KR101598025B1 - Structure and manufacturing method of electrochromic devices control transmittance of long-wavelength infrared - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 장파장 적외선의 투과도를 조절하는 전기변색 소자 및 전기변색 특성을 최대화하기 위한 투과성이 높은 기판, 투과성과 전도성을 동시에 확보하는 전극, 높은 투과성을 위해 최대한 얇게 설계된 전해질을 이용하여 장파장 적외선의 투과도를 조절하는 전기변색 소자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrochromic device for controlling the transmittance of long-wavelength infrared rays, a substrate having high permeability for maximizing the electrochromic characteristics, an electrode for ensuring permeability and conductivity at the same time, and an electrolyte designed to be as thin as possible for high transparency, The present invention relates to a method for manufacturing an electrochromic device.
카멜레온은 주변의 환경 및 온도의 변화에 따라 피부색을 자유자재로 조절하여 주변의 위협으로부터 몸을 보호하는 보호색을 지닌다. 이러한 보호색은 외부의 위협으로부터 스스로를 방어하는 데 사용될 뿐 아니라 먹잇감을 사냥할 때도 사용이 된다. 카멜레온과 같이 능동적으로 색이 변하지는 않으나 많은 동물들은 보호색을 이용하고 있으며 군복, 위장막 등 전장에서도 보호색이 사용되고 있다.Chameleon has a protective color that protects the body from surrounding threats by freely adjusting skin color according to the surrounding environment and temperature. These protected colors are used not only to defend themselves from external threats, but also to hunt for prey. Though the color does not change actively like chameleon, many animals use a protective color, and a protective color is also used on military fields such as army uniforms and stomachs.
군복, 위장막 등 기존의 보호색은 가시광선 영역으로 한정적이었으나, 최근 야간 투시경(night vision goggle) 및 전방감시 적외선장치(forward looking infrared system) 등 다양한 열상 장비를 이용한 적외선 탐지 기술의 급격한 발전으로 인하여 적외선 피탐 확률을 축소시켜 무기체계의 생존성을 향상시키는 적외선 스텔스 재료/기구에 대한 필요성이 증대되었다. 이에 따라 계절 및 환경에 따라 수시로 변하는 주변 적외선 환경에 맞춰 적외선 방사(emission)를 조절할 수 있는 장치의 연구개발의 필요성이 증대되고 있다.However, due to the rapid development of infrared detection technology using various thermal equipment such as night vision goggle and forward looking infrared system, There has been an increasing need for infrared stealth materials / mechanisms to reduce the probability and improve the viability of weapon systems. Accordingly, there is a growing need for research and development of a device capable of adjusting the infrared emission according to the ambient infrared environment, which changes frequently depending on the season and the environment.
전기변색(electrochromism)이란 물질의 전자 상태(electronic state)를 전기화학적인 방법을 통하여 도핑(doping)하여 전자기파의 흡수 및 반사, 투과를 제어하여 물질의 색을 가역적으로 변화하는 것을 말한다. 전기변색 소자는 기판과 전극, 전기변색 물질, 전해질, 그리고 다시 전극과 기판으로 이루어져 있으며 가해지는 전압에 따라 소자의 색을 가역적으로 변화시킬 수 있다. 기존의 전기변색 소자에 대한 연구는 가시광선 영역 및 근적외선 영역에서 활발하게 이뤄졌으나, 장파장 적외선(LWIR, 8~12μm) 영역에서의 연구는 매우 드문 상태이다.Electrochromism refers to the reversible change in the color of a material by doping the electronic state of the material through an electrochemical method to control the absorption, reflection and transmission of electromagnetic waves. The electrochromic device consists of a substrate, an electrode, an electrochromic material, an electrolyte, and an electrode and a substrate. The electrochromic device can reversibly change the device color depending on the voltage applied. Conventional electrochromic devices have been actively studied in the visible and near infrared regions, but studies in the long wavelength infrared (LWIR, 8-12 μm) region are very rare.
전기변색 소자 전극은 인듐 주석 산화물(Indium tin oxide, 이하 ITO)이 일반적으로 사용되고 있다. ITO는 산화 인듐과 산화 주석이 9:1의 비중으로 혼합된 물질로, 400 나노미터 이하의 얇은 두께에서는 투명하고 색이 없어 높은 전기 전도도와 광학적 투명성을 동시에 지닌다. 하지만 ITO는 가시광선 영역에서 높은 투과율을 지니지만 적외선 영역에서는 높은 반사율을 지녀 적외선 전기변색 소자의 상부 전극으로는 부적합하다.As the electrochromic device electrode, indium tin oxide (ITO) is generally used. ITO is a mixture of indium oxide and tin oxide with a specific gravity of 9: 1. It has high electrical conductivity and optical transparency at a thin thickness of less than 400 nanometers. However, ITO has high transmittance in the visible light region, but it has a high reflectance in the infrared region and is not suitable as an upper electrode of the infrared light coloring device.
또한 기존의 소자에 사용되는 전해질의 경우 가시광선 영역에서의 투과율이 90퍼센트 이상으로 높아서 소자의 동작에 전혀 문제가 없으나 장파장 적외선 영역에서는 흡수율이 높아 거의 투과가 되지 않는 문제점이 있다.In addition, the electrolyte used in the conventional device has a high transmittance of 90% or more in the visible light region, so there is no problem in operation of the device. However, in the long-wavelength infrared region, the absorption rate is high.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 가시광선 전기변색 소자와 같이 투과도의 높은 차이를 장파장 적외선 영역에 적용하기 위해 기존에 투명전극으로 사용되어왔던 ITO를 전도성이 높은 금속으로 이루어진 격자무늬의 전극으로 대체하고, 전해질의 투과도 문제를 해결함으로써 높은 적외선 투과율 차이를 나타내며 장파장 적외선의 투과도를 조절할 수 있는 전기변색 소자 및 그 제작방법을 제공하고자 하는 것이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION Problem to be Solved by the Invention It is an object of the present invention to provide an ITO electrode which has been used as a transparent electrode for applying a high difference in transmittance to a long wavelength infrared region as a conventional visible light electrochromic device, And to provide a method of manufacturing the electrochromic device and a method of manufacturing the electrochromic device which can control the transmittance of the infrared ray having a long wavelength by exhibiting a high infrared ray transmittance difference by solving the problem of the permeability of the electrolyte.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 장파장 적외선의 투과도를 조절하는 전기변색 소자의 제조 방법은 장파장 적외선에서 투과도를 지님과 동시에 전도도를 가지는 격자무늬의 전극을 기판에 증착하는 단계, 상기 기판에 전기변색 물질을 필름 형태로 증착하는 단계, 상기 전기변색 물질 상부에 부착되고, 30μm이하의 두께를 갖는 필름 형태이며 내부에 홀이 형성된 스페이서(spacer)를 부착하는 단계, 상기 스페이서의 홀의 내부에 전해질을 투입하는 단계, 상기 첫 번째 단계에서의 기판에 상기 전기변색 물질의 필름을 포토레지스트를 이용하여, 기 증착된 전극의 격자무늬를 상기 전기변색 물질의 필름에 패터닝을 하고, 상기 포토레지스트를 제거하여, 상기 전기변색 물질이 상기 전극에 대응하는 격자 형태로 증착하는 단계, 및 상기 포토레지스트를 제거한 기판을 상기 전해질을 투입한 스페이서 상부에 대향하여 접합시키고, 상기 전해질이 밀봉되도록 이루어지는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an electrochromic device for adjusting transmittance of a long-wavelength infrared ray, comprising the steps of: depositing a grid-shaped electrode having a transmittance in a long- Depositing an electrochromic material on the substrate in the form of a film, attaching a spacer attached to the top of the electrochromic material and having a hole shape in the form of a film having a thickness of 30 μm or less and having a hole therein, Depositing an electrolyte into the hole, patterning the film of the electrochromic material on the substrate in the first step using a photoresist, patterning the lattice pattern of the deposited electrode into the film of the electrochromic material, Removing the photoresist, depositing the electrochromic material in a lattice form corresponding to the electrode, And a step of bonding the substrate from which the photoresist is removed to the upper portion of the spacer into which the electrolyte has been injected, so that the electrolyte is sealed.
