KR102453325B1 - Electrochromic device and display device having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기변색소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기변색층의 전기변색 특성에 추가적인 기능을 부여하는 전기변색소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자는 서로 대응되어 제공되는 제1 및 제2 전극; 상기 제1 전극 상에 형성되는 전기변색층; 상기 전기변색층과 대응되어 상기 제2 전극 상에 형성되는 이온저장층; 및 상기 전기변색층과 상기 이온저장층 사이에 제공되는 전해질층;을 포함하고, 상기 전기변색층은, 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막; 및 상기 전기변색물질막 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자를 포함할 수 있다.The present invention relates to an electrochromic device and a display device including the same, and more particularly, to an electrochromic device providing an additional function to the electrochromic properties of an electrochromic layer, and a display device including the same.
An electrochromic device according to an embodiment of the present invention includes first and second electrodes provided to correspond to each other; an electrochromic layer formed on the first electrode; an ion storage layer formed on the second electrode to correspond to the electrochromic layer; and an electrolyte layer provided between the electrochromic layer and the ion storage layer, wherein the electrochromic layer comprises: an electrochromic material film in which a non-stoichiometric metal oxide forms a continuous matrix; and a plurality of metal nanoparticles dispersed in the electrochromic material layer.

Description

전기변색소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{Electrochromic device and display device having the same}Electrochromic device and display device including same

본 발명은 전기변색소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기변색층의 전기변색 특성에 추가적인 기능을 부여하는 전기변색소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrochromic device and a display device including the same, and more particularly, to an electrochromic device providing an additional function to the electrochromic properties of an electrochromic layer, and a display device including the same.

전기변색(electrochromic)은 외부의 전기장에 의하여 전기변색물질에 산화 또는 환원 반응이 일어나고, 이를 통해 가시적으로 변색 효과가 발생하는 것이다. 전기변색소자는 일반적으로 양쪽의 투명전극 사이에 전기변색층(또는 작업전극), 전해질(층), 이온저장층(또는 상대전극)이 순차적으로 쌓여 있는 구조를 가지며, 전기화학적 반응에 의해 전기변색층과 이온저장층의 광학적 성질이 가역적으로 변화할 수 있다.In electrochromic, an oxidation or reduction reaction occurs in an electrochromic material by an external electric field, and through this, a color change effect is visually generated. Electrochromic devices generally have a structure in which an electrochromic layer (or working electrode), an electrolyte (layer), and an ion storage layer (or counter electrode) are sequentially stacked between transparent electrodes on both sides, and electrochromic by electrochemical reaction The optical properties of the layer and the ion storage layer can be changed reversibly.

종래에는 빠른 응답속도와 다양한 색상 구현을 위해 유기 전기변색물질을 주로 이용하였으나, 유기소재는 환경 내구성이 좋지 않아 외부 환경에 적용하기에 적합하지 않으므로, 자동차의 윈드쉴드(windshield) 및/또는 윈도우(window) 등에 적용하기 위해 무기소재를 이용한 전기변색 기술이 개발되고 있다.Conventionally, organic electrochromic materials have been mainly used for fast response speed and various colors, but organic materials have poor environmental durability and are not suitable for application to external environments. The electrochromic technology using inorganic materials is being developed for application to windows).

종래의 무기 전기변색물질은 환경 내구성이 좋고 투과율(transmittivity) 변화폭이 큰 장점이 있지만, 응답속도가 낮고 다양한 색상 구현이 불가능한 단점도 존재한다. 또한, 종래의 전기변색소자는 전기변색층의 변색상태에서 빛을 흡수하여 투과율을 저하시키므로, 디스플레이 광원부로부터도 빛을 흡수하여 디스플레이의 시인성 향상에 크게 도움이 되지 않았다.Conventional inorganic electrochromic materials have advantages of good environmental durability and large transmittivity variation, but also have disadvantages such as low response speed and impossible to implement various colors. In addition, since the conventional electrochromic device absorbs light in a discolored state of the electrochromic layer to reduce transmittance, it also absorbs light from the display light source, which is not greatly helpful in improving the visibility of the display.

따라서, 무기소재를 이용하면서도 응답속도가 빠르고 다양한 색상 구현이 가능한 전기변색층을 형성하는 기술이 필요하며, 반사율을 조절할 수 있는 전기변색층이 요구된다.Accordingly, there is a need for a technology for forming an electrochromic layer capable of realizing various colors while using an inorganic material with a fast response speed, and an electrochromic layer capable of adjusting the reflectance is required.

공개특허 특2003-0037100호Korean Patent Publication No. 2003-0037100

본 발명은 전기변색층의 응답속도가 개선되면서 다양한 색상 구현을 구현할 수 있는 전기변색소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention provides an electrochromic device capable of realizing various colors while improving the response speed of the electrochromic layer, and a display device including the same.

본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자는 서로 대응되어 제공되는 제1 및 제2 전극; 상기 제1 전극 상에 형성되는 전기변색층; 상기 전기변색층과 대응되어 상기 제2 전극 상에 형성되는 이온저장층; 및 상기 전기변색층과 상기 이온저장층 사이에 제공되는 전해질층;을 포함하고, 상기 전기변색층은, 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막; 및 상기 전기변색물질막 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자를 포함할 수 있다.An electrochromic device according to an embodiment of the present invention includes first and second electrodes provided to correspond to each other; an electrochromic layer formed on the first electrode; an ion storage layer formed on the second electrode to correspond to the electrochromic layer; and an electrolyte layer provided between the electrochromic layer and the ion storage layer, wherein the electrochromic layer comprises: an electrochromic material film in which a non-stoichiometric metal oxide forms a continuous matrix; and a plurality of metal nanoparticles dispersed in the electrochromic material layer.

상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함할 수 있다.The metal oxide may include tungsten oxide.

상기 금속 산화물은 WO3±x (0 < x ≤ 0.5)의 조성을 가질 수 있다.The metal oxide may have a composition of WO 3±x (0 < x ≤ 0.5).

상기 금속 산화물은 상기 금속 산화물의 금속에 대한 화학양론적 산소의 양보다 많은 양의 산소를 포함할 수 있다.The metal oxide may include oxygen in an amount greater than the stoichiometric amount of oxygen to the metal of the metal oxide.

상기 복수의 금속 나노 입자의 전체 질량은 상기 금속 산화물의 전체 질량의 0.01 내지 10 %일 수 있다.The total mass of the plurality of metal nanoparticles may be 0.01 to 10% of the total mass of the metal oxide.

상기 복수의 금속 나노 입자는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os) 중 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금으로 이루어질 수 있다.The plurality of metal nanoparticles is gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), osmium (Os) ) may be made of any one metal or an alloy of two or more.

상기 복수의 금속 나노 입자는, 제1의 평균 입경을 갖는 복수의 제1 나노입자; 및 상기 제1의 평균 입경과 상이한 제2의 평균 입경을 갖는 복수의 제2 나노입자를 포함할 수 있다.The plurality of metal nanoparticles may include: a plurality of first nanoparticles having a first average particle diameter; and a plurality of second nanoparticles having a second average particle diameter different from the first average particle diameter.

상기 복수의 금속 나노 입자는 적어도 하나의 기준 입경을 중심으로 ± 10 %의 입경을 가질 수 있다.The plurality of metal nanoparticles may have a particle diameter of ±10% with respect to at least one reference particle diameter.

상기 전기변색층은 상기 제1 및 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 반사율이 조절되며, 40 내지 90 %의 변색상태 반사율을 가질 수 있다.The reflectance of the electrochromic layer is adjusted according to the voltage applied to the first and second electrodes, and may have a reflectance in a discoloration state of 40 to 90%.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는 화상을 구현하는 빛을 방출하는 디스플레이 광원부; 및 상기 디스플레이 광원부에서 방출된 빛이 투영되거나, 상기 디스플레인 광원부의 후방에서 외부로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 차단하는 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자;를 포함할 수 있다.A display apparatus according to another embodiment of the present invention includes: a display light source for emitting light to implement an image; and an electrochromic device according to an embodiment of the present invention for blocking at least a portion of the light emitted from the display light source unit being projected or light introduced from the outside from the rear of the display light source unit.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자 제조방법은 기판 상에 제1 전극을 형성하는 과정; 상기 제1 전극 상에 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막과 상기 전기변색물질막 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자를 포함하는 전기변색층을 형성하는 과정; 및 상기 전기변색층 상에 전해질층, 이온저장층 및 제2 전극을 형성하는 과정;을 포함하고, 상기 전기변색층을 형성하는 과정은 산화분위기에서 스퍼터링으로 상기 전기변색층을 증착하여 수행될 수 있다.A method of manufacturing an electrochromic device according to another embodiment of the present invention includes forming a first electrode on a substrate; forming an electrochromic layer including an electrochromic material film in which a non-stoichiometric metal oxide forms a continuous matrix on the first electrode and a plurality of metal nanoparticles dispersed in the electrochromic material film; and forming an electrolyte layer, an ion storage layer, and a second electrode on the electrochromic layer, wherein the process of forming the electrochromic layer may be performed by depositing the electrochromic layer by sputtering in an oxidizing atmosphere. have.

상기 전기변색층을 형성하는 과정은 화학양론적 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 분압 비율에서 산소(O2)의 분압을 더 높여 수행될 수 있다.The process of forming the electrochromic layer may be performed by further increasing the partial pressure of oxygen (O 2 ) in the stoichiometric ratio of partial pressures of argon (Ar) and oxygen (O 2 ).

상기 전기변색층을 형성하는 과정은 상기 금속 산화물 및 상기 금속 산화물의 금속 중 어느 하나와 상기 금속 나노 입자의 금속을 코스퍼터링(co-sputtering)하는 과정을 포함할 수 있다.The process of forming the electrochromic layer may include a process of co-sputtering the metal of the metal nanoparticles with any one of the metal oxide and the metal of the metal oxide.

상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함하고, 상기 코스퍼터링하는 과정은 텅스텐 산화물 타겟 또는 텅스텐 타겟에 상기 금속 나노 입자의 금속 타겟보다 2배 이상 높은 전원을 인가하여 수행될 수 있다.The metal oxide includes tungsten oxide, and the co-sputtering process may be performed by applying a tungsten oxide target or a tungsten target with power twice or more higher than that of the metal target of the metal nanoparticles.

상기 전기변색층을 형성하는 과정은 상기 금속 산화물의 금속과 상기 금속 나노 입자의 금속의 합금 타겟을 스퍼터링하는 과정을 포함할 수 있다.The process of forming the electrochromic layer may include sputtering an alloy target of the metal of the metal oxide and the metal of the metal nanoparticles.

상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함하고, 상기 합금 타겟을 스퍼터링하는 과정은 상기 금속 나노 입자의 금속의 2배 이상의 중량비로 텅스텐이 함유된 합금 타겟을 스퍼터링하여 수행될 수 있다.The metal oxide includes tungsten oxide, and the sputtering of the alloy target may be performed by sputtering the alloy target containing tungsten in a weight ratio of at least twice that of the metal of the metal nanoparticles.

상기 전기변색층을 150 내지 500 ℃의 온도에서 열처리하는 과정;을 더 포함할 수 있다.The method may further include heat-treating the electrochromic layer at a temperature of 150 to 500°C.

본 발명의 실시 형태에 따른 전기변색소자는 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막 내에 복수의 금속 나노 입자가 분산된 전기변색층을 포함함으로써, 금속 나노 입자의 크기(size)에 따라 다양한 색상을 구현할 수 있으며, 금속 나노 입자의 우수한 전기전도성에 의해 응답속도가 개선될 수 있고, 전기변색물질막의 변색 특성과 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance; SPR) 효과를 동시에 구현하여 투과율(transmittivity) 변화폭이 크면서 파장에 따른 투과율 변화를 제어할 수 있다.The electrochromic device according to an embodiment of the present invention includes an electrochromic layer in which a plurality of metal nanoparticles are dispersed in an electrochromic material film in which a metal oxide forms a matrix of a continuous phase, and thus various metal nanoparticles according to the size of the metal nanoparticles. The color can be realized, the response speed can be improved by the excellent electrical conductivity of metal nanoparticles, and the transmittance by simultaneously realizing the discoloration characteristics of the electrochromic material film and the surface plasmon resonance (SPR) effect of the metal nanoparticles. (Transmittivity) It is possible to control the change in transmittance according to the wavelength while the change width is large.

그리고 금속 산화물의 금속과 산소의 비율을 비화학양론적으로 제어하여 전기변색물질막의 변색 색상을 흐리게 할 수 있으며, 이에 따라 전기변색물질막의 변색 색상이 너무 짙어 다른 색상의 구현이 어려운 문제를 해결할 수 있고, 금속 나노 입자의 크기에 따라 발현되는 색상과 전기변색물질막의 변색 색상의 조화를 통해 다양한 색상을 효과적으로 구현할 수 있다.In addition, by controlling the ratio of metal and oxygen of the metal oxide non-stoichiometrically, the discoloration of the electrochromic material film can be blurred, and thus the discoloration of the electrochromic material film is too dark, which makes it difficult to implement other colors. In addition, various colors can be effectively implemented by harmonizing the color expressed according to the size of the metal nanoparticles and the discoloration color of the electrochromic material film.

또한, 전기변색층은 전기전도성이 우수한 금속 나노 입자를 포함하여 (근)적외선의 차폐율이 향상될 수 있으며, 이에 따라 전기변색소자를 자동차, 건물 등의 윈도우(window)에 적용하는 경우에 단열효과를 제공할 수도 있다.In addition, the electrochromic layer contains metal nanoparticles with excellent electrical conductivity, so that the shielding rate of (near) infrared rays can be improved. It may provide an effect.

