KR102108562B1 - 전기변색소자 - Google Patents
전기변색소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102108562B1 KR102108562B1 KR1020160039815A KR20160039815A KR102108562B1 KR 102108562 B1 KR102108562 B1 KR 102108562B1 KR 1020160039815 A KR1020160039815 A KR 1020160039815A KR 20160039815 A KR20160039815 A KR 20160039815A KR 102108562 B1 KR102108562 B1 KR 102108562B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- electrochromic device
- electrochromic
- electrolyte
- oxide
- Prior art date
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 47
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 28
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 27
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 18
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N lithium;oxonickel Chemical compound [Li].[Ni]=O URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910013292 LiNiO Inorganic materials 0.000 claims description 11
- -1 carbonate compound Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 7
- 229910012424 LiSO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910016553 CuOx Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 4
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- 241001101998 Galium Species 0.000 claims description 2
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013528 LiN(SO2 CF3)2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013553 LiNO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 claims description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007764 slot die coating Methods 0.000 claims description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910012305 LiPON Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N Carbazole Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018871 CoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002200 LIPON - lithium phosphorus oxynitride Substances 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005855 NiOx Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N anthraquinone Natural products CCC(=O)c1c(O)c2C(=O)C3C(C=CC=C3O)C(=O)c2cc1CC(=O)OC PYKYMHQGRFAEBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001182 laser chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920001088 polycarbazole Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/15—Devices 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
- G02F1/1514—Devices 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 characterised by the electrochromic material, e.g. by the electrodeposited material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/15—Devices 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/15—Devices 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
- G02F1/153—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
- H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
본 출원은 전기변색소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 신규한 이온저장층 물질을 포함하는 본 출원은 내구성 및 박막 생산성이 우수하고, 종래 기술 대비 변색속도가 개선된 전기변색소자를 제공한다.
Description
본 출원은 전기변색소자에 관한 것이다. 구체적으로, 본 출원은 변색효율 및 스위칭 타임이 개선된 전기변색소자에 관한 것이다.
전기변색(Electrochromism)은, 전기화학적 산화 및 환원 반응에 따라 전기변색 활성물질의 색이나 광 투과도와 같은 광학적 성질이 변하는 현상을 말한다. 이러한 현상을 이용한 전기 변색 소자는 적은 비용으로도 넓은 면적의 소자로 제조될 수 있고, 낮은 소비전력을 갖기 때문에, 스마트 윈도우, 스마트 거울, 전자종이 등과 같은 다양한 분야에서 주목 받고 있다.
제1도는 일반적인 전기변색소자의 단면을 도시한다. 전기변색소자(100)는 제1 전극층(110), 상기 제1 전극층 상에 마련된 전기변색층(120), 상기 전기변색층 상에 마련된 전해질층(130), 상기 전해질층 상에 마련된 이온저장층(140), 및 상기 이온저장층 상에 마련된 제2 전극층(150)을 포함할 수 있다. 도시하지 않았으나, 각 전극(110, 150)의 외측면에는, 투명한 유리 또는 고분자 수지로부터 형성된 기판이 추가로 포함될 수 있다.
일반적으로 전기변색층 및/또는 이온저장층은 산화텅스텐(WOx)이나 리튬니켈산화물(LiNiOx)과 같은 무기물질을 전기변색물질로서 포함할 수 있다. 구체적으로, 특정 전위가 전극에 인가될 경우, H+, 또는 Li+, Na+와 같은 전해질 이온이 전해질층을 거쳐 전기변색층과 이온저장층 사이를 이동하고, 동시에 외부 회로를 통해 전자가 전기변색층에 주입되거나 전기변색층으로부터 이탈하게 되면서, 전기변색물질의 산화/환원 반응이 교대되고, 전기변색층이나 이온저장층의 착색(coloring) 또는 탈색(bleaching)이 이루어진다. 상기와 같이, 전기변색소자의 광학 특성 변화에는 이온 물질의 이동이 전제되기 때문에, 변색에는 소정의 시간, 즉 스위칭 타임(switching time)이 소요되고, 그에 따라 변색효율을 개선하고 변색시간을 줄일 수 있는 기술이 요구된다.