여기서, 상기 기판은, 장파장 적외선 투과가 가능한 저마늄 및 실리콘, 징크 셀레나이드 및 반사 방지 코팅이 된 저마늄, 반사 방지 코팅이 된 실리콘 및 반사 방지 코팅이 된 징크 셀레나이드 중 어느 하나일 수 있다.Here, the substrate may be any one of germanium and silicon, zinc selenide and antireflection coated germanium capable of transmitting a long wavelength infrared ray, silicone having antireflection coating, and zinc selenide having antireflection coating.
여기서, 상기 전극은, 그래핀, 은, 구리, 금, 알루미늄, 아연, 니켈, 텅스텐, 리튬, 철, 백금, 주석 및 철 중 하나 이상으로 이루어질 수 있다.The electrode may be formed of at least one of graphene, silver, copper, gold, aluminum, zinc, nickel, tungsten, lithium, iron, platinum, tin and iron.
여기서, 상기 격자무늬는, 창틀(田), 빗 및 톱니 중 어느 하나의 형상을 이루며, 전극이 증착된 영역의 넓이가 증착되지 않은 영역의 넓이보다 좁게 형성될 수 있다.Here, the lattice pattern may be formed in any shape of a window frame, a comb, and a saw tooth, and may be formed to be narrower than a width of a region where the electrode is deposited, which is not deposited.
여기서, 상기 전기변색 물질은, 금속 산화물(metal oxides), 전도성 고분자(conducting polymers), 프러시안 블루(Prussian blue), 프탈로시아닌(phthalocyanine) 및 비올로겐(viologens) 중 어느 하나 이상이며, 전기변색 특성을 지니는 물질일 수 있다.Here, the electrochromic material may be at least one of metal oxides, conducting polymers, Prussian blue, phthalocyanine, and viologens, Lt; / RTI >
여기서, 상기 기판에 전기변색 물질을 필름 형태로 증착하는 단계에서 전기변색 물질을 증착하는 방법은, 스퍼터링(sputtering), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition), 열증착(thermal evaporation), 전자빔 증착(e-beam evaporation), 원자층 증착(atomic layer deposition), 열중합(solution polymerization) 및 스핀코팅(spin-coating) 중 어느 하나일 수 있다.Here, the method of depositing the electrochromic material in the step of depositing the electrochromic material on the substrate in the form of a film may be a method of depositing the electrochromic material by a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a thermal evaporation method, -beam evaporation, atomic layer deposition, solution polymerization, and spin-coating.
여기서, 상기 스페이서는, 전도성이 없으며, 두께가 30um 이하의 폴리에스터, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나일 수 있다.Here, the spacer may be any one of polyester, polyimide, and polyethylene terephthalate having no conductivity and a thickness of 30um or less.
여기서, 상기 전해질은, 이온염으로 이루어진 액체상 전해질과 가소제(plastisizer) 및 고분자와 금속염의 혼합물로 이루어진 고분자 전해질로써, 상기 고분자의 전해질 조성은 0.0000001M 내지 200M 사이일 수 있다.Here, the electrolyte is a polymer electrolyte composed of a liquid electrolyte composed of an ionic salt, a plastisizer, and a mixture of a polymer and a metal salt, and the electrolyte composition of the polymer may be between 0.0000001M and 200M.
이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 적어도 일 측면에 따르는 전기변색 소자는, 두 개의 기판복합체 및 상기 두 개의 기판복합체 사이에 개재되는 스페이서를 포함하고, 상기 두 개의 기판복합체 중 어느 하나는, 장파장 적외선이 투과 가능한 기판, 상기 기판의 일면에 증착되고, 장파장 적외선에서 투과도를 지니며, 전도도를 가지는 격자무늬의 전극, 상기 전극의 상부에 증착되고, 전기변색 물질을 포함하는 필름을 포함하고, 상기 두 개의 기판복합체 중 다른 하나는, 장파장 적외선이 투과 가능한 기판, 상기 기판의 일면에 증착되고, 장파장 적외선에서 투과도를 지니며, 전도도를 가지는 격자무늬의 전극, 상기 전극의 상부에 증착되고, 상기 격자무늬의 전극과 같은 격자무늬 형태로 전기변색 물질을 포함하는 필름을 포함하며, 상기 스페이서 내부에는 상기 두 개의 기판복합체와 각각 접촉되는 전해질이 충진된다.According to one aspect of the present invention, there is provided an electrochromic device comprising: two substrate composites and a spacer interposed between the two substrate composites; One of them is a substrate which is capable of transmitting a long wavelength infrared ray, a lattice pattern electrode which is deposited on one surface of the substrate and has transmittance in a long wavelength infrared ray and has a conductivity, a film deposited on the electrode and containing an electrochromic material And the other of the two substrate composites includes a substrate through which a long wavelength infrared ray is transmitted, a grid pattern electrode which is deposited on one surface of the substrate and has transmittance at a long wavelength infrared ray and has conductivity, And includes a film comprising the electrochromic material in a lattice pattern such as the grid pattern electrode And an electrolyte that is in contact with the two substrate composites is filled in the spacer.