한편, 전기변색소자는 제1 및 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 반사율(reflectivity)이 조절될 수 있으며, 변색(colored)상태에서 반사율이 40 내지 90 %일 수 있어서, 이러한 전기변색소자를 포함하는 디스플레이(display) 장치는 투명 디스플레이에서도 디스플레이의 시인성(visibility)이 향상될 수 있다.On the other hand, the electrochromic element may have reflectivity adjusted according to the voltage applied to the first and second electrodes, and may have a reflectivity of 40 to 90% in a colored state, including such an electrochromic element. In a display device that uses a transparent display, the visibility of the display may be improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 나타낸 개략단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 금속 산화물의 산화수에 따른 상태별 전기변색물질막의 색상을 설명하기 위한 그림.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 금속 산화물의 산화수에 따른 전기변색물질막의 전기적 특성 및 광학적 특성을 설명하기 위한 그래프.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 개략단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자 제조방법을 나타내는 순서도.1 is a schematic cross-sectional view showing an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining the color of an electrochromic material film for each state according to the oxidation number of a metal oxide according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph for explaining the electrical and optical properties of the electrochromic material film according to the oxidation number of the metal oxide according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing a display device according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrochromic device according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you. In the description, the same reference numerals are assigned to the same components, and the sizes of the drawings may be partially exaggerated in order to accurately describe the embodiments of the present invention, and the same reference numerals refer to the same elements in the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자를 나타낸 개략단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자(100)는 서로 대응되어 제공되는 제1 및 제2 전극(110,120); 상기 제1 전극(110) 상에 형성되는 전기변색층(130); 상기 전기변색층(130)과 대응되어 상기 제2 전극(120) 상에 형성되는 이온저장층(140); 및 상기 전기변색층(130)과 상기 이온저장층(140) 사이에 제공되는 전해질층(150);을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an electrochromic device 100 according to an embodiment of the present invention includes first and second electrodes 110 and 120 provided to correspond to each other; an electrochromic layer 130 formed on the first electrode 110; an ion storage layer 140 formed on the second electrode 120 to correspond to the electrochromic layer 130 ; and an electrolyte layer 150 provided between the electrochromic layer 130 and the ion storage layer 140 .

제1 및 제2 전극(110,120)은 서로 대응되어 제공될 수 있고, 전기변색층(130)에 전하를 공급할 수 있으며, 투명 전극(transparent electrode)일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극(110,120)은 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(Zinc Oxide), OMO(Oxide/Metal/Oxide) 및 CTO(Cesium Tungsten Oxide) 중에서 선택되는 하나 이상의 투명 전도성 화합물, 전도성 고분자, 은(Ag) 나노와이어(nanowire) 또는 메탈 메쉬(Metal mesh)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제1 및 제2 전극(110,120)은 둘 이상의 도전성 물질이 복수층으로 적층된 구조를 가질 수도 있다. 제1 및 제2 전극(110,120)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 방법이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극(110,120)의 형성방법은 스퍼터링 공정을 통해 투명 전도성 산화물 입자를 포함하는 전극 재료를 투명한 유리 등의 기판(10) 상에 박막 형태로 형성함으로써 마련될 수 있다.The first and second electrodes 110 and 120 may be provided to correspond to each other, may supply electric charge to the electrochromic layer 130 , and may be transparent electrodes. For example, the first and second electrodes 110 and 120 may include indium tin oxide (ITO), fluor doped tin oxide (FTO), aluminum doped zinc oxide (AZO), galium doped zinc oxide (GZO), and antimony doped tin oxide (ATO). Oxide), IZO (Indium doped Zinc Oxide), NTO (Niobium doped Titanium Oxide), ZnO (Zinc Oxide), OMO (Oxide/Metal/Oxide) and CTO (Cesium Tungsten Oxide) at least one transparent conductive compound, conductivity It may include a polymer, silver (Ag) nanowire, or metal mesh, but is not limited thereto. In addition, the first and second electrodes 110 and 120 may have a structure in which two or more conductive materials are stacked in a plurality of layers. A method of forming the first and second electrodes 110 and 120 is not particularly limited, and a known method may be used without limitation. For example, the method of forming the first and second electrodes 110 and 120 may be prepared by forming an electrode material including transparent conductive oxide particles in the form of a thin film on a substrate 10 such as transparent glass through a sputtering process. .

여기서, 제1 및 제2 전극(110,120) 중 전기변색층(130)이 형성되는 작업전극(working electrode)이 제1 전극(110)일 수 있고, 이온저장층(140)이 형성되는 상대전극(counter electrode)이 제2 전극(120)일 수 있다.Here, a working electrode on which the electrochromic layer 130 is formed among the first and second electrodes 110 and 120 may be the first electrode 110 , and a counter electrode on which the ion storage layer 140 is formed ( counter electrode) may be the second electrode 120 .

전기변색층(130)은 전기변색물질을 포함할 수 있고, 제1 전극(110) 상에 형성될 수 있다. 전기변색층(130)의 형성방법은 특별히 제한되지 않으며, 주로 증착에 의해 이루어질 수 있고, 스퍼터링을 통해 전기변색층(130)을 박막 형태로 형성할 수 있다. 그리고 전기변색층(130)은 전원부(160)에서 제1 및 제2 전극(110,120)에 인가되는 전압에 따른 상기 전기변색물질의 산화반응 또는 환원반응에 의해 변색 효과가 발생하여 착색(colored) 또는 탈색(bleached)이 일어날 수 있다.The electrochromic layer 130 may include an electrochromic material, and may be formed on the first electrode 110 . The method of forming the electrochromic layer 130 is not particularly limited, and may be mainly formed by vapor deposition, and the electrochromic layer 130 may be formed in a thin film form through sputtering. In addition, the electrochromic layer 130 has a color change effect caused by oxidation or reduction reaction of the electrochromic material according to the voltage applied to the first and second electrodes 110 and 120 from the power supply unit 160, so as to be colored or Bleaching may occur.

이온저장층(140)은 전기변색층(130)과 대응되어 제2 전극(120) 상에 형성될 수 있으며, 전기변색층(130)에 포함되는 상기 전기변색물질과는 발색 특성이 상보적인 전기변색물질을 포함할 수 있다. 여기서, 상보적인 발색 특성은 전기변색물질이 착색될 수 있는 반응의 종류가 서로 상이한 경우를 말하는 것으로, 산화성 전기변색물질이 이온저장층(140)에 사용될 경우에 환원성 전기변색물질이 전기변색층(130)에 사용될 수 있다. 상보적 발색특성을 갖는 전기변색물질이 전기변색층(130)과 이온저장층(140)에 각각 포함됨에 따라 전기변색층(130)과 이온저장층(140)의 착색 및/또는 탈색이 동시에 이루어질 수 있다. 예를 들어, 환원반응에 의한 전기변색층(130)의 착색과 산화반응에 의한 이온저장층(140)의 착색이 동시에 이루어질 수 있고, 그 반대의 경우에는 전기변색층(130)과 이온저장층(140)의 탈색이 동시에 이루어질 수 있다. 이에 따라, 전기변색소자(100) 전체의 착색 및 탈색이 동시에 이루어질 수 있으며, 이러한 착색 및 탈색은 전기변색소자(100)에(즉, 상기 제1 및 제2 전극에) 인가되는 전압의 극성에 따라 교대될 수 있다.The ion storage layer 140 may be formed on the second electrode 120 to correspond to the electrochromic layer 130 , and the electrochromic material included in the electrochromic layer 130 and the electrochromic material have complementary color characteristics. It may contain a color-changing material. Here, the complementary color development property refers to a case in which the types of reactions in which the electrochromic material can be colored are different from each other. 130) can be used. As the electrochromic material having complementary color development properties is included in the electrochromic layer 130 and the ion storage layer 140, respectively, the coloring and/or decolorization of the electrochromic layer 130 and the ion storage layer 140 are simultaneously performed. can For example, the coloring of the electrochromic layer 130 by the reduction reaction and the coloring of the ion storage layer 140 by the oxidation reaction may be simultaneously performed, and in the opposite case, the electrochromic layer 130 and the ion storage layer are colored. The discoloration of 140 may be made at the same time. Accordingly, coloring and discoloration of the entire electrochromic device 100 can be simultaneously performed, and such coloring and discoloration depend on the polarity of the voltage applied to the electrochromic device 100 (ie, the first and second electrodes). may be alternated accordingly.

한편, 이온저장층(140)은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 바나듐(V), 텅스텐(W), 알루미늄(Al) 중 선택되는 하나 이상의 금속의 산화물로 이루어질 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.On the other hand, the ion storage layer 140 is nickel (Ni), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), rhodium (Rh), iridium (Ir), vanadium (V), tungsten (W) and may be made of an oxide of one or more metals selected from aluminum (Al), but is not particularly limited thereto.

전해질층(150)은 전기변색층(130)과 이온저장층(140) 사이에 제공될 수 있으며, 전기변색 반응에 관여하는 전해질 이온을 제공하는 구성일 수 있다. 여기서, 상기 전해질 이온은 전기변색층(130)에 삽입되고, 그 변색 반응에 관여할 수 있는 1가 양이온(예를 들어, H+, Li+, Na+, K+, Rb+ 또는 Cs+) 일 수 있다. 전해질층(150)에 사용되는 전해질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 액체 전해질, 겔 폴리머 전해질 또는 무기 고체 전해질이 제한없이 사용될 수 있고, 1가 양이온(즉, H+, Li+, Na+, K+, Rb+ 또는 Cs+)을 제공할 수 있는 화합물을 포함할 수 있다면 전해질층(150)에 사용되는 전해질의 구체적인 조성은 특별히 제한되지 않으나, 우수한 환경 내구성과 증착 특성을 위해 무기 고체 전해질이 바람직할 수 있다.The electrolyte layer 150 may be provided between the electrochromic layer 130 and the ion storage layer 140 , and may be configured to provide electrolyte ions involved in the electrochromic reaction. Here, the electrolyte ions are inserted into the electrochromic layer 130, and monovalent cations capable of participating in the color change reaction (eg, H + , Li + , Na + , K + , Rb + or Cs + ) can be The type of electrolyte used in the electrolyte layer 150 is not particularly limited, and a liquid electrolyte, a gel polymer electrolyte, or an inorganic solid electrolyte may be used without limitation, and monovalent cations (ie, H + , Li + , Na + , K The specific composition of the electrolyte used in the electrolyte layer 150 is not particularly limited as long as it can include a compound capable of providing + , Rb + or Cs + , but an inorganic solid electrolyte is preferred for excellent environmental durability and deposition characteristics. can do.

예를 들어, 전해질층(150)은 무기 고체 전해질로 이루어질 수 있으며, 탄탈 산화물, 텅스텐 산화물, 몰리브덴 산화물, 안티몬 산화물, 니오븀 산화물, 크롬 산화물, 코발트 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 니켈 산화물, 알루미늄과 선택적으로 합금된 아연 산화물, 지르코늄 산화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄과 선택적으로 합금된 규소 산화물, 알루미늄 또는 붕소와 선택적으로 합금된 규소 질화물, 붕소 질화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄과 선택적으로 합금된 바나듐의 산화물 및 주석 아연 산화물로부터 선택된 물질을 주원료로 하는 적어도 한 층을 포함할 수 있고, 이러한 산화물들의 적어도 하나는 선택적으로 수소 첨가되거나, 질화될 수도 있다. 여기서, 전해질층(150)은 탄탈 산화물(Ta2O5)일 수 있고, 탄탈(Ta)로 제조된 타겟을 산화분위기에서 스퍼터링하여 증착할 수 있다.For example, the electrolyte layer 150 may be formed of an inorganic solid electrolyte, tantalum oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, antimony oxide, niobium oxide, chromium oxide, cobalt oxide, titanium oxide, tin oxide, nickel oxide, aluminum and Zinc oxide optionally alloyed, zirconium oxide, aluminum oxide, silicon oxide optionally alloyed with aluminum, silicon nitride optionally alloyed with aluminum or boron, boron nitride, aluminum nitride, oxides of vanadium optionally alloyed with aluminum and tin It may include at least one layer based on a material selected from zinc oxide, and at least one of these oxides may be optionally hydrogenated or nitrided. Here, the electrolyte layer 150 may be tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), and may be deposited by sputtering a target made of tantalum (Ta) in an oxidizing atmosphere.

여기서, 전기변색층(130)은 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막(131) 및 전기변색물질막(131) 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자(132)를 포함할 수 있다. 전기변색물질막(131)은 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이룰 수 있으며, 외부의 전기장에 의하여 상기 전기변색물질에 산화 또는 환원 반응이 일어날 수 있고, 이를 통해 가시적으로 변색 효과가 발생할 수 있다. 전기변색물질막(131)은 금속 산화물의 금속(Metal)과 산소(O2)의 비율이 비화학양론적으로 제어될 수 있으며, 전기변색물질막(131)의 광학 밀도(Optical Density; OD)와 변색 효율(Coloration Efficiency; CE)이 원하는 조건이 되도록 상기 금속 산화물이 비화학양론적 조성을 가질 수 있다.Here, the electrochromic layer 130 may include an electrochromic material film 131 in which a non-stoichiometric metal oxide forms a continuous-phase matrix, and a plurality of metal nanoparticles 132 dispersed in the electrochromic material film 131 . can In the electrochromic material layer 131, a non-stoichiometric metal oxide may form a continuous matrix, and an oxidation or reduction reaction may occur in the electrochromic material by an external electric field, through which a visibly discoloration effect may occur. can In the electrochromic material layer 131 , the ratio of metal and oxygen (O 2 ) of the metal oxide may be controlled non-stoichiometrically, and the optical density (OD) of the electrochromic material layer 131 may be controlled. The metal oxide may have a non-stoichiometric composition such that and Coloration Efficiency (CE) is a desired condition.

복수의 금속 나노 입자(132)는 우수한 전기전도성을 가질 수 있고, 전기변색물질막(131) 내에 분산될 수 있다. 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131) 내에 분산되는 경우에는 복수의 금속 나노 입자(132)의 우수한 전기전도성에 의해 전기변색물질막(131)의 응답속도가 개선될 수 있다. 이에 따라 상기 전기변색물질로서 무기 전기변색물질을 사용하더라도 종래에 탈/변색의 응답속도가 낮았던 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 복수의 금속 나노 입자(132)는 뛰어난 전기전도성으로 인해 방사율(emissivity)이 낮아 근적외선(Near Infrared Ray; NIR)을 포함하는 적외선(Infrared Ray; IR)의 차폐율이 높을 수 있으며, 이에 따라 전기변색층(130)의 (근)적외선 차폐율이 향상될 수 있고, 전기변색소자(100)를 자동차, 건물 등의 윈도우(window)에 적용하는 경우에 우수한 단열효과를 제공할 수도 있다.The plurality of metal nanoparticles 132 may have excellent electrical conductivity and may be dispersed in the electrochromic material layer 131 . When the plurality of metal nanoparticles 132 are dispersed in the electrochromic material film 131 , the response speed of the electrochromic material film 131 may be improved due to the excellent electrical conductivity of the plurality of metal nanoparticles 132 . . Accordingly, even if an inorganic electrochromic material is used as the electrochromic material, it is possible to solve the problem that the response speed of discoloration/discoloration is low in the prior art. In addition, the plurality of metal nanoparticles 132 have a low emissivity due to their excellent electrical conductivity, so that the shielding rate of infrared rays (Infrared Ray; IR) including near infrared rays (NIR) may be high, and accordingly The (near) infrared shielding rate of the electrochromic layer 130 can be improved, and when the electrochromic element 100 is applied to a window of a car or a building, an excellent thermal insulation effect can be provided.