본 출원의 일 목적은 변색효율이 우수하고, 변색속도가 개선된 전기변색소자를 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 목적은 박막으로도 충분한 변색 효과를 갖는 전기변색소자를 제공하는 것이다.
본 출원의 상기 목적 및 그 외 기타 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.
본 출원은 전기변색소자에 관한 것이다. 상기 전기변색소자는 대향하는 2개의 전극층, 전기변색층, 전해질층 및 이온저장층을 포함할 수 있다.
전극은 전기변색층에 전하를 공급할 수 있는 구성을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 전극은 투명 전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO), 전도성 고분자, 은 나노와이어(Ag Nanowire), 또는 메탈메쉬(Metal mesh) 중 어느 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, ITO(Indium Tin 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, OMO(Oxide/Metal/Oxide) 또는 CTO 등이 전극물질로서 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또 다른 예시에서, 상기 전극층은 2 이상의 전극 물질이 복수 개의 층으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 전극층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 방법이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 스퍼터링 공정을 통해, 투명 전도성 산화물 입자를 포함하는 전극 재료를, 투명한 유리 기판상에 박막형태로 형성함으로써, 전극층이 마련될 수 있다. 상기 전극층은 10 nm 내지 1 ㎛ 범위 내에서, 150 nm 이상, 200 nm 이상, 또는 300 nm 이상의 두께를 가질 수 있다. 전극층 두께의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 저 저항 구현을 위해 상기 전극층은 800 nm 이하, 700 nm 이하, 또는 500 nm 이하의 두께를 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 전극층은 가시광선에 대하여 70 % 내지 95% 범위의 광 투과율을 가질 수 있다. 본 출원에서 가시광선이란 약 350 nm 내지 750 nm 범위의 파장을 갖는 광을 의미할 수 있으며, 보다 구체적으로는 550 nm 파장의 광을 의미할 수 있다.
전기변색층은 전기신호에 따라 색이 변하는 전기변색물질을 포함할 수 있다. 사용 가능한 전기변색물질로는 전도성 고분자, 유기변색 물질 및/또는 무기변색 물질을 예로 들 수 있다. 상기 전도성 고분자로는 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리피리딘, 폴리인돌, 폴리카바졸 등이 사용될 수 있고, 유기변색 물질로는 비올로겐, 안트라퀴논, 페노사이아진과 같은 물질이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 전기변색층은 Ti, Nb, Mo, Ta, W, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Rh, 및 Ir 의 산화물 중 하나 이상의 산화물을 무기변색 물질로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, TiO2, Nb2O5, MoO3, Ta2O5, WO3, V2O5, CrO3, LixCoO2, NiOx, LiNiOx, Rh2O3, 또는 IrO2 등이 사용 가능한 무기변색 물질일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 상기 전기변색층은 리튬니켈옥사이드(LiNiOx)를 변색 물질로서 포함할 수 있다. 리튬니켈옥사이드 화합물은, 예를 들어, 하기와 같은 반응을 통해 착색 또는 탈색될 수 있다. 하기 반응식에서, M은 H+, Li+, 또는 Na+와 같은 전해질 이온일 수 있다.
[반응식]
LiNiO2 (착색: 갈색) + M+ + e- ⇔ Li2NiO2 (탈색: 무색)
상기 반응에서, 전기변색층에 포함되는 변색물질이 탈색된 경우 전기변색소자는 입사광을 투과시키게 되고, 착색된 경우에는 입사광의 투과량이 줄어들게 되면서 전기변색소자의 광 특성이 변화될 수 있다. 상기 착색과 탈색 반응은 인가되는 전압의 극성, 또는 전류의 흐름 방향에 따라 교대로 일어날 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 전기변색층은, 착색시 가시광선에 대한 투과율이 15 % 내지 40 %이고, 탈색시 가시광선에 대한 투과율이 50 % 내지 70 % 범위일 수 있다.
