base layer.
  • the flow rate of oxygen and argon or the ratio between them may be adjusted.
  • sputtering deposition for forming the first protective layer may be performed under a condition that the flow rate of oxygen (O 2 ) is 5.0 sccm or more.
  • the value of the extinction coefficient may exceed 0.1.
  • the protective layer is less likely to have an extinction coefficient value of less than 0.1 at a wavelength in the range of 380 to 780 nm, specifically at a wavelength of 400 nm or 550 nm.
  • the flow rate of oxygen (O 2 ) injected into the space where the sputtering process is performed is at least 5.5 sccm, at least 6.0 sccm, at least 6.5 sccm, at least 7.0 sccm, at least 7.5 sccm, at least 8.0 sccm, at least 8.5 sccm, at least 9.0 sccm. , At least 9.5 sccm or at least 10.0 sccm.
  • the upper limit of the flow rate is not particularly limited, but may be, for example, 20 sccm or less or 15 sccm or less.
  • the ratio of the injection flow rate of oxygen (O 2 ) and argon (Ar) during the sputtering deposition for forming the first protective layer may be adjusted. Specifically, assuming that the flow rates of argon (Ar) and oxygen (O 2 ) injected into the space where the sputtering process is performed are flow rates of A sccm and B sccm, these flow rate ratios A (Ar) / B (O 2 ) are And may be maintained in the range of 1.5 to 7.
  • the flow rate ratio A (Ar) / B (O 2 ) may be 1.6 or more, 1.7 or more or 1.8 or more, the upper limit is, for example, 6.5 or less, 6.4 or less, 6.3 or less, 6.2 or less, 6.1 or less, 6.0 or less, 5.9 or less, 5.8 or less, or 5.7 or less.
  • the method of forming the electrode layer is not particularly limited.
  • the electrode layer may be formed on the base layer by a deposition method.
  • the electrode layer may be formed on the base layer through thermocompression bonding to a metal film or a metal mesh electrode manufactured separately.
  • the electrode layer may be formed through a predetermined etching (etching) after the metal thin film is formed.
  • the electrochromic layer may be formed by deposition.
  • deposition For example, sputter deposition can be used.
  • the deposition conditions are not particularly limited and may be made while controlling the process conditions according to the type of electrochromic material used.
  • the method includes forming a first protective layer on one surface of the substrate layer, and sequentially forming an electrode layer, a second protective layer, and an electrochromic layer on the other surface of the substrate layer. It may include.
  • the second protective layer may be formed in the same manner as the first protective layer described above.
  • first protective layer / substrate layer / electrode layer / electrochromic layer or first protective layer / substrate layer / electrode layer / second protective layer / electrochromic layer may be referred to as an upper laminate. have.
  • the method may further comprise manufacturing a lower laminate.
  • the lower laminate may have a stacked structure of a third protective layer / relative base layer / relative electrode layer / ion storage layer.
  • the lower laminate may have, for example, a laminated structure of a third protective layer / relative base layer / relative electrode layer / fourth protective layer / ion storage layer.
  • the method may include forming a third protective layer on one surface of the counter substrate layer, and sequentially forming the counter electrode layer and the ion storage layer on the other surface of the counter substrate layer. have.
  • the method includes forming a third protective layer on one surface of the counter substrate layer, and sequentially forming a counter electrode layer, a fourth protective layer, and an ion storage layer on the other surface of the counter substrate layer. It may include the step.
  • the method of forming the third protective layer or the fourth protective layer included in the lower laminate may be the same as that of the first protective layer described above.
  • the material included in each of the counter electrode layer, the ion storage layer, and the counter substrate layer, and a method of forming them may also be the same as described above.
  • the method may further include bonding the upper stack and the lower stack through the electrolyte layer.
  • the bonding method may be made through, for example, known lamination and the like, and is not particularly limited.
  • the material included in the electrolyte layer is the same as described above with respect to the electrochromic film.
  • an electrochromic film excellent in driving durability can be provided.
  • FIG. 1 schematically illustrates the structure of an electrochromic film including a protective layer according to an example of the present application.
  • FIG. 2 is a graph showing the extinction coefficient k and the refractive index n of the protective layers of Preparation Examples 1 to 3.
  • FIG. The extinction coefficient k showing all zero values (consistent with the horizontal axis of the graph) in all three preparation examples is not shown in FIG. 2.
  • the curves drawn relate to Preparation Example 3 (93.8 nm thickness), Preparation Example 2 (62.4 nm thickness), and Preparation Example 1 (36.0 nm thickness) in order from the top.
  • a silicon oxide layer (SiOx layer) about 36 nm thick was formed. Specifically, the silicon oxide layer was formed through sputter deposition while flowing oxygen at a process pressure of about 20 mTorr and about 200 W power. At this time, the flow rate of oxygen was maintained at about 5.5 sccm, and the injection flow rate ratio (Ar / O 2 ) of oxygen and argon was maintained at about 6.
  • deposition time was increased to form silicon oxide layers of about 62.4 nm and about 93.8 nm thickness on two different silicon wafers.
  • a silicon oxide layer having a thickness of about 50 nm was prepared in the same manner, except that the flow rate of oxygen was adjusted to 3 sccm and the flow rate ratio of oxygen and argon (Ar / O 2 ) was about 11 when forming the silicon oxide layer. Formed.
  • Preparation of the upper laminate (WO3 / ITO / PET / AlOx) : An aluminum oxide layer (AlOx, about 15 nm thick) was formed on one surface of the PET substrate, and ITO on the opposite surface of the PET substrate on which the aluminum oxide was formed. A layer (thickness about 50 nm) and a tungsten oxide layer (WO 3, thickness about 360 nm) were formed in sequence. The aluminum oxide layer was formed in the same manner as in Production Example 1 except that the target metal and the base layer were different.
  • Preparation of the lower laminate NiOx / ITO / PET / AlOx: forming the other of the PET base material nickel oxide layer formed on one surface (NiOx, about 200 nm thick) and an ITO layer (about 50 nm thick), and the opposite of PET An aluminum oxide layer (AlOx, about 15 nm thick) was formed on one surface.
  • the aluminum oxide layer was formed in the same manner as in Production Example 1 except that the target metal and the base layer were different.
  • electrochromic film An electrochromic film (AlOx / PET / ITO / NiOx / electrolyte layer / WO 3 / ITO / PET / AlOx) was prepared by bonding an upper laminate and a lower laminate through an electrolyte layer. At this time, an electrolyte layer containing propylene carbonate (PC) and LiClO 4 (1M) was used.
  • PC propylene carbonate
  • LiClO 4 (1M) LiClO 4
  • an electrochromic film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the protective layer material, the stacking order, and the presence or absence of the protective layer were different.
  • the thickness of the silicon oxide (SiOx) layer was about 10 nm.
  • the transmittance was specified while alternately applying voltages of -1.5 V and +1.5 V at 60 second intervals, respectively.
  • each cycle is stabilized by driving about 10 cycles from the initial voltage application, and the change in the coloration and decolorization transmittance difference according to the increase in the number of cycles from subsequent cycles was measured (see FIG. 3).
  • Table 2 the difference in coloration and decolorization transmittance ( ⁇ T 1'st ) of the first cycle after stabilization and the difference in coloration and decolorization transmittance ( ⁇ T 1000'th ) of the thousandth cycle was recorded.
  • the transmittance was measured using a haze meter (solidspec 3700).

Abstract

The present application relates to an electrochromic film. An electrochromic film having a predetermined configuration according to one embodiment of the present application has excellent long-term driving durability and provides excellent visibility of changes in optical properties of the film.

Description

전기변색필름Electrochromic film
관련출원과의 상호인용Citation with Related Applications
본 출원은 2018년 04월 09일 자 한국 특허 출원 제10-2018-0040886호 및 2019년 04월 05일 자 한국 특허 출원 제10-2019-0039881호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2018-0040886 dated April 09, 2018 and Korean Patent Application No. 10-2019-0039881 dated April 05, 2019. All content disclosed in the application document is included as part of this specification.
기술분야Field of technology
본 출원은 전기변색필름에 관한 것이다.The present application relates to an electrochromic film.
전기변색이란 전기 화학적 산화 또는 환원 반응에 의하여 전기변색 활성 물질의 광학적 성질이 변하는 현상을 말한다. 상기 전기변색 활성 물질은, 외부에서 전압이 인가될 때 발생하는 전자 이동이나 산화/환원 반응의 결과로, 예를 들어, 고유의 색이나 투과도와 같은 광학적 성질이 변화할 수 있다. 상기와 같은 현상을 이용하는 전기변색소자는 배터리와 같이 크게 작업전극, 상대 전극, 및 전해질로 구성된다. 이때 무기물 기반의 전기변색 물질은, ITO와 같은 투명 도전성 전극 상에 필름 또는 막 형태로 형성되는 것이 일반적이다.Electrochromic refers to a phenomenon in which the optical properties of an electrochromic active material are changed by an electrochemical oxidation or reduction reaction. The electrochromic active material may change optical properties such as intrinsic color or transmittance, for example, as a result of electron transfer or oxidation / reduction reaction occurring when a voltage is applied from the outside. The electrochromic device using the above phenomenon is largely composed of a working electrode, a counter electrode, and an electrolyte like a battery. In this case, the inorganic-based electrochromic material is generally formed in a film or film form on a transparent conductive electrode such as ITO.
구체적으로, 전기변색필름에 특정 전위를 인가하면, Li+과 같은 이온이 전해질 내에서 전기변색 물질 함유 층으로 삽입 및/또는 그 층에서 탈리되고, 이와 동시에 외부 회로를 통해 이동하는 전자 역시 상기 전기변색 물질 함유 층 내의 화학반응에 관여하면서 전기변색 물질의 전자 밀도가 변화하고, 그 결과 해당 층의 색이 변하면서 광학적 성질도 변화한다. 변색을 통한 광학적 성질 변화의 모습 중에서, 소자의 광 투과율이 낮아진 상태를 착색되었다(colored)고 표현하고, 소자의 광 투과율이 높아진 상태를 탈색되었다(bleached)고 표현한다.Specifically, when a specific potential is applied to the electrochromic film, ions such as Li + are inserted into and / or desorbed from the electrochromic material-containing layer in the electrolyte, and at the same time, electrons traveling through an external circuit are also subjected to the electrolysis. The electron density of the electrochromic material changes as it participates in the chemical reaction in the color change material-containing layer, and as a result, the optical properties change as the color of the layer changes. In the state of the optical property change through discoloration, the state in which the light transmittance of the device is lowered is represented as colored, and the state in which the light transmittance of the device is increased is represented as bleached.
상기와 같이 전기변색소자의 광학적 성질 변화는 전극에 인가되는 전압의 극성 변화를 통해 반복될 수 있다. 따라서, 착색 및 탈색의 반복, 즉 소자의 구동 사이클이 증가하는 경우에도 소자의 광학적 성질 변화의 정도가 저하하지 않고 유지될 필요가 있다.As described above, the change in the optical properties of the electrochromic device may be repeated through the change in the polarity of the voltage applied to the electrode. Therefore, even when the repetition of coloring and discoloration, that is, the driving cycle of the device increases, the degree of change in the optical properties of the device needs to be maintained without deterioration.
또한, 용도, 심미적 이유, 또는 다양한 고객의 취향을 확보하는 관점에서, 변색 물질의 색 변화를 왜곡하지 않고 사용자가 필름의 색 변화를 뚜렷하게 시인할 수 있게 하는 변색 필름이 필요하다.There is also a need for a discoloration film that allows the user to clearly see the color change of the film without distorting the color change of the discoloring material, in terms of use, aesthetic reasons, or a variety of customer preferences.
본 출원의 일 목적은 장시간 구동 특성, 즉 구동 내구성이 우수한 전기변색필름을 제공하는 것이다.One object of the present application is to provide an electrochromic film having excellent driving characteristics, that is, excellent driving durability.
본 출원의 다른 목적은, 전기변색 물질의 광학적 특성 변화를 왜곡하지 않고 사용자에게 뚜렷하게 전달할 수 있는 전기변색필름을 제공하는 것이다.Another object of the present application is to provide an electrochromic film that can be clearly transmitted to a user without distorting the optical property change of the electrochromic material.
본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.The above and other objects of the present application can all be solved by the present application described in detail below.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 전기변색필름에 관한 것이다. In one example of the present application, the present application relates to an electrochromic film.
상기 전기변색필름은, 전기변색층, 전극층 및 기재층을 포함한다. 구체적으로, 상기 전기변색필름은 전기변색층, 전극층, 및 기재층을 순차로 포함한다. 상기 전기변색층은 산화 또는 환원 반응에 의해 고유의 색이 변화할 수 있는 전기변색 물질을 함유하는 층이다. The electrochromic film includes an electrochromic layer, an electrode layer, and a base layer. Specifically, the electrochromic film includes an electrochromic layer, an electrode layer, and a base layer in sequence. The electrochromic layer is a layer containing an electrochromic material capable of changing its intrinsic color by oxidation or reduction.