상기와 같은 본 발명의 적어도 일 실시예에 따르면, 기존의 전기변색 소자보다 장파장 적외선 영역에서 투과도의 변화를 최대화하기 위해 전극, 전해질, 스페이서 및 기판을 디자인함으로써 장파장의 적외선 영역에서의 투과도를 25% 이상 조절할 수 있는 전기변색 소자, 전기변색 소자의 제작 방법 및 전기변색 소자를 제공할 수 있는 효과를 가질 수 있다.According to at least one embodiment of the present invention, the electrode, the electrolyte, the spacer, and the substrate are designed to maximize the change in the transmittance in the long wavelength infrared region than the conventional electrochromic device, so that the transmittance in the infrared region of the long wavelength is 25% It is possible to provide an electrochromic device, a method of fabricating the electrochromic device, and an electrochromic device, which can be controlled more or less.
보다 상세하게는, 작업 전극의 전기변색 물질은 필름 형태로 제작하는 반면 상대 전극에는 격자 형태로 물질을 증착하여 소자의 산화-환원 반응 시 금속 전극의 안정성을 확보함과 동시에 소자의 투과도는 작업 전극의 산화-환원 반응에 의해 조절하며, 상대 전극의 물질은 투과도에 영향을 미치지 않아 소자의 효율을 극대화할 수 있다.More specifically, the electrochromic material of the working electrode is formed in a film form while the counter electrode is deposited in a lattice form to secure the stability of the metal electrode during the oxidation-reduction reaction of the device, And the efficiency of the device can be maximized because the material of the counter electrode does not affect the permeability.
도 1은 본 발명의 바둑판 격자무늬 전극의 3차원 조감도.
도 2는 도 1에 필름 형태의 전기변색 물질이 증착된 3차원 조감도.
도 3은 도 1에 격자 형태의 전개변색 물질이 증착된 3차원 조감도.
도 4는 도 2에 스페이서를 접착한 3차원 조감도.
도 5는 도 4에 전해질을 채워넣은 3차원 조감도.
도 6은 도 5와 도 3을 조립하여 최종적으로 만들어지는 소자의 3차원 조감도.
도 7은 150 nm의 두께를 지닌 PEDOT 필름에 -0.8V부터 +0.8V까지 0.2V의 간격을 주며 바꿔주면서 전압을 걸어줬을때의 적외선 영역대에서의 투과도 변화에 대한 그래프.
도 8은 PEDOT 필름의 두께에 따라 10 um 에서의 투과도의 변화에 대한 그래프.
도 9는 기판 및 격자무늬 전극이 증착된 기판, 격자무늬 PEDOT과 격자무늬 전극이 증착된 기판의 투과도에 대한 그래프.
도 10은 격자무늬 PEDOT의 윗면과 단면을 FE-SEM로 나타낸 이미지.
도 11은 양면이 연마된 실리콘을 사용한 기판에서 스페이서의 두께에 따라 투과도의 차이를 나타낸 그래프.
도 12는 최종 제작된 소자의 전기변색 특성을 적외선 영역에서 측정한 그래프.
도 13은 양면 모두 필름 형태의 PEDOT을 사용한 소자의 전기변색 특성을 적외선 영역에서 측정한 그래프.
도 14는 산화-환원 상태에 따른 전기변색 특성을 열화상 카메라를 이용하여 얻은 이미지.1 is a three-dimensional bird's-eye view of a grid checkerboard electrode of the present invention.
FIG. 2 is a three-dimensional bird's-eye view in which film-type electrochromic material is deposited in FIG.
FIG. 3 is a three-dimensional bird's-eye view in which a developed color fading material in a lattice form is deposited in FIG. 1; FIG.
Fig. 4 is a three-dimensional bird's eye view in which spacers are bonded to Fig. 2; Fig.
Fig. 5 is a three-dimensional bird's-eye view filled with electrolyte in Fig.
Fig. 6 is a three-dimensional bird's-eye view of a device finally manufactured by assembling Figs. 5 and 3. Fig.
FIG. 7 is a graph showing the change in transmittance in the infrared region when a voltage is applied to a PEDOT film having a thickness of 150 nm at intervals of 0.2 V from -0.8 V to +0.8 V. FIG.
8 is a graph showing the change in transmittance at 10 μm according to the thickness of the PEDOT film.
9 is a graph of transmittance of a substrate and a substrate on which a lattice patterned electrode is deposited, a lattice patterned PEDOT and a substrate on which a lattice patterned electrode is deposited.
Fig. 10 is an image of the upper surface and the cross section of the grid pattern PEDOT in FE-SEM.
11 is a graph showing the difference in transmittance according to the thickness of the spacer in a substrate using silicon polished on both sides.
12 is a graph showing the electrochromic characteristics of the finally fabricated device in the infrared region.
FIG. 13 is a graph showing the electrochromic characteristics of a device using PEDOT in the form of film on both sides in the infrared region. FIG.
FIG. 14 is an image obtained by using an infrared camera for the electrochromic characteristics according to the oxidation-reduction state. FIG.
이하, 본 발명에 관련된 장파장 적외선의 투과도를 조절하는 전기변색 소자 및 그의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, an electrochromic device for controlling the transmittance of a long-wavelength infrared ray according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Variations and modifications are intended to fall within the scope of the appended claims.
도 1은 장파장 적외선에서 투과도를 지님과 동시에 전도도를 가지는 격자무늬의 전극(120)을 기판(110)에 증착하는 단계에 따라 제작된 장파장 적외선에서 투과도를 지니는 기판(110)에 격자무늬의 전극(120)이 증착된 3차원 조면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a
본 발명에서 사용되는 장파장 적외선 투명 기판(110)으로는 무반사 코팅(anti-reflection coating)이 된 저마늄(germanium, Ge) 및 실리콘(silicon, Si), 징크 셀레나이드(zinc selenide, ZnSe)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the long-wavelength infrared
상기 투명 기판(110)의 상부에는 격자무늬의 전극(120)이 증착되며, 이러한 격자무늬는 창틀(田), 빗, 톱니 형상을 이루어지며 전극(120)이 증착된 영역의 넓이가 증착되지 않은 영역의 넓이보다 넓을수록 높은 투과도를 얻을 수 있으나 모양 및 넓이는 제한되는 것은 아니다.A
상기 전극(120)은 격자무늬로 형성되므로, 상기 기판(110)에는 상기 전극(120)이 덮히지 않은 비전극영역(111)이 형성된다. 비전극영역(111)과 전극이 덮힌 영역 사이의 관계에 대해서는 후에 자세히 서술한다.Since the
전극(120)의 소재로는 금(gold, Au), 은(silver, Ag), 구리(copper, Cu), 알루미늄(aluminum, Al) 또는 이들의 합금 중에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 증착 방법으로는 스퍼터링(sputtering), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition), 열증착(thermal evaporation), 전자빔 증착(e-beam evaporation), 원자층 증착(atomic layer deposition) 중 어느 한 방법에 의해 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The material of the
전극(120)을 격자무늬로 증착하기 위해서 포토 리소그래피(photo lithography), 금속 마스크(metal mask) 및 소프트 리소그래피(soft lithography) 등의 방법을 이용하여 제작할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
도 2는 본 발명의 격자무늬 전극(120)/기판(110)에 전기변색 물질을 필름(130) 형태로 증착하는 단계에 따라, 장파장 적외선에서 투과도를 지님과 동시에 전도도를 가지는 격자무늬의 전극(120)을 기판(110)에 증착하는 단계에서 제작된 전극(120)이 증착된 기판(110)에 전기변색 물질이 필름(130) 형태로 증착된 3차원 조면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a process of depositing an electrochromic material in the form of a
본 발명에서 사용되는 전기변색 물질로는 금속 산화물(metal oxides), 전도성 고분자(conducting polymers), 프러시안 블루(Prussian blue), 프탈로시아닌(phthalocyanine), 비올로겐(viologens)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the electrochromic material used in the present invention, metal oxides, conducting polymers, Prussian blue, phthalocyanine, and viologens may be used. However, It is not.