또 하나의 예시에서, 전기변색층은 10 nm 내지 400 nm 범위 내에서 300 nm 이하, 200 nm 이하, 150 nm 이하, 또는 120 nm 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께가 10 nm 미만일 경우 변색을 위한 반응이 충분히 일어나기 어렵고, 400 nm를 초과할 경우에는 박막의 전기변색소자를 제공할 수 없고, 소자의 투과도가 저하될 수 있다. 본 출원의 경우, 하기와 같은 구성의 이온저장층 물질을 사용하기 때문에, 전기변색층의 변색효율이 우수할 수 있고 특히, 150 nm 이하, 또는 120 nm 이하의 두께에서도 전기변색층의 변색이 충분히 이루어질 수 있다.
이온저장층은, 전기변색층의 산화환원반응에 필요한 전하 입자가 삽입 또는 탈리될 수 있어, 변색 반응에 관여할 수 있는 층을 의미할 수 있다. 종래기술에서는, 상기 이온저장층의 역할을 고려하여, 상보적인 전기변색물질을 전기변색층과 이온저장층 각각에 사용하였다. 예를 들어, 전기변색층에 산화텅스텐(WOx)과 같은 환원성 변색 물질이 포함된 경우, 이온저장층에는 리튬니켈산화물(LiNiOx)과 같은 산화성 변색 물질이 포함되었다. 그러나, 상기와 같은 구성을 갖는 전기변색소자는 변색효율이 좋지 못하고, 스위칭 타임(switching time)이 느린 단점이 있다.
본 출원은, 소자의 변색효율 및 스위칭 타임을 개선하고자, 산화구리(CuOx)를 이온저장층에 포함할 수 있다. 산화구리(CuOx)는 박막 증착 생산성이 우수할 뿐 아니라, 100 nm 이하의 두께에서도 전하를 충분히 수용하고 저장할 수 있기 때문에, 소자의 변색 및 탈색 사이에 소요되는 스위칭 타임(switching time)을 단축시킬 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 산화구리(CuOx)로는 산소와 구리의 질량비가 0.5 ≤ O/Cu ≤ 1.5 범위인 산화구리가 사용될 수 있다. 상기 질량비가 1.5를 초과할 경우 산화구리 박막이 열역학적으로 불안정하기 때문에 이온저장층을 제조하기 어렵고, 질량비가 0.5 미만일 경우에는 금속 특성이 우세하기 때문에 투명 박막을 구현하기가 어렵다.
상기 산화구리(CuOx)를 포함하는 이온저장층에 대하여, 광투과 특성, 즉 투명한 성질을 부여하기 위해서, 이온저장층의 두께를 150 nm 이하로 형성할 수 있다. 예를 들어, 120 nm 이하, 100 nm 이하, 80 nm 또는 50 nm 이하로 이온저장층을 형성할 수 있다. 상기 두께의 하한은 특별히 한정되지 않으나, 10 nm 이상의 범위로 형성될 수 있다. 본 출원의 이온저장층은, 상기 두께 범위에서도, 전기변색물질의 산화 및 환원 반응에 요구되는 충분한 이온 저장능을 가질 수 있을 뿐 아니라, 변색 또는 탈색되지 않고 일정한 광 투과성을 갖기 때문에, 전기변색층의 착색 또는 탈색이 이온저장층에 의해 왜곡되지 않고 소자에 충분히 반영할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 이온저장층의 가시광선에 대한 투과율은 그 상한이 95% 이하, 90% 이하, 또는 80% 이하일 수 있으며, 그 하한은 60% 이상, 또는 70% 이상일 수 있다. 또한, 상기 이온저장층의 가시광선에 대한 굴절률은 2.0 내지 3.5일 수 있다.
또 하나의 예시에서, 상기 이온저장층은 1,000 ohm/sq 또는 100 ohm/sq 이하의 저항을 가질 수 있다. 이온저장층이 상기 범위의 저항값을 갖는 경우, 스위칭 타임을 더욱 단축시킬 수 있다.