구동 시간(또는 구동 사이클)이 증가하면서 전기변색층의 착색과 탈색이 반복되면, 전기변색필름 내부에는 산성 또는 염기성 환경이 조성될 수 있다. 그런데, 모든 전기변색 물질이 산성 또는 염기성 환경에 대하여 충분한 내구성을 갖는 것은 아니다. 예를 들어, 소자 구동 중 전해액 염의 일부 성분(예: Cl, F)이 화학 반응하면서 산성에 가까운 환경이 조성되는 경우, Ni, Co 또는 Mn 등을 포함하는 전기변색 물질은 그 구조가 붕괴될 수 있다. 또한, 상기 물질을 포함하는 층 역시 열화(degradation)할 수 있다. 이는, 전극층 용출에 영향을 줄 수 있고, 전기변색 소자나 필름을 구성하는 각 층의 박리 문제를 야기하기도 한다. 결국, 구동 시간이 증가함에 따라, 소자의 구동 내구성이 급격히 저하하는 문제가 있다. When coloring and decolorization of the electrochromic layer are repeated while the driving time (or driving cycle) is increased, an acidic or basic environment may be formed inside the electrochromic film. However, not all electrochromic materials have sufficient durability against acidic or basic environments. For example, when some components of the electrolyte salt (eg, Cl, F) are chemically reacted while the device is being driven, and an environment near to acid is formed, electrochromic materials including Ni, Co, or Mn may collapse. have. In addition, the layer comprising the material may also degrade. This may affect the dissolution of the electrode layer, and may cause a problem of peeling of each layer constituting the electrochromic device or the film. As a result, as the driving time increases, there is a problem that the driving durability of the device is drastically lowered.
한편, 변색 물질이 가질 수 있는 색 변화는 물질 고유의 특성이기 때문에, 변색필름이 구현하는 색과 관련하여 사용자로부터 요구되는 색이 특정되어 있거나 특정 용도에서 사용되는 색이 한정적인 경우에는, 내구성만 고려하여 내구성이 우수하다고 알려진 변색 물질만을 선정하여 사용하는 것이 쉽지 않다. On the other hand, since the color change that the discoloration material may have is a property inherent in the material, when the color required by the user is specified or the color used in the specific application is limited in terms of the color implemented by the discoloration film, only durability is achieved. It is difficult to select and use only discoloring materials that are known to have excellent durability.
상기와 같은 문제점을 고려하여, 본 출원의 발명자는 변색 물질에 의한 광학적 특성 변화가 왜곡되지 않고 사용자에게 뚜렷하게 전달될 수 있으면서도 내구성이 우수한 전기변색필름을 개발하기에 이르렀다. 이와 관련하여, 본 출원의 전기변색필름은 하기 설명되는 특성의 보호층을 소정 위치에 포함한다.In view of the above problems, the inventors of the present application have led to the development of an electrochromic film having excellent durability while being able to be clearly transmitted to the user without distorting the optical property change caused by the color change material. In this regard, the electrochromic film of the present application includes a protective layer having the characteristics described below in a predetermined position.
본 출원 전기변색필름에 사용되는 보호층은 금속산화물을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 보호층은 적어도 Si 산화물(SiOx) 및 Al의 산화물(AlOx) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 출원에서 금속산화물이란, 실질적으로 금속 성분과 산소 성분만을 포함하는 경우를 의미하며, 금속 산질화물과는 구별되는 의미로 사용된다. 산질화물인 경우, 하기 설명되는 투과성(투명성)이나 소멸계수를 만족하지 못할 수 있기 때문이다.The protective layer used in the electrochromic film of the present application may include a metal oxide. More specifically, the protective layer may include at least one of Si oxide (SiO x ) and Al oxide (AlO x ). In the present application, the metal oxide means a case containing substantially only a metal component and an oxygen component, and is used in a meaning distinguished from a metal oxynitride. This is because the oxynitride may not satisfy the permeability (transparency) or extinction coefficient described below.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 Si 산화물의 단일층 형태 또는 Al 산화물의 단일층 형태를 가질 수 있다.In one example, the protective layer may have a single layer form of Si oxide or a single layer form of Al oxide.
또 하나의 예시에서, 상기 보호층은 Si 산화물의 단일층과 Al 산화물 단일층이 직접 접하면서 적층된 형태를 가질 수 있다.In another example, the protective layer may have a form in which a single layer of Si oxide and a single layer of Al oxide are directly contacted and stacked.
또 하나의 예시에서, 상기 보호층은 Si 산화물과 Al 산화물을 하나의 층에 포함한 형태를 가질 수도 있다.In another example, the protective layer may have a form including Si oxide and Al oxide in one layer.
상기 보호층에 포함되는 Si 산화물(SiOx) 또는 Al의 산화물(AlOx) 중 산소 함량(atomic%)은 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 상기 보호층의 산화물은 하기 설명되는 특성을 만족하고, 동시에 인접하는 층과의 적절한 부착성을 가질 수 있는 수준에서 화학양론비적으로 안정한 함량만큼 산소를 포함할 수 있다.The oxygen content (atomic%) in Si oxide (SiO x ) or Al oxide (AlO x ) included in the protective layer is not particularly limited. For example, the oxide of the protective layer may contain oxygen in a stoichiometrically stable content at a level that satisfies the characteristics described below and at the same time can have adequate adhesion with adjacent layers.
본 출원에서 상기 구성을 갖는 보호층은 투광성을 갖는 층일 수 있다. 구체적으로, 상기 보호층은 380 내지 780 nm 범위의 가시광 파장에서 측정된 소멸계수(extinction coefficient: k)가 0.1 미만인 층일 수 있다. 상기 소멸계수(k)는 -λ/4πI(dI/dx)로 계산될 수 있다. 즉, 소멸계수(k)는 보호층 내에서 경로 단위길이(dx), 예컨대 1 m 당 빛의 강도의 감소분율 dI/I에 λ/4π를 곱한 값이다. 여기서 λ는 빛의 파장이다. 상기 소멸계수 범위는 상기 파장 대에서 측정된 소멸계수 값 중 최대 값의 상한이 0.1 미만인 경우 및 각 파장대에서 측정된 소멸계수 값의 산술평균값이 0.1 미만인 경우를 모두 포함할 수 있다.In the present application, the protective layer having the above configuration may be a layer having transparency. Specifically, the protective layer may be a layer having an extinction coefficient (k) of less than 0.1 measured at a wavelength of visible light in the range of 380 to 780 nm. The extinction coefficient k may be calculated as −λ / 4πI (dI / dx). In other words, the extinction coefficient k is a value obtained by multiplying λ / 4π by the reduction ratio dI / I of the light intensity per path unit length dx in the protective layer, for example, 1 m. Where λ is the wavelength of light. The extinction coefficient range may include both the upper limit of the maximum value of the extinction coefficient value measured in the wavelength band less than 0.1 and the case where the arithmetic mean value of the extinction coefficient value measured in each wavelength band is less than 0.1.
상기 소멸계수는 흡수계수(absorption coefficient)라고도 호칭될 수 있고, 특정 파장에서 해당 구성이 빛을 얼마나 강하게 흡수하는지를 정의하거나, 보호층의 투과도를 가늠할 수 있는 인자이다. 예를 들어, 소멸계수가 상기 값을 만족하는 경우에는 투명하다고 볼 수 있다. 그리고, 소멸계수가 상기 값을 만족하지 않고, 예를 들어 0.1을 초과하거나 더 증가하여 0.2 이상인 경우에는 광의 투과 정도가 점점 작아지면서 흡광성이나 반사성이 강해질 수 있다. 반사성이 증가하는 경우 변색 물질의 색 변화가 왜곡될 수 있고, 흡광성이 증가하는 경우에는 필름의 색변화를 시인하기 어렵다. 즉, 보호층이 상기 소멸계수 범위를 만족하는 경우 상기 보호층은 충분한 투광성 또는 투명성을 가질 수 있고, 그에 따라 전기변색층의 광학 특성 변화가 왜곡되지 않고 사용자에게 뚜렷하게 시인될 수 있다.The extinction coefficient may also be referred to as an absorption coefficient, and is a factor that defines how strongly the composition absorbs light at a specific wavelength or estimates the transmittance of the protective layer. For example, if the extinction coefficient satisfies the above value, it can be considered transparent. In addition, when the extinction coefficient does not satisfy the above value, for example, exceeds 0.1 or increases to 0.2 or more, the light transmittance may decrease and the light absorbency or reflectivity may become strong. When the reflectivity is increased, the color change of the discoloration material may be distorted, and when the light absorbency is increased, it is difficult to visually recognize the color change of the film. That is, when the protective layer satisfies the extinction coefficient range, the protective layer may have sufficient light transmittance or transparency, and thus the change in the optical properties of the electrochromic layer may be clearly visible to the user without distortion.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 380 nm 파장에서 측정된 소멸계수(K380)가 0.1 미만인 층일 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having an extinction coefficient K 380 of less than 0.1 measured at a wavelength of 380 nm.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 400 nm 파장에서 측정된 소멸계수(K400)가 0.1 미만인 층일 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having an extinction coefficient (K 400 ) measured at a wavelength of 400 nm less than 0.1.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 550 nm 파장에서 측정된 소멸계수(K550)가 0.1 미만인 층일 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having an extinction coefficient K 550 of less than 0.1 measured at a wavelength of 550 nm.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 780 nm 파장에서 측정된 소멸계수(K780)가 0.1 미만인 층일 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having an extinction coefficient K 780 of less than 0.1 measured at a wavelength of 780 nm.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 소멸계수가 「0(=zero)」인 층일 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층은 380 내지 780 nm 범위에서, 구체적으로는 380 nm, 400 nm, 550 nm, 및/또는 780 nm 범위에서 측정된 소멸계수가 0(=zero)인 층일 수 있다. 소멸계수 값이 「0」이라는 것은 소멸계수가 실질적으로 0 이거나 0 에 가까운 경우를 의미하는 것으로, 예를 들어, 보호층의 소멸계수가 0.01 이하인 경우, 0.001 이하인 경우, 또는 0.0001 이하인 경우를 포함할 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having an extinction coefficient of "0 (= zero)". For example, the protective layer may be a layer having an extinction coefficient of 0 (= zero) measured in the range of 380 to 780 nm, specifically, in the range of 380 nm, 400 nm, 550 nm, and / or 780 nm. When the extinction coefficient value is "0", it means that the extinction coefficient is substantially zero or close to zero. For example, when the extinction coefficient of the protective layer is 0.01 or less, 0.001 or less, or 0.0001 or less. Can be.
보호층이 상기 소멸계수를 만족하고, 투광성을 갖는 경우라면, Si 산화물 및 Al 산화물 외에도 다른 성분을 소량 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층은 Al 산화물 또는 Si 산화물 외에도, In, Ti 또는 Sn 등의 산화물을 추가로 포함할 수 있다. 이때, 「소량」이란, 보호층 전체 중량을 기준으로, Al 산화물(또는 Si 산화물) 외에 포함되는 성분의 함량이 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.1 중량% 이하 또는 0.01 중량% 이하인 경우를 의미할 수 있다.When the protective layer satisfies the extinction coefficient and has light transmittance, a small amount of other components may be included in addition to the Si oxide and the Al oxide. For example, the protective layer may further include an oxide such as In, Ti, or Sn, in addition to Al oxide or Si oxide. In this case, the term "small amount" means that the content of components other than Al oxide (or Si oxide) is 10 wt% or less, 5 wt% or less, 1 wt% or less, 0.1 wt% or less, or 0.01 based on the total weight of the protective layer. It may mean the case that the weight% or less.
하나의 예시에서, 상기 소멸계수를 만족하는 보호층의 굴절률(n)은 1.50 내지 2.50 범위 내 일 수 있다. 상기 굴절률은 380 내지 780 nm 범위의 가시광 파장에서 측정된 굴절률일 수 있다. 굴절률은 공지의 장치나 방법을 이용하여 계산 또는 측정될 수 있다. 예를 들어, 보호층의 표면에서 입사하는 빛의 각도를 θ1이라 하고, 보호층의 내부에서 빛의 굴절각을 θ2라고 하는 경우, sinθ1/sinθ2를 계산하여 굴절율 값을 확인할 수 있다. 이때, θ1과 θ2를 측정하는 기준면(또는 기준선)은 동일하다. 상기 범위 굴절률을 만족하는 보호층을 포함하는 전기변색소자는 우수한 시인성을 가질 수 있다.In one example, the refractive index (n) of the protective layer satisfying the extinction coefficient may be in the range of 1.50 to 2.50. The refractive index may be a refractive index measured at a visible light wavelength in the range of 380 to 780 nm. The refractive index can be calculated or measured using a known apparatus or method. For example, when the angle of light incident on the surface of the protective layer is θ 1 , and the refractive angle of light inside the protective layer is θ 2 , the refractive index value can be confirmed by calculating sin θ 1 / sin θ 2 . At this time, the reference plane (or reference line) for measuring θ 1 and θ 2 is the same. An electrochromic device including a protective layer that satisfies the range refractive index may have excellent visibility.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 380 nm 에서 측정된 굴절률(n380)이 1.50 내지 2.50 범위인 층일 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having a refractive index (n 380 ) measured at 380 nm ranging from 1.50 to 2.50.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 400nm 에서 측정된 굴절률(n400)이 1.50 내지 2.50 범위인 층일 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having a refractive index (n 400 ) measured at 400 nm in a range of 1.50 to 2.50.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 550nm 에서 측정된 굴절률(n550)이 1.50 내지 2.50 범위인 층일 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having a refractive index (n 550 ) measured at 550 nm ranging from 1.50 to 2.50.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 780nm 에서 측정된 굴절률(n780)이 1.50 내지 2.50 범위인 층일 수 있다.In one example, the protective layer may be a layer having a refractive index (n 780 ) measured at 780 nm ranging from 1.50 to 2.50.