그리고 복수의 금속 나노 입자(132)는 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance; SPR) 특성을 가질 수 있다. 표면 플라즈몬 공명(SPR)은 물질(예를 들어, 금속 등)의 평평한 표면에 입사한 빛에 의해 들뜬 상태가 되어 물질 내의 전자들이 집단적으로 진동하는 표면 플라즈몬(Surface Plasmon; SP)의 상태를 가리킨다. 이때, 나노(미터) 크기의 금속 구조체(또는 입자)에서 발생한 표면 플라즈몬을 국소 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance; LSPR)이라고 한다. 예를 들어, 표면 플라스몬(SP)을 생성하는 빛의 파장과 비슷한 혹은 그보다 작은 크기의 나노 물질은 표면 플라스몬(SP)의 전파가 나노 물질에 한정되어 생성되는 국소 표면 플라스몬(Localized Surface Plasmon; LSP)이 관찰된다. 이러한 국소 표면 플라스몬(LSP)은 다음의 두 가지 중요한 효과를 가질 수 있다. 첫째, 나노 물질의 표면에서 강한 전기장이 형성될 수 있고, 둘째, 나노 물질의 빛 흡수가 나노 물질의 고유 주파수(즉, 공명 주파수(resonant frequency))에서 최대가 될 수 있다. 이를 통해, 나노 물질의 고유 주파수에 따라 빛의 파장에 따른 투과율(transmittivity) 변화를 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 전기변색층(130)은 전기변색물질막(131)의 변색 특성과 금속 나노 입자(132)의 표면 플라즈몬공명(SPR) 효과(또는 특성)를 동시에 구현하여 투과율 변화폭이 크면서 빛의 파장에 따른 투과율 변화를 제어할 수 있으며, 전압에 따른 가시광(선)과 근적외선(NIR)의 투과율을 조절할 수도 있다.In addition, the plurality of metal nanoparticles 132 may have a surface plasmon resonance (SPR) characteristic. Surface plasmon resonance (SPR) refers to a state of surface plasmon (SP) in which electrons in a material vibrate collectively by being excited by light incident on a flat surface of a material (eg, metal). In this case, the surface plasmon generated from the nano (meter) sized metal structure (or particle) is called Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR). For example, a nanomaterial with a size similar to or smaller than the wavelength of light that generates surface plasmon (SP) has a localized surface plasmon (SP) generated by limiting the propagation of surface plasmon (SP) to the nanomaterial. ; LSP) is observed. These localized surface plasmons (LSPs) can have two important effects: First, a strong electric field may be formed on the surface of the nanomaterial, and second, light absorption of the nanomaterial may be maximized at the natural frequency (ie, resonant frequency) of the nanomaterial. Through this, it is possible to control the change in transmittivity according to the wavelength of light according to the natural frequency of the nanomaterial. Therefore, the electrochromic layer 130 of the present invention simultaneously realizes the color change characteristics of the electrochromic material film 131 and the surface plasmon resonance (SPR) effect (or characteristics) of the metal nanoparticles 132, so that the transmittance change is large. The transmittance change according to the wavelength of light can be controlled, and the transmittance of visible light (line) and near-infrared (NIR) can be adjusted according to voltage.

그리고 복수의 금속 나노 입자(132)는 공명을 일으키는 빛의 흡수 파장이 가시광선 영역이므로, 금속 나노 입자(132)의 크기(size)에 따라 특별한 색을 나타낼 수 있고, 금속 나노 입자(132)의 크기를 조절(또는 제어)하여 다양한 색상을 구현할 수 있다.And, since the absorption wavelength of the light causing resonance is the visible ray region, the plurality of metal nanoparticles 132 may exhibit a special color according to the size of the metal nanoparticles 132 , and Various colors can be realized by adjusting (or controlling) the size.

예를 들어, 상기 금속 산화물은 복수의 금속 나노 입자(132)를 이루는 금속과는 상이한 금속의 금속 산화물일 수 있으며, 텅스텐(W), 타이타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 비스무스(Bi), 바나듐(V), 니켈(Ni), 이리듐(Ir), 안티몬(Sb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 망간(Mn), 코발트(Co) 중 선택되는 하나 이상의 금속의 산화물일 수 있다. 즉, 전기변색물질막(131)은 무기 전기변색물질일 수 있으며, 환경 내구성이 좋고 투과율 변화폭이 큰 장점을 가질 수 있다. 무기 전기변색물질은 탈/변색의 응답속도가 낮은 단점이 있으나, 본 발명의 전기변색층(130)는 전기전도성이 우수한 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131) 내에 분산되어 복수의 금속 나노 입자(132)의 우수한 전기전도성에 의해 탈/변색의 응답속도가 개선될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 전기변색물질막(131)의 전기변색물질로서 상기 금속 산화물 등의 무기 전기변색물질을 사용할 수 있으며, 이에 따라 환경 내구성이 좋고 투과율 변화폭이 클 뿐 아니라 빠른 응답속도를 가질 수 있어 자동차의 윈드쉴드(windshield) 및/또는 윈도우 등 외부 환경에 적용하기에 용이할 수 있다.For example, the metal oxide may be a metal oxide of a metal different from the metal constituting the plurality of metal nanoparticles 132, tungsten (W), titanium (Ti), niobium (Nb), molybdenum (Mo), Among tin (Sn), bismuth (Bi), vanadium (V), nickel (Ni), iridium (Ir), antimony (Sb), tantalum (Ta), chromium (Cr), manganese (Mn), and cobalt (Co) It may be an oxide of one or more metals selected. That is, the electrochromic material layer 131 may be an inorganic electrochromic material, and may have advantages of good environmental durability and a large change in transmittance. The inorganic electrochromic material has a disadvantage in that the response speed of decolorization/discoloration is low, but in the electrochromic layer 130 of the present invention, a plurality of metal nanoparticles 132 having excellent electrical conductivity are dispersed in the electrochromic material film 131 . The response speed of discoloration/discoloration may be improved by the excellent electrical conductivity of the plurality of metal nanoparticles 132 . Therefore, in the present invention, an inorganic electrochromic material such as the metal oxide can be used as the electrochromic material of the electrochromic material layer 131, and thus, the environmental durability is good, the transmittance change is large, and it can have a fast response speed. It may be easy to apply to an external environment such as a windshield and/or a window of a vehicle.

또한, 상기 금속 산화물 등의 무기 전기변색물질은 투명과 단일 색상 밖에 구현하지 못하여 다양한 색상 구현이 불가능한 단점이 있지만, 본 발명에서는 금속 나노 입자(132)의 크기에 따라 다양한 색상을 구현할 수 있어서, 무기 전기변색물질의 사용에 따른 단일 색상 밖에 구현하지 못하였던 종래의 문제를 해결할 수 있다.In addition, the inorganic electrochromic material such as the metal oxide has a disadvantage in that it is impossible to implement various colors because it is transparent and can implement only a single color, but in the present invention, various colors can be implemented depending on the size of the metal nanoparticles 132, It is possible to solve the conventional problem that only a single color can be realized due to the use of an electrochromic material.

여기서, 상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함할 수 있으며, 산화반응 또는 환원반응에 의한 변색 효과에 의해 착색되어 진한 청색 또는 감청색(prussian blue)을 나타낼 수 있고, 투과율 변화폭이 클 뿐만 아니라 광학 밀도(OD)와 변색 효율(CE)이 높을 수 있다.Here, the metal oxide may include tungsten oxide, and may be colored by a discoloration effect due to an oxidation reaction or a reduction reaction to exhibit a dark blue or prussian blue color, and a large transmittance change range as well as an optical density (OD) ) and discoloration efficiency (CE) may be high.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 금속 산화물의 산화수에 따른 상태별 전기변색물질막의 색상을 설명하기 위한 그림으로, 도 2(a)는 증착상태를 나타내며, 도 2(b)는 변색상태를 나타내고, 도 2(c)는 탈색상태를 나타낸다.2 is a diagram for explaining the color of an electrochromic material film for each state according to the oxidation number of a metal oxide according to an embodiment of the present invention. and FIG. 2(c) shows the discoloration state.

도 2를 참조하면, 상기 금속 산화물은 WO3±x (0 < x ≤ 0.5)의 조성을 가질 수 있다. WO3의 텅스텐 산화물은 일반적으로 진한 청색 또는 감청색의 짙은(또는 진한) 변색 색상을 갖는다. 이러한 경우, 금속 나노 입자(132)의 크기에 따라 특별한 색을 나타내어도 전기변색물질막(131)의 변색 색상(즉, 텅스텐 산화물의 변색 색상)에 묻히게 되어 복수의 금속 나노 입자(132)에 의한 색상과 전기변색물질막(131)의 변색 색상의 혼합 색상(또는 합성 색상)이 나오지 않고, 전기변색층(130)의 변색상태에서 진한 청색 또는 감청색만 나타날 수 있다.Referring to FIG. 2 , the metal oxide may have a composition of WO 3±x (0 < x ≤ 0.5). The tungsten oxide of WO 3 generally has a dark (or dark) discoloration color of dark blue or royal blue. In this case, even if a special color is displayed depending on the size of the metal nanoparticles 132 , they are buried in the discoloration color of the electrochromic material film 131 (that is, the discoloration color of tungsten oxide), and The mixed color (or synthetic color) of the color and the discoloration color of the electrochromic material layer 131 does not appear, and only dark blue or royal blue may appear in the discoloration state of the electrochromic layer 130 .

전기변색물질막(131)의 증착 시에 산화분위기(Oxidizing Atmosphere)에서 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 비율을 조절하여 텅스텐 산화물(WO3)에서 산화수를 조절(또는 제어)할 수 있다. 예를 들어, WO3±x의 조성식에 따라 산화수가 변화될 수 있으며, 텅스텐 산화물의 산화수가 변화되면 도 2에 도시된 바와 같이 전기변색물질막(131)의 변색상태에서 변색 색상이 흐려질 수 있다. 이를 통해 전기변색물질막(131)의 변색 색상의 농도를 낮출 수 있고, 복수의 금속 나노 입자(132)에 의한 색상과 전기변색물질막(131)의 변색 색상을 효과적으로 혼합하여 혼합 색상을 효과적으로 구현할 수 있다.When the electrochromic material layer 131 is deposited, the oxidation number in tungsten oxide (WO 3 ) may be adjusted (or controlled) by adjusting the ratio of argon (Ar) and oxygen (O 2 ) in an oxidizing atmosphere (Oxidizing Atmosphere). . For example, the oxidation number may be changed according to the compositional formula of WO 3±x , and when the oxidation number of tungsten oxide is changed, the discoloration color of the electrochromic material layer 131 may be blurred in the discolored state of the electrochromic material layer 131 as shown in FIG. 2 . . Through this, the concentration of the discoloration color of the electrochromic material film 131 can be reduced, and the color by the plurality of metal nanoparticles 132 and the discoloration color of the electrochromic material film 131 are effectively mixed to effectively implement the mixed color. can

이때, WO3±x의 조성식에서 x는 0.5 이하일 수 있다. x가 0.5를 초과하게 되면, 텅스텐(W)의 산화수가 6+에서 7+로 바뀜으로써 텅스텐(W)과 산소(O)의 이온 결합 격자가 뒤틀어져서 전기변색물질막(131)의 증착이 되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 금속 산화물은 WO3±x (0 < x ≤ 0.5)의 조성을 가질 수 있다.In this case, x in the composition formula of WO 3±x may be 0.5 or less. When x exceeds 0.5, the oxidation number of tungsten (W) is changed from 6 + to 7 + , so that the ionic bond lattice of tungsten (W) and oxygen (O) is distorted, so that the electrochromic material film 131 is not deposited. it may not be Accordingly, the metal oxide may have a composition of WO 3±x (0 < x ≤ 0.5).

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 금속 산화물의 산화수에 따른 전기변색물질막의 전기적 특성 및 광학적 특성을 설명하기 위한 그래프로, 도 3(a)는 전압과 전류 밀도의 관계를 나타내며, 도 3(b)는 변색상태에서의 파장별 투과율을 나타내고, 도 3(c)는 탈색상태에서의 파장별 투과율을 나타낸다.3 is a graph for explaining the electrical and optical properties of the electrochromic material film according to the oxidation number of the metal oxide according to an embodiment of the present invention. (b) shows the transmittance for each wavelength in the discolored state, and FIG. 3(c) shows the transmittance for each wavelength in the discolored state.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 금속 산화물은 상기 금속 산화물의 금속에 대한 화학양론적 산소의 양보다 많은 양의 산소를 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물에서 상기 금속 산화물의 금속에 대한 화학양론적 산소의 양보다 산소가 많은 경우에는 전기변색물질막(131)의 변색상태에서 변색 색상이 흐려질 수 있고, 부반응과 격자 스트레스를 저감시킬 수 있다. 상기 금속 산화물의 금속에 대한 화학양론적 산소의 양보다 산소가 적어지게 되면, 금속 특성이 커지게 되어 전기변색물질막(131)의 변색상태에서 변색 색상이 진해질 수 있고, 변색 색상이 진한 경우에는 변색을 위한 산화 환원 반응에 참여하는 이온이 많을 수 밖에 없으므로, 많은 이온 유입에 의한 비가역 반응이나 격자 스트레스를 유발할 수 있다. 따라서, 상기 금속 산화물의 화학양론적 비(율)에서 산소가 더 많도록 할 수 있다.2 and 3 , the metal oxide may include oxygen in an amount greater than the stoichiometric amount of oxygen with respect to the metal of the metal oxide. When the amount of oxygen in the metal oxide is greater than the stoichiometric amount of oxygen to the metal of the metal oxide, the discoloration color of the electrochromic material layer 131 may be blurred in a discolored state, and side reactions and lattice stress may be reduced. . When oxygen of the metal oxide is less than the stoichiometric amount of oxygen for the metal, the metal properties are increased, and the discoloration color of the electrochromic material layer 131 may become dark in a discolored state, and the discoloration color is dark Since there are inevitably many ions participating in the redox reaction for discoloration, irreversible reactions or lattice stress may be caused by the influx of many ions. Accordingly, it is possible to have more oxygen in the stoichiometric ratio (ratio) of the metal oxide.