전해질층은 리튬이온(Li+)과 같이 전기변색 반응에 관여하는 이온을 포함할 수 있다. 전해질층에 포함되는 전해질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 액체 전해질, 겔-고분자 전해질 또는 무기 고체 전해질일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 전해질이 겔-고분자 전해질인 경우, 상기 전해질층은 카보네이트 화합물과 리튬화합물을 포함하는 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. 카보네이트계 화합물은 유전율이 높기 때문에, 리튬염이 제공하는 이온의 전도도를 높일 수 있다. 예를 들어, PC(propylene carbonate), EC(ethylene carbonate), DMC(dimethyl carbonate), DEC(diethyl carbonate) 및 EMC(ethylmethyl carbonate)와 같은 카보네이트계 화합물이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 리튬화합물로는 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiNO3, LiN(CN)2, LiPF6, Li(CF3)2PF4, Li(CF3)3PF3, Li(CF3)4PF2, Li(CF3)5PF, Li(CF3)6P, LiSO3CF3, LiSO3C4F9, LiSO3(CF2)7CF3, 또는 LiN(SO2CF3)2, 등을 예로 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또 하나의 예시에서, 상기 전해질이 무기 고체전해질일 경우, 상기 전해질층은 소위 LIPON(Lithium Phosphorous Oxynitride)으로 불리는 리튬 포스포러스 옥시나이트라이드 또는 리튬이온이 도핑된 전이금속 산화물, 또는 Ta2O5를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 전해질층은 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf) 및 텅스텐(W)과 같은 전이금속 산화물에 리튬 금속이 도핑된 고체전해질 일 수 있다. 겔 폴리머의 경우 충방전 사이클이 증가함에 따라 버블이 발생하고 그 내구성이 저하되는 반면, 무기 고체전해질을 사용할 경우에는 버블 발생이 없기 때문에 소자의 내구성과 수명을 증가시킬 수 있다.
상기 전해질층은 30 ㎛ 내지 200 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있고, 가시광선에 대한 투과율이 70 % 내지 95 % 범위일 수 있다.
본 출원의 전기변색소자는 전원을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전원은, 외부회로를 통해 전극층에 전기적으로 연결될 수 있다. 전압을 인가하기 위한 장치나 방식은 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서, 상기 전압에 의해 인가되는 착색 및 탈색 전위는 4V 이하의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 2V 크기의 양(+)의 전압을, 상기 리튬니켈산화물(LiNiOx)을 포함하는 층, 즉, 전기변색층이 직접 적층된 전극층 상에 인가하는 경우, 상기 전기변색층이 착색되면서 소자의 광투과율이 낮아질 수 있다. 반대로, 상기 전기변색층이 직접 적층된 전극층 상에 2V 크기의 음(-)의 전압을 인가하면 전기변색층이 탈색되면서 소자의 광 투과율이 높아질 수 있다.
본 출원의 다른 일례에서, 본 출원은 전기변색소자의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 상기 제조방법은, 하나의 전극층 상에, 구리와 산소의 질량비가 0.5 ≤ O/Cu ≤ 1.5 범위를 갖는 산화구리(CuOx)층을 마련하는 단계; 및 또 하나의 전극층 상에 리튬니켈산화물(LiNiOX)층을 마련하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 설명된 바와 같이, 산화구리(CuOx)층은 본 출원 전기변색소자에서 이온저장층으로서 사용될 수 있고, 리튬니켈산화물(LiNiOx)층은 전기변색층으로 사용될 수 있다. 전극층, 이온저장층 및 전기변색층의 구성이나 그 밖의 특성은 상기 언급된 바와 동일하다.