하나의 예시에서, 상기 파장 범위 또는 각 파장에서 측정된 보호층의 굴절률은 1.55 이상, 1.60 이상, 1.65 이상, 1.70 이상, 1.75 이상, 1.80 이상, 1.85 이상, 1.90 이상, 1.95 이상 또는 2.00 이상일 수 있다. 또한, 상기 보호층 굴절률의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 2.50 이하, 2.45 이하, 2.40 이하, 2.35 이하, 2.30 이하, 2.25 이하, 2.20 이하, 2.10 이하 또는 2.05 이하일 수 있다In one example, the refractive index of the protective layer measured in the wavelength range or each wavelength may be 1.55 or more, 1.60 or more, 1.65 or more, 1.70 or more, 1.75 or more, 1.80 or more, 1.85 or more, 1.90 or more, 1.95 or more, or 2.00 or more. . In addition, the upper limit of the protective layer refractive index is not particularly limited, but may be 2.50 or less, 2.45 or less, 2.40 or less, 2.35 or less, 2.30 or less, 2.25 or less, 2.20 or less, 2.10 or less, or 2.05 or less.
우수한 시인성을 확보할 수 있도록, 보호층의 굴절률은 상기 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.In order to ensure excellent visibility, the refractive index of the protective layer can be appropriately adjusted within the above range.
하나의 예시에서, 상기 보호층의 두께는 1 내지 120 nm 범위일 수 있다. 구체적으로, 상기 보호층은 예를 들어, 5 nm 이상, 10 nm 이상, 20 nm 이상, 30 nm 이상, 35 nm 이상, 40 nm 이상, 45 nm 이상, 50 nm 이상, 55 nm 이상, 60 nm 이상, 65 nm 이상, 70 nm 이상, 75 nm 이상, 80 nm 이상, 85 nm 이상 또는 90 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 두께가 지나치게 얇을 경우에는 핀 홀(pin hole)과 같은 결함으로 인해 보호층의 내구성 등이 저하할 수 있다. 또한, 상기 범위 내에서, 보호층의 두께는 예를 들어, 115 nm 이하, 110 nm 이하, 105 nm 이하, 또는 100 nm 이하일 수 있다.In one example, the thickness of the protective layer may range from 1 to 120 nm. Specifically, the protective layer is, for example, 5 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more, 35 nm or more, 40 nm or more, 45 nm or more, 50 nm or more, 55 nm or more, 60 nm or more , 65 nm or more, 70 nm or more, 75 nm or more, 80 nm or more, 85 nm or more, or 90 nm or more. If the thickness is too thin, the durability of the protective layer may be lowered due to defects such as pin holes. In addition, within the above range, the thickness of the protective layer may be, for example, 115 nm or less, 110 nm or less, 105 nm or less, or 100 nm or less.
상기 보호층은 공지된 건식 또는 습식 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 증착(deposition)과 같은 건식 방법에 의하여 보호층이 형성될 수 있다. 또는, 습식 코팅 방식을 이용하여, 예를 들어, 입자 형태의 Si 산화물(및/또는 Al 산화물) 함유 코팅 조성물을 도포 후 열처리 하는 방식으로 보호층이 형성될 수도 있다. 층의 균일성과 소멸계수를 고려할 때, 증착을 이용하는 것이 바람직할 수 있다.The protective layer may be formed using a known dry or wet method. For example, the protective layer may be formed by a dry method such as deposition. Alternatively, a protective layer may be formed using a wet coating method, for example, by applying a heat treatment after coating the Si oxide (and / or Al oxide) -containing coating composition in the form of particles. Given the uniformity of the layer and the extinction coefficient, it may be desirable to use deposition.
특별히 달리 언급하지 않는 이상, 상기 설명되는 보호층의 구성이나 특성은 하기 설명되는 제 1 보호층 내지 제 4 보호층에도 동일하게 적용된다.Unless stated otherwise, the configuration or properties of the above-described protective layer apply equally to the first to fourth protective layers described below.
하나의 예시에서, 상기 전기변색필름은 전기변색층(130), 전극층(120), 기재층(110) 및 제1 보호층(210)을 순차로 포함할 수 있다(도 1a 참조). 상기 위치에 제 1 보호층이 사용되는 경우, 하기 실시예에서 보여지는 구동 내구성 개선뿐 아니라, 기재층의 파손이나 그로 인한 외부 물질의 침투로부터 전기변색필름을 보호하는데 유리할 수 있다. 또한, 전기변색필름의 광학 특성 변화가 뚜렷하게 시인될 수 있다. 상기 적층 순서를 갖는 경우, 인접하는 층 들은 서로 직접 접할 수 있다. 또는, 인접하는 층들 사이에 제3의 구성이 개재될 수도 있다. 층간 밀착성 및 내구성 확보 차원에서, 인접하는 층들은 서로 직접 접하면서 위치하는 것이 바람직할 수 있다.In one example, the electrochromic film may include an electrochromic layer 130, an electrode layer 120, the base layer 110 and the first protective layer 210 in sequence (see Figure 1a). When the first protective layer is used in this position, it may be advantageous to protect the electrochromic film from breakage of the base layer and infiltration of foreign materials thereby resulting in improvement of driving durability shown in the following examples. In addition, the change in the optical properties of the electrochromic film can be clearly seen. With this stacking order, adjacent layers may directly contact each other. Alternatively, a third configuration may be interposed between adjacent layers. In order to secure interlayer adhesion and durability, adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
하나의 예시에서, 상기 전기변색필름은 제 2 보호층(220)을 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 전기변색필름은 전기변색층(130), 제 2 보호층(220), 전극층(120), 기재층(110) 및 제 1 보호층(210)을 순차로 포함할 수 있다(도 1b 참조). 종래 기술에서는, 구동 사이클 증가에 따라 전해질 이온의 삽입/탈리가 반복되면서 전극층이 인접층으로부터 박리되는 문제가 있었다. 그러나, 본 출원에서와 같이, 제 2 보호층이 소정 위치에 사용되는 경우에는 전극층의 박리 문제가 보완되고, 전기변색필름의 장기 구동 내구성이 개선될 수 있다. 또한, 전기변색필름의 광학 특성 변화가 뚜렷하게 시인될 수 있다. 상기 적층 순서를 갖는 경우, 인접하는 층 들은 서로 직접 접할 수 있다. 또는, 인접하는 층들 사이에 제3의 구성이 개재될 수도 있다. 층간 밀착성 및 내구성 확보 차원에서, 인접하는 층들은 서로 직접 접하면서 위치하는 것이 바람직할 수 있다.In one example, the electrochromic film may further include a second protective layer 220. Specifically, the electrochromic film may include the electrochromic layer 130, the second protective layer 220, the electrode layer 120, the base layer 110 and the first protective layer 210 in sequence (Fig. 1b). In the prior art, there has been a problem that the electrode layer is peeled from the adjacent layer while the insertion / desorption of electrolyte ions is repeated as the driving cycle increases. However, as in the present application, when the second protective layer is used at a predetermined position, the peeling problem of the electrode layer may be compensated for, and the long-term driving durability of the electrochromic film may be improved. In addition, the change in the optical properties of the electrochromic film can be clearly seen. With this stacking order, adjacent layers may directly contact each other. Alternatively, a third configuration may be interposed between adjacent layers. In order to secure interlayer adhesion and durability, adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
전기변색필름이 제 1 보호층과 제 2 보호층을 모두 포함하는 경우, 제 1 보호층과 제 2 보호층은 서로 동일하거나 상이한 산화물을 포함할 수 있다.When the electrochromic film includes both the first protective layer and the second protective layer, the first protective layer and the second protective layer may include the same or different oxides.
하나의 예시에서, 제 1 보호층과 제 2 보호층은 Si의 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 제 1 보호층과 제 2 보호층은 Al의 산화물을 포함할 수 있다.In one example, the first protective layer and the second protective layer may include an oxide of Si. Alternatively, the first protective layer and the second protective layer may include an oxide of Al.
또 하나의 예시에서, 제 1 보호층은 Si의 산화물을 포함하고, 제 2 보호층은 Al의 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 제 1 보호층이 Al의 산화물을 포함하고, 제 2 보호층은 Si의 산화물을 포함할 수 있다.In another example, the first protective layer may include an oxide of Si, and the second protective layer may include an oxide of Al. Alternatively, the first protective layer may include an oxide of Al, and the second protective layer may include an oxide of Si.
또 하나의 예시에서, 상기 제 1 보호층은 Si의 산화물을 포함하는 층과 Al의 산화물을 포함하는 층의 적층체일 수 있다. 또한, 상기 제 2 보호층은 Si의 산화물을 포함하는 층과 Al의 산화물을 포함하는 층의 적층체일 수 있다.In another example, the first protective layer may be a laminate of a layer containing an oxide of Si and a layer containing an oxide of Al. In addition, the second protective layer may be a laminate of a layer containing an oxide of Si and a layer containing an oxide of Al.
전기변색층(130)이 포함하는 전기변색 물질의 종류는 특별히 제한되지 않는다.The kind of electrochromic material included in the electrochromic layer 130 is not particularly limited.
하나의 예시에서, 상기 전기변색층은 환원반응시 착색이 일어나는 환원성 변색 물질을 포함할 수 있다. 전기변색층에 사용되는 환원성 변색 물질의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, WO3, MoO3, Nb2O5, Ta2O5 또는 TiO2 등과 같이, Ti, Nb, Mo, Ta 및 W 중 하나 이상의 산화물이 변색 물질로 사용될 수 있다.In one example, the electrochromic layer may include a reducing discoloration material in which coloring occurs during the reduction reaction. The kind of reducing discoloration material used for the electrochromic layer is not particularly limited. For example, oxides of one or more of Ti, Nb, Mo, Ta, and W may be used as the discoloration material, such as WO 3 , MoO 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5, TiO 2, and the like.
하나의 예시에서, 상기 전기변색층은 상기 환원성 무기 변색 물질과는 발색 특성이 상이한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 산화될 때 착색이 이루어지는 산화성 변색 물질이 전기변색층에 포함될 수 있다. 전기변색층에 사용되는 산화성 변색 물질의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 산화성 변색 물질은 LiNiOx, IrO2, NiO, V2O5, LixCoO2 , Rh2O3 또는 CrO3 등과 같이, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, 및 Ir 중에서 선택되는 하나 이상의 산화물일 수 있다. 또는, 예를 들어, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, 및 Ir 중에서 선택되는 하나 이상의 수산화물이 전기변색층의 산화성 변색 물질로 사용될 수 있다. 또는, 프러시안 블루(prussian blue)가 전기변색층의 산화성 변색 물질로 사용될 수도 있다.In one example, the electrochromic layer may include a material that is different in color development properties from the reducing inorganic color change material. That is, an oxidative discoloration material that is colored when oxidized may be included in the electrochromic layer. The kind of oxidative discoloration material used for the electrochromic layer is not particularly limited. For example, the oxidative discoloration material is selected from Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, and Ir, such as LiNiOx, IrO 2 , NiO, V 2 O 5 , LixCoO 2 , Rh 2 O 3, or CrO 3, and the like. It may be one or more oxides. Alternatively, for example, one or more hydroxides selected from Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, and Ir may be used as the oxidative discoloration material of the electrochromic layer. Alternatively, prussian blue may be used as the oxidative discoloration material of the electrochromic layer.
하나의 예시에서, 상기 전기변색층은 50 nm 내지 450 nm 범위의 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 전기변색층의 두께는 100 nm 이상, 150 nm 이상, 200 nm 이상, 250 nm 이상, 300 nm 이상, 또는 350 nm 이상일 수 있다. 상기 두께를 만족하는 경우, 전기변색에 사용될 수 있는 충분한 양의 전해질 이온을 함유할 수 있다.In one example, the electrochromic layer may have a thickness in the range of 50 nm to 450 nm. Specifically, the thickness of the electrochromic layer may be 100 nm or more, 150 nm or more, 200 nm or more, 250 nm or more, 300 nm or more, or 350 nm or more. If the thickness is satisfied, it may contain a sufficient amount of electrolyte ions that can be used for electrochromic.