복수의 금속 나노 입자(132)의 전체 질량은 상기 금속 산화물의 전체 질량의 0.01 내지 10 %일 수 있다. 즉, 전기변색층(130)에서 복수의 금속 나노 입자(132)와 상기 금속 산화물의 질량비는 1 : 10 내지 10,000일 수 있다. 복수의 금속 나노 입자(132)의 전체 질량이 상기 금속 산화물의 전체 질량의 10 %를 초과하여 복수의 금속 나노 입자(132)가 너무 많아지게 되면, 전기변색층(130)이 불투명해질 수 있으며, 전기변색층(130)이 변색(colored)상태뿐만 아니라 탈색(bleached)상태에서도 투과도(transmittance)가 낮아 전방의 시야 확보에 어려움이 있을 수 있고, 이에 따라 자동차의 윈드쉴드나 윈도우 등 외부 시야 확보가 필요한 곳에 사용하기에 적합하지 않게 된다. 반면, 복수의 금속 나노 입자(132)의 전체 질량이 상기 금속 산화물의 전체 질량의 0.01 % 미만으로 복수의 금속 나노 입자(132)가 너무 적어지게 되면, 복수의 금속 나노 입자(132) 사이의 간격이 너무 넓어질 수 밖에 없고 복수의 금속 나노 입자(132)의 우수한 전기전도성이 전기변색층(130) 전체에(또는 전반적으로) 제공되지 못하게 되며, 복수의 금속 나노 입자(132)의 우수한 전기전도성에 의한 효과가 미미하여 전기변색물질막(131)의 응답속도가 개선될 수 없고, 전기변색층(130) 중 복수의 금속 나노 입자(132)가 제공되지 않는 부분이 넓어져 복수의 금속 나노 입자(132)에 의한 단열효과를 제공할 수도 없다.The total mass of the plurality of metal nanoparticles 132 may be 0.01 to 10% of the total mass of the metal oxide. That is, the mass ratio of the plurality of metal nanoparticles 132 to the metal oxide in the electrochromic layer 130 may be 1:10 to 10,000. If the total mass of the plurality of metal nanoparticles 132 exceeds 10% of the total mass of the metal oxide and the number of the plurality of metal nanoparticles 132 is too large, the electrochromic layer 130 may become opaque, Since the electrochromic layer 130 has low transmittance in a bleached state as well as in a colored state, it may be difficult to secure a front view, and thus it may be difficult to secure an external view such as a windshield or window of a vehicle. It becomes unsuitable for use where it is needed. On the other hand, if the total mass of the plurality of metal nanoparticles 132 is less than 0.01% of the total mass of the metal oxide and the plurality of metal nanoparticles 132 is too small, the gap between the plurality of metal nanoparticles 132 This inevitably becomes too wide, and the excellent electrical conductivity of the plurality of metal nanoparticles 132 is not provided on the entire (or overall) electrochromic layer 130 , and excellent electrical conductivity of the plurality of metal nanoparticles 132 . , the response speed of the electrochromic material film 131 cannot be improved because the effect of 132) cannot provide the thermal insulation effect.

여기서, 복수의 금속 나노 입자(132)의 평균 입경은 10 내지 200 ㎚일 수 있다. 금속 나노 입자(132)는 입경(particle size)에 따라 특별한 색을 나타낼 수 있으며, 10 내지 200 ㎚의 범위에서 복수의 금속 나노 입자(132)의 평균 입경을 제어하여 다양한 색상을 구현할 수 있다. 복수의 금속 나노 입자(132)의 평균 입경이 10 ㎚보다 작게 되면, 복수의 금속 나노 입자(132)의 전기전도성이 전기변색물질막(131)에 영향을 주지 못하여 전기변색물질막(131)의 응답속도가 개선될 수 없고, 복수의 금속 나노 입자(132) 사이의 간격이 너무 넓어지거나 복수의 금속 나노 입자(132)가 특정 부분(들)에 몰리게(또는 쏠리게) 되어 복수의 금속 나노 입자(132)를 전기변색물질막(131) 내에 전체적으로 고르게 분산시키기 어렵게 된다. 복수의 금속 나노 입자(132)가 고르게 분산되지 않는 경우에는 전기변색층(130)에 전체적으로(또는 전반적으로) 균일한 변색이 이루어질 수 없고, 부분적으로 변색 색상이 달라지게 된다.Here, the average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles 132 may be 10 to 200 nm. The metal nanoparticles 132 may exhibit a special color according to a particle size, and various colors may be realized by controlling the average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles 132 in the range of 10 to 200 nm. When the average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles 132 is less than 10 nm, the electrical conductivity of the plurality of metal nanoparticles 132 does not affect the electrochromic material film 131 , so that the electrochromic material film 131 is not formed. The response speed cannot be improved, and the distance between the plurality of metal nanoparticles 132 is too wide or the plurality of metal nanoparticles 132 are concentrated (or concentrated) on a specific part(s), so that the plurality of metal nanoparticles ( 132) is difficult to evenly disperse throughout the electrochromic material layer 131. When the plurality of metal nanoparticles 132 are not uniformly dispersed, uniform discoloration cannot be achieved as a whole (or overall) in the electrochromic layer 130 , and the discoloration color is partially changed.

반면에, 복수의 금속 나노 입자(132)의 평균 입경이 200 ㎚보다 크게 되면, 복수의 금속 나노 입자(132)의 금속 고유의 색(예를 들어, 금(Au)은 금색(gold), 은(Ag)은 은색(silver) 등)을 나타내게 되고 반사도(reflectance)가 증가하여 전기변색층(130)의 투과율이 저하되게 되며, 전기변색물질막(131)의 변색상태에서도 복수의 금속 나노 입자(132)의 금속 고유의 색이 나타나게 된다. 전기변색층(130)의 투과율(또는 투명도)이 저하되어 전기변색층(130)이 불투명한 경우에는 전방의 시야 확보에 어려움이 있어 자동차의 윈드쉴드나 윈도우 등 외부 시야 확보가 필요한 곳에 사용하기에 적합하지 않게 되고, 전기변색물질막(131)의 변색상태에서도 복수의 금속 나노 입자(132)의 금속 고유의 색이 나타나게 되는 경우에는 복수의 금속 나노 입자(132)의 (고유)색이 간섭되어 패널 접합형(OLED/EC) 투명디스플레이(display)의 백플레인(backplane)이나 프로젝션형 투명디스플레이의 스크린(screen)으로 사용하기에 적합하지 않게 된다.On the other hand, when the average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles 132 is greater than 200 nm, the metal intrinsic color of the plurality of metal nanoparticles 132 (eg, gold Au is gold, silver (Ag) exhibits a silver color (silver, etc.) and the reflectance is increased to lower the transmittance of the electrochromic layer 130, and even in the discolored state of the electrochromic material film 131, a plurality of metal nanoparticles ( 132), the unique color of the metal appears. When the transmittance (or transparency) of the electrochromic layer 130 is lowered and the electrochromic layer 130 is opaque, it is difficult to secure the front view. When the color of the metal nanoparticles 132 is not suitable, even in the discoloration state of the electrochromic material film 131, the (inherent) color of the plurality of metal nanoparticles 132 is interfered. It becomes unsuitable for use as a backplane of a panel bonding type (OLED/EC) transparent display or a screen of a projection type transparent display.

또한, 복수의 금속 나노 입자(132)는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os) 중 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금으로 이루어질 수 있다. 복수의 금속 나노 입자(132)는 귀금속(noble metal)으로 이루어질 수 있으며, 우수한 전기전도성을 갖는 금속으로 이루어질 수 있고, 산화(oxidation) 등의 화학 반응을 거의 일으키지 않아 산화가 잘 일어나지 않거나, 산화가 되어도 우수한 전기전도성을 유지할 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 이를 통해 복수의 금속 나노 입자(132)가 외부의 산소(O2)와 반응하여 산화되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.In addition, the plurality of metal nanoparticles 132 include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), and ruthenium (Ru). , it may be made of any one metal or an alloy of two or more of osmium (Os). The plurality of metal nanoparticles 132 may be made of a noble metal, may be made of a metal having excellent electrical conductivity, and hardly cause a chemical reaction such as oxidation, so that oxidation does not occur well or oxidation is difficult. It may be made of a metal capable of maintaining excellent electrical conductivity even when the device is turned on. Through this, it is possible to prevent or suppress oxidation of the plurality of metal nanoparticles 132 by reacting with external oxygen (O 2 ).

예를 들어, 전기변색층(130)은 산화분위기(Oxidizing Atmosphere)에서 스퍼터링(sputtering)으로 증착될 수 있으며, 전기변색물질막(131) 내에 복수의 금속 나노 입자(132)를 분산시키기 위해 금속 나노 입자(132)의 금속 타겟을 스퍼터링하면서 상기 금속 나노 입자(132)의 금속이 산화될 수 있고, 산화된 금속 나노 입자(132)의 전기전도성이 저하 또는 소실될 수 있다. 또한, 산화된 금속 나노 입자(132)는 금속성(metallicity)이 소실되어 반사도가 저하될 수 있고, 입경에 따라 특별한 색을 나타내지 못하게 될 수 있다.For example, the electrochromic layer 130 may be deposited by sputtering in an oxidizing atmosphere, and metal nanoparticles in order to disperse a plurality of metal nanoparticles 132 in the electrochromic material layer 131 . While sputtering the metal target of the particles 132 , the metal of the metal nanoparticles 132 may be oxidized, and electrical conductivity of the oxidized metal nanoparticles 132 may be reduced or lost. In addition, the oxidized metal nanoparticles 132 may lose their metallicity, so that reflectivity may be lowered, and a special color may not be exhibited according to a particle diameter.

그리고 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os) 등의 귀금속은 화학 반응을 거의 일으키지 않고 아름다운 광택을 갖는 고유의 색을 가지지만, 10 내지 200 ㎚의 나노 크기에서는 입경에 따라 특별한 색을 나타낼 수 있다.In addition, precious metals such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), and osmium (Os) are chemically Although it hardly reacts and has a unique color with a beautiful luster, a special color may be exhibited depending on the particle size at a nano size of 10 to 200 nm.

예를 들어, 은(Ag)은 40 ㎚ 미만의 입경에서 붉은색의 색상을 나타내고, 40 내지 50 ㎚의 입경에서 푸른색의 색상을 나타낸다. 그리고 금(Au)은 20 ㎚ 이하의 입경에서 붉은색의 색상을 나타내지만, 나노 입자 사이의 거리가 가까워지게 되면 나노 입자끼리 상호작용을 하여 점점 짙은 보라색의 색상으로 변할 수 있으며, 전기변색층(130)의 변색 색상을 전체적으로 균일하게 하기 위해서 복수의 금속 나노 입자(132) 간에 서로 이격될 수 있고, 소정의(또는 거의 균일한) 간격으로 이격되어 배열될 수도 있다. 금속의 종류에 따라 사이즈에 따른 색상이 상이할 수 있다.For example, silver (Ag) exhibits a red color at a particle size of less than 40 nm and a blue color at a particle size of 40 to 50 nm. And gold (Au) shows a red color at a particle diameter of 20 nm or less, but as the distance between the nanoparticles gets closer, the nanoparticles interact with each other to gradually change to a deep purple color, and the electrochromic layer ( In order to make the discoloration color of 130 uniform as a whole, the plurality of metal nanoparticles 132 may be spaced apart from each other, and may be arranged spaced apart from each other at a predetermined (or substantially uniform) distance. Depending on the type of metal, the color may be different depending on the size.

또한, 표면 플라즈몬(SP)은 음의 유전함수를 갖는 금속의 표면에서 생기며, 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 귀금속이 외부 자극에 의해 전자의 방출이 쉽고 음의 유전상수를 갖는 금속(들)이다. 특히, 금(Au) 혹은 은(Ag)이 대표적이며, 금(Au)은 우수한 표면 안정성을 나타내고, 은(Ag)은 가장 예리한 표면 플라즈몬 공명(SPR) 피크(peak)를 보인다.In addition, surface plasmon (SP) is generated on the surface of a metal having a negative dielectric function, and noble metals such as gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), etc. are easy to emit electrons by external stimuli and have negative dielectric properties. It is the metal(s) with a constant. In particular, gold (Au) or silver (Ag) is representative, gold (Au) shows excellent surface stability, and silver (Ag) shows the sharpest surface plasmon resonance (SPR) peak.

따라서, 본 발명에서는 복수의 금속 나노 입자(132)로서 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os) 중 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금을 사용하여 금속 나노 입자(132)의 전기전도성이 저하 또는 소실되지 않으면서 복수의 금속 나노 입자(132)가 입경에 따라 특별한 색을 나타내고, 표면 플라즈몬 공명(SPR) 특성을 가질 수 있다.Accordingly, in the present invention, as the plurality of metal nanoparticles 132 , gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), and ruthenium are used. (Ru), osmium (Os) using any one of metal or an alloy of two or more metal nanoparticles 132 without lowering or disappearing the electrical conductivity of the plurality of metal nanoparticles 132 is a special color depending on the particle size , and may have surface plasmon resonance (SPR) characteristics.

그리고 복수의 금속 나노 입자(132)는 제1의 평균 입경을 갖는 복수의 제1 나노입자; 및 상기 제1의 평균 입경과 상이한 제2의 평균 입경을 갖는 복수의 제2 나노입자를 포함할 수 있다. 복수의 제1 나노입자는 제1의 평균 입경을 가질 수 있으며, 상기 제1의 평균 입경에 따른 파장의 빛을 반사시켜 제1 색상을 나타낼 수 있다.And the plurality of metal nanoparticles 132 is a plurality of first nanoparticles having a first average particle diameter; and a plurality of second nanoparticles having a second average particle diameter different from the first average particle diameter. The plurality of first nanoparticles may have a first average particle diameter, and reflect light of a wavelength according to the first average particle diameter to exhibit a first color.

복수의 제2 나노입자는 상기 제1의 평균 입경과 상이한 제2의 평균 입경을 가질 수 있으며, 상기 제2의 평균 입경에 따른 파장의 빛을 반사시켜 상기 제1 색상과 상이한 제2 색상을 나타낼 수 있다.The plurality of second nanoparticles may have a second average particle diameter different from the first average particle diameter, and reflect light of a wavelength according to the second average particle diameter to exhibit a second color different from the first color. can

즉, 상기 복수의 제2 나노입자는 상기 복수의 제1 나노입자와 상이한 파장의 빛을 반사시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 복수의 제1 나노입자와 상이한 색상을 나타낼 수 있다. 이를 통해 상기 복수의 제1 나노입자의 상기 제1 색상과 상기 복수의 제2 나노입자의 상기 제2 색상을 합성(또는 혼합)하여 제3 색상을 나타낼 수 있으며, 전기변색물질막(131)의 변색 색상과 상기 제3 색상의 혼합(또는 합성)을 통해 전기변색층(130)의 변색 색상을 회색(gray) 또는 짙은 회색(dark gray)으로 나타낼 수 있다.That is, the plurality of second nanoparticles may reflect light having a wavelength different from that of the plurality of first nanoparticles, and thus may exhibit different colors from the plurality of first nanoparticles. Through this, a third color may be expressed by synthesizing (or mixing) the first color of the plurality of first nanoparticles and the second color of the plurality of second nanoparticles, and By mixing (or synthesizing) the discoloration color and the third color, the discoloration color of the electrochromic layer 130 may be expressed as gray or dark gray.