상기 각 층을 마련하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 증착(deposition), 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 스크린 인쇄, 그라비아 코팅, 졸겔(sol-Gel)법, 또는 슬롯 다이 코팅(slot die) 중 어느 하나의 방법에 의해 각 층이 마련될 수 있다. 증착의 경우, 물리 기상 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD)이나 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)에 의해 이루어질 수 있다. 사용가능한 물리기상 증착법으로는 스퍼터링(Sputtering)법, 전자-빔 증착법(E-beam evaporation), 열 증착법(Thermal evaporation), 레이저 분자 빔 증착법(Laser Molecular Beam Epitaxy, L-MBE) 또는 펄스 레이저 증착법(Pulsed Laser Deposition, PLD) 등을 예로 들 수 있고, 화학 기상 증착법으로는 열 화학 기상 증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD), 광 화학 기상 증착법(Light Chemical Vapor Deposition), 레이저 화학 기상 증착법(Laser Chemical Vapor Deposition), 금속-유기 화학 기상 증착법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 또는 수소화물 기상 증착법(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE) 등을 예로 들 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 산화구리(CuOx)층은 스퍼터링 방식에 의해 전극층의 일면에 증착될 수 있다. 보다 구체적으로, 대략 30 내지 60 nm 두께의 Cu 타겟(target)이 형성되고, 5 mTorr 내지 60 mTorr 공정압을 갖는 챔버에서, 100 W 내지 300 W의 파워를 가하고, 산소(O2)가스를 5 sccm 내지 25 sccm 유량으로, 아르곤(Ar) 가스를 15 sccm 내지 45 sccm 유량으로 공급하는 공정을 통해, 산화구리(CuOX)층을 전극층 상에 마련할 수 있다. 이때, 챔버 내에 공급되는 기체 중 산소의 분압은 45% 이상일 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 제조방법은, 산화구리(CuOx)층 또는 리튬니켈산화물(LiNiOx)층의 일면에 전해질층을 마련하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 전해질층에 사용될 수 있는 전해질의 종류는 상기 언급된 바와 동일하다.
신규한 이온저장층 물질을 포함하는 본 출원은, 박막 생산성이 우수할 뿐 아니라, 변색효율 및 변색속도가 개선된 전기변색소자를 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 전기변색소자의 단면도를 개략적으로 도시한다.
이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실험례 1: 하프-셀(Half-Cell)의 광학 특성 및 구동 특성 측정
하기와 같이 제조된 하프-셀에 대하여, potentiostat 장비(Princeton Applied Research, PMC-1000) 및 UV-vis spectrometer 장비(Solidspec 3700)를 이용하여 각 셀의 구동특성 및 광학특성을 25℃ 온도에서 측정하였다. 하프-셀에는 착색 전위로 2V가 인가되었고, 탈색 전위로는 2V 전압이 인가되었다. 사용된 각 시편의 크기는 2.0 cm X 10 cm = 20 cm2로 일치시켰다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
실시예
작업 전극의 제조: 투명 전도성 산화물인 ITO 전극 상에 DC sputter 방식을 이용하여 리튬니켈산화물(LiNiOx)로 형성된 전기변색층을 100 nm 두께로 증착 하고, 제1 전극과 전기변색층을 포함하는 작업전극을 제조하였다.
상대전극의 제조: 투명 전도성 산화물인 ITO 전극 상에 DC sputter 방식을 이용하여 산화구리(CuOx)를 포함하는 형성된 이온저장층을 30 nm 두께로 증착하고, 제2 전극과 이온저장층을 포함하는 작업전극을 제조하였다.
비교예
전기변색층으로는 300 nm 두께의 산화텅스텐(WOx)층을 사용하고, 이온저장층으로는 100 nm 두께의 리튬니켈산화물(LiNiOx)층이 사용된 것을 제외하고, 상기 실시예와 마찬가지로, 서로 다른 ITO 전극 상에 DC sputter 방식을 이용하여 전기변색층 및 이온저장층을 마련하였다.
| 하프-셀: 전기변색층을 포함하는 작업전극 | 하프-셀: 이온저장층을 포함하는 상대전극 | |||||||
| 측정 항목 |
TCO 면저항 (Ω/□) |
전하량 (mC) |
△T(%) | Time(s) Col. / Ble. |
TCO 면저항 | 전하량 (mC) |
△T(%) | Time(s) Col. / Ble. |
| 실시예 | 30 | 200 | 40 | 30/30 | 30 | 30 | - | - |
| 비교예 | 30 | 600 | 60 | 60/30 | 30 | 200 | 40 | 30/30 |
| TCO 면저항: ITO 전극의 면 저항 값 △T: 각 전극의 착색 및 탈색시 투과율 차이 Time(s) Col. : 전극이 탈색(bleacing) 상태에서 착색(coloring) 상태로 전환되는데 소요되는 시간. 완전 착색 상태의 투과율 대비 80% 투과율을 갖는 데까지 소요되는 시간으로 측정될 수 있다. Time(s) Ble. : 전극이 착색(coloring) 상태에서 탈색(bleacing) 상태로 전환되는데 소요되는 시간. 완전 탈색 상태의 투과율 대비 80% 투과율을 갖는 데까지 소요되는 시간으로 측정될 수 있다. |
||||||||
상기 표 1에서와 같이, 본 출원의 상대전극에 포함된 이온저장층은 비교예의 이온저장층과 달리, 투과도 변화가 없는 것을 확인할 수 있다. 이는 비교예 이온저장층에 포함된 리튬니켈산화물(LiNiOx)의 경우 인가되는 전압에 따라 착색 및 탈색이 일어나는 반면, 실시예 이온저장층에 포함된 산화구리(CuOx)는 착색 및 탈색이 일어나지 않음을 의미한다.