상기 환원성 또는 산화성 변색 물질을 포함하는 전기변색층의 형성 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 증착(deposition)과 같은 건식 방법에 의하여 전기변색층이 형성될 수 있다. 또는, 습식 코팅 방식을 이용하여, 예를 들어, 입자 형태의 전기변색물질 함유 코팅 조성물을 도포 후 열처리 하는 방식으로 전기변색층이 형성될 수도 있다. 층의 균일성을 고려할 때, 증착을 이용하는 것이 바람직할 수 있다.The method of forming the electrochromic layer including the reducing or oxidative discoloring material is not particularly limited. For example, the electrochromic layer can be formed by a dry method such as deposition. Alternatively, the electrochromic layer may be formed by using a wet coating method, for example, by applying an electrochromic material-containing coating composition in the form of particles and then performing heat treatment. Given the uniformity of the layer, it may be desirable to use deposition.
도전성을 갖는다면, 전극층(120)이 포함하는 재료나 전극층의 형상은 특별히 제한되지 않는다. If it has electroconductivity, the material and the shape of an electrode layer which the electrode layer 120 contains are not specifically limited.
하나의 예시에서, 상기 전극층은 투명 도전성 화합물을 포함할 수 있다. 투명 도전성 화합물의 종류는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), In2O3(indium oxide), IGO(indium galium oxide), FTO(Fluor doped Tin Oxide), AZO(Aluminium doped Zinc Oxide), GZO(Galium doped Zinc Oxide), ATO(Antimony doped Tin Oxide), IZO(Indium doped Zinc Oxide), NTO(Niobium doped Titanium Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 또는 CTO (Cesium Tungsten Oxide) 등이 전극층 형성 재료로 사용될 수 있다.In one example, the electrode layer may include a transparent conductive compound. The kind of the transparent conductive compound is not particularly limited, but for example, indium tin oxide (ITO), indium oxide (In 2 O 3 ), indium galium oxide (IGO), fluor doped tin oxide (FTO), and aluminum (AZO) doped Zinc Oxide (GZO), Galium doped Zinc Oxide (GZO), Antimony doped Tin Oxide (ATO), Indium doped Zinc Oxide (IZO), Niobium doped Titanium Oxide (NTO), Zinc Oxide (ZnO), or Cesium Tungsten Oxide (CTO) Or the like can be used as the electrode layer forming material.
또 하나의 예시에서, 상기 전극층은 금속을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 전극층은 메탈메쉬(metal mesh) 형태를 가질 수 있다. 구체적으로, 전극층은 Ag, Cu, Al, Mg, Au, Pt, W, Mo, Ti, Ni 또는 이들의 합금을 포함하고, 격자 형태를 가질 수 있다. 그러나, 상기 나열된 금속 재료에 제한되는 것은 아니다.In another example, the electrode layer may include a metal. In this case, the electrode layer may have a metal mesh shape. Specifically, the electrode layer may include Ag, Cu, Al, Mg, Au, Pt, W, Mo, Ti, Ni, or an alloy thereof, and may have a lattice form. However, it is not limited to the metal materials listed above.
하나의 예시에서, 상기 전극층은 20 nm 내지 400 nm 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 전극층은 예를 들어, 25 nm 이상, 30 nm 이상, 35 nm 이상, 40 nm 이상, 45 nm 이상, 50 nm 이상, 55 nm 이상 또는 60 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 또한, 상기 전극층은 예를 들어, 350 nm 이하, 300 nm 이하, 250 nm 이하, 200 nm 이하, 150 nm 이하 또는 100 nm 이하의 두께를 가질 수 있다.In one example, the electrode layer may have a thickness in the range of 20 nm to 400 nm. Specifically, the electrode layer may have a thickness of, for example, 25 nm or more, 30 nm or more, 35 nm or more, 40 nm or more, 45 nm or more, 50 nm or more, 55 nm or more, or 60 nm or more. In addition, the electrode layer may have a thickness of, for example, 350 nm or less, 300 nm or less, 250 nm or less, 200 nm or less, 150 nm or less, or 100 nm or less.
하나의 예시에서, 상기 전극층은 60 내지 95 % 범위 내의 투과율을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 전극층은 380 nm 내지 780 nm 파장 범위, 보다 구체적으로는 400 nm 또는 550 nm 파장의 가시광에 대한 투과율이 60 내지 95 % 범위일 수 있다. 상기 투과율은 공지된 헤이즈 미터(haze meter: HM)를 이용하여 측정될 수 있다.In one example, the electrode layer may have a transmittance in the range of 60 to 95%. In detail, the electrode layer may have a transmittance of 60 to 95% of visible light having a wavelength in a range of 380 nm to 780 nm, more specifically, 400 nm or 550 nm. The transmittance can be measured using a known haze meter (HM).
기재층(110)은 전기변색필름에 대한 지지체 역할을 수행한다. 지지체로서 사용할 수 있도록, 상기 기재층은 소정의 강성을 제공할 수 있는 재료, 예를 들어, 유리 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다.The base layer 110 serves as a support for the electrochromic film. In order to be used as a support, the substrate layer may include a material capable of providing a predetermined rigidity, for example, glass or a polymer resin.
하나의 예시에서, 상기 기재층은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 유리를 사용하는 것과 비교할 때, 고분자 수지는 강성과 유연성을 동시에 제공할 수 있는 이점이 있다. 구체적으로, PC(Polycarbonate), PEN(poly(ethylene naphthalate)) 또는 PET(poly(ethylene terephthalate))와 같은 폴리에스테르 필름, PMMA(poly(methyl methacrylate))와 같은 아크릴 필름, 또는 PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene)와 같은 폴리올레핀 필름 등이 기재층 재료로서 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one example, the substrate layer may include a polymer resin. Compared to the use of glass, polymer resins have the advantage of providing both rigidity and flexibility at the same time. Specifically, a polyester film such as polycarbonate (PC), poly (ethylene naphthalate) or PEN (polyester ethylene terephthalate), an acrylic film such as PMMA (poly (methyl methacrylate)), or PE (polyethylene) or A polyolefin film such as PP (polypropylene) may be used as the base layer material, but is not limited thereto.
하나의 예시에서, 상기 기재층은 30 nm 내지 500 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 기재층의 두께는, 예를 들어, 50 nm 이상, 100 nm 이상, 150 nm 이상, 200 nm 이상, 250 nm 이상, 300 nm 이상, 350 nm 이상, 400 nm 이상, 450 nm 이상, 500 nm 이상, 또는 1 ㎛ 이상일 수 있다. 또한, 상기 기재층의 두께 상한은, 예를 들어, 400 ㎛ 이하, 300 ㎛ 이하, 200 ㎛ 이하, 100 ㎛ 이하, 50 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이하 또는 5 ㎛ 이하일 수 있다.In one example, the substrate layer may have a thickness in the range of 30 nm to 500 μm. Specifically, the thickness of the base layer is, for example, 50 nm or more, 100 nm or more, 150 nm or more, 200 nm or more, 250 nm or more, 300 nm or more, 350 nm or more, 400 nm or more, 450 nm or more, 500 nm or more, or 1 μm or more. In addition, the upper limit of the thickness of the substrate layer may be, for example, 400 μm or less, 300 μm or less, 200 μm or less, 100 μm or less, 50 μm or less, 10 μm or less, or 5 μm or less.
하나의 예시에서, 상기 기재층은 60 내지 95 % 범위 내의 투과율을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 기재층은 380 nm 내지 780 nm 파장 범위, 보다 구체적으로는 400 nm 또는 550 nm 파장의 가시광에 대한 투과율이 60 내지 95 % 범위일 수 있다. 상기 투과율은 공지된 헤이즈 미터(haze meter: HM)를 이용하여 측정될 수 있다.In one example, the base layer may have a transmittance in the range of 60 to 95%. Specifically, the base layer may have a transmittance of 60 to 95% of visible light having a wavelength in a range of 380 nm to 780 nm, more specifically, 400 nm or 550 nm. The transmittance can be measured using a known haze meter (HM).
하나의 예시에서, 상기 전기변색필름은 전해질층(140), 이온저장층(150), 상대 전극층(160) 및 상대 기재층(170)을 순차로 더 포함할 수 있다(도 1c 또는 1d 참조). 이 경우 전해질층은, 상기 전극층의 일면과 마주하는 전기변색층 일면의 반대 일면 상에 위치할 수 있다. 본 출원에서, 층간 적층 위치와 관련하여 사용되는 「상」 또는 「상에」라는 용어는, 어떤 구성이 다른 구성 바로 위에 형성(인접하는 구성이 접촉함)되는 경우뿐 아니라 이들 구성 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다. 층간 밀착성 및 내구성 확보 차원에서, 인접하는 층들은 서로 직접 접하면서 위치하는 것이 바람직할 수 있다.In one example, the electrochromic film may further include an electrolyte layer 140, an ion storage layer 150, a counter electrode layer 160, and a counter substrate layer 170 in sequence (see FIG. 1C or 1D). . In this case, the electrolyte layer may be located on one surface opposite to one surface of the electrochromic layer facing one surface of the electrode layer. In the present application, the term "phase" or "phase" as used in connection with the interlayer stacking position is not only used when a certain structure is formed directly above another structure (but adjacent components are in contact), It means to include until the configuration of the interposition. In order to secure interlayer adhesion and durability, adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
전해질층(140)은 전기변색 반응에 관여하는 전해질 이온을 제공하는 구성이다. 상기 전해질 이온은, 예를 들어, H+, Li+, Na+, K+, Rb+, 또는 Cs+ 와 같은 1가 양이온일 수 있다.The electrolyte layer 140 is configured to provide electrolyte ions involved in the electrochromic reaction. The electrolyte ion may be, for example, a monovalent cation such as H + , Li + , Na + , K + , Rb + , or Cs + .
본 출원에서 전해질의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 액체 전해질, 겔 폴리머 전해질 또는 무기 고체 전해질이 제한 없이 사용될 수 있다. 또한, 상기 전해질은 상기 전극층 또는 투광성 필름과 함께 적층될 수 있도록 하나의 층 또는 필름 형태로 사용될 수 있다.The type of electrolyte in the present application is not particularly limited. For example, liquid electrolytes, gel polymer electrolytes or inorganic solid electrolytes can be used without limitation. In addition, the electrolyte may be used in the form of one layer or film to be laminated together with the electrode layer or the light transmitting film.
1가 양이온, 즉 H+, Li+, Na+, K+, Rb+, 또는 Cs+ 을 제공할 수 있는 화합물을 포함할 수 있다면, 전해질층에 사용되는 전해질염의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 전해질층은 LiClO4, LiBF4, LiAsF6, LiPF6, LiCl, LiBr, LiI, LiB10Cl10, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, 또는 (CF3SO2)2NLi와 같은 리튬염 화합물; 또는 NaClO4와 같은 나트륨염 화합물을 포함할 수 있다.The type of electrolyte salt used in the electrolyte layer is not particularly limited, as long as it can include a compound capable of providing a monovalent cation, that is, H + , Li + , Na + , K + , Rb + , or Cs + . For example, the electrolyte layer is LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiCl, LiBr, LiI, LiB 10 Cl 10 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , Lithium salt compounds such as CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, or (CF 3 SO 2 ) 2 NLi; Or sodium salt compounds such as NaClO 4 .
하나의 예시에서, 전해질층은 Cl 또는 F 원소 함유 화합물을 전해질염으로서 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 전해질층은 LiClO4, LiBF4, LiAsF6, LiPF6, LiCl, LiB10Cl10, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi 및 NaClO4 중에서 선택되는 하나 이상의 전해질염을 포함할 수 있다. 이러한 전해질염은 구동 중에 가혹한 조건(예: 산성 조건)을 형성할 수 있다. 그러나, 본 출원에서는 소정 구성의 보호층을 사용하기 때문에, 산성 조건에서 발생하는 전기변색물질의 열화가 억제될 수 있다.In one example, the electrolyte layer may comprise a Cl or F element containing compound as the electrolyte salt. Specifically, the electrolyte layer is LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiCl, LiB 10 Cl 10 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , CF 3 SO 3 Li And (CF 3 SO 2 ) 2 NLi and NaClO 4 . Such electrolyte salts can create harsh conditions (eg, acidic conditions) during operation. However, in the present application, since a protective layer having a predetermined configuration is used, deterioration of the electrochromic material generated under acidic conditions can be suppressed.
하나의 예시에서, 상기 전해질은, 용매로서 카보네이트 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 카보네이트계 화합물은 유전율이 높기 때문에, 이온 전도도를 높일 수 있다. 비제한적인 일례로서, PC(propylene carbonate), EC(ethylene carbonate), DMC(dimethyl carbonate), DEC(diethyl carbonate) 또는 EMC(ethylmethyl carbonate)와 같은 용매가 카보네이트계 화합물로 사용될 수 있다.In one example, the electrolyte may further include a carbonate compound as a solvent. Since a carbonate type compound has high dielectric constant, ionic conductivity can be improved. As a non-limiting example, a solvent such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), or ethylmethyl carbonate (EMC) may be used as the carbonate-based compound.