전기변색소자(100)를 투명 디스플레이 등의 디스플레이 장치(200)에 사용하게 되면, 전기변색층(130)가 빨강(Red) 계열, 파랑(Blue) 계열 또는 녹색(Green) 계열의 변색 색상을 갖는 경우에 다양한 색의 화상을 나타내는 빨강(R), 녹색(G), 파랑(B) 광원의 빨강(R), 녹색(G) 및/또는 파랑(B) 색상이 전기변색층(130)의 변색 색상에 묻혀서 화상의 선명도(sharpness)가 저하될 수 있고, 디스플레이의 시인성(visibility)이 저하될 수 있다. 이에, 본 발명에서는 복수의 금속 나노 입자(132)를 상기 제1의 평균 입경과 상기 제2의 평균 입경을 포함하는 다양한 평균 입경을 갖는 상기 제1 나노입자, 상기 제2 나노입자 등의 복수의 (제n) 나노입자로 구성함으로써, 복수의 금속 나노 입자(132)에 의한 합성 색상(또는 혼합 색상)과 전기변색물질막(131)의 변색 색상을 혼합하여 전기변색층(130)의 변색 색상을 회색 또는 짙은 회색으로 나타낼 수 있고, 전기변색소자(100)를 디스플레이 장치(200)에 적용하는 경우에 화상의 선명도 및 디스플레이의 시인성이 향상될 수 있다.When the electrochromic element 100 is used in the display device 200 such as a transparent display, the electrochromic layer 130 has a red, blue, or green color change color. In some cases, the red (R), green (G) and/or blue (B) colors of the red (R), green (G), and blue (B) light sources representing images of various colors are discoloration of the electrochromic layer 130 . Because it is buried in color, sharpness of an image may be deteriorated, and visibility of a display may be deteriorated. Accordingly, in the present invention, a plurality of metal nanoparticles 132 are used in a plurality of first nanoparticles and second nanoparticles having various average particle diameters including the first average particle diameter and the second average particle diameter. By composing the (n-th) nanoparticles, the color of the electrochromic layer 130 is changed by mixing the synthetic color (or mixed color) of the plurality of metal nanoparticles 132 and the color of the electrochromic material film 131 . may be expressed in gray or dark gray, and when the electrochromic device 100 is applied to the display device 200, the sharpness of the image and the visibility of the display may be improved.

이때, 복수의 금속 나노 입자(132)는 적어도 하나의 기준 입경을 중심으로 ± 10 %의 입경을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 금속 나노 입자(132)가 상기 복수의 제1 나노입자와 상기 복수의 제2 나노입자를 포함하는 경우에는 상기 복수의 제1 나노입자의 입경 편차(deviation)가 상기 제1의 평균 입경을 중심으로 ± 10 %일 수 있고, 상기 복수의 제2 나노입자의 입경 편차가 상기 제2의 평균 입경을 중심으로 ± 10 %일 수 있으며, 복수의 금속 나노 입자(132)가 하나의 평균 입경을 갖는 경우에는 복수의 금속 나노 입자(132)의 입경 편차가 복수의 금속 나노 입자(132)의 평균 입경을 중심으로 ± 10 %일 수 있다. 복수의 금속 나노 입자(132)는 입경에 따라 특별한 색을 나타내게 되므로, 복수의 금속 나노 입자(132)의 입경 편차가 크게 되면, 복수의 금속 나노 입자(132)가 입경에 따라 서로 다른 색을 나타내게 되고, 각 입경의 금속 나노 입자(132)가 위치한 부분마다 상이한 색이 나타날 수 있다. 이로 인해 전기변색층(130)에 전체적으로 균일한 변색이 이루어질 수 없게 되고, 부분적으로 변색 색상이 달라질 수 있다.In this case, the plurality of metal nanoparticles 132 may have a particle diameter of ±10% with respect to at least one reference particle diameter. For example, when the plurality of metal nanoparticles 132 includes the plurality of first nanoparticles and the plurality of second nanoparticles, a deviation in particle diameter of the plurality of first nanoparticles is the first may be ±10% based on the average particle diameter of the plurality of second nanoparticles, and the particle size deviation of the plurality of second nanoparticles may be ±10% based on the second average particle diameter, and the plurality of metal nanoparticles 132 is one In the case of having an average particle diameter of , the particle diameter deviation of the plurality of metal nanoparticles 132 may be ±10% with respect to the average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles 132 . Since the plurality of metal nanoparticles 132 exhibit a special color according to the particle diameter, when the particle diameter deviation of the plurality of metal nanoparticles 132 is large, the plurality of metal nanoparticles 132 exhibit different colors according to the particle diameter. and a different color may appear for each portion where the metal nanoparticles 132 of each particle diameter are located. As a result, the electrochromic layer 130 may not be uniformly discolored, and the discoloration may be partially different.

이에, 복수의 금속 나노 입자(132)의 입경 편차를 적어도 하나의 기준 입경(예를 들어, 각 평균 입경)을 중심으로 ± 10 %로 제한함으로써, 복수의 금속 나노 입자(132)가 동일한 색을 나타내게 할 수 있고, 전기변색층(130)에 전체적으로 균일한 변색이 이루어지도록 할 수 있다.Accordingly, by limiting the particle size deviation of the plurality of metal nanoparticles 132 to ± 10% with respect to at least one reference particle diameter (eg, each average particle diameter), the plurality of metal nanoparticles 132 have the same color. can be displayed, and the electrochromic layer 130 can be uniformly discolored as a whole.

그리고 전기변색층(130)은 제1 및 제2 전극(110,120)에 인가되는 전압에 따라 반사율이 조절될 수 있고, 40 내지 90 %의 변색상태 반사율을 가질 수 있다. 전기변색층(130)은 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131) 내에 분산되어 있어 복수의 금속 나노 입자(132)의 우수한 반사도에 의해 전기변색층(130)의 반사율이 향상될 수 있으며, 제1 및 제2 전극(110,120)에 인가되는 전압에 따라 국소 표면 플라스몬(LSP)에 따른 복수의 금속 나노 입자(132)의 광흡수율(absorptivity)을 조절(또는 제어)하여 투과율(transmittivity)뿐만 아니라 반사율도 제어(또는 조절)할 수 있다.In addition, the reflectance of the electrochromic layer 130 may be adjusted according to voltages applied to the first and second electrodes 110 and 120 , and may have a reflectance in a discoloration state of 40 to 90%. In the electrochromic layer 130 , a plurality of metal nanoparticles 132 are dispersed in the electrochromic material film 131 , so that the reflectance of the electrochromic layer 130 is improved by the excellent reflectivity of the plurality of metal nanoparticles 132 . The transmittance by adjusting (or controlling) the light absorptivity of the plurality of metal nanoparticles 132 according to the local surface plasmon (LSP) according to the voltage applied to the first and second electrodes 110 and 120 . You can control (or adjust) reflectivity as well as transmittivity.

여기서, 전기변색층(130)의 변색상태 반사율은 40 내지 90 %일 수 있다. 이를 통해 전기변색소자(100)를 투명 디스플레이 등의 디스플레이 장치(200)에 적용하는 경우에 디스플레이의 시인성을 향상시킬 수 있다.Here, the reflectance of the electrochromic layer 130 in a discolored state may be 40 to 90%. Through this, when the electrochromic device 100 is applied to the display device 200 such as a transparent display, the visibility of the display can be improved.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타낸 개략단면도로, 도 4(a)는 프로젝션형 투명디스플레이를 나타내고, 도 4(b)는 패널 접합형(OLED/EC) 투명디스플레이를 나타낸다.Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing a display device according to another embodiment of the present invention, Figure 4 (a) shows a projection type transparent display, Figure 4 (b) shows a panel bonding type (OLED / EC) transparent display .

도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치를 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.A display device according to another embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 4 , and details overlapping those described above with respect to the electrochromic device according to an embodiment of the present invention will be omitted.

본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(200)는 화상을 구현하는 빛을 방출하는 디스플레이 광원부(220); 및 상기 디스플레이 광원부(220)에서 방출된 빛이 투영되거나, 상기 디스플레인 광원부(220)의 후방에서 외부로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 차단하는 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자(100);를 포함할 수 있다.The display apparatus 200 according to another embodiment of the present invention includes a display light source unit 220 that emits light to implement an image; And the electrochromic device 100 according to an embodiment of the present invention for blocking at least a portion of the light emitted from the display light source unit 220 is projected or from the rear of the display light source unit 220 is introduced from the outside. ; may be included.

디스플레이 광원부(220)는 화상을 구현하는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 광원부(220)는 화상을 직접 표시하는 디스플레이 패널(panel)일 수도 있고, 화상을 스크린(screen) 등에 투사(또는 투영)하는 프로젝터(projector)일 수도 있다.The display light source 220 may emit light to implement an image. For example, the display light source unit 220 may be a display panel that directly displays an image, or a projector that projects (or projects) an image onto a screen or the like.

전기변색소자(100)는 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자(100)일 수 이으며, 디스플레이 광원부(220)에서 방출된 빛이 투영되거나, 디스플레인 광원부(220)의 후방에서 외부로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 차단할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(200)가 도 4(a)와 같이 프로젝션형 투명디스플레이인 경우에는 전기변색소자(100)가 자동차 등의 윈드쉴드 또는 윈도우(210)에 형성되어 디스플레이 광원부(220)로부터 화상이 투사(또는 투영)되는 스크린으로 사용될 수 있으며, 디스플레이 장치(200)가 도 4(b)와 같이 패널 접합형(OLED/EC) 투명디스플레이인 경우에는 전기변색소자(100)가 디스플레이 패널 등의 디스플레이 광원부(220) 후방(또는 후면)에 제공되어 광 셔터(light-shutter) 역할을 할 수 있고, 디스플레이의 시인성 향상을 위한 백플레인(backplane)으로 사용될 수 있다. 여기서, 전기변색소자(100) 및/또는 디스플레이 광원부(220)를 구동부(230)에 의해 제어될 수 있다.The electrochromic element 100 may be the electrochromic element 100 according to an embodiment of the present invention, and the light emitted from the display light source unit 220 is projected or from the rear of the display light source unit 220 from the outside. At least some of the incoming light may be blocked. For example, when the display apparatus 200 is a projection type transparent display as shown in FIG. 4( a ), the electrochromic element 100 is formed on a windshield or window 210 of a vehicle, etc. It can be used as a screen on which an image is projected (or projected), and when the display device 200 is a panel bonding type (OLED/EC) transparent display as shown in FIG. 4(b), the electrochromic device 100 is a display panel, etc. It may be provided on the rear (or rear) of the display light source unit 220 to serve as a light-shutter, and may be used as a backplane to improve visibility of the display. Here, the electrochromic device 100 and/or the display light source unit 220 may be controlled by the driving unit 230 .

종래에는 투명디스플레이에서 디스플레이의 시인성 향상을 위해 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal), SPD(Suspended Particle Display), EC(ElectroChromic) 등의 투과율 가변 소자를 적용하고 있으며, PDLC, SPD 및 종래의 EC(또는 전기변색소자)는 변색을 통해 투과율을 저하시킬 수는 있으나 PDLC와 SPD는 변색상태에서 주로 빛을 산란시켜 투과율을 저하시키고, 종래의 EC는 변색상태에서 빛을 흡수하여 투과율을 저하시키므로, 디스플레이의 시인성 향상에 크게 도움이 되지 않는다. 특히, 프로젝션형 투명디스플레이의 스크린으로서 PDLC, SPD 및 종래의 EC를 사용하게 되면, 스크린에 투사되는 빛까지 PDLC 또는 SPD가 산란시키거나 종래의 EC가 흡수하여, 스크린에 반사되어 인식될 수 있는 빛이 줄어들게 됨으로써, 디스플레이의 시인성이 좋지 않게 된다. 또한, 패널 접합형(OLED/EC) 투명디스플레이의 백플레인으로서 PDLC, SPD 및 종래의 EC를 사용하게 되면, 디스플레이 광원부(220)로부터 입사되는 빛을 표시 방향(또는 디스플레이 방향)으로 반사시켜 디스플레이의 시인성을 향상시키는 백플레인의 역할을 다하지 못하고, PDLC 또는 SPD가 디스플레이 광원부(220)로부터 입사되는 빛을 산란시켜 상기 표시 방향으로 반사시키지 못하거나, 종래의 EC가 디스플레이 광원부(220)로부터 입사되는 빛도 흡수하여 상기 표시 방향으로 반사시키지 못하게 된다. 이로 인해 디스플레이의 시인성이 좋지 않을 수 밖에 없다.Conventionally, in order to improve the visibility of a display in a transparent display, a variable transmittance element such as PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal), SPD (Suspended Particle Display), EC (ElectroChromic), etc. is applied, and PDLC, SPD and conventional EC (or electric Although the color-changing element) can reduce the transmittance through discoloration, PDLC and SPD mainly scatter light in the discolored state to lower the transmittance, and the conventional EC absorbs light in the discolored state to reduce transmittance. It doesn't help much to improve. In particular, when PDLC, SPD, and conventional EC are used as the screen of a projection type transparent display, the PDLC or SPD scatters even the light projected on the screen or the conventional EC absorbs light that can be recognized by being reflected on the screen. As this is reduced, the visibility of the display becomes poor. In addition, when PDLC, SPD, and the conventional EC are used as the backplane of the panel bonding type (OLED/EC) transparent display, the light incident from the display light source unit 220 is reflected in the display direction (or the display direction) to provide visibility of the display. does not fulfill the role of a backplane to improve the display, PDLC or SPD scatters the light incident from the display light source unit 220 and does not reflect it in the display direction, or the conventional EC absorbs light incident from the display light source unit 220 Therefore, it cannot be reflected in the display direction. As a result, the visibility of the display is inevitably poor.

하지만, 전기변색층(130)이 전기변색물질막(131) 내에 복수의 금속 나노 입자(132)가 분산되어 구성되는 본 발명에 따른 전기변색소자(100)는 복수의 금속 나노 입자(132) 자체의 우수한 반사도뿐만 아니라 전기변색층(130)의 제1 및 제2 전극(110,120)에 인가되는 전압에 따른 반사율 조절을 통해 전기변색층(130)이 변색상태에서 40 내지 90 %의 반사율을 가질 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 전기변색소자(100)를 포함하는 디스플레이 장치(200)는 디스플레이 광원부(220)로부터 투사(또는 입사)되는 빛을 효과적으로 반사하여 디스플레이의 시인성이 향상될 수 있고, 투명디스플레이의 시인성이 극대화될 수 있다.However, the electrochromic device 100 according to the present invention in which the electrochromic layer 130 is configured by dispersing a plurality of metal nanoparticles 132 in the electrochromic material film 131 includes the plurality of metal nanoparticles 132 itself. In addition to the excellent reflectivity of the electrochromic layer 130, the electrochromic layer 130 can have a reflectivity of 40 to 90% in a discolored state by adjusting the reflectance according to the voltage applied to the first and second electrodes 110 and 120 of the electrochromic layer 130. have. Accordingly, the display device 200 including the electrochromic device 100 according to the present invention effectively reflects the light projected (or incident) from the display light source unit 220 to improve the visibility of the display, and Visibility can be maximized.

또한, 본 발명에 따른 전기변색소자(100)는 복수의 금속 나노 입자(132)의 높은 반사도에 의해 상(image)이 잘 맺힐(또는 결상이 잘 될) 수 있으며, 전기변색물질막(131) 내에 분포된 복수의 금속 나노 입자(132)의 표면 플라즈몬 공명(SPR)에 의해 빛의 입사방향에 따라 빛의 반사방향이 제어될 수 있고, 소정 각도로 디스플레이 광원부(220)로부터 입사되는 빛(만)을 상기 표시 방향으로 반사시킬 수 있다. 이에 따라 디스플레이의 시인성이 더욱 향상될 수 있고, 투명디스플레이의 시인성이 최대화될 수 있다.In addition, the electrochromic device 100 according to the present invention can form an image (or image well) due to the high reflectivity of the plurality of metal nanoparticles 132, and the electrochromic material film 131 The reflection direction of the light can be controlled according to the direction of incidence by the surface plasmon resonance (SPR) of the plurality of metal nanoparticles 132 distributed therein, and the light incident from the display light source unit 220 at a predetermined angle (only ) can be reflected in the display direction. Accordingly, the visibility of the display may be further improved, and the visibility of the transparent display may be maximized.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자 제조방법을 나타내는 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrochromic device according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자 제조방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 전기변색소자 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.A method of manufacturing an electrochromic device according to another embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 5. In relation to the electrochromic device according to an embodiment of the present invention and a display device according to another embodiment of the present invention Items that overlap with those described above will be omitted.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기변색소자 제조방법은 기판(10) 상에 제1 전극(110)을 형성하는 과정(S100); 상기 제1 전극(110) 상에 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막(131)과 상기 전기변색물질막(131) 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자(132)를 포함하는 전기변색층(130)을 형성하는 과정(S200); 및 상기 전기변색층(130) 상에 전해질층(150), 이온저장층(140) 및 제2 전극(120)을 형성하는 과정(S300);을 포함할 수 있다.An electrochromic device manufacturing method according to another embodiment of the present invention includes the steps of forming a first electrode 110 on a substrate 10 (S100); An electrochromic material film 131 in which a non-stoichiometric metal oxide forms a continuous matrix on the first electrode 110 and a plurality of metal nanoparticles 132 dispersed in the electrochromic material film 131 are included. The process of forming the electrochromic layer 130 to (S200); and forming the electrolyte layer 150 , the ion storage layer 140 , and the second electrode 120 on the electrochromic layer 130 ( S300 ).

먼저, 기판(10) 상에 제1 전극(110)을 형성한다(S100). 투명한 유리 등의 기판(10) 상에 제1 전극(110)을 형성할 수 있으며, 제1 전극(110)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 방법이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(110)의 형성방법은 스퍼터링(sputtering) 공정을 통해 투명 전도성 산화물 입자를 포함하는 전극 재료를 상기 기판(10) 상에 박막 형태로 형성할 수 있다.First, the first electrode 110 is formed on the substrate 10 ( S100 ). The first electrode 110 may be formed on the substrate 10 such as transparent glass, and a method of forming the first electrode 110 is not particularly limited, and a known method may be used without limitation. For example, in the method of forming the first electrode 110 , an electrode material including transparent conductive oxide particles may be formed on the substrate 10 in the form of a thin film through a sputtering process.

다음으로, 상기 제1 전극(110) 상에 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스(matrix)를 이루는 전기변색물질막(131)과 상기 전기변색물질막(131) 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자(132)를 포함하는 전기변색층(130)을 형성한다(S200). 제1 전극(110) 상에 전기변색층(130)을 형성할 수 있으며, 전기변색층(130)은 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막(131)과 상기 전기변색물질막(131) 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자(132)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 전기변색층(130)을 형성하는 과정(S200)은 산화분위기(Oxidizing Atmosphere)에서 스퍼터링으로 전기변색층(130)을 증착하여 수행될 수 있다. 스퍼터링을 통해 간단하게 전기변색층(130)을 증착할 수 있고, 전기변색층(130)이 치밀하게 형성되어 전기변색층(130)의 환경 내구성이 우수할 수 있다. 또한, 스퍼터링을 통해 전기변색층(130)을 형성함으로써, 전기변색층(130)의 대면적 증착에도 효과적일 수 있다.Next, an electrochromic material film 131 in which a non-stoichiometric metal oxide forms a continuous matrix on the first electrode 110 and a plurality of metal nanoparticles dispersed in the electrochromic material film 131 . The electrochromic layer 130 including the particles 132 is formed (S200). The electrochromic layer 130 may be formed on the first electrode 110 , and the electrochromic layer 130 includes an electrochromic material film 131 in which a non-stoichiometric metal oxide forms a continuous matrix and the electrochromic layer 130 . The material layer 131 may include a plurality of metal nanoparticles 132 dispersed therein. Here, the process of forming the electrochromic layer 130 ( S200 ) may be performed by depositing the electrochromic layer 130 by sputtering in an oxidizing atmosphere. The electrochromic layer 130 may be simply deposited through sputtering, and the electrochromic layer 130 may be densely formed so that the electrochromic layer 130 has excellent environmental durability. In addition, by forming the electrochromic layer 130 through sputtering, it may be effective to deposit the electrochromic layer 130 over a large area.

예를 들어, 전기변색물질막(131)은 상기 금속 산화물로 이루어진 금속 산화물 타겟 또는 상기 금속 산화물의 금속으로 이루어진 금속 타겟을 산화분위기에서 스퍼터링하여 상기 금속 산화물로 이루어진 전기변색물질막(131)을 증착할 수 있다. 그리고 산화분위기에서 스퍼터링을 통해 복수의 금속 나노 입자(132)를 전기변색물질막(131) 내에 분산시킬 수 있으며, 복수의 금속 나노 입자(132)가 스퍼터링되어 산화분위기에서 산화(oxidation)되지 않을 수 있도록 복수의 금속 나노 입자(132)는 산화 등의 화학 반응을 거의 일으키지 않는 귀금속(noble metal)으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 산화로 인해 금속 나노 입자(132)의 전기전도성이 저하 또는 소실되거나, 금속성(metallicity)이 소실되어 반사도가 저하되고 입경에 따라 특별한 색을 나타내지 못하게 되는 것을 방지할 수 있다.For example, the electrochromic material film 131 is formed by sputtering the metal oxide target made of the metal oxide or the metal target made of the metal of the metal oxide in an oxidizing atmosphere to deposit the electrochromic material film 131 made of the metal oxide. can do. In addition, a plurality of metal nanoparticles 132 may be dispersed in the electrochromic material film 131 through sputtering in an oxidizing atmosphere, and the plurality of metal nanoparticles 132 may not be oxidized in an oxidizing atmosphere by sputtering. Thus, the plurality of metal nanoparticles 132 may be made of a noble metal that hardly causes a chemical reaction such as oxidation. Accordingly, it is possible to prevent the reduction or loss of electrical conductivity of the metal nanoparticles 132 due to oxidation or loss of metallicity, thereby reducing reflectance and preventing a special color from being exhibited according to the particle size.

그 다음 상기 전기변색층(130) 상에 전해질층(150), 이온저장층(140) 및 제2 전극(120)을 형성한다(S300). 전기변색층(130) 상에 전해질층(150), 이온저장층(140) 및 제2 전극(120)을 형성할 수 있으며, 전기변색층(130) 상에 전해질층(150), 이온저장층(140), 제2 전극(120) 순으로 순차적으로 적층할 수도 있고, 제2 전극(120) 상에 이온저장층(140)을 형성한 후에 전해질층(150)을 개재하여 전기변색층(130)과 이온저장층(140)을 접합시킬 수도 있다. 예를 들어, 전해질층(150), 이온저장층(140) 및 제2 전극(120)은 스퍼터링을 통해 형성될 수 있으며, 이온저장층(140)과 전해질층(150)도 금속 산화물 등의 무기소재로 구성하여 스퍼터링을 통해 제1 전극(110), 전기변색층(130), 전해질층(150), 이온저장층(140) 및 제2 전극(120)을 모두 박막 형태로 연속적으로 형성할 수 있고, 전고체형(all-solid-state)의 전기변색소자(100)를 제조할 수 있다.Then, the electrolyte layer 150, the ion storage layer 140, and the second electrode 120 are formed on the electrochromic layer 130 (S300). The electrolyte layer 150 , the ion storage layer 140 , and the second electrode 120 may be formed on the electrochromic layer 130 , and the electrolyte layer 150 and the ion storage layer are formed on the electrochromic layer 130 . 140 and the second electrode 120 may be sequentially stacked in that order, and after the ion storage layer 140 is formed on the second electrode 120 , the electrochromic layer 130 is interposed with the electrolyte layer 150 interposed therebetween. ) and the ion storage layer 140 may be bonded. For example, the electrolyte layer 150 , the ion storage layer 140 , and the second electrode 120 may be formed through sputtering, and the ion storage layer 140 and the electrolyte layer 150 are also inorganic such as metal oxide. The first electrode 110, the electrochromic layer 130, the electrolyte layer 150, the ion storage layer 140, and the second electrode 120 can all be continuously formed in the form of a thin film through sputtering. and an all-solid-state electrochromic device 100 may be manufactured.

상기 전기변색층(130)을 형성하는 과정(S200)은 화학양론적 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 분압 비율에서 산소(O2)의 분압을 더 높여 수행될 수 있다. 즉, 화학양론적 금속 산화물을 형성하기 위한 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 분압 비율에서 산소(O2)의 분압을 더 높여 전기변색층(130)을 형성할 수 있다. 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 분압 비율에서 아르곤(Ar)의 분압이 높아지면, 상기 금속 산화물에서 금속의 비율이 높아질 수 있고, 산소(O2)의 분압이 높아지면, 상기 금속 산화물에서 산소 원자(O)의 비율(또는 산소 이온의 비율)이 높아질 수 있다. 이에 따라 화학양론적 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 분압 비율에서 산소(O2)의 분압을 더 높여 전기변색층(130)을 형성함으로써, 전기변색층(130)의 변색상태에서 전기변색물질막(131)의 변색 색상이 흐려질 수 있고, 전기변색물질막(131)의 부반응과 격자 스트레스를 저감시킬 수 있다.The process of forming the electrochromic layer 130 ( S200 ) may be performed by further increasing the partial pressure of oxygen (O 2 ) in the stoichiometric ratio of argon (Ar) and oxygen (O 2 ). That is, the electrochromic layer 130 may be formed by further increasing the partial pressure of oxygen (O 2 ) in the partial pressure ratio of argon (Ar) and oxygen (O 2 ) for forming the stoichiometric metal oxide. When the partial pressure of argon (Ar) increases in the partial pressure ratio of argon (Ar) and oxygen (O 2 ), the ratio of metal in the metal oxide may increase, and when the partial pressure of oxygen (O 2 ) increases, the metal oxide The ratio of oxygen atoms (O) (or ratio of oxygen ions) may be increased. Accordingly, the electrochromic layer 130 is formed by increasing the partial pressure of oxygen (O 2 ) in the stoichiometric ratio of partial pressures of argon (Ar) and oxygen (O 2 ). The discoloration of the color-changing material layer 131 may be blurred, and side reactions and lattice stress of the electrochromic material layer 131 may be reduced.

상기 전기변색층(130)을 형성하는 과정(S200)은 상기 금속 산화물 및 상기 금속 산화물의 금속 중 어느 하나와 상기 금속 나노 입자(132)의 금속을 코스퍼터링(co-sputtering)하는 과정(S210)을 포함할 수 있다.The process of forming the electrochromic layer 130 (S200) is a process of co-sputtering the metal of the metal nanoparticles 132 with any one of the metal oxide and the metal of the metal oxide (S210) may include

상기 금속 산화물 및 상기 금속 산화물의 금속 중 어느 하나와 상기 금속 나노 입자(132)의 금속을 코스퍼터링할 수 있다(S210). 이를 통해 전기변색층(130)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 산화물 및 상기 금속 산화물의 금속 중 어느 하나와 상기 금속 나노 입자(132)의 금속을 코스퍼터링하여 제1 전극(110) 상에 전기변색물질막(131) 내에 복수의 금속 나노 입자(132)가 분산된 전기변색층(130)을 형성(또는 증착)할 수 있다. 여기서, 상기 코스퍼터링은 상기 금속 산화물 및 상기 금속 산화물의 금속 중 어느 하나로 이루어진 타겟과 상기 금속 나노 입자(132)의 금속으로 이루어진 타겟을 각각 마련하여 복수의 타겟으로 스퍼터링할 수도 있고, 영역이 분할되어 상기 금속 산화물 및 상기 금속 산화물의 금속 중 어느 하나로 이루어진 영역(또는 부분)과 상기 금속 나노 입자(132)의 금속으로 이루어진 영역을 갖는 하나의 타겟으로 스퍼터링할 수도 있다.Any one of the metal oxide and the metal of the metal oxide and the metal of the metal nanoparticles 132 may be co-sputtered ( S210 ). Through this, the electrochromic layer 130 may be formed. For example, a plurality of metal nanoparticles in the electrochromic material film 131 on the first electrode 110 by co-sputtering one of the metal oxide and the metal of the metal oxide and the metal of the metal nanoparticles 132 . The electrochromic layer 130 in which the particles 132 are dispersed may be formed (or deposited). Here, in the co-sputtering, a target made of any one of the metal oxide and the metal of the metal oxide and a target made of the metal of the metal nanoparticles 132 may be respectively prepared to perform sputtering into a plurality of targets, and regions are divided Sputtering may be performed with a single target having a region (or a portion) made of any one of the metal oxide and the metal of the metal oxide and a region made of the metal of the metal nanoparticles 132 .

상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물(예를 들어, WOx)을 포함할 수 있고, 상기 코스퍼터링하는 과정(S210)은 텅스텐 산화물(WOx) 타겟 또는 텅스텐(W) 타겟에 상기 금속 나노 입자(132)의 금속 타겟보다 2배 이상 높은 전원(power)을 인가하여 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 전기변색층(130)은 전기변색물질막(131)이 연속상의 매트릭스를 이루고, 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131)의 매트릭스 내에 분산되어야 하며, 이를 위해 텅스텐 산화물(WOx) 타겟 또는 텅스텐(W) 타겟에 상기 금속 나노 입자(132)의 금속 타겟(또는 상기 금속 나노 입자의 금속으로 이루어진 타겟)보다 2배 이상 높은 전원(또는 전압)을 인가하여 코스퍼터링할 수 있다.The metal oxide may include tungsten oxide (eg, WO x ), and the co-sputtering process ( S210 ) is performed on the tungsten oxide (WO x ) target or the tungsten (W) target with the metal nanoparticles 132 . It can be performed by applying a power that is twice or more higher than that of the metal target. In the electrochromic layer 130 according to the present invention, the electrochromic material film 131 forms a continuous matrix, and a plurality of metal nanoparticles 132 must be dispersed in the electrochromic material film 131 matrix. By applying a power (or voltage) more than twice that of the metal target of the metal nanoparticles 132 (or the target made of the metal of the metal nanoparticles) to the tungsten oxide (WO x ) target or the tungsten (W) target, can be sputtered.

상기 텅스텐 산화물(WOx) 타겟 또는 텅스텐(W) 타겟에 인가되는 전원이 상기 금속 나노 입자(132)의 금속 타겟에 인가되는 전원의 2배보다 낮게 되는 경우에는 금속 나노 입자(132)가 중간중간에 덩어리(bulk) 형태로 형성되어 전기변색물질막(131)이 연속상을 이루지 못하고 매트릭스 형태를 갖지 못하게 되며, 복수의 금속 나노 입자(132)도 전기변색물질막(131)의 매트릭스 내에 분산되지 못하게 된다.When the power applied to the tungsten oxide (WO x ) target or the tungsten (W) target is lower than twice the power applied to the metal target of the metal nanoparticles 132 , the metal nanoparticles 132 are in the middle The electrochromic material film 131 does not form a continuous phase and does not have a matrix form, and the plurality of metal nanoparticles 132 are also not dispersed in the matrix of the electrochromic material film 131. can't

이러한 경우, 전기변색물질막(131)의 변색이 효과적으로 이루어지지 못하며, 금속 나노 입자(132)와의 거리에 따라 각 부분마다 전기전도성이 달라지게 되어 전기변색물질막(131)의 위치별로 탈/변색의 응답속도가 달라질 수 있다.In this case, the discoloration of the electrochromic material layer 131 is not effectively performed, and the electrical conductivity of each part varies according to the distance from the metal nanoparticles 132 , so that the electrochromic material layer 131 is discolored/discolored according to the location of the electrochromic material layer 131 . response speed may vary.

이에, 본 발명에서는 상기 텅스텐 산화물(WOx) 타겟 또는 텅스텐(W) 타겟에 상기 금속 나노 입자(132)의 금속 타겟보다 2배 이상 높은 전원을 인가하여 코스퍼터링함으로써, 전기변색물질막(131)이 연속상의 매트릭스를 이루고 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131)의 매트릭스 내에 분산된 전기변색층(130)을 형성할 수 있으며, 전기변색물질막(131)의 변색이 효과적으로 이루어지면서 전기변색물질막(131)의 응답속도가 개선될 수 있다.Accordingly, in the present invention, the electrochromic material film 131 is applied to the tungsten oxide (WO x ) target or the tungsten (W) target by applying a power twice higher than that of the metal target of the metal nanoparticles 132 and co-sputtering. It is possible to form the electrochromic layer 130 in which a plurality of metal nanoparticles 132 are dispersed in the matrix of the electrochromic material film 131 constituting the continuous matrix, and the discoloration of the electrochromic material film 131 is effectively reduced. As this is done, the response speed of the electrochromic material layer 131 may be improved.

한편, 상기 텅스텐 산화물(WOx) 타겟 또는 텅스텐(W) 타겟에 인가되는 전원은 상기 금속 나노 입자(132)의 금속 타겟에 인가되는 전원의 20배를 넘지 않을 수 있으며, 상기 텅스텐 산화물(WOx) 타겟 또는 텅스텐(W) 타겟에 인가되는 전원이 상기 금속 나노 입자(132)의 금속 타겟에 인가되는 전원의 20배보다 큰 경우에는 전원이 너무 높아 높은 전원을 상기 텅스텐 산화물(WOx) 타겟 또는 텅스텐(W) 타겟에 인가하기 용이하지 않을 뿐만 아니라 전기변색물질막(131)이 너무 치밀화되어 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131) 내에 분산(또는 침투)되지 못하고, 전기변색물질막(131)의 표면에만 부착되어 버릴 수 있다.Meanwhile, the power applied to the tungsten oxide (WO x ) target or the tungsten (W) target may not exceed 20 times the power applied to the metal target of the metal nanoparticles 132 , and the tungsten oxide (WO x ) target ) When the power applied to the target or the tungsten (W) target is greater than 20 times the power applied to the metal target of the metal nanoparticles 132, the power is too high to apply a high power to the tungsten oxide (WO x ) target or It is not easy to apply the tungsten (W) target to the electrochromic material film 131 , and the plurality of metal nanoparticles 132 cannot be dispersed (or penetrated) in the electrochromic material film 131 because the electrochromic material film 131 is too dense. It may be attached only to the surface of the color-changing material layer 131 .

상기 전기변색층(130)을 형성하는 과정(S200)은 상기 금속 산화물의 금속과 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 합금 타겟을 스퍼터링하는 과정(S220)을 포함할 수 있다.The process of forming the electrochromic layer 130 ( S200 ) may include sputtering an alloy target of the metal of the metal oxide and the metal of the metal nanoparticles 132 ( S220 ).

상기 금속 산화물의 금속과 금속 나노 입자(132)의 금속의 합금 타겟을 스퍼터링할 수 있다(S220). 이를 통해 전기변색층(130)을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 금속 산화물의 금속과 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 합금으로 이루어진 상기 합금 타겟을 스퍼터링하여 제1 전극(110) 상에 전기변색물질막(131) 내에 복수의 금속 나노 입자(132)가 분산된 전기변색층(130)을 형성할 수 있다.An alloy target of the metal of the metal oxide and the metal of the metal nanoparticles 132 may be sputtered (S220). Through this, the electrochromic layer 130 may be formed. For example, a plurality of metal nanoparticles in the electrochromic material film 131 on the first electrode 110 by sputtering the alloy target made of an alloy of the metal of the metal oxide and the metal of the metal nanoparticles 132 . The electrochromic layer 130 in which 132 is dispersed may be formed.

상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물(예를 들어, WOx)을 포함할 수 있고, 상기 합금 타겟을 스퍼터링하는 과정(S220)은 상기 금속 나노 입자(132)의 금속(예를 들어, Ag)의 2배 이상의 중량비로 텅스텐(W)이 함유된 합금 타겟을 스퍼터링하여 수행될 수 있다. 즉, 상기 합금 타겟은 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 2배 이상의 중량비로 텅스텐(W)이 함유될 수 있으며, 상기 합금 타겟에서 텅스텐(W)의 중량(또는 무게)이 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 중량의 2배 이상일 수 있다. 본 발명에 따른 전기변색층(130)은 전기변색물질막(131)이 연속상의 매트릭스를 이루고, 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131)의 매트릭스 내에 분산되어야 하며, 이를 위해 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 2배 이상의 중량비로 텅스텐(W)이 함유된 상기 합금 타겟을 스퍼터링하여 전기변색층(130)을 형성할 수 있다.The metal oxide may include tungsten oxide (eg, WO x ), and the process of sputtering the alloy target ( S220 ) is twice as much as the metal (eg, Ag) of the metal nanoparticles 132 . It may be performed by sputtering an alloy target containing tungsten (W) in the above weight ratio. That is, the alloy target may contain tungsten (W) in a weight ratio of more than twice that of the metal of the metal nanoparticles 132, and the weight (or weight) of tungsten (W) in the alloy target is the metal nanoparticles (132) may be more than twice the weight of the metal. In the electrochromic layer 130 according to the present invention, the electrochromic material film 131 forms a continuous matrix, and a plurality of metal nanoparticles 132 must be dispersed in the electrochromic material film 131 matrix. The electrochromic layer 130 may be formed by sputtering the alloy target containing tungsten (W) in a weight ratio of at least twice that of the metal of the metal nanoparticles 132 .

상기 합금 타겟에서 텅스텐(W)의 중량이 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 중량의 2배보다 낮게 되는 경우에는 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131)의 중간중간에 덩어리 형태로 개재되어 전기변색물질막(131)이 연속상을 이루지 못하고 매트릭스 형태를 갖지 못하게 되며, 복수의 금속 나노 입자(132)도 전기변색물질막(131)의 매트릭스 내에 분산되지 못하게 된다.When the weight of tungsten (W) in the alloy target is lower than twice the weight of the metal of the metal nanoparticles 132 , the metal nanoparticles 132 form a lump in the middle of the electrochromic material layer 131 . interposed therebetween, the electrochromic material film 131 does not form a continuous phase and does not have a matrix form, and the plurality of metal nanoparticles 132 are also prevented from being dispersed in the matrix of the electrochromic material film 131 .

이러한 경우, 전기변색물질막(131)의 변색이 효과적으로 이루어지지 못하며, 금속 나노 입자(132)와의 거리에 따라 각 부분마다 전기전도성이 달라지게 되어 전기변색물질막(131)의 위치별로 탈/변색의 응답속도가 달라질 수 있다.In this case, the discoloration of the electrochromic material layer 131 is not effectively performed, and the electrical conductivity of each part varies according to the distance from the metal nanoparticles 132 , so that the electrochromic material layer 131 is discolored/discolored according to the location of the electrochromic material layer 131 . response speed may vary.

이에, 본 발명에서는 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 2배 이상의 중량비로 텅스텐(W)이 함유된 상기 합금 타겟을 스퍼터링하여 전기변색층(130)을 형성함으로써, 전기변색물질막(131)이 연속상의 매트릭스를 이루고 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131)의 매트릭스 내에 분산된 전기변색층(130)을 형성할 수 있으며, 전기변색물질막(131)의 변색이 효과적으로 이루어지면서 전기변색물질막(131)의 응답속도가 개선될 수 있다.Accordingly, in the present invention, the electrochromic material film 131 is formed by sputtering the alloy target containing tungsten (W) in a weight ratio of at least twice that of the metal of the metal nanoparticles 132 to form the electrochromic layer 130 . It is possible to form the electrochromic layer 130 in which a plurality of metal nanoparticles 132 are dispersed in the matrix of the electrochromic material film 131 constituting the continuous matrix, and the discoloration of the electrochromic material film 131 is effectively reduced. As this is done, the response speed of the electrochromic material layer 131 may be improved.

한편, 상기 합금 타겟에서 텅스텐(W)의 중량이 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 중량의 20배를 넘지 않을 수 있으며, 상기 합금 타겟에서 텅스텐(W)의 중량이 상기 금속 나노 입자(132)의 금속의 중량의 20배보다 큰 경우에는 상기 합금 타겟의 중량이 너무 커져 상기 합금 타겟을 스퍼터링하기 위한 스퍼터링 장치의 구동이 용이하지 않게 될 뿐만 아니라 전기변색물질막(131)의 밀도가 너무 높아 치밀화되어 복수의 금속 나노 입자(132)가 전기변색물질막(131) 내에 침투(또는 분산)되지 못하고, 전기변색물질막(131)의 표면에만 부착되어 버릴 수 있다.On the other hand, the weight of tungsten (W) in the alloy target may not exceed 20 times the weight of the metal of the metal nanoparticles 132, and the weight of tungsten (W) in the alloy target is the weight of the metal nanoparticles 132 ), if it is greater than 20 times the weight of the metal, the weight of the alloy target becomes too large, so that it is not easy to drive the sputtering device for sputtering the alloy target, and the density of the electrochromic material film 131 is too high Due to the densification, the plurality of metal nanoparticles 132 may not penetrate (or disperse) in the electrochromic material film 131 , and may be attached only to the surface of the electrochromic material film 131 .

본 발명에 따른 전기변색소자 제조방법은 상기 전기변색층(130)을 150 내지 500 ℃의 온도에서 열처리하는 과정(S250);을 더 포함할 수 있다.The method for manufacturing an electrochromic device according to the present invention may further include a step (S250) of heat-treating the electrochromic layer 130 at a temperature of 150 to 500°C.

상기 전기변색층(130)을 150 내지 500 ℃의 온도에서 열처리할 수 있다(S250). 상기 스퍼터링을 통해 분산된 복수의 금속 나노 입자(132)는 입경(또는 크기)이 10 ㎚ 미만으로 너무 작거나, 복수의 금속 나노 입자(132) 간의 입경 편차(deviation)가 평균 입경을 중심으로 ± 10 %를 초과하여 너무 클 수 있다. 이에 따라 상기 스퍼터링으로 증착된 전기변색층(130)를 열처리함으로써, 상기 스퍼터링을 통해 분산된 복수의 금속 나노 입자(132)를 응집시켜 복수의 금속 나노 입자(132)의 평균 입경을 10 내지 200 ㎚로 만들 수 있고, 복수의 금속 나노 입자(132)의 입경 편차를 상기 평균 입경을 중심으로 ± 10 %로 만들 수 있다.The electrochromic layer 130 may be heat-treated at a temperature of 150 to 500 °C (S250). The plurality of metal nanoparticles 132 dispersed through the sputtering have a particle diameter (or size) of less than 10 nm, which is too small, or the particle diameter deviation between the plurality of metal nanoparticles 132 is ±± about the average particle diameter. Exceeding 10% may be too large. Accordingly, by heat-treating the electrochromic layer 130 deposited by the sputtering, the plurality of metal nanoparticles 132 dispersed through the sputtering are aggregated to increase the average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles 132 to 10 to 200 nm. can be made, and the particle diameter deviation of the plurality of metal nanoparticles 132 can be made ± 10% based on the average particle diameter.