여기서, 상기 전기변색 물질을 포함하는 필름(130)은 상기 기판(110)상에 격자무늬로 덮힌 전극(120)이 놓인 영역을 전체적으로 덮도록 형성된다. 즉, 상기 전기변색 물질을 포함하는 필름(130)은 상기 전극(120)이 있는 영역과 상기 비전극영역(111)을 모두 덮도록 형성된다.Here, the
또한, 상기 기판(110)이 있고, 상기 기판(110) 위에 전극(120)이 증착되며, 상기 전극(120) 위를 전체적으로 덮는 전기변색 물질을 포함하는 필름(130)이 증착된 전체를 제1기판복합체(140)라고 할 수 있다.An
도 3은 전기중합을 통하여 상기 도 1에 도시된 단계에서 제작된 전극(120)이 증착된 기판(110)에 전기변색 물질이 격자 형태로 증착된 3차원 조면도이다. FIG. 3 is a three-dimensional rough view in which an electrochromic material is deposited in a lattice form on a
도 3에 도시되는 단계는, 기판(110)에 포토리소그래피를 이용하여 격자무늬를 패터닝을 하고, 전극(120)을 증착한 뒤 전기변색 물질을 증착한 후 최종적으로 포토레지스트를 제거하여 격자무늬의 전기변색 물질 필름(130)/격자무늬의 전극(120)/기판(110)을 제작하는 단계라고 할 수 있다.3, a grid pattern is patterned on a
여기서 전기변색 물질(130)/격자무늬의 전극(120)/기판(110)의 의미는 뒤에서부터 차례대로 상부로 증착되는 과정을 나타낸다. 즉, 제일 하부에 기판(110)이 있고, 그 위에 격자무늬의 전극(120)이 증착되며, 그 상부에 전기변색 물질 필름(130)이 증착되어 배치되는 것을 나타낸다.Here, the meaning of the
본 발명에서 사용되는 전기변색 물질로는 금속 산화물(metal oxides), 전도성 고분자(conducting polymers), 프러시안 블루(Prussian blue), 프탈로시아닌(phthalocyanine), 비올로겐(viologens)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the electrochromic material used in the present invention, metal oxides, conducting polymers, Prussian blue, phthalocyanine, and viologens may be used. However, It is not.
도 3은 상기 기판(110)이 있고, 상기 기판(110) 위에 전극(120)이 증착되며, 상기 전극(120) 위를 상기 전극의 격자모양과 대응되게 덮도록 배치되는 전기변색 물질을 포함하는 필름(130)이 증착된 모습이다. 이를 가리켜 제2기판복합체(140‘)라고 할 수 있다.3 illustrates an electrochromic device including a
상기 제2기판복합체(140‘)는 두 가지의 방식으로 제작할 수 있다.The second substrate composite 140 'may be fabricated in two ways.
첫 번째 방식은 상기 도 2에 도시된 제1기판복합체(140)에서 상기 전극(120)이 증착된 격자무늬 이외의 비전극영역(111) 부분을 제거하는 방법이다.The first method is a method of removing a portion of the
두 번째 방식은 상기 도 1에 도시된 기판(110) 및 상기 기판(110) 상부에 증착된 전극(120)의 형태를 따라 상기 전기변색 물질(130)을 증착하는 방법이다. 본 실시예에서는 두 번째 방식을 따랐다.The second method is a method of depositing the
도 4는 30μm 이하의 두께를 갖는 스페이서(150)를 제작하여 도 2에 도시된 전기변색 소자에 접착한 3차원 조면도이다.FIG. 4 is a three-dimensional roughened view obtained by making a
본 발명에서 사용되는 스페이서(150)는 전도성이 없어야 하며 두께(d)는 30μm 이하여야 한다. 스페이서(150)의 재질로는 폴리에스터(polyester), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The
상기 스페이서(150)는 직사각형의 모양으로 상기 필름(120) 상부에 배치될 수 있다. 상기 직사각형 부분에는 후에 전해질이 채워질 수 있다.The
도 5는 스페이서(150)에 전해질(152)을 채운 3차원 조면도이다.5 is a three-dimensional roughened view in which the
본 발명에서 사용되는 전해질(152)의 경우 액체 전해질, 고분자 젤 전해질, 고체 전해질을 사용할 수 있으나, 액체와 고체가 섞인 전해질이 쓰일 수도 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.As the
상기 전해질(152)은 후에 상기 스페이서(150) 상부에 대향되어 배치될 다른 기판복합체(140‘, 도 6 참조)에 닿을 수 있도록 가득 채워지는 것이 바람직하다.The
도 6은 포토레지스트를 제거한 기판(110)을 상기 전해질(152)을 투입한 스페이서(150) 상부에 대향하여 접합시키고, 상기 전해질(152)이 밀봉되도록 이루어지는 단계에 따라 최종적으로 조립된 소자의 3차원 조감도이다.6 shows a state in which the
도면을 기준으로 하부에 있는 기판복합체는 제1기판복합체(140)이다.Referring to the drawing, the underlying substrate composite is the
그리고, 도면을 기준으로 상기 스페이서(150) 상부에 상기 제1기판복합체(140)를 대향하여 부착된 기판복합체는 제2기판복합체(140‘)이다.The substrate composite, which is attached to the
상기 스페이서(150)가 부착되는 곳은 상기 전기변색 물질을 포함하는 필름(130)이 상기 전극(120)을 전체적으로 덮는 제1기판복합체(140) 위에 부착하나, 이에 제한되는 것은 아니다. Where the
상기 스페이서(150) 내부에 전해질(152)을 채운 후, 상기 제2기판복합체(140‘)를 상기 제1기판복합체(140)에 대향하여 부착한다. 그리고, 상기 전해질(152)이 새어나오지 않도록 상기 두 기판복합체(140, 140’)와 스페이서(150)를 밀봉할 수 있다.After filling the
본 발명에 따르는 전기변색 소자를 구조적인 측면에서 설명하면 다음과 같다.The electrochromic device according to the present invention will be described in terms of its structure.