실험례 2: 풀-셀(Full-Cell)의 광학 특성 및 구동 특성 측정
상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 작업전극과 상대전극을, PC(propylene carbonate)와 LiClO4의 혼합물로부터 제조된 겔 폴리머 전해질을 매개로 합착하고, 전기변색소자를 제조하였다. 제조된 전기변색소자에 대하여, 실험례 1과 동일한 장치를 이용하여 광학 및 구동 특성을 측정하였다. 그 결과는 하기 표 2와 같다.
| 전기변색소자 (Full Cell) | ||||
| △T(%) | Coloring Time(s) | Bleaching Time(s) | 전하량 (mC) | |
| 실시예 | 40 | 10 | 5 | 50 |
| 비교예 | 50 | 36 | 13 | 250 |
| △T: 전체 소자의 착색 및 탈색시 투과율 차이 Bleaching Time(s): 전기변색층에 의해 전기변색소자가 착색(coloring) 상태에서 탈색(bleacing)될 때 소요되는 시간. 완전 탈색 상태의 투과율 대비 80% 투과율을 갖는 데까지 소요되는 시간으로 측정될 수 있다. Coloring Time(s): 전기변색층에 의해 전기변색소자가 탈색(bleacing) 상태에서 착색(coloring)될 때 소요되는 시간. 완전 착색 상태의 투과율 대비 80% 투과율을 갖는 데까지 소요되는 시간으로 측정될 수 있다. |
||||
상기 표 2과 같이, 작업전극과 상대전극으로 구성된 전기변색소자 전체의 전하량은 비교예의 그것이 더 큰 것을 확인할 수 있다. 그러나, 전하량에 대한 투과도 변화로 나타낼 수 있는 변색효율(coloration efficiency=△T/전하량)의 경우, 비교예 소자 대비 실시예의 소자가 월등히 높은 것을 확인할 수 있다. 나아가, 실시예의 소자는 비교예 대비 50% 이상 단축된 스위칭 타임을 갖는 것을 확인할 수 있다.
Claims (19)
- 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 위치하고, 상기 제 1 전극과 접하는 전기변색층; 상기 전기변색층 상에 위치하고, 상기 전기변색층과 접하는 전해질층; 상기 전해질층 상에 위치하고, 상기 전해질층과 접하는 이온저장층; 및 상기 이온저장층 상에 위치하고, 상기 이온저장층과 접하는 제 2 전극;을 포함하는 전기변색소자이고,
상기 전기변색층은 산화성 변색물질인 리튬니켈산화물(LiNiOx)을 포함하고, 상기 이온저장층은 산화구리(CuOx)를 포함하고,
상기 산화구리(CuOx)는 0.5 ≤ O/Cu ≤ 1.5 범위의 질량비를 갖고,
상기 이온저장층은 착색 및 탈색하지 않는 전기변색소자. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 이온저장층은 1,000 ohm/sq 이하의 저항을 갖는 전기변색소자.
- 제1항에 있어서, 상기 이온저장층은 10 nm 내지 150 nm 범위의 두께를 갖고, 가시광선에 대한 굴절률이 2.0 내지 3.5 범위인 전기변색소자.
- 제1항에 있어서, 이온저장층의 가시광선에 대한 투과율은 60 % 내지 80 % 범위인 전기변색소자.