상기 열처리는 150 내지 500 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 열처리 온도가 500 ℃보다 높게 되면, 복수의 금속 나노 입자(132)의 평균 입경이 200 ㎚를 넘게 되어 전기변색층(130)의 투명도(transparency)가 저하될 수 있다. 반면, 열처리 온도가 150 ℃보다 낮게 되면, 복수의 금속 나노 입자(132)의 평균 입경이 10 ㎚가 되지 않거나, 입경이 10 ㎚가 되지 않는 금속 나노 입자(132)가 많아질 수 있고, 복수의 금속 나노 입자(132) 간의 입경 편차가 상기 평균 입경을 중심으로 ± 10 %를 초과할 수 있다. 이러한 경우, 복수의 금속 나노 입자(132)의 전기전도성이 전기변색물질막(131)에 영향을 주지 못하여 전기변색물질막(131)의 응답속도가 개선되지 못하거나, 각 입경의 금속 나노 입자(132)가 위치한 부분마다 상이한 색이 나타나 전기변색층(130)에 전체적으로 균일한 변색이 이루어지지 못하게 된다.The heat treatment may be performed at a temperature of 150 to 500 °C. When the heat treatment temperature is higher than 500 °C, the average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles 132 exceeds 200 nm, and thus transparency of the electrochromic layer 130 may be reduced. On the other hand, when the heat treatment temperature is lower than 150 ° C., the average particle diameter of the plurality of metal nanoparticles 132 does not become 10 nm, or the metal nanoparticles 132 whose particle diameter does not become 10 nm may increase, and the plurality of metal nanoparticles 132 may increase. A particle size deviation between the metal nanoparticles 132 may exceed ±10% based on the average particle size. In this case, the electrical conductivity of the plurality of metal nanoparticles 132 does not affect the electrochromic material film 131, so that the response speed of the electrochromic material film 131 is not improved, or the metal nanoparticles ( Different colors appear for each portion where the 132 is located, so that the electrochromic layer 130 is not uniformly discolored as a whole.

따라서, 본 발명에서는 전기변색층(130)을 150 내지 500 ℃의 온도에서 열처리함으로써, 복수의 금속 나노 입자(132)의 우수한 전기전도성에 의해 전기변색물질막(131)의 응답속도를 개선할 수 있을 뿐만 아니라 복수의 금속 나노 입자(132)가 동일한 색을 나타내게 할 수 있고, 전기변색층(130)에 전체적으로 균일한 변색이 이루어지도록 할 수 있다.Therefore, in the present invention, by heat-treating the electrochromic layer 130 at a temperature of 150 to 500 ℃, the response speed of the electrochromic material film 131 can be improved by the excellent electrical conductivity of the plurality of metal nanoparticles 132 . In addition, the plurality of metal nanoparticles 132 may exhibit the same color, and the electrochromic layer 130 may be uniformly discolored as a whole.

이처럼, 본 발명에서는 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막 내에 복수의 금속 나노 입자가 분산된 전기변색층을 포함함으로써, 금속 나노 입자의 크기에 따라 다양한 색상을 구현할 수 있으며, 금속 나노 입자의 우수한 전기전도성에 의해 응답속도가 개선될 수 있고, 전기변색물질막의 변색 특성과 금속 나노 입자의 표면 플라즈몬 공명(SPR) 효과를 동시에 구현하여 투과율 변화폭이 크면서 파장에 따른 투과율 변화를 제어할 수 있다. 그리고 금속 산화물의 금속과 산소의 비율을 비화학양론적으로 제어하여 전기변색물질막의 변색 색상을 흐리게 할 수 있으며, 이에 따라 전기변색물질막의 변색 색상이 너무 짙어 다른 색상의 구현이 어려운 문제를 해결할 수 있고, 금속 나노 입자의 크기에 따라 발현되는 색상과 전기변색물질막의 변색 색상의 조화를 통해 다양한 색상을 효과적으로 구현할 수 있다. 또한, 전기변색층은 전기전도성이 우수한 금속 나노 입자를 포함하여 근적외선을 포함하는 적외선의 차폐율이 향상될 수 있으며, 이에 따라 전기변색소자를 자동차, 건물 등의 윈도우에 적용하는 경우에 단열효과를 제공할 수도 있다. 한편, 전기변색소자는 제1 및 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 반사율이 조절될 수 있으며, 변색상태에서 반사율이 40 내지 90 %일 수 있어서, 이러한 전기변색소자를 포함하는 디스플레이 장치는 투명 디스플레이에서도 디스플레이의 시인성이 향상될 수 있다.As such, in the present invention, by including an electrochromic layer in which a plurality of metal nanoparticles are dispersed in an electrochromic material film in which a metal oxide forms a matrix of a continuous phase, various colors can be realized depending on the size of the metal nanoparticles, and the metal nanoparticles The response speed can be improved by the excellent electrical conductivity of have. In addition, by controlling the ratio of metal and oxygen of the metal oxide non-stoichiometrically, the discoloration of the electrochromic material film can be blurred, and thus the discoloration of the electrochromic material film is too dark, which makes it difficult to implement other colors. In addition, various colors can be effectively implemented by harmonizing the color expressed according to the size of the metal nanoparticles and the discoloration color of the electrochromic material film. In addition, since the electrochromic layer contains metal nanoparticles having excellent electrical conductivity, the shielding rate of infrared rays including near infrared rays can be improved, and accordingly, when the electrochromic element is applied to windows of automobiles, buildings, etc., the insulation effect is improved. may provide. On the other hand, the reflectance of the electrochromic element may be adjusted according to the voltage applied to the first and second electrodes, and the reflectance may be 40 to 90% in a discolored state. Also, the visibility of the display may be improved.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and common knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims It will be understood by those having the above that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

10 : 기판 100 : 전기변색소자
110 : 제1 전극 120 : 제2 전극
130 : 전기변색층 131 : 전기변색물질막
132 : 복수의 금속 나노 입자 140 : 이온저장층
150 : 전해질층 160 : 전원부
200 : 디스플레이 장치 210 : 윈드쉴드 또는 윈도우
220 : 디스플레이 광원부 230 : 구동부10: substrate 100: electrochromic element
110: first electrode 120: second electrode
130: electrochromic layer 131: electrochromic material film
132: a plurality of metal nanoparticles 140: ion storage layer
150: electrolyte layer 160: power supply unit
200: display device 210: windshield or window
220: display light source 230: driving unit

Claims (17)

서로 대응되어 제공되는 제1 및 제2 전극;
상기 제1 전극 상에 형성되는 전기변색층;
상기 전기변색층과 대응되어 상기 제2 전극 상에 형성되는 이온저장층; 및
상기 전기변색층과 상기 이온저장층 사이에 제공되는 전해질층;을 포함하고,
상기 전기변색층은,
전기변색물질로서 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막; 및
상기 전기변색물질막 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자를 포함하며,
상기 복수의 금속 나노 입자의 전체 질량은 상기 금속 산화물의 전체 질량의 0.01 내지 10 %이고,
상기 금속 산화물은 상기 금속 산화물의 금속에 대한 화학양론적 산소의 양보다 많은 양의 산소를 포함하는 전기변색소자.first and second electrodes provided to correspond to each other;
an electrochromic layer formed on the first electrode;
an ion storage layer formed on the second electrode to correspond to the electrochromic layer; and
Including; an electrolyte layer provided between the electrochromic layer and the ion storage layer;
The electrochromic layer is
an electrochromic material film in which a non-stoichiometric metal oxide forms a continuous-phase matrix as an electrochromic material; and
It contains a plurality of metal nanoparticles dispersed in the electrochromic material film,
The total mass of the plurality of metal nanoparticles is 0.01 to 10% of the total mass of the metal oxide,
The metal oxide is an electrochromic device comprising oxygen in an amount greater than the stoichiometric amount of oxygen with respect to the metal of the metal oxide. 청구항 1에 있어서,
상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함하는 전기변색소자.The method according to claim 1,
The metal oxide is an electrochromic device comprising a tungsten oxide. 청구항 2에 있어서,
상기 금속 산화물은 WO3+x (0 < x ≤ 0.5)의 조성을 갖는 전기변색소자.3. The method according to claim 2,
The metal oxide is an electrochromic device having a composition of WO 3+x (0 < x ≤ 0.5). 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 금속 나노 입자는 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os) 중 어느 하나의 금속 또는 둘 이상의 합금으로 이루어진 전기변색소자.The method according to claim 1,
The plurality of metal nanoparticles is gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), osmium (Os) ) of any one metal or an electrochromic element made of two or more alloys. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 금속 나노 입자는,
제1의 평균 입경을 갖는 복수의 제1 나노입자; 및
상기 제1의 평균 입경과 상이한 제2의 평균 입경을 갖는 복수의 제2 나노입자를 포함하는 전기변색소자.The method according to claim 1,
The plurality of metal nanoparticles,
a plurality of first nanoparticles having a first average particle diameter; and
An electrochromic device comprising a plurality of second nanoparticles having a second average particle diameter different from the first average particle diameter. 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 금속 나노 입자는 적어도 하나의 기준 입경을 중심으로 ± 10 %의 입경을 갖는 전기변색소자.The method according to claim 1,
The plurality of metal nanoparticles is an electrochromic device having a particle diameter of ± 10% with respect to at least one reference particle diameter. 청구항 1에 있어서,
상기 전기변색층은 상기 제1 및 제2 전극에 인가되는 전압에 따라 반사율이 조절되며, 40 내지 90 %의 변색상태 반사율을 갖는 전기변색소자.The method according to claim 1,
The electrochromic layer has a reflectance adjusted according to the voltage applied to the first and second electrodes, and has a color change state reflectance of 40 to 90%. 화상을 구현하는 빛을 방출하는 디스플레이 광원부; 및
상기 디스플레이 광원부에서 방출된 빛이 투영되거나, 상기 디스플레이 광원부의 후방에서 외부로부터 유입되는 빛 중 적어도 일부를 차단하는 청구항 1 내지 청구항 3 및 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항의 전기변색소자;를 포함하는 디스플레이 장치.a display light source unit emitting light to implement an image; and
The electrochromic device according to any one of claims 1 to 3 and 6 to 9, wherein the light emitted from the display light source unit is projected or blocks at least a portion of light that is introduced from the rear of the display light source unit. display device. 기판 상에 제1 전극을 형성하는 과정;
상기 제1 전극 상에 전기변색물질로서 비화학양론적인 금속 산화물이 연속상의 매트릭스를 이루는 전기변색물질막과 상기 전기변색물질막 내에 분산된 복수의 금속 나노 입자를 포함하는 전기변색층을 형성하는 과정; 및
상기 전기변색층 상에 전해질층, 이온저장층 및 제2 전극을 형성하는 과정;을 포함하고,
상기 전기변색층을 형성하는 과정은 산화분위기에서 스퍼터링으로 상기 전기변색층을 증착하여 수행되며,
상기 복수의 금속 나노 입자의 전체 질량은 상기 금속 산화물의 전체 질량의 0.01 내지 10 %이고,
상기 금속 산화물은 상기 금속 산화물의 금속에 대한 화학양론적 산소의 양보다 많은 양의 산소를 포함하는 전기변색소자 제조방법.forming a first electrode on a substrate;
A process of forming an electrochromic material film in which a non-stoichiometric metal oxide as an electrochromic material forms a continuous-phase matrix on the first electrode and an electrochromic layer including a plurality of metal nanoparticles dispersed in the electrochromic material film ; and
A process of forming an electrolyte layer, an ion storage layer, and a second electrode on the electrochromic layer;
The process of forming the electrochromic layer is performed by depositing the electrochromic layer by sputtering in an oxidizing atmosphere,
The total mass of the plurality of metal nanoparticles is 0.01 to 10% of the total mass of the metal oxide,
The metal oxide is an electrochromic device manufacturing method comprising oxygen in an amount greater than the stoichiometric amount of oxygen with respect to the metal of the metal oxide. 청구항 11에 있어서,
상기 전기변색층을 형성하는 과정은 화학양론적 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 분압 비율에서 산소(O2)의 분압을 더 높여 수행되는 전기변색소자 제조방법.12. The method of claim 11,
The process of forming the electrochromic layer is an electrochromic device manufacturing method in which the partial pressure of oxygen (O 2 ) is further increased in a stoichiometric ratio of argon (Ar) and oxygen (O 2 ). 청구항 11에 있어서,
상기 전기변색층을 형성하는 과정은 상기 금속 산화물 및 상기 금속 산화물의 금속 중 어느 하나와 상기 금속 나노 입자의 금속을 코스퍼터링(co-sputtering)하는 과정을 포함하는 전기변색소자 제조방법.12. The method of claim 11,
The process of forming the electrochromic layer includes the process of co-sputtering the metal of the metal nanoparticles with any one of the metal oxide and the metal of the metal oxide. 청구항 13에 있어서,
상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함하고,
상기 코스퍼터링하는 과정은 텅스텐 산화물 타겟 또는 텅스텐 타겟에 상기 금속 나노 입자의 금속 타겟보다 2배 이상 높은 전원을 인가하여 수행되는 전기변색소자 제조방법.14. The method of claim 13,
The metal oxide includes tungsten oxide,
The co-sputtering process is performed by applying power to the tungsten oxide target or the tungsten target at least twice as high as the metal target of the metal nanoparticles. 청구항 11에 있어서,
상기 전기변색층을 형성하는 과정은 상기 금속 산화물의 금속과 상기 금속 나노 입자의 금속의 합금 타겟을 스퍼터링하는 과정을 포함하는 전기변색소자 제조방법.12. The method of claim 11,
The forming of the electrochromic layer includes sputtering an alloy target of the metal of the metal oxide and the metal of the metal nanoparticles. 청구항 15에 있어서,
상기 금속 산화물은 텅스텐 산화물을 포함하고,
상기 합금 타겟을 스퍼터링하는 과정은 상기 금속 나노 입자의 금속의 2배 이상의 중량비로 텅스텐이 함유된 합금 타겟을 스퍼터링하여 수행되는 전기변색소자 제조방법.16. The method of claim 15,
The metal oxide includes tungsten oxide,
The process of sputtering the alloy target is an electrochromic device manufacturing method performed by sputtering an alloy target containing tungsten in a weight ratio of at least twice that of the metal of the metal nanoparticles. 청구항 11에 있어서,
상기 전기변색층을 150 내지 500 ℃의 온도에서 열처리하는 과정;을 더 포함하는 전기변색소자 제조방법.12. The method of claim 11,
The electrochromic device manufacturing method further comprising; a process of heat-treating the electrochromic layer at a temperature of 150 to 500 ℃.
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