또 하나의 예시에서, 상기 전해질층이 겔 폴리머 전해질을 포함하는 경우, 상기 전해질층은 폴리-비닐 술폰산(Poly-vinyl sulfonic acid), 폴리-스티렌 술폰산(Poly-styrene sulfonic acid), 폴리-에틸렌 술폰산(Poly-ethylene sulfonic acid), 폴리-2-아크릴아미도-2메틸-프로판 술폰산(Poly-2-acrylamido-2methyl-propane sulfonic acid), 폴리-퍼플루오로 술폰산(Poly-perfluoro sulfonic acid), 폴리-톨루엔 술폰산(Poly-toluene sulfonic acid), 폴리-비닐 알코올(Poly-vinyl alcohol), 폴리-에틸렌 이민(Poly-ethylene imine), 폴리-비닐 피롤릴돈(Poly-vinyl pyrrolidone), 폴리-에틸렌 옥사이드(Poly-ethylene oxide(PEO)), 폴리-프로필렌 옥사이드(poly-propylene oxide(PPO)), 폴리-(에틸렌 옥사이드, 실록산)(poly-(ethylene oxide, siloxane) (PEOS), 폴리-(에틸렌 글리콜, 실록산)(poly-(ethylene glycol, siloxane)), 폴리-(프로필렌 옥사이드, 실록산)(poly-(propylene oxide, siloxane)), 폴리-(에틸렌 옥사이드, 메틸 메타크릴레이트)(poly-(ethylene oxide, methyl methacrylate) (PEO-PMMA)), 폴리-(에틸렌 옥사이드, 아크릴산)(poly-(ethylene oxide, acrylic acid) (PEO-PAA)), 폴리-(프로필렌 글리콜, 메틸 메타크릴레이트)(poly-(propylene glycol, methyl methacrylate) (PPG-PMMA)), 폴리-에틸렌 숙시네이트(poly-ethylene succinate) 또는 폴리-에틸렌 아디페이트(poly-ethylene adipate) 등의 고분자를 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 나열된 고분자 중 2 이상의 혼합물이나 2 이상의 공중합체가 고분자 전해질로서 사용될 수도 있다.In another example, when the electrolyte layer comprises a gel polymer electrolyte, the electrolyte layer may be poly-vinyl sulfonic acid, poly-styrene sulfonic acid, poly-ethylene sulfonic acid (Poly-ethylene sulfonic acid), poly-2-acrylamido-2methyl-propane sulfonic acid, poly-perfluoro sulfonic acid, poly -Toluene sulfonic acid, poly-vinyl alcohol, poly-ethylene imine, poly-vinyl pyrrolidone, poly-ethylene oxide ( Poly-ethylene oxide (PEO)), poly-propylene oxide (PPO), poly- (ethylene oxide, siloxane) (PEOS), poly- (ethylene glycol, Siloxane) (poly- (ethylene glycol, siloxane)), poly- (propylene oxide, siloxane) (poly- (propylene oxide, siloxane), poly- (ethylene oxide, methyl acid), poly- (ethylene oxide, methyl methacrylate) (PEO-PMMA), poly- (ethylene oxide, acrylic acid) (PEO-PAA)), poly- (propylene glycol, methyl methacrylate) (PPG-PMMA), poly-ethylene succinate or poly-ethylene It may include a polymer such as adipate (poly-ethylene adipate). In one example, a mixture or two or more copolymers of the above listed polymers may be used as the polymer electrolyte.
특별히 제한되지 않으나, 상기 전해질층의 두께는 10 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위일 수 있다. Although not particularly limited, the thickness of the electrolyte layer may range from 10 μm to 200 μm.
하나의 예시에서, 상기 전해질층은 60 내지 95 % 범위 내의 투과율을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 전해질층은 380 nm 내지 780 nm 파장 범위, 보다 구체적으로는 400 nm 파장 또는 550 nm 파장의 가시광에 대한 투과율이 60 내지 95 % 범위일 수 있다. 상기 투과율은 공지된 헤이즈 미터(haze meter: HM)를 이용하여 측정될 수 있다.In one example, the electrolyte layer may have a transmittance in the range of 60 to 95%. Specifically, the electrolyte layer may have a transmittance of 60 to 95% of visible light having a wavelength range of 380 nm to 780 nm, more specifically, 400 nm wavelength or 550 nm wavelength. The transmittance can be measured using a known haze meter (HM).
이온저장층(150)은 전기변색 물질의 변색을 위한 가역적 산화·환원 반응시, 상기 전기변색층과의 전하 균형(charge balance)을 맞추기 위해 형성된 층이다.The ion storage layer 150 is a layer formed to balance the charge balance with the electrochromic layer during the reversible oxidation / reduction reaction for discoloration of the electrochromic material.
하나의 예시에서, 상기 이온저장층은 상기 전기변색층에 사용되는 전기변색 물질과는 발색 특성이 상이한 전기변색 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전기변색층이 환원성 변색 물질을 포함하는 경우, 상기 이온저장층은 산화성 변색 물질을 포함할 수 있다. 그리고 그 반대의 경우도 가능하다. 이처럼, 이온저장층과 전기변색층이 서로 발색 특성이 상이한 물질, 즉 서로 상보적인 변색 (반응) 물질을 사용하는 경우, 전하균형을 맞추는데 유리할 수 있다.In one example, the ion storage layer may include an electrochromic material different in color development properties from the electrochromic material used in the electrochromic layer. For example, when the electrochromic layer includes a reducing color change material, the ion storage layer may include an oxidative color change material. And vice versa. As such, when the ion storage layer and the electrochromic layer use materials having different color development characteristics, that is, mutually complementary color change (reaction) materials, it may be advantageous to balance charge.
하나의 예시에서, 전기변색층이 환원성 변색 물질을 포함하는 경우, 상기 이온저장층은 Ni, Co 및/또는 Mn 유래의 변색 물질을 포함할 수 있다. 본 출원의 전기변색필름은 상기 보호층을 포함하기 때문에, 특히 산성 조건 하에서 장기 구동 내구성이 좋지 못하다고 알려진 Ni, Co 및/또는 Mn의 산화물이나 수산화물을 변색 물질로 사용하는 경우에도 우수한 장기 구동 내구성과 우수한 시인성을 제공할 수 있다.In one example, when the electrochromic layer includes a reducing color change material, the ion storage layer may include a color change material derived from Ni, Co, and / or Mn. Since the electrochromic film of the present application includes the protective layer, even when an oxide or hydroxide of Ni, Co, and / or Mn, which is known to be poor in long term driving durability under acidic conditions, is used as a discoloring material, It can provide excellent visibility.
하나의 예시에서, 전기변색층이 환원성 변색 물질을 포함하는 경우, 상기 이온저장층은 산화성 변색 물질로서 Ni, Co 및 Mn 중에서 선택되는 하나 이상의 산화물을 포함할 수 있다.In one example, when the electrochromic layer includes a reducing discoloration material, the ion storage layer may include one or more oxides selected from Ni, Co, and Mn as the oxidative discoloration material.
또 하나의 예시에서, 전기변색층이 환원성 변색 물질을 포함하는 경우, 상기 이온저장층은 산화성 변색 물질로서 Ni, Co 및 Mn 중에서 선택되는 하나 이상의 수산화물을 포함할 수 있다. In another example, when the electrochromic layer includes a reducing discoloring material, the ion storage layer may include one or more hydroxides selected from Ni, Co, and Mn as the oxidative discoloring material.
또 하나의 예시에서, 전기변색층이 환원성 변색 물질을 포함하는 경우, 상기 이온저장층은 상기 Ni, Co 및 Mn 중에서 선택되는 하나 이상의 산화물; 및 Ni, Co 및 Mn 중에서 선택되는 하나 이상의 수산화물을 포함할 수 있다.In another example, when the electrochromic layer includes a reducing color change material, the ion storage layer may include at least one oxide selected from Ni, Co, and Mn; And one or more hydroxides selected from Ni, Co, and Mn.
하나의 예시에서, 상기 이온저장층의 두께는 50 내지 500 nm 범위일 수 있다. 구체적으로, 상기 이온저장층은 60 nm 이상, 70 nm 이상, 80 nm 이상, 90 nm 이상, 100 nm 이상, 110 nm 이상, 120 nm 이상, 130 nm 이상, 140 nm 이상, 150 nm 이상, 160 nm 이상, 170 nm 이상, 180 nm 이상, 190 nm 이상 또는 200 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께를 만족하는 경우, 전기변색 반응에 사용될 수 있는 충분한 양의 전해질 이온을 함유하고, 전기변색층과의 전하균형을 맞추는데 유리할 수 있다. 이온저장층 두께의 상한은, 예를 들어, 450 nm 이하, 400 nm 이하, 350 nm 이하, 300 nm 이하 또는 250 nm 이하일 수 있다.In one example, the thickness of the ion storage layer may range from 50 to 500 nm. Specifically, the ion storage layer is 60 nm or more, 70 nm or more, 80 nm or more, 90 nm or more, 100 nm or more, 110 nm or more, 120 nm or more, 130 nm or more, 140 nm or more, 150 nm or more, 160 nm At least 170 nm, at least 180 nm, at least 190 nm, or at least 200 nm. If the thickness is satisfied, it may be advantageous to contain a sufficient amount of electrolyte ions that can be used for the electrochromic reaction and to balance the charge with the electrochromic layer. The upper limit of the thickness of the ion storage layer may be, for example, 450 nm or less, 400 nm or less, 350 nm or less, 300 nm or less, or 250 nm or less.
상대 전극층(160)과 상대 기재층(170)의 특성이나 구성은, 상술한 전극층(120) 및 기재층(110)에 관한 것과 각각 동일할 수 있다.The characteristics and configurations of the counter electrode layer 160 and the counter substrate layer 170 may be the same as those of the electrode layer 120 and the substrate layer 110 described above.
하나의 예시에서, 상기 전기변색필름은 상대 전극층과 마주하는 상대 기재층 일면의 반대 일면 상에 제 3 보호층을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 전기변색필름은 이온저장층(150), 상대 전극층(160), 상대 기재층(170), 및 제 3 보호층(230)을 순차로 포함할 수 있다(도 1e 참조). In one example, the electrochromic film may further include a third protective layer on one surface opposite to one surface of the counter substrate layer facing the counter electrode layer. That is, the electrochromic film may sequentially include an ion storage layer 150, a counter electrode layer 160, a counter substrate layer 170, and a third protective layer 230 (see FIG. 1E).
상기 적층 순서를 갖는 경우, 인접하는 층 들은 서로 직접 접할 수 있다. 또는, 인접하는 층들 사이에 제3의 구성이 개재될 수도 있다. 층간 밀착성 및 내구성 확보 차원에서, 인접하는 층들은 서로 직접 접하면서 위치하는 것이 바람직할 수 있다.With this stacking order, adjacent layers may directly contact each other. Alternatively, a third configuration may be interposed between adjacent layers. In order to secure interlayer adhesion and durability, adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
제 3 보호층과 관련된 구성이나 특성은, 상술한 보호층(예: 제 1 보호층)의 그것과 동일할 수 있다.The configuration or characteristics associated with the third protective layer may be the same as that of the above-described protective layer (eg, the first protective layer).
또 하나의 예시에서, 상기 전기변색필름은 상기 이온저장층과 상대 전극층 사이에 제 4 보호층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 전기변색필름은 이온저장층(150), 제 4 보호층(240), 상대 전극층(160), 상대 기재층(170) 및 제3 보호층(230)을 순차로 포함할 수 있다(도 1f 참조). In another example, the electrochromic film may further include a fourth protective layer between the ion storage layer and the counter electrode layer. In detail, the electrochromic film may include an ion storage layer 150, a fourth protective layer 240, a counter electrode layer 160, a counter substrate layer 170, and a third protective layer 230. (See FIG. 1F).
상기 적층 순서를 갖는 경우, 인접하는 층 들은 서로 직접 접할 수 있다. 또는, 인접하는 층들 사이에 제3의 구성이 개재될 수도 있다. 층간 밀착성 및 내구성 확보 차원에서, 인접하는 층들은 서로 직접 접하면서 위치하는 것이 바람직할 수 있다.With this stacking order, adjacent layers may directly contact each other. Alternatively, a third configuration may be interposed between adjacent layers. In order to secure interlayer adhesion and durability, adjacent layers may be preferably in direct contact with each other.
제 4 보호층과 관련된 구성이나 특성은, 상술한 보호층(예: 제 2 보호층)의 그것과 동일할 수 있다.The configuration or characteristics associated with the fourth protective layer may be the same as that of the above-described protective layer (eg, the second protective layer).
전기변색필름이 제 3 보호층과 제 4 보호층을 모두 포함하는 경우, 제 3 보호층과 제 4 보호층은 서로 동일하거나 상이한 산화물을 포함할 수 있다.When the electrochromic film includes both the third protective layer and the fourth protective layer, the third protective layer and the fourth protective layer may include the same or different oxides.
하나의 예시에서, 제 3 보호층과 제 4 보호층은 Si의 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 제 3 보호층과 제 4 보호층은 Al의 산화물을 포함할 수 있다.In one example, the third protective layer and the fourth protective layer may include an oxide of Si. Alternatively, the third protective layer and the fourth protective layer may include an oxide of Al.