- 제1항에 있어서, 전기변색층은 10 nm 내지 150 nm의 두께를 갖는 전기변색소자.
- 제6항에 있어서, 상기 전기변색층은 착색시 가시광선에 대한 투과율이 15 % 내지 40 %이고, 탈색시 가시광선에 대한 투과율이 50 % 내지 70 % 범위인 전기변색소자.
- 제1항에 있어서, 전해질층은 두께가 30 ㎛ 내지 200 ㎛이고, 가시광선에 대한 광 투과율이 70 % 내지 95 % 범위인 전기변색소자.
- 제1항에 있어서, 상기 전해질층은 액체 전해질, 겔-고분자 전해질 또는 무기고체전해질 중 어느 하나를 포함하는 전기변색소자.
- 제9항에 있어서, 상기 전해질은 LiPON 또는 Ta2O5를 포함하는 무기 고체전해질인 전기변색소자.
- 제9항에 있어서, 상기 전해질은 카보네이트 화합물과 리튬화합물을 포함하는 혼합물의 경화물로부터 형성된 겔-고분자 전해질인 전기변색소자.
- 제11항에 있어서, 카보네이트계 화합물은 PC(propylene carbonate), EC(ethylene carbonate), DMC(dimethyl carbonate), DEC(diethyl carbonate) 및 EMC(ethylmethyl carbonate)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 전기변색소자.
- 제11항에 있어서, 리튬화합물은 LiF, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiClO3, LiAsF6, LiSbF6, LiAl04, LiAlCl4, LiNO3, LiN(CN)2, LiPF6, Li(CF3)2PF4, Li(CF3)3PF3, Li(CF3)4PF2, Li(CF3)5PF, Li(CF3)6P, LiSO3CF3, LiSO3C4F9, LiSO3(CF2)7CF3, 및 LiN(SO2CF3)2 중에서 선택되는 전기변색소자.
- 제1항에 있어서, 전극층은, ITO(Indium Tin 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, OMO(Oxide/Metal/Oxide) 및 CTO로 구성된 그룹 중에서 선택되는 하나 이상의 투명 전도성 화합물(transparent conductive oxide); 전도성 고분자; 은 나노와이어(Ag nanowire); 및 메탈메쉬(Metal mesh) 중 어느 하나를 포함하는 전기변색소자.
- 제14항에 있어서, 상기 전극층은 10 nm 내지 1 ㎛ 범위의 두께를 갖고, 가시광선에 대한 투과율이 70 % 내지 95 % 범위인 전기변색소자.
- 제1항에 있어서, 상기 전기변색소자는 전원을 추가로 포함하고, 상기 전기변색소자의 착색 전위 및 탈색 전위는 그 크기가 4V 이하인 전기변색소자.
- 하나의 전극층 상에 리튬니켈산화물(LiNiOx)층을 마련하는 단계; 및
다른 하나의 전극층 상에 산소와 구리의 질량비가 0.5 ≤ O/Cu ≤ 1.5 범위를 갖는 산화구리(CuOx)층을 마련하는 단계를 포함하는 제 1 항에 따른 전기변색소자의 제조방법. - 제17항에 있어서, 상기 산화구리(CuOx)층 또는 리튬니켈산화물(LiNiOx)은 증착(deposition), 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 스크린 인쇄, 그라비아 코팅, 졸겔(sol-Gel)법, 또는 슬롯 다이 코팅(slot die) 중 어느 하나의 방법에 의해 마련되는 전기변색소자의 제조방법.