두 개의 기판복합체(140, 140‘) 및 상기 두 개의 기판복합체(140, 140‘) 사이에 개재되는 스페이서(150)를 포함한다. 이 때 상기 두 개의 기판복합체(140, 140‘) 중 어느 하나(140)는, 장파장 적외선이 투과 가능한 기판(110), 상기 기판(110)의 일면에 증착되고, 장파장 적외선에서 투과도를 지니며, 전도도를 가지는 격자무늬의 전극(120), 상기 전극(120)의 상부에 증착되고, 전기변색 물질을 포함하는 필름(130)을 포함한다.Two
그리고, 상기 두 개의 기판복합체(140, 140‘) 중 다른 하나(140‘)는, 장파장 적외선이 투과 가능한 기판(110), 상기 기판(110)의 일면에 증착되고, 장파장 적외선에서 투과도를 지니며, 전도도를 가지는 격자무늬의 전극(120) 및 상기 전극(120)의 상부에 증착되고, 상기 격자무늬의 전극(120)과 같은 격자무늬 형태로 전기변색 물질을 포함하는 필름(130)을 포함한다.The other one 140 'of the two
또한, 상기 스페이서(150) 내부에는 상기 두 개의 기판복합체와 각각 접촉되는 전해질(152)이 충진된다.In addition, the
이하에서는 바둑판 격자무늬의 전극(120)을 기판(110)에 증착하는 과정에 대하여 자세하게 설명하겠다.Hereinafter, the process of depositing the checker
바둑판 격자무늬의 금속을 증착하기 위해 광 리소그래피(photo lithography) 및 전자빔 증착(e-beam evaporation)을 이용하였다. 포토 레지스트인 AZ5214E를 3000 rpm의 속도로 30초간 스핀코팅(spin coating)하여 2 μm의 두께로 증착한 뒤, 110 °C에서 1분간 열처리를 하였다. 그 뒤 마스크 얼라이너(mask aligner)와 선 중심의 간격은 500 μm, 두께는 20 μm 로 제작된 마스크를 통해 패터닝하였다. 크로뮴(chromium, Cr) 3 nm, 금(gold, Au) 30nm를 증착한 뒤 아세톤(acetone)에 소니케이션(sonication)을 이용하여 남은 포토 레지스트를 제거하여 주면 도 1과 같은 모양의 전극(120)을 증착할 수 있다. 도 9는 FT-IR을 이용하여 적외선 영역에서의 무반사 코팅이 된 저마늄과 위 과정을 통해 제작된 전극(120)의 투과도를 측정한 것으로 투과도가 10% 미만으로 감소하는 것을 알 수 있다.Photo lithography and e-beam evaporation were used to deposit metal grid checkerboard patterns. AZ5214E, a photoresist, was spin-coated at a speed of 3000 rpm for 30 seconds to deposit 2 μm thick, and then heat-treated at 110 ° C for 1 minute. Then, the mask aligner was patterned through a mask having a line center spacing of 500 μm and a thickness of 20 μm. After depositing 30 nm of chromium (Cr) 3 nm and gold (Au), the remaining photoresist is removed using acetone to sonicate the
이하에서는 필름(130) 형태의 전도성 고분자 증착에 대해서 자세하게 설명하겠다.Hereinafter, the deposition of the conductive polymer in the form of the
전도성 고분자인 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)(poly(3,4-ethylene -dioxythiophene, PEDOT))을 증착하기 위해 스핀코팅과 용액중합(solution polymerization)을 이용하였다. 부탄올(butanol) 10.0g에 아이언 토실레이트(Iron tosylate, Iron(III) p-toluenesulfonate hexahydrate) 2.7g, 피리딘(pyridine) 0.306g, 에틸렌다이옥시싸이오펜(ethylenedioxythiophene(EDOT)) 0.25g을 섞어준 뒤 상기 전극(120)을 기판(110)에 증착하는 단계에서 준비된 격자무늬 전극(120)/기판(110)에 3000 rpm의 속도로 30초간 스핀코팅을 할 수 있다. 그리고 고분자의 중합을 위하여 85 °C의 핫 플레이트 위에 1분간 둠으로써 중합을 완료하였다. 이후 PEDOT의 두께는 추가 전기중합을 통하여 조절하였다. 전기중합은 아세토니트릴(acetonitrile) 70mL에 과염소산 리튬(LiClO4) 0.1M 농도와 EDOT 0.01M 농도를 교반하는 용액에 상대 전극(120)으로 백금 그물, Ag/AgCl 표준 전극(120), 앞서 제작된 얇은 PEDOT/격자무늬 전극(120)/기판(110)을 작업전극(120)으로 하여 0.3~1.0 mA/cm2 의 정전류법 내지 1.18~1.3 V의 정전압법을 이용하여 추가로 증착하였다. 두께는 전류 및 전압의 세기와 중합 시간을 통하여 조절하였다.Spin coating and solution polymerization were used to deposit conductive poly (3,4-ethylene-dioxythiophene (PEDOT)), a poly (3,4-ethylene dioxythiophene). 2.7 g of iron tosylate, Iron (III) p-toluenesulfonate hexahydrate), 0.306 g of pyridine and 0.25 g of ethylenedioxythiophene (EDOT) were mixed in 10.0 g of butanol Spin coating can be performed on the
도 7은 상술하는 방법으로 제작된 150 nm의 두께를 지닌 PEDOT 필름에 프로필렌 카보네이트 용매에 과염소산 리튬 1.0 M 농도로 녹인 용액에 Ag/AgCl 표준 전극, 백금그물을 상대전극으로 하여 PEDOT에 걸리는 전압-0.8V부터 +0.8V까지 0.2V의 간격을 주며 바꿔주면서 적외선 영역대에서의 투과도 변화를 관찰한 것이다.Fig. 7 is a graph showing the relationship between the voltage applied to the PEDOT and the voltage applied to the PEDOT using a Ag / AgCl standard electrode and a platinum mesh as a counter electrode in a solution prepared by dissolving lithium perchlorate in a concentration of 1.0 M in propylene carbonate solvent in a PEDOT film having a thickness of 150 nm prepared by the above- V to +0.8 V with a gap of 0.2 V and observing the change in transmittance in the infrared region.
도 8은 PEDOT 필름의 두께를 변화시켜가면서 10um의 투과도 변화를 관찰한 것이다. 8 is a graph showing changes in transmittance of 10 um while varying the thickness of the PEDOT film.
이를 참조하면, PEDOT의 두께가 100 nm 이하인 경우 투과도의 절대적인 차이가 낮음과 동시에 컨트라스트도 낮았으며, 150 nm 보다 두꺼운 경우 투과도의 컨트라스트는 증가하나 절대적인 차이가 감소하는 경향을 관찰할 수 있으므로, 본 실험에서 0.3 mA/cm2 의 정전류를 150초 동안 가해주어 150 nm의 두께를 가지는 PEDOT 필름을 이용하여 소자를 제작하였다.When the thickness of the PEDOT is 100 nm or less, the absolute difference in the transmittance is low and the contrast is low. When the thickness of the PEDOT is thicker than 150 nm, the contrast of the transmittance is increased but the absolute difference is decreased. And a constant current of 0.3 mA / cm < 2 > was applied for 150 seconds to fabricate a device using a PEDOT film having a thickness of 150 nm.
도 9는 기판 및 격자무늬 전극이 증착된 기판, 격자무늬 PEDOT과 격자무늬 전극이 증착된 기판의 투과도에 대한 그래프이고, 도 10은 격자무늬 PEDOT의 윗면과 단면을 FE-SEM로 나타낸 이미지이다.FIG. 9 is a graph showing the transmittance of a substrate on which a substrate and a grid pattern electrode are deposited, a grid patterned PEDOT and a substrate on which a grid pattern electrode is deposited, and FIG. 10 is an image showing an upper surface and a cross section of the grid pattern PEDOT by FE-SEM.
이를 참조하여 격자 형태의 전도성 고분자 증착에 대해 설명하겠다.We refer to this as a grid-type conductive polymer deposition.
전기중합은 아세토니트릴(acetonitrile) 70mL에 과염소산 리튬(LiClO4) 0.1 M 농도와 EDOT 0.01 M 농도를 교반하는 용액에 상대 전극으로 백금 그물, Ag/AgCl 표준 전극, 앞서 제작된 격자무늬 전극/기판을 작업전극으로 하여 0.3~1.0 mA/cm2 의 정전류법 내지 1.18~1.3 V의 정전압법을 이용하여 추가로 증착하였다. 두께는 전류 및 전압의 세기와 중합 시간을 통하여 조절하였으며, 본 실시예에서는 1.0 mA/cm2 의 정전류를 450초동안 가해주어 도 10의 FE-SEM 이미지와 같이 같이 21 um의 폭과 1.9 um의 두께를 가지는 격자무늬 형태의 PEDOT을 합성하였다. 이렇게 합성된 격자무늬 PEDOT은 도 9와 같이 기판 및 격자무늬 금속이 증착된 기판과 큰 투과도의 차이를 보이지 않는 것을 알 수 있다.The electrophoretic polymerization was carried out by using a platinum mesh, a Ag / AgCl standard electrode, and a grid electrode / substrate fabricated in advance as a counter electrode in a solution of 0.1 M lithium perchlorate (LiClO 4) and 0.01 M concentration EDOT in 70 mL of acetonitrile Electrode was further deposited using a constant current method of 0.3 to 1.0 mA / cm 2 or a constant voltage method of 1.18 to 1.3 V. The thickness was controlled through the intensity of current and voltage and the polymerization time. In this example, a constant current of 1.0 mA / cm < 2 > was applied for 450 seconds, Was synthesized. As shown in FIG. 9, the thus synthesized grid pattern PEDOT does not show a large difference in transmittance between the substrate and the substrate on which the lattice patterned metal is deposited.
이하 전기변색 소자의 조립에 대해 자세히 설명하겠다.Hereinafter, the assembly of the electrochromic device will be described in detail.
30μm의 두께를 갖는 양면테이프 등을 이용하여 스페이서를 제작한다. LiClO4 1.0M 녹아있는 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate)를 채워넣은 뒤 제조된 전극/기판으로 밀봉하여 소자를 조립한다. 제조된 소자의 크기는 바람직하게는 가로 3 cm, 세로 2 cm이다. A double-sided tape having a thickness of 30 mu m or the like is used to fabricate a spacer. After charging 1.0M LiClO4 dissolved propylene carbonate, the electrode / substrate was sealed with the manufactured electrode / substrate to assemble the device. The size of the fabricated device is preferably 3 cm by 2 cm.
도 11은 양면이 연마된 실리콘을 사용한 기판에서 스페이서의 두께에 따라 투과도의 차이를 나타낸 그래프이며, 도 12는 최종 제작된 소자의 전기변색 특성을 적외선 영역에서 측정한 그래프이다. 또한, 도 13은 양면 모두 필름 형태의 PEDOT을 사용한 소자의 전기변색 특성을 적외선 영역에서 측정한 그래프이다.FIG. 11 is a graph showing the difference in transmittance according to the thickness of the spacer in the substrate using silicon polished on both sides, and FIG. 12 is a graph showing the electrochromic characteristics of the finally fabricated device in the infrared region. 13 is a graph of the electrochromic characteristics of a device using PEDOT in the form of a film on both sides in the infrared region.
도 11 내지 13을 참조하면, 도 11은 전해질의 두께에 따른 투과도를 나타낸 것인데, 기존의 두꺼운 양면테이프 혹은 접착제를 이용하여 스페이서를 제작할 경우 투과도가 낮아서 소자의 특성 변화가 줄어들지만, 스페이서의 두께가 30 μm 이하인 경우 투과도가 증가하여 소자의 변색 특성을 최대화 할 수 있다. 11 to 13, the permeability according to the thickness of the electrolyte is shown. When a conventional double-sided tape or adhesive is used to fabricate a spacer, the transmittance is low and the change in characteristics of the device is reduced. However, When the thickness is less than 30 μm, the transmittance is increased and the discoloration characteristics of the device can be maximized.
도 12는 최종적으로 제작된 소자에 PEDOT에 +2.5V를 걸어준 경우 산화(oxidized) 상태가 되어 투과도가 낮아지고, -2.5V를 걸어준 경우 환원(reduced) 상태가 되어 투과도가 높아져 장파장 적외선에서 투과도를 조절할 수 있음을 알 수 있다. 한 면은 필름 형태의 PEDOT, 다른 한 면은 격자무늬의 PEDOT를 사용하는 본 소자와는 다른 양 면에 필름 형태의 PEDOT을 사용한 경우 한 면이 산화반응을 보이면 다른 한 면이 환원반응을 보여 두 상태의 투과도 차이가 크지 않아 소자로서 부적합함을 도 12와 도 13을 비교하면 알 수 있다. 이 때, 도 12는 한쪽 전극은 필름형태의 PEDOT이고, 다른쪽 전극은 격자무늬의 PEDOT이다. 그리고 도 13은 양쪽 전극 모두 필름형태의 PEDOT이다.FIG. 12 shows that when the device fabricated at the final stage is applied with + 2.5V, the PEDOT is oxidized and the transmittance is lowered. When -2.5V is applied, the device is reduced and the transmittance is increased. It can be seen that the transmittance can be controlled. When PEDOT film type is used on both sides of this device, one side is PEDOT film type and the other side side is PEDOT type, the other side shows reduction reaction when one side is oxidized. It can be seen from comparison between FIG. 12 and FIG. 13 that the difference in the degree of transmission of the state is not large and it is unsuitable as an element. At this time, in Fig. 12, one electrode is PEDOT in film form and the other electrode is PEDOT in lattice pattern. And Fig. 13 shows PEDOT in the form of film in both electrodes.
도 14는 산화-환원 상태에 따른 전기변색 특성을 열화상 카메라를 이용하여 얻은 이미지이며, 이를 참조하면, 환원 상태에서는 전기변색 소자의 중심부 가까이에서의 온도가 높아 밝은 색을 띠는 반면에, 산화 상태에서는 전기변색 소자의 중심부의 온도가 상대적으로 환원 상태 때보다 낮을 것을 알 수 있다.FIG. 14 is an image obtained by using an infrared camera according to the oxidation-reduction state. Referring to FIG. 14, in the reduced state, the temperature near the center of the electrochromic device is high, State, the temperature at the center of the electrochromic device is relatively lower than that at the time of the reduction.
이에 따라 산화 상태에서 상기 전기변색 소자의 중심부의 색깔이 상기 환원 상태와 비교했을 때 상대적으로 밝지 않다.Accordingly, the color of the center of the electrochromic device in the oxidized state is not relatively bright compared to the reduced state.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, This is possible. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.
Claims (9)
상기 전극이 덮힌 영역과 상기 전극이 덮히지 않은 영역을 모두 덮도록 상기 전극 상부에 전기변색 물질을 필름 형태로 증착하여 제1기판복합체를 제작하는 단계;
상기 전기변색 물질 상부에 부착되고, 30μm이하의 두께를 갖는 필름 형태이며 내부에 홀이 형성된 스페이서(spacer)를 부착하는 단계;
상기 스페이서의 홀의 내부에 전해질을 투입하는 단계;
장파장 적외선 투과도를 지님과 동시에 전도도를 가지는 격자무늬의 전극을 제2기판에 증착하는 단계;
상기 제2기판에 상기 전기변색 물질과 동일한 물질의 전기변색 물질의 필름을 포토레지스트를 이용하여, 기증착된 전극의 격자무늬를 상기 전기변색 물질의 필름에 패터닝을 하고, 상기 포토레지스트를 제거하여, 상기 전기변색 물질을 상기 격자무늬의 전극에 대응하는 격자무늬 형태로 증착하여 제2기판복합체를 제작하는 단계; 및
상기 제2기판복합체를 상기 전해질을 투입한 스페이서 상부에 대향하여 접합시키고, 상기 전해질이 밀봉되도록 이루어지는 단계를 포함하는 전기변색 소자의 제조방법.Depositing a grid-shaped electrode having a transmittance in a long wavelength infrared ray and having conductivity at a first substrate;
Forming a first substrate composite by depositing an electrochromic material on the electrode in the form of a film so as to cover both the region where the electrode is covered and the region where the electrode is not covered;
Attaching a spacer attached to the top of the electrochromic material and having a hole shape in the form of a film having a thickness of 30 mu m or less;
Injecting an electrolyte into the hole of the spacer;
Depositing a grid-shaped electrode having a long-wavelength infrared ray transmittance and a conductivity on a second substrate;
The method comprising the steps of: patterning a film of the electrochromic material having the same material as the electrochromic material on the second substrate with a photoresist, patterning a grid pattern of the deposited electrode on the film of the electrochromic material, Depositing the electrochromic material in a lattice pattern corresponding to the lattice patterned electrodes to produce a second substrate composite; And
And bonding the second substrate composite opposite to an upper portion of the spacer into which the electrolyte has been injected so that the electrolyte is sealed.
상기 제1 및 제2 기판은, 장파장 적외선 투과가 가능한 저마늄 및 실리콘, 징크 셀레나이드 및 반사 방지 코팅이 된 저마늄, 반사 방지 코팅이 된 실리콘 및 반사 방지 코팅이 된 징크 셀레나이드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기변색 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
The first and second substrates may be any one of germanium and silicon, zinc selenide and antireflective coated germanium capable of long wavelength infrared transmission, silicon coated with antireflective coating, and zinc selenide coated with antireflective coating Wherein the electrochromic device is an electrochromic device.
상기 전극은,
그래핀, 은, 구리, 금, 알루미늄, 아연, 니켈, 텅스텐, 리튬, 철, 백금, 주석 및 철 중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자의 제조방법The method according to claim 1,
The electrode
A method for producing an electrochromic device, characterized by comprising at least one of graphene, silver, copper, gold, aluminum, zinc, nickel, tungsten, lithium, iron, platinum, tin and iron
상기 격자무늬는,
창틀(田), 빗 및 톱니 중 어느 하나의 형상을 이루며, 전극이 증착된 영역의 넓이가 증착되지 않은 영역의 넓이보다 좁은 것을 특징으로 하는 전기변색 소자의 제조방법The method according to claim 1,
In this case,
Wherein the width of the region where the electrode is deposited is narrower than the width of the region where the electrode is not deposited, which is formed in any one of a window, a window, a comb, and a toothed portion,
상기 전기변색 물질은, 금속 산화물(metal oxides), 전도성 고분자(conducting polymers), 프러시안 블루(Prussian blue), 프탈로시아닌(phthalocyanine) 및 비올로겐(viologens) 중 어느 하나 이상이며, 전기변색 특성을 지니는 물질인 것을 특징으로 하는 전기변색 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the electrochromic material is at least one of metal oxides, conducting polymers, Prussian blue, phthalocyanine, and viologens, Lt; RTI ID = 0.0 > electrochromic device. ≪ / RTI >
상기 제1 및 제2 기판에 전기변색 물질을 필름 형태로 증착하는 단계에서 전기변색 물질을 증착하는 방법은,
스퍼터링(sputtering), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition), 열증착(thermal evaporation), 전자빔 증착(e-beam evaporation), 원자층 증착(atomic layer deposition), 열중합(solution polymerization) 및 스핀코팅(spin-coating) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기변색 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
A method of depositing an electrochromic material in the step of depositing an electrochromic material in a film form on the first and second substrates,
(Eg, sputtering, chemical vapor deposition, thermal evaporation, e-beam evaporation, atomic layer deposition, solution polymerization, and spin coating) -coating of the electrochromic device.
상기 스페이서는,
전도성이 없으며, 두께가 30um 이하의 폴리에스터, 폴리이미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기변색 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
The spacer
Wherein the electroconductive material is one of a polyester, a polyimide, and a polyethylene terephthalate having no conductivity and a thickness of 30um or less.
상기 전해질은,
이온염으로 이루어진 액체상 전해질과 가소제(plastisizer) 및 고분자와 금속염의 혼합물로 이루어진 고분자 전해질로써, 상기 고분자의 전해질 조성은 0.0000001M 내지 200M 사이인 것을 특징으로 하는 전기변색 소자의 제조방법.The method according to claim 1,
The electrolyte,
A polymer electrolyte comprising a liquid electrolyte made of an ionic salt, a plastisizer, and a mixture of a polymer and a metal salt, wherein the electrolyte has an electrolyte composition of 0.0000001M to 200M.
제1기판복합체, 제2기판복합체 및 상기 두 기판복합체의 사이에 개재되는 스페이서를 포함하고,
상기 두 기판복합체 중 어느 하나는,
장파장 적외선이 투과 가능한 기판;
상기 기판의 일면에 증착되고, 장파장 적외선에서 투과도를 지니며, 전도도를 가지는 격자무늬의 전극;
상기 전극의 상부에 증착되어, 상기 격자무늬의 전극이 덮힌 전극영역과 상기 격자무늬의 전극이 덮히지 않은 비전극영역을 모두 덮도록 형성되고, 전기변색 물질을 포함하는 필름을 포함하고,
상기 두 기판복합체 중 다른 하나는,
장파장 적외선이 투과 가능한 기판;
상기 기판의 일면에 격자무늬로 증착되고, 장파장 적외선에서 투과도를 지니며, 전도도를 가지는 격자무늬의 전극;
상기 기판 상에 상기 격자무늬의 전극이 미형성된 비전극영역을 제외한 상기 격자무늬의 전극의 상부에 증착되어 격자무늬를 이루며, 전기변색 물질을 포함하는 필름을 포함하며,
상기 스페이서 내부에는 상기 두 개의 기판복합체와 각각 접촉되는 전해질이 충진되고,
상기 두 기판복합체의 전기변색 물질은 서로 동일한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기변색 소자.An electrochromic device for controlling transmission of a long-wavelength infrared ray,
A first substrate composite, a second substrate composite, and a spacer interposed between the two substrate composites,
Wherein one of the two substrate composites comprises:
A substrate through which a long wavelength infrared ray is transmitted;
A grid-shaped electrode which is deposited on one surface of the substrate and has transmittance in a long-wavelength infrared ray and has conductivity;
And a film including an electrochromic material deposited on the electrode so as to cover both the electrode region covered with the grid pattern electrode and the non-electrode region covered with the grid pattern electrode,
The other of the two substrate composites comprises a substrate,
A substrate through which a long wavelength infrared ray is transmitted;
A grid-shaped electrode deposited on a surface of the substrate in a lattice pattern, having a transmittance in a long-wavelength infrared ray, and having conductivity;
And a film comprising an electrochromic material deposited on the substrate, the electrochromic material being deposited on the grid pattern electrodes except for the nonpolar electrode area where the grid pattern electrodes are not formed,
Wherein the spacers are filled with an electrolyte that is in contact with the two substrate composites,
Wherein the electrochromic materials of the two substrate composites are formed of the same material.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102030010B1 (en) * | 2019-05-03 | 2019-10-08 | 국방과학연구소 | Electrochromic device, method of preparing the same, and panchromatic type of electrochromic skin for active camouflage |
| CN112068378A (en) * | 2020-09-15 | 2020-12-11 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | Electro-variable infrared radiation device and preparation method and application thereof |
| US10914555B2 (en) | 2017-05-19 | 2021-02-09 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Active camouflage device |
| WO2022250315A1 (en) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | 한국기계연구원 | Infrared adaptive transparent camouflage film |
| CN116382007A (en) * | 2023-04-03 | 2023-07-04 | 浙江大学 | Electroluminescence-controlled visible-near infrared-middle-far infrared device and preparation method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030030552A (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-18 | 에스케이에버텍 주식회사 | Thermohardening Electrolyte Composition Using Blocked Isocyanate and Preparation Method of Polyurethane-based Polymeric Gel Electrolyte Therefrom |
| KR20080022321A (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-11 | 주식회사 엘지화학 | Method of forming electrochromic layer pattern, method of manufacturing electrochromic device using the same, and electrochromic device including electrochromic layer pattern |
| KR20110043595A (en) * | 2008-07-17 | 2011-04-27 | 쌩-고벵 글래스 프랑스 | Electrochromic device with controlled infrared reflection |
| KR20140039377A (en) * | 2012-09-20 | 2014-04-02 | 동우 화인켐 주식회사 | Electrochromic device and method of preparing the same |
-
2014
- 2014-09-11 KR KR1020140120352A patent/KR101598025B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030030552A (en) * | 2001-10-11 | 2003-04-18 | 에스케이에버텍 주식회사 | Thermohardening Electrolyte Composition Using Blocked Isocyanate and Preparation Method of Polyurethane-based Polymeric Gel Electrolyte Therefrom |
| KR20080022321A (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-11 | 주식회사 엘지화학 | Method of forming electrochromic layer pattern, method of manufacturing electrochromic device using the same, and electrochromic device including electrochromic layer pattern |
| KR20110043595A (en) * | 2008-07-17 | 2011-04-27 | 쌩-고벵 글래스 프랑스 | Electrochromic device with controlled infrared reflection |
| KR20140039377A (en) * | 2012-09-20 | 2014-04-02 | 동우 화인켐 주식회사 | Electrochromic device and method of preparing the same |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10914555B2 (en) | 2017-05-19 | 2021-02-09 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Active camouflage device |
| KR102030010B1 (en) * | 2019-05-03 | 2019-10-08 | 국방과학연구소 | Electrochromic device, method of preparing the same, and panchromatic type of electrochromic skin for active camouflage |
| CN112068378A (en) * | 2020-09-15 | 2020-12-11 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | Electro-variable infrared radiation device and preparation method and application thereof |
| WO2022250315A1 (en) * | 2021-05-25 | 2022-12-01 | 한국기계연구원 | Infrared adaptive transparent camouflage film |
| KR20220159141A (en) * | 2021-05-25 | 2022-12-02 | 한국기계연구원 | Infrared adaptive transparent stealth sheet |
| KR102603047B1 (en) | 2021-05-25 | 2023-11-17 | 한국기계연구원 | Infrared adaptive transparent stealth sheet |
| CN116382007A (en) * | 2023-04-03 | 2023-07-04 | 浙江大学 | Electroluminescence-controlled visible-near infrared-middle-far infrared device and preparation method thereof |
| CN116382007B (en) * | 2023-04-03 | 2024-04-12 | 浙江大学 | Electroluminescence-controlled visible-near infrared-middle-far infrared device and preparation method thereof |
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