또 하나의 예시에서, 제 3 보호층은 Si의 산화물을 포함하고, 제 4 보호층은 Al의 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 제 3 보호층이 Al의 산화물을 포함하고, 제 4 보호층은 Si의 산화물을 포함할 수 있다.In another example, the third protective layer may include an oxide of Si, and the fourth protective layer may include an oxide of Al. Alternatively, the third protective layer may include an oxide of Al, and the fourth protective layer may include an oxide of Si.
또 하나의 예시에서, 제 3 보호층은 Si의 산화물층과 Al의 산화물층의 적층체일 수 있다. 또한, 제 4 보호층은 Si의 산화물층과 Al의 산화물층의 적층체일 수 있다.In another example, the third protective layer may be a laminate of an oxide layer of Si and an oxide layer of Al. Further, the fourth protective layer may be a laminate of an oxide layer of Si and an oxide layer of Al.
상기 전기변색필름이 제 1 보호층 내지 제 4 보호층을 모두 포함하는 경우, 이들 보호층은 서로 동일하거나 상이한 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 보호층과 제 2 보호층이 동일한 산화물을 포함하고, 상기 제 3 보호층과 제 4 보호층이 동일한 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 보호층과 제 3 보호층이 동일한 산화물을 포함하고, 상기 제 2 보호층과 제 4 보호층이 동일한 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 1 보호층과 제 4 보호층이 동일한 산화물을 포함하고, 상기 제 2 보호층과 제 3 보호층이 동일한 산화물을 포함할 수 있다.When the electrochromic film includes all of the first to fourth protective layers, these protective layers may include the same or different oxides. For example, the first protective layer and the second protective layer may include the same oxide, and the third protective layer and the fourth protective layer may include the same oxide. Alternatively, the first protective layer and the third protective layer may include the same oxide, and the second protective layer and the fourth protective layer may include the same oxide. Alternatively, the first protective layer and the fourth protective layer may include the same oxide, and the second protective layer and the third protective layer may include the same oxide.
상기 전기변색필름은 전원을 더 포함할 수 있다. 전원을 전기변색필름에 전기적으로 연결하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 당업자에 의해 적절히 이루어질 수 있다.The electrochromic film may further include a power source. The method of electrically connecting the power source to the electrochromic film is not particularly limited and may be appropriately made by those skilled in the art.
하나의 예시에서, 상기 전원은 2.0 V 크기 이하, 또는 1.5 V 크기 이하의 전압을 상기 필름에 인가할 수 있다. 즉, 상기 구성의 전기변색필름을 구동시키는 경우 - 2.0 내지 + 2.0 V 범위의 전압 또는 - 1.5 내지 + 1.5 V 범위의 전압이 인가될 수 있다. 인가되는 전압의 극성 변화에 따라, 전기변색필름은 착색과 탈색 상태를 교대로 가질 수 있다. 예를 들어, 전기변색층이 환원성 변색물질을 포함하는 경우, 전기변색층에 인가되는 착색 전압은 (-) 극성일 수 있고, 반대로 탈색전압은 (+) 극성일 수 있다. 필름의 착색을 가져오는 전압을 착색 전압이라고 호칭할 수 있고, 필름의 탈색을 가져오는 전압은 탈색 전압이라고 호칭할 수 있다.In one example, the power source may apply a voltage of 2.0 V or less, or 1.5 V or less to the film. That is, when driving the electrochromic film having the above configuration, a voltage in the range of -2.0 to +2.0 V or a voltage in the range of -1.5 to +1.5 V may be applied. Depending on the polarity change of the applied voltage, the electrochromic film may alternately have a colored and a discolored state. For example, when the electrochromic layer includes a reducing color change material, the coloring voltage applied to the electrochromic layer may be negative polarity, and conversely, the color fading voltage may be positive polarity. The voltage which brings about coloring of a film can be called coloring voltage, and the voltage which brings about decolorization of a film can be called decoloring voltage.
하나의 예시에서, 상기 전원이 인가하는 전압은 정전압(constant voltage)일 수 있다. 예를 들어, 상기 전압은 전기변색필름에 대하여 - 2.0 V 및 + 2.0 V 크기의 전압을, 또는 - 1.5 V 및 + 1.5 V 크기의 전압을 교대로 인가할 수 있다. In one example, the voltage applied by the power source may be a constant voltage. For example, the voltage may alternately apply voltages of -2.0 V and +2.0 V, or voltages of -1.5 V and +1.5 V to the electrochromic film.
하나의 예시에서, 탈색 전압이 인가되는 시간과 착색 전압이 인가되는 시간은 각각 60초(s) 이하일 수 있다. 예를 들어, 각 전압이 인가되는 시간은 60초, 50초, 40초 또는 30초일 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어, 60초 간 각 전압이 인가됨을 전제로, 인가되는 전압의 극성 변화에 따라 1회의 탈색과 1회의 착색 과정을 연속하여 거친 경우를 1 사이클(cycle)이라고 하면, 1 사이클의 주기는 착색 전압이 인가되는 시간 60초와 탈색 전압이 인가되는 시간 60초를 합한 120초일 수 있다. In one example, the time for which the decolorization voltage is applied and the time for applying the coloring voltage may be 60 seconds (s) or less, respectively. For example, the time for which each voltage is applied may be 60 seconds, 50 seconds, 40 seconds or 30 seconds. In this regard, for example, assuming that each voltage is applied for 60 seconds, one cycle of discoloration and one coloration process according to the polarity change of the applied voltage is 1 cycle. The period of the cycle may be 120 seconds, which is the sum of 60 seconds of applying the coloring voltage and 60 seconds of applying the discoloring voltage.
하나의 예시에서, 상기 전기변색필름은 착색시 투과율과 탈색시 투과율의 차이(△T = Tbleached - Tcolored, 이때, Tbleached는 전기변색필름 탈색시 투과율이고, Tcolored는 전기변색필름 착색시 투과율임)가 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상 또는 60% 이상일 수 있다. 투과율은 공지된 장치와 방법을 이용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 솔리드스펙 3700(Solidspec 3700)이나 엘립소미터(ellipsometer)와 같은 공지의 장치가 전기변색필름의 투과율 측정에 사용될 수 있다.In one example, a difference between the electrochromic film during transmission and discoloration when coloring transmittance (△ T = T bleached - T colored, wherein, T bleached is the transmittance when the electrochromic film discoloration, T colored is when the electrochromic film colored Transmittance) can be at least 45%, at least 50%, at least 55% or at least 60%. The transmittance can be measured using known apparatus and methods. For example, known devices such as Solidspec 3700 or ellipsometers can be used to measure the transmittance of electrochromic films.
상기와 같이 보호층을 포함하는 전기변색필름은 우수한 구동 내구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 전기변색필름은 1,000 회의 사이클이 경과한 후에도 착색시 투과율과 탈색시 투과율의 차이(△T1000'th)가 45 % 이상을 만족하는 필름일 수 있다.As described above, the electrochromic film including the protective layer may have excellent driving durability. For example, the electrochromic film may be a film that satisfies 45% or more of the difference (ΔT 1000'th ) of the transmittance at the time of coloration and the transmittance at the time of discoloration even after 1,000 cycles have elapsed.
하나의 예시에서, 상기 전기변색필름은 하기 식에 의해 계산되는 구동 용량 또는 사이클 용량(cycle capacity)이 90 % 이상 또는 95 % 이상을 만족하는 필름일 수 있다.In one example, the electrochromic film may be a film satisfying 90% or more or 95% or more of a driving capacity or a cycle capacity calculated by the following equation.
[식][expression]
구동 용량 (%) = {(△T1000'th) / (△T1'st)} x 100Drive capacity (%) = {(△ T 1000'th ) / (△ T 1'st )} x 100
상기 식에서, △T1'st 는 첫 번째 사이클 구동시 전기변색필름의 착색 투과율과 탈색 투과율 간 투과율 차이이고, △T1000'th 는 천 번째 사이클 구동시 착색 투과율과 탈색 투과율 간 투과율 차이를 의미한다. 이때, 구동시 인가되는 전압은 1.5 V 크기 이하이고, 1 사이클을 이루는 착색 전압과 탈색 전압이 인가되는 각 시간은 60초 이하일 수 있다.In the above formula, ΔT 1'st is the difference in transmittance between the color transmittance and the decolorization transmittance of the electrochromic film during the first cycle driving, and ΔT 1000'th means the difference in transmittance between the color transmittance and the decolorization transmission during the thousandth cycle driving. . In this case, the voltage applied during driving may be 1.5 V or less, and each time of applying the coloring voltage and the decolorizing voltage forming one cycle may be 60 seconds or less.
상기와 같이, 보호층을 포함하는 본 출원의 보호 필름은 전기변색필름을 구성하는 층의 분해나 용출로 인한 열화를 억제할 수 있기 때문에, △T1'st 대비 △T1000'th 의 감소 비율이 10% 이하를 만족할 수 있다. 즉, 본 출원에 따르면, 장기 구동 내구성이 우수한 전기변색 필름이 제공된다.As described above, since the protective film of the present application including the protective layer can suppress deterioration due to decomposition or dissolution of the layer constituting the electrochromic film, a reduction ratio of ΔT 1000'th to ΔT 1'st This 10% or less can be satisfied. That is, according to the present application, an electrochromic film having excellent long term driving durability is provided.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 전기변색필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.In one example of the present application, the present application relates to a method of manufacturing an electrochromic film.
상기 방법은 기재층의 일면 상에 제 1 보호층을 형성하는 단계, 및 상기 기재층의 다른 일면 상에 전극층 및 전기변색층을 순차로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제 1 보호층은 Si 산화물 및 Al 산화물 중 하나 이상을 포함하고, 그 밖에 전극층, 전기변색층, 및 기재층 각각이 포함하는 재료는 전기변색필름에 관하여 앞서 설명한 것과 동일하다.The method may include forming a first protective layer on one surface of the substrate layer, and sequentially forming an electrode layer and an electrochromic layer on the other surface of the substrate layer. The first protective layer includes at least one of Si oxide and Al oxide, and other materials included in each of the electrode layer, the electrochromic layer, and the base layer are the same as those described above with respect to the electrochromic film.
하나의 예시에서, 상기 기재층 상에 제 1 보호층을 형성하는 방법은 증착일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 보호층은 스퍼터링 증착에 의해 형성될 수 있다.In one example, the method of forming the first protective layer on the substrate layer may be deposition. Specifically, the first protective layer may be formed by sputter deposition.
스퍼터링과 관련하여, 안정한 박막을 형성하기 위한 조건은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 상기 보호층 형성을 위한 스퍼터링 증착은 5 내지 40 mTorr 범위 내의 공정압 및 50 내지 350 W 범위 내의 파워 조건 하에서, 산소(O2)를 소정 유량으로 흘려주면서 이루어질 수 있다.With regard to sputtering, the conditions for forming a stable thin film are not particularly limited, but for example, the sputtering deposition for forming the protective layer may be performed under a process pressure within a range of 5 to 40 mTorr and a power condition within a range of 50 to 350 W. It may be made while flowing oxygen (O 2 ) at a predetermined flow rate.
하나의 예시에서, 제 1 보호층 형성을 위한 스퍼터링 증착은 가스의 유량을 소정 범위로 조절하면서 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 스퍼터링 증착은 진공 상태에서 산소(O2)를 흘려주며, 금속 타겟(Si 또는 Al)에 대하여 아르곤(Ar) 플라즈마를 일으켜 기재층 상에 보호층을 형성하는 방식으로 이루어질 수 있는데, 이때, 산소 및 아르곤의 유량 또는 이들 간 비율이 조절될 수 있다.In one example, sputtering deposition for forming the first protective layer may be performed while adjusting the flow rate of the gas to a predetermined range. Specifically, the sputtering deposition may be performed by flowing oxygen (O 2 ) in a vacuum state and generating an argon (Ar) plasma to a metal target (Si or Al) to form a protective layer on the base layer. At this time, the flow rate of oxygen and argon or the ratio between them may be adjusted.
하나의 예시에서, 제 1 보호층 형성을 위한 스퍼터링 증착은, 산소(O2)의 유량이 5.0 sccm 이상인 조건에서 이루어질 수 있다. 산소의 유량이 상기 범위 미만인 경우에는 소멸계수의 값이 0.1을 초과할 수 있다. 예를 들어, 상기 산소의 유량을 만족하지 못하는 경우, 보호층은 380 내지 780 nm 범위의 파장에서, 구체적으로는 400 nm 또는 550 nm 파장에서 0.1 미만의 소멸계수 값을 갖기 어렵다.In one example, sputtering deposition for forming the first protective layer may be performed under a condition that the flow rate of oxygen (O 2 ) is 5.0 sccm or more. When the flow rate of oxygen is less than the above range, the value of the extinction coefficient may exceed 0.1. For example, when the oxygen flow rate is not satisfied, the protective layer is less likely to have an extinction coefficient value of less than 0.1 at a wavelength in the range of 380 to 780 nm, specifically at a wavelength of 400 nm or 550 nm.
구체적으로, 스퍼터링 공정이 이루어지는 공간 내로 주입되는 산소(O2)의 유량은 5.5 sccm 이상, 6.0 sccm 이상, 6.5 sccm 이상, 7.0 sccm 이상, 7.5 sccm 이상, 8.0 sccm 이상, 8.5 sccm 이상, 9.0 sccm 이상, 9.5 sccm 이상 또는 10.0 sccm 이상일 수 있다. 상기 유량의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 20 sccm 이하 또는 15 sccm 이하일 수 있다.Specifically, the flow rate of oxygen (O 2 ) injected into the space where the sputtering process is performed is at least 5.5 sccm, at least 6.0 sccm, at least 6.5 sccm, at least 7.0 sccm, at least 7.5 sccm, at least 8.0 sccm, at least 8.5 sccm, at least 9.0 sccm. , At least 9.5 sccm or at least 10.0 sccm. The upper limit of the flow rate is not particularly limited, but may be, for example, 20 sccm or less or 15 sccm or less.
하나의 예시에서, 제 1 보호층 형성을 위한 스퍼터링 증착시 산소(O2)와 아르곤(Ar)의 주입 유량 비율이 조절될 수 있다. 구체적으로, 스퍼터링 공정이 이루어지는 공간 내로 주입되는 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 각 유량을 A sccm 및 B sccm 의 유량이라고 하면, 이들의 유량 비율 A(Ar)/B(O2)는 1.5 내지 7 범위로 유지될 수 있다. 구체적으로, 상기 유량 비율 A(Ar)/B(O2)는 1.6 이상, 1.7 이상 또는 1.8 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어, 6.5 이하, 6.4 이하, 6.3 이하, 6.2 이하, 6.1 이하, 6.0 이하, 5.9 이하, 5.8 이하 또는 5.7 이하일 수 있다.In one example, the ratio of the injection flow rate of oxygen (O 2 ) and argon (Ar) during the sputtering deposition for forming the first protective layer may be adjusted. Specifically, assuming that the flow rates of argon (Ar) and oxygen (O 2 ) injected into the space where the sputtering process is performed are flow rates of A sccm and B sccm, these flow rate ratios A (Ar) / B (O 2 ) are And may be maintained in the range of 1.5 to 7. Specifically, the flow rate ratio A (Ar) / B (O 2 ) may be 1.6 or more, 1.7 or more or 1.8 or more, the upper limit is, for example, 6.5 or less, 6.4 or less, 6.3 or less, 6.2 or less, 6.1 or less, 6.0 or less, 5.9 or less, 5.8 or less, or 5.7 or less.
하나의 예시에서, 상기 전극층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다.예를 들어, 상기 전극층이 투명 도전성 산화물을 포함하는 경우, 증착 방식에 의해 기재층 상에 전극층이 형성될 수 있다. 또는, 상기 전극층이 금속을 포함하는 경우, 별도로 제조된 금속 필름 또는 메탈 메쉬 전극에 대한 열압착을 통해 전극층이 기재층 상에 형성될 수 있다. 또는, 상기 전극층은 금속 박막 형성 후 소정의 에칭(식각)을 거쳐 형성될 수도 있다.In one example, the method of forming the electrode layer is not particularly limited. For example, when the electrode layer includes a transparent conductive oxide, the electrode layer may be formed on the base layer by a deposition method. Alternatively, when the electrode layer includes a metal, the electrode layer may be formed on the base layer through thermocompression bonding to a metal film or a metal mesh electrode manufactured separately. Alternatively, the electrode layer may be formed through a predetermined etching (etching) after the metal thin film is formed.
하나의 예시에서, 상기 전기변색층은 증착에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어 스퍼터링 증착이 사용될 수 있다. 증착 조건은 특별히 제한되지 않으며, 사용되는 전기변색물질의 종류에 따라 적절히 공정 조건을 제어하면서 이루어질 수 있다.In one example, the electrochromic layer may be formed by deposition. For example, sputter deposition can be used. The deposition conditions are not particularly limited and may be made while controlling the process conditions according to the type of electrochromic material used.
하나의 예시에서, 상기 방법은 기재층의 일면 상에 제 1 보호층을 형성하는 단계, 및 상기 기재층의 다른 일면 상에 전극층, 제 2 보호층, 및 전기변색층을 순차로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 제 2 보호층은 앞서 설명한 제 1 보호층과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.In one example, the method includes forming a first protective layer on one surface of the substrate layer, and sequentially forming an electrode layer, a second protective layer, and an electrochromic layer on the other surface of the substrate layer. It may include. The second protective layer may be formed in the same manner as the first protective layer described above.
상술한 방법에 의해 형성된 적층체(제 1 보호층/기재층/전극층/전기변색층 또는 제 1 보호층/기재층/전극층/제 2 보호층/전기변색층)는 상부 적층체라고 호칭될 수 있다.The laminate formed by the above-described method (first protective layer / substrate layer / electrode layer / electrochromic layer or first protective layer / substrate layer / electrode layer / second protective layer / electrochromic layer) may be referred to as an upper laminate. have.
하나의 예시에서, 상기 방법은 하부 적층체를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 적층체는 제 3 보호층/상대 기재층/상대 전극층/이온저장층의 적층 구조를 가질 수 있다. 또는, 상기 하부 적층체는, 예를 들어, 제 3 보호층/상대 기재층/상대 전극층/제 4 보호층/이온저장층의 적층 구조를 가질 수 있다.In one example, the method may further comprise manufacturing a lower laminate. For example, the lower laminate may have a stacked structure of a third protective layer / relative base layer / relative electrode layer / ion storage layer. Alternatively, the lower laminate may have, for example, a laminated structure of a third protective layer / relative base layer / relative electrode layer / fourth protective layer / ion storage layer.
하나의 예시에서, 상기 방법은 상대 기재층의 일면 상에 제 3 보호층을 형성하는 단계, 및 상기 상대 기재층의 다른 일면 상에 상대 전극층 및 이온저장층을 순차로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. In one example, the method may include forming a third protective layer on one surface of the counter substrate layer, and sequentially forming the counter electrode layer and the ion storage layer on the other surface of the counter substrate layer. have.
하나의 예시에서, 상기 방법은 상대 기재층의 일면 상에 제 3 보호층을 형성하는 단계, 및 상기 상대 기재층의 다른 일면 상에 상대 전극층, 제 4 보호층, 및 이온저장층을 순차로 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In one example, the method includes forming a third protective layer on one surface of the counter substrate layer, and sequentially forming a counter electrode layer, a fourth protective layer, and an ion storage layer on the other surface of the counter substrate layer. It may include the step.
상기 하부 적층체에 포함되는 제 3 보호층 또는 제 4 보호층을 형성하는 방법은 앞서 설명된 제 1 보호층에 관한 그것에 준할 수 있다. 또한, 상대 전극층, 이온저장층, 및 상대 기재층 각각이 포함하는 재료나 이들을 형성하는 방법 역시 앞서 설명한 것에 준할 수 있다.The method of forming the third protective layer or the fourth protective layer included in the lower laminate may be the same as that of the first protective layer described above. In addition, the material included in each of the counter electrode layer, the ion storage layer, and the counter substrate layer, and a method of forming them may also be the same as described above.
하나의 예시에서, 상기 방법은, 상부 적층체와 하부 적층체를 전해질층을 매개로 합착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 합착 방식은, 예를 들어, 공지된 라미네이션(lamination) 등을 통해서 이루어질 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 전해질층이 포함하는 재료는 전기변색필름에 관하여 앞서 설명한 것과 동일하다.In one example, the method may further include bonding the upper stack and the lower stack through the electrolyte layer. The bonding method may be made through, for example, known lamination and the like, and is not particularly limited. The material included in the electrolyte layer is the same as described above with respect to the electrochromic film.
본 출원의 일례에 따르면, 사용자가 광학 특성 변화를 뚜렷하게 시인할 수 있고, 구동 내구성이 우수한 전기변색필름이 제공될 수 있다.According to an example of the present application, the user can clearly recognize the change in the optical characteristics, an electrochromic film excellent in driving durability can be provided.
도 1은 본 출원의 일례에 따라 보호층을 포함하는 전기변색필름의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically illustrates the structure of an electrochromic film including a protective layer according to an example of the present application.
도 2는 제조예 1 내지 제조예 3의 보호층이 갖는 소멸계수(k)와 굴절률(n)을 도시한 그래프이다. 3개의 제조예에서 모두 0 값(그래프의 가로축과 일치)을 보인 소멸계수(k)는 도 2에서 도시되지 않았다. 도 2에서, 그려진 곡선은 위에서부터 순서대로 제조예 3(93.8 nm 두께), 제조예 2(62.4 nm 두께), 및 제조예 1(36.0 nm 두께)에 관한 것이다.FIG. 2 is a graph showing the extinction coefficient k and the refractive index n of the protective layers of Preparation Examples 1 to 3. FIG. The extinction coefficient k showing all zero values (consistent with the horizontal axis of the graph) in all three preparation examples is not shown in FIG. 2. In FIG. 2, the curves drawn relate to Preparation Example 3 (93.8 nm thickness), Preparation Example 2 (62.4 nm thickness), and Preparation Example 1 (36.0 nm thickness) in order from the top.
도 3은 실시예 및 비교예와 관련된 구동 내구성 평가 결과를 도시한 그래프이다. 3 is a graph showing driving durability evaluation results associated with Examples and Comparative Examples.
상기 도면에서 부호가 의미하는 것은 아래와 같다.Meaning in the drawings means as follows.
110: 기재층110: substrate layer
120: 전극층120: electrode layer
130: 전기변색층130: electrochromic layer
140: 전해질층140: electrolyte layer
150: 이온저장층150: ion storage layer
160: 상대 전극층160: counter electrode layer
170: 상대 기재층170: counter substrate layer
210: 제 1 보호층210: first protective layer
220: 제 2 보호층220: second protective layer
230: 제 3 보호층230: third protective layer
240: 제 4 보호층240: fourth protective layer
이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be described in detail through examples. However, the protection scope of the present application is not limited by the examples described below.
실험례 1: 보호층의 소멸계수와 굴절률 비교Experimental Example 1: Comparison of the extinction coefficient and refractive index of the protective layer
제조예 1 내지 3Preparation Examples 1 to 3
실리콘 웨이퍼 상에, 약 36 nm 두께의 산화규소층(SiOx layer)을 형성하였다. 구체적으로, 약 20 mTorr의 공정압 및 약 200 W 파워 조건에서 산소를 흘려주면서, 스퍼터링 증착을 통해 산화규소층을 형성하였다. 이때, 산소의 유량은 약 5.5 sccm으로 유지하였고, 산소와 아르곤의 주입 유량 비율(Ar/O2)을 약 6으로 유지하였다. On the silicon wafer, a silicon oxide layer (SiOx layer) about 36 nm thick was formed. Specifically, the silicon oxide layer was formed through sputter deposition while flowing oxygen at a process pressure of about 20 mTorr and about 200 W power. At this time, the flow rate of oxygen was maintained at about 5.5 sccm, and the injection flow rate ratio (Ar / O 2 ) of oxygen and argon was maintained at about 6.
또한, 동일 조건하에서 증착 시간을 증가시켜 약 62.4 nm 및 약 93.8 nm 두께의 산화규소층을 서로 다른 2개의 실리콘 웨이퍼 상에 형성하였다.Further, under the same conditions, deposition time was increased to form silicon oxide layers of about 62.4 nm and about 93.8 nm thickness on two different silicon wafers.
제조예 4Preparation Example 4
산화규소층 형성시 산소의 주입 유량을 3 sccm으로 조절한 것과 산소와 아르곤의 주입 유량 비율(Ar/O2)이 약 11인 것을 제외하고, 동일한 방법으로, 약 50 nm 두께의 산화규소층을 형성하였다.A silicon oxide layer having a thickness of about 50 nm was prepared in the same manner, except that the flow rate of oxygen was adjusted to 3 sccm and the flow rate ratio of oxygen and argon (Ar / O 2 ) was about 11 when forming the silicon oxide layer. Formed.
제조예 1 내지 4의 산화규소층에 대하여, 엘립소미터(ellipsometer)를 이용하여 굴절률과 소멸계수 값을 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.Refractive index and extinction coefficient values of the silicon oxide layers of Preparation Examples 1 to 4 were measured using an ellipsometer. The results are shown in Table 1 below.
두께(nm)Thickness (nm) 굴절률(n380)Refractive Index (n 380 ) 굴절률(n780)Refractive Index (n 780 ) 소멸계수(K400)Extinction coefficient (K 400 ) 소멸계수(K550)Extinction coefficient (K 550 )
제조예 1Preparation Example 1 3636 2.042.04 1.851.85 00 00
제조예 2Preparation Example 2 62.462.4 2.232.23 1.931.93 00 00
제조예 3Preparation Example 3 93.893.8 2.442.44 1.951.95 00 00
제조예 4Preparation Example 4 5050 2.352.35 3.213.21 1.21.2 1.31.3
실험례 2: 투과도 및 구동 내구성 비교Experimental Example 2: Comparison of Permeability and Driving Durability
실시예 1Example 1
상부 적층체(WO3/ITO/PET/AlOx)의 제조: PET 기재 일면 상에, 알루미늄 산화물층(AlOx, 두께 약 15 nm)을 형성하였다, 또한, 알루미늄 산화물이 형성된 PET 기재의 반대 일면 상에 ITO층(두께 약 50 nm)과 산화텅스텐층(WO3, 두께 약 360 nm)을 순차로 형성하였다. 알루미늄 산화물층 형성시에는 타겟 금속과 기재층을 달리한 것을 제외하고, 제조예 1의 공정 조건과 동일하게 하였다. Preparation of the upper laminate (WO3 / ITO / PET / AlOx) : An aluminum oxide layer (AlOx, about 15 nm thick) was formed on one surface of the PET substrate, and ITO on the opposite surface of the PET substrate on which the aluminum oxide was formed. A layer (thickness about 50 nm) and a tungsten oxide layer (WO 3, thickness about 360 nm) were formed in sequence. The aluminum oxide layer was formed in the same manner as in Production Example 1 except that the target metal and the base layer were different.
하부 적층체(NiOx/ITO/PET/AlOx)의 제조: 다른 하나의 PET 기재 일면 상에는 산화니켈층(NiOx, 두께 약 200 nm)과 ITO층(두께 약 50 nm)을 형성하고, PET의 그 반대 일면 상에는 알루미늄 산화물층(AlOx, 두께 약 15 nm)을 형성하였다. 알루미늄 산화물층 형성시에는 타겟 금속과 기재층을 달리한 것을 제외하고, 제조예 1의 공정 조건과 동일하게 하였다. Preparation of the lower laminate (NiOx / ITO / PET / AlOx): forming the other of the PET base material nickel oxide layer formed on one surface (NiOx, about 200 nm thick) and an ITO layer (about 50 nm thick), and the opposite of PET An aluminum oxide layer (AlOx, about 15 nm thick) was formed on one surface. The aluminum oxide layer was formed in the same manner as in Production Example 1 except that the target metal and the base layer were different.
전기변색필름의 제조: 전해질층을 매개로 상부 적층체와 하부 적층체를 합착하여 전기변색필름(AlOx/PET/ITO/NiOx/전해질층/WO3/ITO/PET/AlOx)을 제조하였다. 이때, 프로필렌카보네이트(PC) 및 LiClO4(1M) 함유하는 전해질층을 사용하였다. Preparation of electrochromic film : An electrochromic film (AlOx / PET / ITO / NiOx / electrolyte layer / WO 3 / ITO / PET / AlOx) was prepared by bonding an upper laminate and a lower laminate through an electrolyte layer. At this time, an electrolyte layer containing propylene carbonate (PC) and LiClO 4 (1M) was used.
실시예 2 내지 4 및 비교예 1Examples 2 to 4 and Comparative Example 1
하기 표 2와 같이, 보호층 물질, 적층 순서 및 보호층 유무를 각각 달리한 것을 제외하고, 상기 실시예 1에서와 동일하게 전기변색필름을 제조하였다. 규소 산화물(SiOx)층의 두께는 약 10 nm로 하였다.As shown in Table 2, an electrochromic film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the protective layer material, the stacking order, and the presence or absence of the protective layer were different. The thickness of the silicon oxide (SiOx) layer was about 10 nm.
실시예 및 비교예의 전기변색필름에 대하여, - 1.5 V 및 + 1.5 V 의 전압을 각각 60 초 간격으로 번갈아 인가하면서 투과율을 특정하였다. 착색 및 탈색이 각각 한 번씩 이루어진 경우를 1회 사이클이라고 할 때, 최초 전압 인가로부터 10회 가량의 사이클 구동을 통해 안정화 과정을 거치고, 이후의 사이클부터 사이클 횟수 증가에 따른 착색 및 탈색 투과율 차이의 변화를 측정하였다(도 3 참조). 그리고, 표 2 에서와 같이, 안정화 이후 첫 번째 사이클의 착색 및 탈색 투과율 차이(△T1'st)와 천 번째 사이클의 착색 및 탈색 투과율 차이(△T1000'th)를 기록하였다. 투과율은 haze meter(solidspec 3700)를 이용하여 측정하였다.For the electrochromic films of the examples and the comparative examples, the transmittance was specified while alternately applying voltages of -1.5 V and +1.5 V at 60 second intervals, respectively. When the coloration and decolorization are performed once, each cycle is stabilized by driving about 10 cycles from the initial voltage application, and the change in the coloration and decolorization transmittance difference according to the increase in the number of cycles from subsequent cycles Was measured (see FIG. 3). And, as shown in Table 2, the difference in coloration and decolorization transmittance (ΔT 1'st ) of the first cycle after stabilization and the difference in coloration and decolorization transmittance (ΔT 1000'th ) of the thousandth cycle was recorded. The transmittance was measured using a haze meter (solidspec 3700).
상부 적층체Top stack 하부 적층체Bottom stack △T1'st △ T 1'st △T1000'th △ T 1000'th *CycleCapacity* CycleCapacity
실시예 1Example 1 WO3/ITO/PET/AlOxWO 3 / ITO / PET / AlOx NiOx/ITO/PET/AlOxNiOx / ITO / PET / AlOx 6060 5959 9898
실시예 2Example 2 WO3/ITO/PET/SiOxWO 3 / ITO / PET / SiOx NiOx/ITO/PET/SiOxNiOx / ITO / PET / SiOx 6060 5858 9797
실시예 3Example 3 WO3/SiOx/ITO/PET/SiOxWO 3 / SiOx / ITO / PET / SiOx NiOx/SiOx/ITO/PET/SiOxNiOx / SiOx / ITO / PET / SiOx 5353 5252 9898
실시예 4Example 4 WO3/AlOx/ITO/PET/AlOxWO 3 / AlOx / ITO / PET / AlOx NiOx/AlOx/ITO/PET/AlOxNiOx / AlOx / ITO / PET / AlOx 5252 5050 9696
비교예 1Comparative Example 1 WO3/ITO/PETWO 3 / ITO / PET NiOx/ITO/PETNiOx / ITO / PET 6060 2323 3838
* Cycle capacity (%) =(△T1000'th/△T1'st )*100* Cycle capacity (%) = (△ T 1000'th / △ T 1'st ) * 100

Claims (15)

  1. 전기변색층; 전극층; 기재층; 및 제 1 보호층을 순차로 포함하고,Electrochromic layer; An electrode layer; Base layer; And a first protective layer sequentially;
    상기 제 1 보호층은 Si의 산화물 및 Al의 산화물 중 하나 이상을 포함하는 전기변색필름.The first protective layer is an electrochromic film comprising at least one of an oxide of Si and an oxide of Al.
  2. 제 1 항에 있어서, Si의 산화물 및 Al의 산화물 중 하나 이상을 포함하는 제 2 보호층을 더 포함하고,The method of claim 1, further comprising a second protective layer comprising at least one of an oxide of Si and an oxide of Al,
    상기 전기변색층; 제 2 보호층; 전극층; 기재층; 및 제 1 보호층을 순차로 포함하는 전기변색필름.The electrochromic layer; A second protective layer; An electrode layer; Base layer; And an electrochromic film sequentially comprising a first protective layer.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 보호층 및 제 2 보호층은 380 nm 내지 780 nm 파장에서 측정된 소멸계수가 0.1 미만인 전기변색필름.The electrochromic film of claim 2, wherein the first protective layer and the second protective layer have an extinction coefficient of less than 0.1 measured at a wavelength of 380 nm to 780 nm.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 보호층 및 제 2 보호층은 서로 동일하거나 상이한 산화물을 포함하는 전기변색필름.The electrochromic film of claim 2, wherein the first protective layer and the second protective layer include the same or different oxides.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전기변색층은 환원성 변색 물질 및 산화성 변색 물질 중에서 하나를 포함하고,The method of claim 1, wherein the electrochromic layer comprises one of a reducing color change material and an oxidative color change material,
    상기 환원성 변색 물질은 Ti, Nb, Mo, Ta 및 W로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 산화물이고,The reducing discoloration material is at least one oxide selected from the group consisting of Ti, Nb, Mo, Ta and W,
    상기 산화성 변색 물질은 Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, 및 Ir로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 산화물; Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, 및 Ir로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 수산화물; 및 프러시안 블루 중에서 선택되는 전기변색필름.The oxidative discoloration material may include at least one oxide selected from the group consisting of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, and Ir; At least one hydroxide selected from the group consisting of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, and Ir; And an electrochromic film selected from Prussian blue.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전극층의 일면과 마주하는 전기변색층 일면의 반대 일면 상에 전해질층; 이온저장층; 상대 전극층; 및 상대 기재층을 순차로 더 포함하고, The method of claim 5, wherein the electrolyte layer on the opposite side of one surface of the electrochromic layer facing one surface of the electrode layer; Ion storage layer; Counter electrode layer; And a counter substrate layer in sequence,
    상기 이온저장층은 전기변색층과 발색 특성이 상이한 변색 물질을 포함하는 전기변색필름.The ion storage layer is an electrochromic film comprising a color change material that is different from the electrochromic layer color development properties.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전해질층은 1가 양이온을 제공하는 전해질염을 포함하고, 상기 전해질염은 F 또는 Cl 원소를 포함하는 전기변색필름.The electrochromic film of claim 6, wherein the electrolyte layer includes an electrolyte salt that provides a monovalent cation, and the electrolyte salt includes an F or Cl element.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 이온저장층은 Ni, Co 및 Mn 중에서 선택되는 하나 이상의 산화물 또는 수산화물을 포함하는 전기변색필름.The electrochromic film of claim 7, wherein the ion storage layer comprises at least one oxide or hydroxide selected from Ni, Co, and Mn.
  9. 제 6 항에 있어서, 상대 전극층과 마주하는 상대 기재층 일면의 반대 일면 상에 제 3 보호층을 더 포함하고, 상기 제 3 보호층은 Si의 산화물 및 Al의 산화물중 하나 이상을 포함하는 전기변색필름.The electrochromic method of claim 6, further comprising a third passivation layer on one surface of the counter substrate layer facing the counter electrode layer, wherein the third passivation layer includes at least one of an oxide of Si and an oxide of Al. film.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 이온저장층과 상대 전극층 사이에 제 4 보호층을 더 포함하고, 상기 제 4 보호층은 Si의 산화물 및 Al의 산화물 중 하나 이상을 포함하는 전기변색필름.The electrochromic film of claim 9, further comprising a fourth protective layer between the ion storage layer and the counter electrode layer, wherein the fourth protective layer includes at least one of an oxide of Si and an oxide of Al.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 보호층은 380 내지 780 nm 파장에서 측정된 소멸계수가 0.1 미만인 전기변색필름.The electrochromic film of claim 10, wherein the third and fourth protective layers have an extinction coefficient of less than 0.1, measured at a wavelength of 380 to 780 nm.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 3 보호층 및 제 4 보호층은 서로 동일하거나 상이한 산화물을 포함하는 전기변색필름.The electrochromic film of claim 10, wherein the third protective layer and the fourth protective layer comprise the same or different oxides.
  13. 제 3 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 보호층 내지 제 4 보호층은 10 내지 120 nm 범위의 두께를 갖고, 380 내지 780 nm 범위의 파장에 대한 굴절률이 1.50 내지 2.50 범위인 전기변색필름.The electrochromic film of claim 3 or 11, wherein the first to fourth protective layers have a thickness in the range of 10 to 120 nm, and have a refractive index in the range of 1.50 to 2.50 for a wavelength in the range of 380 to 780 nm. .
  14. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 전극층 및 상대 전극층 중 하나 이상은, 투명 도전성 화합물 또는 금속을 포함하는 전기변색필름.The electrochromic film according to claim 1 or 6, wherein at least one of the electrode layer and the counter electrode layer contains a transparent conductive compound or a metal.
  15. 제 1 항에 있어서, 하기 식에 의해 계산되는 구동 용량(cycle capacity)이 90% 이상을 만족하는 전기변색필름:The electrochromic film of claim 1, wherein a cycle capacity calculated by the following formula satisfies 90% or more:
    [식][expression]
    구동 용량 (%) = {(△T1000'th) / (△T1'st)} x 100Drive capacity (%) = {(△ T 1000'th ) / (△ T 1'st )} x 100
    (상기 식에서, △T1'st 는 첫 번째 사이클 구동시 전기변색필름의 착색 투과율과 탈색 투과율 차이이고, △T1000'th 는 천 번째 사이클 구동시 착색 투과율과 및 탈색 투과율의 차이를 의미하며, 구동시 인가되는 전압은 1.5 V 크기 이하이고, 착색 전압과 탈색 전압의 각 인가 시간은 60 초 이하이다.)( Wherein ΔT 1'st is the difference between the color transmittance and the decolorization transmittance of the electrochromic film during the first cycle driving, and ΔT 1000'th means the difference between the color transmittance and the decolorization transmittance during the thousandth cycle driving, The voltage applied during driving is 1.5 V or less, and each application time of the coloring voltage and the decolorizing voltage is 60 seconds or less.)
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