- 제17항에 있어서, 상기 산화구리(CuOx)층 또는 리튬니켈산화물(LiNiOx)층의 일면에 전해질층을 마련하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 전해질층은 액체 전해질, 겔-고분자 전해질 또는 무기 고체전해질 중 어느 하나를 포함하는 전기변색소자의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160039815A KR102108562B1 (ko) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 전기변색소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160039815A KR102108562B1 (ko) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 전기변색소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170112613A KR20170112613A (ko) | 2017-10-12 |
| KR102108562B1 true KR102108562B1 (ko) | 2020-05-08 |
Family
ID=60141856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160039815A KR102108562B1 (ko) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | 전기변색소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102108562B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102366161B1 (ko) * | 2020-06-10 | 2022-02-22 | 에스케이씨 주식회사 | 전기변색소자 |
| CN115202120A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-18 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 电致变色组件及其制作方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000010125A (ja) * | 1998-05-29 | 2000-01-14 | Bayer Ag | ニオブ酸リチウム対電極と組み合わせたポリ（３，４―エチレンジオキシチオフエン）誘導体を基とするエレクトロクロミックアセンブリ |
| JP2003050406A (ja) * | 2001-04-24 | 2003-02-21 | Schott Donnelly Llc | エレクトロクロミック安全性ガラス品 |
| JP3603963B2 (ja) * | 1992-12-24 | 2004-12-22 | サン・アクティブ・グラス・エレクトロクロミックス，インコーポレイテッド | エレクトロクロミック装置 |
| JP2008203740A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Nissan Motor Co Ltd | 調光素子及び調光デバイス |
| WO2013039173A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 非水系水素イオン導電性電解質層を介設した反射型調光エレクトロクロミック素子及びそれを用いた調光部材 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101158425B1 (ko) * | 2010-06-03 | 2012-07-03 | 곽준영 | 결정성 텅스텐 산화물 나노입자 분산형 졸겔(Ｓｏｌ－Ｇｅｌ) 코팅용액을 이용한 전기변색필름 및 그 제조방법 |
| CN103814107B (zh) * | 2011-07-21 | 2017-08-04 | Sage电致变色显示有限公司 | 同时掺杂有锂和金属掺杂物的电致变色的镍氧化物 |
| KR101419902B1 (ko) * | 2012-12-28 | 2014-07-15 | 전자부품연구원 | 그래핀 투명 전극을 포함하는 전기변색소자 |
-
2016
- 2016-03-31 KR KR1020160039815A patent/KR102108562B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3603963B2 (ja) * | 1992-12-24 | 2004-12-22 | サン・アクティブ・グラス・エレクトロクロミックス，インコーポレイテッド | エレクトロクロミック装置 |
| JP2000010125A (ja) * | 1998-05-29 | 2000-01-14 | Bayer Ag | ニオブ酸リチウム対電極と組み合わせたポリ（３，４―エチレンジオキシチオフエン）誘導体を基とするエレクトロクロミックアセンブリ |
| JP2003050406A (ja) * | 2001-04-24 | 2003-02-21 | Schott Donnelly Llc | エレクトロクロミック安全性ガラス品 |
| JP2008203740A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Nissan Motor Co Ltd | 調光素子及び調光デバイス |
| WO2013039173A1 (ja) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 非水系水素イオン導電性電解質層を介設した反射型調光エレクトロクロミック素子及びそれを用いた調光部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170112613A (ko) | 2017-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102038184B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102010755B1 (ko) | 전기변색소자, 전기변색소자의 제조방법 및 그 투과율 제어방법 | |
| CN108369363B (zh) | 电致变色装置 | |
| KR20170101702A (ko) | 전기변색 소자 | |
| KR102141635B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102149672B1 (ko) | 전기변색 소자 | |
| US20190011794A1 (en) | Electrochromic device | |
| KR20180119121A (ko) | 전기변색필름 및 이를 포함하는 전기변색소자 | |
| EP3686666B1 (en) | Method for manufacturing electrochromic device | |
| KR102056596B1 (ko) | 전기변색 소자, 그 제조방법, 및 상기 소자의 광학 특성 제어방법 | |
| KR102079142B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102108562B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102056599B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| US11644730B2 (en) | Electrochromic device | |
| KR102010754B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102101151B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102010734B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102108553B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102069486B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR102071901B1 (ko) | 전기변색소자 | |
| KR20170104769A (ko) | 전기변색소자 | |
| KR20190118120A (ko) | 전기변색필름 | |
| KR102126684B1 (ko) | 전기변색소자의 구동방법 | |
| KR20190118121A (ko) | 전기변색필름 | |
| KR20210009866A (ko) | 전기변색 적층체 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |