KR102470079B1 - Chromic nanoparticles, discoloring device including the same and display device including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변색 나노 입자, 이를 포함하는 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 변색 나노 입자는 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 가짐으로써 입사되는 빛의 투과율을 효과적으로 변화시킬 수 있다.The present invention relates to color-changing nanoparticles, a color-changing device including the same, and a display device including the same. The color-changing nanoparticles according to the present invention have both thermochromic and electrochromic properties, thereby effectively changing the transmittance of incident light. can

Description

변색 나노 입자, 이를 포함하는 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치{CHROMIC NANOPARTICLES, DISCOLORING DEVICE INCLUDING THE SAME AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}Discoloration nanoparticles, discoloration devices including them, and display devices including them

본 발명은 변색 나노 입자, 이를 포함하는 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열 변색 특성 및 전기 변색 특성을 모두 갖는 변색 나노 입자, 이를 포함하는 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치 에 관한 것이다.The present invention relates to color-changing nanoparticles, a color-changing device including the same, and a display device including the same, and more particularly, to a color-changing nanoparticle having both thermal and electrochromic properties, a color-changing device including the same, and a display including the same. It's about the device.

최근, 변색 소자에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 변색 소자 기술은 전자와 전기적인 산화/환원반응을 이용하는 전기변색(EC, Electrochromic), 전기장 내에서의 배열을 이용하는 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)과 SPD(Suspended Particles Device)와 같은 능동형 및 빛에 의한 전자의 광여기를 이용하는 광변색(Photochromic), 그리고 열에너지를 통한 상전이가 되어 광학적 특성이 변하는 열변색(Thermochromic)과 같은 수동형이 있다.Recently, many studies on discoloration elements have been conducted. Discoloration device technologies include electrochromic (EC) using electrons and electrical oxidation/reduction reactions, active types such as PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal) and SPD (Suspended Particles Device) using arrangement in an electric field, and light-induced There are passive types such as photochromic, which uses photoexcitation of electrons, and thermochromic, in which optical properties change through phase transition through thermal energy.

능동형은 별도의 전극이 사용되어야 하나, 원하는 시간에 투과율을 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다. 이와 달리, 수동형은 빛이나 온도에 따라 자동으로 투과율이 변하므로 자유로운 투과율 조절은 불가능하나, 구동에 따른 에너지 소비가 없고, 제조비용이 저렴한 장점이 있다. The active type has the advantage of being able to freely adjust the transmittance at a desired time, although a separate electrode must be used. On the other hand, since the transmittance of the passive type is automatically changed according to light or temperature, it is impossible to freely adjust the transmittance, but there is no energy consumption according to driving, and the manufacturing cost is low.

전기 변색과 같은 능동형 기술과 열 변색과 같은 수동형 기술은 그 장단점이 각각 존재하는 바, 하나의 변색 물질을 사용한 소자의 경우, 다양한 변화에 쉽게 대응할 수 없다는 문제점을 갖는다.Active technology such as electrochromic and passive technology such as thermal color change have advantages and disadvantages, and in the case of a device using one color-changing material, it has a problem that it cannot easily respond to various changes.

전기 변색 물질 및 열 변색 물질을 모두 갖는 변색 장치의 경우라도, 각각의 물질을 층의 구조로 사용하는 경우, 빛의 투과율일 낮아지기에 문제가 된다.Even in the case of a color change device having both an electrochromic material and a thermochromic material, when each material is used as a layer structure, light transmittance becomes low, which is a problem.

[관련기술문헌][Related technical literature]

1. 열변색 특성 및 투명도가 우수한 도핑된 열변색 나노입자의 제조 방법 및 그를 이용한 열변색 필름 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING DOPED THERMOCHROMIC NANO PARTICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THERMOCHROMIC FILM} (특허출원번호 제 10-2015-0065312 호). 1. Method for manufacturing doped thermochromic nanoparticles with excellent thermochromic properties and transparency and method for manufacturing thermochromic film using the same No. 0065312).

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열 변색 특성 및 전기 변색 특성을 모두 갖는 변색 나노 입자, 이를 포함하는 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object to be solved by the present invention is to provide discoloration nanoparticles having both thermochromic and electrochromic properties, a discoloration device including the same, and a display device including the same.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 투과 모드 시 투과율이 증가되고, 차단 모드 시 차단율이 증가될 수 있는 변색 나노 입자를 제공하는 것이다.In addition, an object to be solved by the present invention is to provide discoloration nanoparticles capable of increasing transmittance in a transmission mode and increasing a blocking rate in a blocking mode.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자는 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 갖는다. 이에, 효율적으로 빛의 투과율을 변화시킬 수 있다.In order to solve the above problems, the discoloration nanoparticles according to an embodiment of the present invention have both thermochromic and electrochromic properties. Thus, it is possible to efficiently change the transmittance of light.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치는 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되고, 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 갖는 복수의 변색 나노 입자를 포함하는 변색층, 변색층 상의 전해질 층, 전해질 층 상의 카운터 전극 및 카운터 전극 상의 제2 전극를 포함한다. 따라서, 필요에 따라 빛의 투과율과 차단율을 향상시켜, 높을 에너지 효율을 갖는 변색 장치는 구현할 수 있다.In order to solve the above problems, a discoloration device according to an embodiment of the present invention includes a first electrode, a plurality of discoloration nanoparticles disposed on the first electrode and having both thermochromic and electrochromic characteristics. a color-changing layer, an electrolyte layer on the color-changing layer, a counter electrode on the electrolyte layer, and a second electrode on the counter electrode. Therefore, a color changing device having high energy efficiency can be implemented by improving light transmittance and blocking rate as necessary.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 표시 패널 및 표시 패널의 일면 상의 변색 장치를 포함하며, 변색 장치는, 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되고, 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 갖는 복수의 변색 나노 입자를 포함하는 변색층, 변색층 상의 전해질 층, 전해질 층 상의 카운터 전극 및 카운터 전극 상의 제2 전극를 포함할 수 있다.기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.In order to solve the above problems, a display device according to an embodiment of the present invention includes a display panel and a color changing device on one surface of the display panel, wherein the color changing device is disposed on a first electrode and the first electrode , a color-changing layer including a plurality of color-changing nanoparticles having both thermochromic and electrochromic properties, an electrolyte layer on the color-changing layer, a counter electrode on the electrolyte layer, and a second electrode on the counter electrode. Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명은 열 변색 기능 및 전기 변색 기능을 동시에 수행할 수 있는 나노 크기의 입자를 제공할 수 있다.The present invention may provide nano-sized particles capable of simultaneously performing thermochromic and electrochromic functions.

본 발명은 변색 장치에 있어서 빛을 투과시키고자 하는 경우 투과율을 향상시키고, 빛을 차단하고자 하는 경우 차광율을 향상시켜, 에너지 효율을 개선할 수 있다.According to the present invention, energy efficiency can be improved by improving transmittance when light is to be transmitted and light-shielding rate is improved when light is to be blocked in a color changing device.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자의 구성 성분을 설명하기 위한 2차 이온 질량 분석 방법에 의한 원소 분석 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자를 설명하기 위한 투과 전자 현미경(Transmision Electron Microscopy,TEM) 에 의한 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치의 응용예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 개략도이다.1 is a cross-sectional view illustrating discoloration nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic flow chart for explaining a method for producing color-changing nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph of elemental analysis by secondary ion mass spectrometry for explaining the constituent components of discoloration nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
4 is an image by transmission electron microscopy (TEM) for explaining discoloration nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view for explaining a discoloration device according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic flowchart illustrating a method of manufacturing a color changing device according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram illustrating an application example of a color changing device according to an embodiment of the present invention.
8A to 8B are schematic views illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are illustrative, so the present invention is not limited to the details shown. Like reference numbers designate like elements throughout the specification. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. When 'includes', 'has', 'consists of', etc. mentioned in this specification is used, other parts may be added unless 'only' is used. In the case where a component is expressed in the singular, the case including the plural is included unless otherwise explicitly stated.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, even if there is no separate explicit description, it is interpreted as including the error range.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. In the case of a description of a positional relationship, for example, 'on top of', 'on top of', 'at the bottom of', 'next to', etc. Or, unless 'directly' is used, one or more other parts may be located between the two parts.

소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.When an element or layer is referred to as “on” another element or layer, it includes all cases where another element or layer is directly on top of another element or another layer or other element intervenes therebetween.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.The size and thickness of each component shown in the drawings are shown for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited to the size and thickness of the illustrated components.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, and as those skilled in the art can fully understand, various interlocking and driving operations are possible, and each embodiment can be implemented independently of each other. It may be possible to implement together in an association relationship.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating discoloration nanoparticles according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 변색 나노 입자(100)는 열 변색(thermochromic) 특성 및 전기 변색(electrochromic) 특성을 모두 갖는 나노 사이즈의 입자이다. 구체적으로, 변색 나노 입자(100)는 열 변색 코어(110), 열 변색 코어(110)를 둘러싸는 투명 도전막(120) 및 투명 도전막(120)을 둘러싸는 전기 변색막(130)을 포함한다. Referring to FIG. 1 , discoloration nanoparticles 100 are nano-sized particles having both thermochromic and electrochromic characteristics. Specifically, the color-changing nanoparticles 100 include a thermochromic core 110, a transparent conductive film 120 surrounding the thermochromic core 110, and an electrochromic film 130 surrounding the transparent conductive film 120. do.

열 변색 코어(110)는 열 변색 특성을 갖는 입자로서, 열 에너지를 통한 상전이가 발생하여 입자의 광학적 특성이 변하는 입자이다. 즉, 열 변색 코어(110)는 온도 변화에 따라 빛을 투과 또는 차폐시키는 입자로서, 금속-절연체 간 상전이(MIT, Metal-Insulator Transition) 특성을 이용하여 적외선 영역의 투과율이 변화하도록 한다. 열 변색 코어(110)는 상전이가 발생하는 온도인 열전이 온도를 기준으로 열전이 온도보다 낮은 온도와 열전이 온도보다 높은 온도에서 빛의 투과율이 변화될 수 있다. 예를 들면, 열전이 온도보다 낮은 온도에서는 빛을 투과시키며, 열전이 온도보다 높은 온도에서는 빛을 차폐시킬 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 열 변색 코어(110)는 열전이 온도보다 낮은 온도에서 빛을 차폐시키며, 열전이 온도보다 높은 온도에서 빛을 투과시킬 수도 있다. 또는, 열 변색 코어(110)는 열전이 온도를 기준으로 열전이 온도보다 낮은 온도와 높은 온도에서의 입자의 색이 다를 수도 있다. 즉, 열전이 온도보다 낮은 온도에서 열전이 온도보다 높은 온도로 온도가 상승하면, 열 변색 코어(110)가 나타내는 색상이 변할 수 있다.The thermal discoloration core 110 is a particle having a thermal discoloration characteristic, and is a particle in which a phase transition occurs through thermal energy and thus optical characteristics of the particle are changed. That is, the thermochromic core 110 is a particle that transmits or blocks light according to temperature change, and changes transmittance in the infrared region by using a metal-insulator transition (MIT) characteristic. The light transmittance of the thermochromic core 110 may be changed at a temperature lower than the thermal transition temperature and a temperature higher than the thermal transition temperature based on the thermal transition temperature, which is a temperature at which a phase transition occurs. For example, light may be transmitted at a temperature lower than the thermal transition temperature, and light may be blocked at a temperature higher than the thermal transition temperature. However, it is not limited thereto, and the thermochromic core 110 may shield light at a temperature lower than the thermal transition temperature and transmit light at a temperature higher than the thermal transition temperature. Alternatively, in the thermal discoloration core 110 , particles may have different colors at a temperature lower than the thermal transition temperature and a temperature higher than the thermal transition temperature. That is, when the temperature rises from a temperature lower than the thermal transition temperature to a temperature higher than the thermal transition temperature, the color displayed by the thermochromic core 110 may change.

도 1을 참조하면, 열 변색 코어(110)는 변색 나노 입자(100)의 중심부에 배치된다. 즉, 열 변색 코어(110)는 변색 나노 입자(100)에서 열 변색 특성을 갖는 코어부를 구성할 수 있다. 이때, 열 변색 코어(110)는 구 형상일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 열 변색 코어(110)는 다양한 형상의 입체 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 1 , the thermochromic core 110 is disposed at the center of the discoloration nanoparticles 100 . That is, the thermal discoloration core 110 may constitute a core part having a thermal discoloration characteristic in the discoloration nanoparticles 100 . In this case, the thermochromic core 110 may have a spherical shape. However, it is not limited thereto, and the thermal discoloration core 110 may have various three-dimensional shapes.

열 변색 코어(110)의 열전이 온도는 40℃ 이상 100℃ 이하일 수 있다. 열 변색 코어(110)는 40℃ 이상 100℃ 이하인 특정 열전이 온도를 기준으로 빛 투과율이 변할 수 있다. 예를 들면, 열 변색 코어(110)는 40℃ 이상 100℃ 이하인 특정 열전이 온도 이하의 온도에서 열 변색 코어(110)에 입사되는 빛을 투과시킬 수 있다. 이와 달리, 열 변색 코어(110)는 40℃ 이상 100℃ 이하인 특정 열전이 온도 이상의 온도에서 열 변색 코어(110)에 입사되는 빛을 차단시킬 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 열 변색 코어(110)의 열전이 온도는 변색 나노 입자(100)가 적용되는 장치의 요구 조건에 따라 다양한 온도로 결정될 수 있다.A thermal transition temperature of the thermochromic core 110 may be 40°C or more and 100°C or less. The light transmittance of the thermochromic core 110 may change based on a specific thermal transition temperature of 40° C. or more and 100° C. or less. For example, the thermochromic core 110 may transmit light incident on the thermochromic core 110 at a temperature equal to or less than a specific thermal transition temperature of 40° C. or more and 100° C. or less. Alternatively, the thermochromic core 110 may block light incident on the thermochromic core 110 at a temperature equal to or higher than a specific thermal transition temperature of 40° C. or more and 100° C. or less. However, it is not limited thereto, and the thermal transition temperature of the thermochromic core 110 may be determined at various temperatures depending on the requirements of a device to which the discoloration nanoparticles 100 are applied.

열 변색 코어(110)는 바나듐 산화물, 테트라클로로니켈레이트(Tetrachloronickelate), 산화크롬(III)(Chromium(III) oxide), 요오드화수은(II)(Mercury(II) iodide), 요오드화은수은(II)(Silver mercury iodide), 산화수은(II)(Lead(II) oxide) 및 산화인듐(indium(III) oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 바나듐다이옥사이드(VO2)를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고 열 변색 코어(110)는 삼산화바나듐(V2O3), 일산화바나듐(VO) 등의 바나듐산화물(VOX)을 포함할 수도 있다.The thermochromic core 110 may include vanadium oxide, tetrachloronickelate, chromium(III) oxide, mercury(II) iodide, silver iodide(II) Silver mercury iodide), mercury (II) oxide (Lead (II) oxide), and indium oxide (indium (III) oxide) may include at least one. For example, vanadium dioxide (VO 2 ) may be included. However, without being limited thereto, the thermochromic core 110 may include vanadium oxide (VO X ) such as vanadium trioxide (V 2 O 3 ) or vanadium monoxide (VO).

투명 도전막(120)은 열 변색 코어(110)를 둘러싸는 막이다. 도 1을 참조하면, 열 변색 코어(110)가 구 형상인 경우, 투명 도전막(120)은 열 변색 코어(110)를 둘러싸도록 쉘(shell) 형상으로 형성되어 제1 쉘층을 구성할 수 있다.The transparent conductive film 120 is a film surrounding the thermal discoloration core 110 . Referring to FIG. 1 , when the thermochromic core 110 has a spherical shape, the transparent conductive film 120 may be formed in a shell shape to surround the thermochromic core 110 to constitute a first shell layer. .

투명 도전막(120)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO) 등과 같은 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 투명 도전막(120)은 투과도가 높아야 하기 때문에 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 전기 변색막(130)이 열 변색 코어(110)를 둘러싸도록 배치되므로, 전기 변색막(130)에 균일하게 전기장을 인가하기 위해, 투명 도전막(120)이 열 변색 코어(110)와 전기 변색막(130) 사이에 배치 될 수 있다.The transparent conductive layer 120 may be made of a transparent conductive material. For example, it may be made of a transparent conductive oxide such as indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO). However, it is not limited thereto, and since the transparent conductive layer 120 should have high transmittance, it may be formed of a transparent conductive material. Since the electrochromic film 130 is disposed to surround the thermochromic core 110, in order to uniformly apply an electric field to the electrochromic film 130, the transparent conductive film 120 is formed between the thermochromic core 110 and the electrochromic film 130. It may be disposed between the membranes 130.

전기 변색막(130)은 투명 도전막(120)을 둘러싸는 막이다. 도 1을 참조하면, 열 변색 코어(110)가 구 형상이며 투명 도전막(120)이 열 변색 코어(110)를 둘러싸므로, 전기 변색막(130)은 열 변색 코어(110) 및 투명 도전막(120)을 둘러싸도록 쉘 형상으로 형성되어 제2 쉘층을 구성할 수 있다.The electrochromic layer 130 is a layer surrounding the transparent conductive layer 120 . Referring to FIG. 1 , since the thermochromic core 110 has a spherical shape and the transparent conductive film 120 surrounds the thermochromic core 110, the electrochromic film 130 includes the thermochromic core 110 and the transparent conductive film. It is formed in a shell shape so as to surround 120 to constitute a second shell layer.

전기 변색막(130)은 전기 변색 특성을 갖는 막이다. 전기 변색막(130)은 전기와 같은 외부 자극에 의하여 변색 물질의 산화-환원 반응이 일어나고 빛의 투과율이 가역적으로 변화하는 막이다. 구체적으로, 전기 변색막(130)이 포함하는 π-전자는 어느 정도 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 전도 특성이 나타날 수 있다. 또한, 고분자 사슬을 따라 단일결합과 이중결합이 교차적으로 존재하게 되는 π-전자를 통해 π-결합 형태가 고분자 체인에 존재하게 되면 전기적 힘에 의해 산화·환원 반응이 일어날 수 있다. 전기 변색 막은 이러한 산화·환원 반응에 의해 전자 밀도의 비편재화가 나타나게 되고 따라 전자구조가 바뀌게 됨에 따라 전기 변색 특성이 나타나게 된다. 따라서, 전기 변색막(130)은 전압의 인가에 따라 색상이 변화될 수 있다. The electrochromic film 130 is a film having electrochromic properties. The electrochromic film 130 is a film in which an oxidation-reduction reaction of a color-changing material occurs and light transmittance is reversibly changed by an external stimulus such as electricity. Specifically, since the π-electrons included in the electrochromic layer 130 can move freely to some extent, conduction characteristics may appear. In addition, when a π-bonded form exists in a polymer chain through π-electrons in which single bonds and double bonds exist alternately along the polymer chain, oxidation/reduction reactions can occur by electrical force. The electrochromic film exhibits delocalization of electron density due to this oxidation-reduction reaction, and as the electronic structure changes accordingly, electrochromic characteristics appear. Accordingly, the color of the electrochromic layer 130 may be changed according to the application of voltage.

전기 변색막(130)은 특정 임계 전압을 기준으로 색이 변할 수 있다. 전기 변색막(130)에 특정 임계 전압보다 낮은 전압이 인가되었을 때와 특정 임계 전압보다 높은 전압이 인가되었을 때의 전기 변색막(130)의 색은 각각 상이할 수 있다. 예를 들면, 특정 임계 전압보다 낮은 전압이 전기 변색막(130)에 인가될 경우, 전기 변색막(130)은 빛을 투과할 수 있다. 또한, 특정 임계 전압보다 높은 전압이 전기 변색막(130)에 인가될 경우, 전기 변색막(130)은 빛을 차광할 수 있다. 즉, 특정 임계 전압보다 낮은 전압이 전기 변색막(130)에 인가된 경우, 전기 변색막(130)은 밝은 색을 띄거나 투명하게 되어 빛의 투과율이 높을 수 있다. 이와 달리, 특정 임계 전압보다 높은 전압이 전기 변색막(130)에 인가된 경우, 전기 변색막(130)은 어두운 색을 띄거나 불투명하게 되어 빛을 투과율이 낮을 수 있다. 특정 임계 전압은, 예를 들어, 10V 보다 낮은 전압일 수 있으며, 바람직하게는 1V 이상 1.5V 이하일 수 있다.The electrochromic layer 130 may change color based on a specific threshold voltage. The electrochromic layer 130 may have different colors when a voltage lower than a specific threshold voltage is applied to the electrochromic layer 130 and when a voltage higher than a specific threshold voltage is applied to the electrochromic layer 130 . For example, when a voltage lower than a specific threshold voltage is applied to the electrochromic film 130, the electrochromic film 130 may transmit light. Also, when a voltage higher than a specific threshold voltage is applied to the electrochromic film 130 , the electrochromic film 130 may block light. That is, when a voltage lower than a specific threshold voltage is applied to the electrochromic film 130 , the electrochromic film 130 may have a bright color or become transparent and thus have high light transmittance. In contrast, when a voltage higher than a specific threshold voltage is applied to the electrochromic film 130, the electrochromic film 130 may have a dark color or become opaque, resulting in low light transmittance. The specific threshold voltage may be, for example, a voltage lower than 10V, and may be preferably 1V or more and 1.5V or less.

전기 변색막(130)은 전기 변색 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전기 변색막(130)은 삼산화텅스텐(WO3), 이산화타이타늄(TiO2) 와 같은 무기 물질, 비올로겐(Viologen), 퀴논(Quinone), 안트라센(Anthracene), 트리아진 모노머(Triazine monomer)와 같은 유기 물질 및 PEDOT(Poly(3,4-ehtylenedioxythiophene)), 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리피롤(Polypirrole), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(페닐렌비린렌) (Poly(PhenyleneVinylene)), 폴리(페닐렌설파이드)(Poly(PhenyleneSulfide))와 같은 전기 변색 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 전기 변색막(130)은 전기 변색 특성을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있다.The electrochromic layer 130 may include an electrochromic material. For example, the electrochromic film 130 may include inorganic materials such as tungsten trioxide (WO 3 ) and titanium dioxide (TiO 2 ), viologen, quinone, anthracene, and triazine monomers ( Triazine monomer) and PEDOT (Poly(3,4-ehtylenedioxythiophene)), polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, poly(phenylenebirene) It may include at least one of electrochromic materials such as (Poly(PhenyleneVinylene)) and poly(phenylenesulfide). However, it is not limited thereto, and the electrochromic layer 130 may include various materials having electrochromic properties.

변색 나노 입자(100)의 직경(d0)은 30nm 이상 100nm이하일 수 있다. 변색 나노 입자(100)의 직경(d0)가 30nm 미만일 경우, 변색 나노 입자(100)는 투과율을 효과적으로 조절하지 못할 수 있다. 즉, 변색 나노 입자(100)의 직경이 30nm 미만일 경우, 변색 나노 입자(100)에 포함되는 열 변색 코어(110) 및 전기 변색막(130)이 빛의 투과율을 조절하기에 충분하지 못한 크기로 존재할 수 있다. 전기 변색막(130)은 변색 나노 입자(100)에 인가되는 전압에 따라 임계 전압을 기준으로 효과적으로 빛 투과율을 변화시키지 못할 수 있다. 또한, 변색 나노 입자(100)의 직경(d0)이 100nm를 초과할 경우, 변색 나노 입자(100)의 빛의 투과율이 낮아질 수 있다. 변색 나노 입자(100)의 직경(d0)이 100nm를 초과할 경우, 열 변색 코어(110)의 직경, 투명 도전막(120)의 두께 및 전기 변색막(130)의 두께는 증가될 수 있다. 변색 나노 입자(100)에 입사된 빛은 열 변색 코어(110), 투명 도전막(120) 및 전기 변색막(130)을 통과하게 된다. 이때, 빛은 열 변색 코어(110), 투명 도전막(120) 및 전기 변색막(130)을 통과하며 일부 흡수되거나 굴절, 반사될 수 있다. 따라서, 변색 나노 입자(100)을 통과하는 과정에서 빛의 밝기가 감소할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예예 따른 변색 나노 입자(100)는 변색 나노 입자(100)의 직경(d0)를 30nm 이상 100nm 이하로 함으로써, 열 변색 및 전기 변색 특성을 효과적으로 가지며, 빛의 투과율을 유지 및 개선할 수 있다. The diameter (d0) of the color-changing nanoparticles 100 may be greater than or equal to 30 nm and less than or equal to 100 nm. When the diameter (d0) of the color-changing nanoparticles 100 is less than 30 nm, the color-changing nanoparticles 100 may not be able to effectively control transmittance. That is, when the diameter of the color-changing nanoparticles 100 is less than 30 nm, the size of the thermal color-changing core 110 and the electrochromic film 130 included in the color-changing nanoparticles 100 is not sufficient to control the transmittance of light. can exist The electrochromic layer 130 may not effectively change light transmittance based on a threshold voltage according to a voltage applied to the color-changing nanoparticles 100 . In addition, when the diameter (d0) of the color-changing nanoparticles 100 exceeds 100 nm, light transmittance of the color-changing nanoparticles 100 may be lowered. When the diameter (d0) of the discoloration nanoparticles 100 exceeds 100 nm, the diameter of the thermochromic core 110, the thickness of the transparent conductive layer 120, and the thickness of the electrochromic layer 130 may be increased. Light incident on the discoloration nanoparticles 100 passes through the thermochromic core 110 , the transparent conductive film 120 and the electrochromic film 130 . In this case, the light passes through the thermal discoloration core 110, the transparent conductive layer 120, and the electrochromic layer 130, and may be partially absorbed, refracted, or reflected. Accordingly, the brightness of light may be reduced while passing through the discoloring nanoparticles 100 . Therefore, the discoloration nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention effectively have thermochromic and electrochromic characteristics and maintain light transmittance by setting the diameter d0 of the discoloration nanoparticles 100 to 30 nm or more and 100 nm or less. and can be improved.

본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(100)는 변색 나노 입자(100)에 입사하는 빛의 투과율을 효과적으로 변화시킬 수 있다. 즉, 변색 나노 입자(100)는 열에너지의 변화 및 인가되는 전압의 변화 모두에 반응하며 변색 나노 입자(100)에 입사되는 빛의 투과율을 조절할 수 있다. The color-changing nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention can effectively change the transmittance of light incident on the color-changing nanoparticles 100 . That is, the color-changing nanoparticles 100 respond to both changes in thermal energy and changes in applied voltage, and can adjust the transmittance of light incident on the color-changing nanoparticles 100.

구체적으로, 열 변색 물질만을 포함하고 있거나 전기 변색 물질만을 포함하고 있는 변색 나노 입자의 경우, 가해지는 열 에너지의 변화와 인가되는 전압의 변화 모두에 반응하여 빛 투과율을 변화시킬 수 없다. 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(100)는 열 변색 코어(110)를 포함함으로써 변색 나노 입자(100)에 가해지는 열에너지의 변화에 따라 빛의 투과율을 변화시킬 수 있다. 즉, 열 변색 코어(110)는 변색 나노 입자(100) 주위의 온도에 따라 수동적으로 빛 투과율이 변할 수 있는 입자이다. 그리고, 변색 나노 입자(100)는 전기 변색막(130)을 포함함으로써 변색 나노 입자(100)에 인가되는 전압에 따라 빛의 투과율을 변화시킬 수 있다. 전기 변색막(130)은 변색 나노 입자(100)에 인가되는 전압을 변화시킴에 따라 임계 전압을 기준으로 빛의 투과율이 변할 수 있는 능동적인 막이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자는 열 변색 코어(110) 및 전기 변색막(130)을 모두 포함함으로써 열 에너지의 변화 및 인가되는 전압의 변화에 모두 반응하여 빛 투과율을 효과적으로 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 변색 나노 입자(100)는 열전이 온도 이하의 온도가 가해지고, 임계 전압 이하의 전압이 인가됨에 따라 입사되는 빛을 최대한으로 투과시킬 수 있다. 이와 반대로, 변색 나노 입자(100)는 열전이 온도 이상의 온도가 가해지고, 임계 전압 이상의 전압이 인가됨에 따라 입사되는 빛을 최대한으로 차단시킬 수 있다. 또한, 열전이 온도 이하의 온도하에 변색 나노 입자(100)가 존재할 경우에도, 변색 나노 입자(100)에 임계 전압 이상의 전압을 인가하여 빛의 투과율을 변화시킬 수 있다.Specifically, in the case of color-changing nanoparticles containing only thermochromic materials or only electrochromic materials, light transmittance cannot be changed in response to both changes in applied thermal energy and changes in applied voltage. The discoloration nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention may change light transmittance according to a change in thermal energy applied to the discoloration nanoparticles 100 by including the thermochromic core 110 . That is, the thermal discoloration core 110 is a particle whose light transmittance can be passively changed according to the temperature around the discoloration nanoparticle 100 . In addition, the color-changing nanoparticles 100 may change light transmittance according to the voltage applied to the color-changing nanoparticles 100 by including the electrochromic film 130 . The electrochromic layer 130 is an active layer that can change light transmittance based on a threshold voltage as the voltage applied to the color-changing nanoparticles 100 is changed. Therefore, nanoparticles according to an embodiment of the present invention include both the thermochromic core 110 and the electrochromic film 130, thereby effectively changing light transmittance in response to both changes in thermal energy and changes in applied voltage. can For example, the color-changing nanoparticles 100 can maximally transmit incident light when a temperature below the thermal transition temperature is applied and a voltage below the threshold voltage is applied. On the contrary, the color-changing nanoparticles 100 can maximally block incident light as a temperature higher than the thermal transition temperature is applied and a voltage higher than the threshold voltage is applied. In addition, even when the color-changing nanoparticles 100 exist at a temperature below the thermal transition temperature, the light transmittance may be changed by applying a voltage higher than the threshold voltage to the color-changing nanoparticles 100.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(100)는 온도 변화 및 인가되는 전압의 변화에 따라 총 4가지 광학 상태를 조절할 수 있다. 즉, 열전이 온도 이상의 온도 또는 이하의 온도에 의한 조건 및 임계 전압 이상의 전압 또는 이하의 전압에 의한 조건을 결합함에 따라 4가지 광학 상태가 정의될 수 있다. 이에 따라, 변색 나노 입자(100)의 빛의 투과율은 4가지 상태를 기준으로 변화될 수 있다. 이에, 변색 나노 입자(100)에 입사되는 빛의 투과율을 보다 효과적으로 제어할 수 있다. In addition, the color-changing nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention can adjust a total of four optical states according to a change in temperature and a change in applied voltage. That is, four optical states can be defined by combining a condition of a temperature above or below the thermal transition temperature and a condition of a voltage above or below the threshold voltage. Accordingly, the light transmittance of the color-changing nanoparticles 100 may be changed based on four states. Thus, the transmittance of light incident on the discoloring nanoparticles 100 can be more effectively controlled.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(100)는 투명 도전막(120)이 열 변색 코어(110)를 둘러싸게 함으로써 나노 입자의 투과율을 향상시킬 수 있다. 변색 나노 입자(100)의 앞서 설명한 효과를 구현하기 위하여 변색 나노 입자(100)를 구성하는 열 변색 코어(110) 및 전기 변색막(130)은 서로 분리되어야 한다. 이때, 서로를 분리하는 막으로써 투명 도전성 물질을 사용하지 않고 투명하지 않은 물질로 형성된 막을 사용할 경우, 변색 나노 입자(100)의 투과율은 저하될 수 있다. 따라서, 투명 도전성 물질로 이루어진 투명 도전막(120)을 사용함으로써, 열 변색 코어(110) 및 전기 변색막(130)을 효과적으로 분리시키면서, 변색 나노 입자(100)의 투과율을 증가시킬 수 있다.In addition, the discoloration nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention can improve the transmittance of the nanoparticles by allowing the transparent conductive film 120 to surround the thermal discoloration core 110 . In order to implement the above-described effects of the color-changing nanoparticles 100, the thermal color-changing core 110 and the electrochromic film 130 constituting the color-changing nanoparticles 100 must be separated from each other. At this time, when a film formed of a non-transparent material is used instead of a transparent conductive material as a film separating each other, the transmittance of the color-changing nanoparticles 100 may decrease. Therefore, by using the transparent conductive film 120 made of a transparent conductive material, the thermal discoloration core 110 and the electrochromic film 130 may be effectively separated, and the transmittance of the discoloration nanoparticles 100 may be increased.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다. Figure 2 is a schematic flow chart for explaining a method for producing color-changing nanoparticles according to an embodiment of the present invention.

먼저, 열 변색 코어(110)가 형성된다(S100).First, a thermochromic core 110 is formed (S100).

구체적으로, 진공 챔버 내에 열 변색 전구체가 투입될 수 있다. 진공 챔버의 압력은 1*10- 2bar을 유지할 수 있으며, 진공 챔버 내에 열 변색 전구체로서 옥시 염화 바나듐(Vanadium chloride oxide) 전구체가 투입될 수 있다. 옥시 염화 바나듐 전구체는 MFC(Mass Flow Controller)를 통하여 20cc/min의 속도로 진공 챔버 내에 투입될 수 있다. 이어서, 진공 챔버에 질소 플라즈마가 형성됨에 따라, 열 변색 전구체를 질소 플라즈마에 노출시킬 수 있다. 질소 플라즈마는 아르곤(Ar) 및 질소(N2)를 16 대 1의 유량 비율로 반응시켜 10kW의 전압하에 형성될 수 있다. 열 변색 전구체가 질소 플라즈마에 노출되는 반응은 30분씩 5번 반복되며, 이에 따라 열 변색 코어(110) 30g이 형성될 수 있다. 열 변색 코어(110)는 열분해된 옥시 염화 바나듐 나노 입자일 수 있다. Specifically, a thermochromic precursor may be introduced into the vacuum chamber. The pressure of the vacuum chamber may be maintained at 1 * 10 -2 bar, and a vanadium oxychloride precursor may be introduced as a thermochromic precursor into the vacuum chamber. The vanadium oxychloride precursor may be introduced into the vacuum chamber at a rate of 20 cc/min through a Mass Flow Controller (MFC). Subsequently, as nitrogen plasma is formed in the vacuum chamber, the thermochromic precursor may be exposed to nitrogen plasma. The nitrogen plasma may be formed under a voltage of 10 kW by reacting argon (Ar) and nitrogen (N 2 ) at a flow rate of 16:1. A reaction in which the thermochromic precursor is exposed to nitrogen plasma is repeated 5 times for 30 minutes each, and thus, 30 g of the thermochromic core 110 may be formed. The thermochromic core 110 may be thermally decomposed vanadium oxychloride nanoparticles.

이어서, 열 변색 코어(110)를 둘러싸는 투명 도전막(120)이 형성된다(S200).Subsequently, a transparent conductive film 120 surrounding the thermochromic core 110 is formed (S200).

구체적으로, 증류수 100ml에 열 변색 코어(110) 30g이 혼합되고, 증류수 100ml에 투명 도전 전구체가 혼합될 수 있다. 투명 도전 전구체는 틴 트리클로라이드(Tin trichloride) 0.3ml 및 인듐 트리클로라이드(Indium trichloride) 2g일 수 있다. 따라서, 증류수 100ml에 틴 트리클로라이드 0.3ml가 혼합될 수 있고, 증류수 100ml에 인듐 트리클로라이드 2g이 혼합될 수 있다. Specifically, 30 g of the thermochromic core 110 may be mixed with 100 ml of distilled water, and a transparent conductive precursor may be mixed with 100 ml of distilled water. The transparent conductive precursor may be 0.3 ml of tin trichloride and 2 g of indium trichloride. Therefore, 0.3 ml of tin trichloride may be mixed with 100 ml of distilled water, and 2 g of indium trichloride may be mixed with 100 ml of distilled water.

이어서, 증류수에 혼합된 열 변색 코어(110) 용액 및 투명 도전 전구체 용액은 교반되어 완전히 혼합될 수 있다. 즉, 열 변색 코어(110), 틴 트리클로라이드 및 인듐 트리클로라이드가 혼합된 용액은 교반되어 완전히 혼합될 수 있다. Subsequently, the solution of the thermochromic core 110 and the transparent conductive precursor solution mixed in distilled water may be thoroughly mixed by stirring. That is, a mixed solution of the thermochromic core 110, tin trichloride, and indium trichloride may be thoroughly mixed by stirring.

이어서 혼합된 용액은 염기성 환경에서 투명 도전 물질과 반응될 수 있다. 여기서, 염기성 환경이란, 용액의 PH 값이 7 이상인 환경을 의미한다. 혼합된 용액에 암모니아가 천천히 가해져 PH 9의 염기성 환경이 형성될 수 있고, 80℃까지 가열하며 투명 도전 물질과 반응될 수 있다. 투명 도전 물질은 틴 트리클로라이드 및 인듐 트리클로라이드일 수 있다. The mixed solution may then be reacted with a transparent conductive material in a basic environment. Here, the basic environment means an environment in which the PH value of the solution is 7 or more. Ammonia may be slowly added to the mixed solution to form a basic environment of PH 9, and may react with a transparent conductive material while heating to 80°C. The transparent conductive material may be tin trichloride and indium trichloride.

열 변색 코어(110), 틴 트리클로라이드 및 인듐 트리클로라이드가 혼합된 용액에 암모니아가 가해질 경우, 하얀 침전물이 형성될 수 있다. 암모니아가 가해지고 80℃까지 가열된 열 변색 코어(110), 틴 트리클로라이드 및 인듐 트리클로라이드 가 혼합된 용액은 12시간동안 반응될 수 있고, 이에 따라 투명 도전막(120)이 열 변색 코어(110)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.When ammonia is added to a mixed solution of the thermochromic core 110, tin trichloride, and indium trichloride, a white precipitate may be formed. The thermochromic core 110, to which ammonia is added and heated to 80° C., and a mixed solution of tin trichloride and indium trichloride may be reacted for 12 hours, and thus the transparent conductive film 120 is ) may be formed to surround.

이어서, 투명 도전막(120)을 둘러싸는 전기 변색막(130)이 형성된다(S300).Subsequently, an electrochromic layer 130 surrounding the transparent conductive layer 120 is formed (S300).

구체적으로, 투명 도전막(120)으로 둘러싸인 열 변색 코어(110)와 전기 변색 전구체를 반응시켜 투명 도전막(120)을 둘러싸는 전기 변색막(130)이 형성될 수 있다. 투명 도전막(120)으로 둘러싸인 열 변색 코어(110) 10g, 4'4 바이피리디늄 에틸 포스포릭 액시드(bipyridium ethyl Phosphoric Acid) 물질 0.5g, 에탄올(ethanol) 100g, ITO(Indium Tim Oxide) 파우더 50g, 2'4 펜탄다이온(pentandion) 0.5g, BYK160 0.05g 및 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol) 120g이 250ml 광구병에 투입될 수 있다. 광구병에 투입된 물질들은 1시간 가량 교반하여 투명하게 변화되며 완전히 섞일 수 있다. Specifically, the electrochromic layer 130 surrounding the transparent conductive layer 120 may be formed by reacting the electrochromic precursor with the thermochromic core 110 surrounded by the transparent conductive layer 120 . 10 g of the thermochromic core 110 surrounded by the transparent conductive film 120, 0.5 g of 4'4 bipyridinium ethyl phosphoric acid material, 100 g of ethanol, and Indium Tim Oxide (ITO) powder 50 g, 0.5 g of 2'4 pentandion, 0.05 g of BYK160 and 120 g of isopropyl alcohol may be added to a 250 ml wide mouth bottle. The materials put into the wide mouth bottle are stirred for about 1 hour to become transparent and can be completely mixed.

이어서, 교반된 투명한 용액 50g 에 0.1mm 크기의 지르코니아 비드 150g이 첨가되고, 밀봉된 상태에서 600rpm으로 움직이는 볼밀을 통하여 24시간 가량 분산될 수 있다. 분산할 결과, 전기 변색막(130)이 투명 도전막(120)을 둘러싸며 형성될 수 있다. 따라서, 변색 나노 입자(100)가 형성될 수 있다.Subsequently, 150 g of zirconia beads having a size of 0.1 mm are added to 50 g of the stirred transparent solution, and may be dispersed for about 24 hours through a ball mill moving at 600 rpm in a sealed state. As a result of the dispersion, the electrochromic layer 130 may be formed surrounding the transparent conductive layer 120 . Thus, discoloration nanoparticles 100 may be formed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(100)의 구성 성분을 설명하기 위한 2차 이온 질량 분석 방법에 의한 원소 분석 그래프이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(100)를 설명하기 위한 투과 전자 현미경(Transmision Electron Microscopy,TEM) 에 의한 이미지이다. 도 4의 이미지는 도 2에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(100)의 제조 방법에 의해 재조된 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(100)에 대한 이미지이다.3 is a graph of elemental analysis by secondary ion mass spectrometry for explaining the components of discoloration nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention. 4 is an image by transmission electron microscopy (TEM) for explaining the discoloration nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention. The image of FIG. 4 is an image of the color-changing nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention prepared by the method for manufacturing the color-changing nanoparticles 100 according to an embodiment of the present invention described in FIG. 2 .

도 3에 도시된 그래프는 2차 이온 질량 분석(time-of-flight secondary ion mass spectrometry, ToF-SIMS) 결과 얻어진 그래프이다 2차 이온 질량 분석 방법은 물질에 1차 이온을 조사하여 방출되는 입자 중 이온화되어 있는 입자인 2차 이온의 질량을 분석하는 방법을 의미한다. 변색 나노 입자(100)에 1차 이온을 조사하고, 1차 이온의 조사에 따른 스퍼터링에 의하여 변색 나노 입자(100)에서 방출된 2차 이온을 질량 분석기로 측정할 수 있다. 이에 따라, 변색 나노 입자(100)가 포함하는 원소들을 확인할 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 2차 이온 질량 분석 결과 그래프를 참조하면 변색 나노 입자(100)는 산소(O), 바나듐(V), 탄화수소(CH), 주석(Sn) 및 인듐(In) 을 포함하는 것을 확인할 수 있다. The graph shown in FIG. 3 is a graph obtained as a result of time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). It refers to a method of analyzing the mass of secondary ions, which are ionized particles. Primary ions are irradiated to the discoloration nanoparticles 100, and secondary ions emitted from the discoloration nanoparticles 100 by sputtering according to the irradiation of the primary ions may be measured with a mass spectrometer. Accordingly, elements included in the color-changing nanoparticles 100 may be identified. Specifically, referring to the secondary ion mass spectrometry result graph shown in FIG. 3, the discoloring nanoparticles 100 contain oxygen (O), vanadium (V), hydrocarbons (CH), tin (Sn) and indium (In). You can check what is included.

도 4에 도시된 이미지는 투과 전자 현미경에 의한 변색 나노 입자(100)의 단면 이미지이다. 투과 전자 현미경은 편광한 전자선을 사용하여 시료를 투과시킨 전자선을 전자렌즈로 확대하여 관찰하는 전자 현미경을 의미한다. 도 4를 참조하면, 변색 나노 입자(100)가 포함하는 열 변색 코어(410), 투명 도전막(420) 및 전기 변색막(430)을 확인할 수 있다. 도 4에 도시된 열 변색 코어(410), 투명 도전막(420) 및 전기 변색막(430)은 각각 도 1에서 설명한 열 변색 코어(110), 투명 도전막(120) 및 전기 변색막(130)과 실질적으로 동일하다. 가장 안쪽에 형성된 입자는 열 변색 코어(410)인 것을 확인할 수 있고, 열 변색 코어(410)를 둘러싸는 투명 도전막(420)이 존재하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 가장 바깥 부분에 위치한 투명 도전막(420)을 둘러싸는 전기 변색막(430)을 확인할 수 있다.The image shown in FIG. 4 is a cross-sectional image of the discoloring nanoparticles 100 by transmission electron microscopy. The transmission electron microscope refers to an electron microscope in which an electron beam passing through a sample is enlarged and observed using an electron lens using a polarized electron beam. Referring to FIG. 4 , the thermal color change core 410, the transparent conductive layer 420, and the electrochromic layer 430 included in the color change nanoparticles 100 can be confirmed. The thermochromic core 410, the transparent conductive film 420, and the electrochromic film 430 shown in FIG. 4 are the thermochromic core 110, the transparent conductive film 120, and the electrochromic film 130 described in FIG. ) is substantially equivalent to It can be confirmed that the innermost particle is the thermal discoloration core 410 , and it can be confirmed that the transparent conductive layer 420 surrounding the thermal discoloration core 410 exists. In addition, the electrochromic layer 430 surrounding the transparent conductive layer 420 positioned at the outermost portion can be confirmed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 변색 장치(500)는 제1 전극(510), 변색층(520), 전해질 층(530), 카운터 전극(540) 및 제2 전극(550)을 포함한다. 5 is a cross-sectional view for explaining a discoloration device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , the color changing device 500 includes a first electrode 510 , a color changing layer 520 , an electrolyte layer 530 , a counter electrode 540 and a second electrode 550 .

제1 전극(510)은 변색층(520)에 전압을 인가하기 위한 전극이다. 제1 전극(510)은 도전성 물질로 이루어진다. 또한, 변색 장치(500)의 투과율을 확보하기 위해, 제1 전극(510)은 ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminium doped zinc oxide), FTO(Fluorine tin oxide), PEDOT:PSS, 은-나노와이어(AgNW) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 전극(510)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 구성될 수도 있다. 즉, 제1 전극(510)은 금속 물질이 그물 형태로 배치된 메탈 메쉬로 구성되어, 실질적으로 투명한 전극으로 가능할 수 있다. 다만, 제1 전극(510)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질이 구성 물질로 사용될 수 있다. 도 5에 도시되지는 않았으나, 제1 전극(510)을 지지하기 위해 제1 전극(510) 하부에 기판이 배치될 수도 있다.The first electrode 510 is an electrode for applying a voltage to the discoloration layer 520 . The first electrode 510 is made of a conductive material. In addition, in order to secure the transmittance of the color changing device 500, the first electrode 510 includes indium tin oxide (ITO), aluminum doped zinc oxide (AZO), fluorine tin oxide (FTO), PEDOT:PSS, silver-nano It may be made of a transparent conductive material such as wire (AgNW). Also, the first electrode 510 may be formed of a metal mesh. That is, the first electrode 510 may be formed of a metal mesh in which a metal material is disposed in a net shape, and may be a substantially transparent electrode. However, the constituent material of the first electrode 510 is not limited to the above example, and various transparent conductive materials may be used as the constituent material. Although not shown in FIG. 5 , a substrate may be disposed under the first electrode 510 to support the first electrode 510 .

변색층(520)은 열 변색 특성 및 전기 변색 특성을 모두 갖는 변색층이다. 변색층(520)은 제1 전극(510) 상에 배치된다. 또한, 변색층(520)은 복수의 변색 나노 입자(521)를 포함할 수 있다. 변색층(520)은 변색 나노 입자(521)가 분산되는 별도의 수지를 포함하지 않고 변색 나노 입자(521)만을 포함할 수 있다. 즉, 변색 나노 입자(521)는 특정 수지 내에 분산된 형태가 아닌 복수의 변색 나노 입자(521)들이 제1 전극(510) 상에 쌓여 있는 형태로 변색층(520)을 구성할 수 있다. 이에 따라, 각각의 변색 나노 입자(521) 사이에는 공극이 형성될 수 있다.The color-changing layer 520 is a color-changing layer having both thermochromic and electrochromic characteristics. The color changing layer 520 is disposed on the first electrode 510 . Also, the color-changing layer 520 may include a plurality of color-changing nanoparticles 521 . The color-changing layer 520 may include only the color-changing nanoparticles 521 without including a separate resin in which the color-changing nanoparticles 521 are dispersed. That is, the color-changing nanoparticles 521 may form the color-changing layer 520 in a form in which a plurality of color-changing nanoparticles 521 are stacked on the first electrode 510 instead of being dispersed in a specific resin. Accordingly, a gap may be formed between each of the color-changing nanoparticles 521 .

변색층(520)에 포함된 변색 나노 입자(521)는 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 가질 수 있다. 즉, 변색 나노 입자(521)는 변색 나노 입자(521)에 가해지는 열 에너지의 변화에 따라 열전이 온도를 기준으로 색이 변화될 수 있다. 또한, 변색 나노 입자(521)는 변색 나노 입자(521)에 가해지는 전압의 변화에 따라 임계 전압을 기준으로 색이 변화될 수 있다. 도 5에 도시된 변색 나노 입자(521)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 변색 나노 입자(521)와 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다. The color-changing nanoparticles 521 included in the color-changing layer 520 may have both thermochromic and electrochromic characteristics. That is, the color of the color-changing nanoparticles 521 may change based on the thermal transition temperature according to the change in thermal energy applied to the color-changing nanoparticles 521 . Also, the color of the color-changing nanoparticles 521 may change based on a threshold voltage according to a change in voltage applied to the color-changing nanoparticles 521 . Since the discoloration nanoparticles 521 shown in FIG. 5 are substantially the same as the discoloration nanoparticles 521 described with reference to FIGS. 1 to 4 , redundant descriptions are omitted.

변색층(520)의 두께는 100nm 이상일 수 있다. 구체적으로, 변색층(520)에 존재하는 변색 나노 입자(521)는 100nm 이상의 두께만큼 쌓일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)에서는 변색층(520)의 두께를 100nm 이상으로 형성함에 따라, 빛이 투과하는 정도를 효과적으로 조절할 수 있다. 구체적으로, 변색층(520)의 두께가 100nm 미만일 경우, 변색 장치(500)는 가해지는 열 에너지의 변화 및 인가되는 전압의 변화에 따라 빛을 투과시키는 정도를 효과적으로 조절하지 못할 수 있다. 즉, 변색층(520)의 두께가 100nm 미만일 경우, 변색 나노 입자(521)가 쌓여있는 두께가 상당히 작을 수 있고, 이에 따라 변색층(520)에 존재하는 열 변색 물질 및 전기 변색 물질의 양이 적을 수 있다. 이에 따라, 변색층(520)은 앞서 설명한 열 변색 특성 및 전기 변색 특성을 효과적으로 가지지 못할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 변색층(520)의 두께를 100nm 이상으로 형성함에 따라, 변색층(520)의 열 변색 및 전기 변색 특성이 효과적으로 발현되게 할 수 있다. The color-changing layer 520 may have a thickness of 100 nm or more. Specifically, the color-changing nanoparticles 521 present in the color-changing layer 520 may be stacked to a thickness of 100 nm or more. In the color-changing device 500 according to an embodiment of the present invention, since the thickness of the color-changing layer 520 is formed to be 100 nm or more, the degree of transmission of light can be effectively controlled. Specifically, when the thickness of the color-changing layer 520 is less than 100 nm, the color-changing device 500 may not be able to effectively control the degree of transmission of light according to changes in applied voltage and changes in applied thermal energy. That is, when the thickness of the color-changing layer 520 is less than 100 nm, the thickness at which the color-changing nanoparticles 521 are stacked may be considerably small, and accordingly, the amount of the thermochromic material and the electrochromic material present in the color-changing layer 520 can write Accordingly, the discoloration layer 520 may not effectively have the above-described thermal discoloration characteristics and electrochromic characteristics. Therefore, in the color-changing device 500 according to an embodiment of the present invention, as the thickness of the color-changing layer 520 is formed to be 100 nm or more, the thermal and electrochromic characteristics of the color-changing layer 520 can be effectively expressed. .

변색층(520) 상에는 전해질 층(530)이 배치된다. 전해질 층(530)은 복수의 이온이 포함된 층으로서, 전하를 띈 이온들에 의하여 전류가 흐를 수 있는 층이다. 전해질 층(530)은 변색층(520)에 전류가 원활하게 흐를 수 있도록 할 수 있다. 즉, 제1 전극(510) 및 제2 전극(550)에 의하여 생성된 전압에 의하여 변색층(520)에 전류가 흐르게 될 수 있다. 이때, 전해질 층(530)은 변색층(520)에 전류가 원활하게 흐를 수 있도록 할 수 있다.An electrolyte layer 530 is disposed on the color changing layer 520 . The electrolyte layer 530 is a layer containing a plurality of ions, and is a layer through which current can flow by the charged ions. The electrolyte layer 530 may allow current to smoothly flow through the discoloration layer 520 . That is, current may flow through the color-changing layer 520 by the voltage generated by the first electrode 510 and the second electrode 550 . In this case, the electrolyte layer 530 may allow current to smoothly flow through the discoloration layer 520 .

변색 장치(500)의 전해질 층(530)의 두께는 10μm 이상일 수 있다. 구체적으로, 전해질 층(530)이 포함하는 전하를 띈 이온은 반영구적인 물질이 아니다. 전해질 층(530)을 구성하는 입자는 이온화되어 이온이 될 수도 있고, 이온들은 다시 재결합할 수 있다. 이때, 입자의 이온화 및 재결합은 반영구적으로 지속되지 않으며, 시간이 흐름에 따라 이온화 및 재결합을 반복할 수 있는 입자의 수는 줄어들 수 있다. 즉, 전해질 층(530)에 존재하는 물질 중 이온화 및 재결합하는 입자의 비율은 전해질 층(530)이 형성된 후 시간이 흐름에 따라 줄어들 수 있다. 이에, 시간이 흐름에 따라 변색층(520)에 원활한 전류를 흐르게 하는 전해질 층(530)의 효과는 그 정도가 감소될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 전해질 층(530)을 10μm 이상의 두께로 형성함에 따라, 변색층(520)에 원활한 전류를 흐르게 하는 전해질 층(530)의 효과는 더욱 오래 지속될 수 있다. 또한, 전해질 층(530)의 두께가 10μm 이상일 경우, 전해질 층(530)에 존재하는 이온의 양이 증가되어 변색층(520)의 전류는 더욱 원활하게 흐를 수 있고, 이에, 변색층(520)의 열 변색 및 전기 변색 특성이 보다 효과적으로 구현될 수 있다. The thickness of the electrolyte layer 530 of the color changing device 500 may be 10 μm or more. Specifically, charged ions included in the electrolyte layer 530 are not semi-permanent materials. Particles constituting the electrolyte layer 530 may be ionized to become ions, and the ions may recombine again. At this time, the ionization and recombination of particles do not last semi-permanently, and the number of particles capable of repeating ionization and recombination may decrease over time. That is, the ratio of ionized and recombinated particles among materials present in the electrolyte layer 530 may decrease with time after the electrolyte layer 530 is formed. Accordingly, as time passes, the effect of the electrolyte layer 530 for smoothly flowing current through the discoloration layer 520 may decrease. Therefore, in the discoloration device 500 according to an embodiment of the present invention, as the electrolyte layer 530 is formed to a thickness of 10 μm or more, the effect of the electrolyte layer 530 to smoothly flow current through the discoloration layer 520 is further improved. can last a long time In addition, when the thickness of the electrolyte layer 530 is 10 μm or more, the amount of ions present in the electrolyte layer 530 is increased so that the current in the color-changing layer 520 can flow more smoothly. Accordingly, the color-changing layer 520 The thermal discoloration and electrochromic properties of can be implemented more effectively.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 전해질 층(530)을 10μm 이상으로 형성함에 따라 변색 장치(500)의 수명을 증가시킬 수 있다. 전해질 층(530)이 10μm 이상의 두께로 형성됨에 따라, 전해질 층(530)에 존재하는 이온의 양은 증가될 수 있고, 이에, 전해질 층(530)이 효과적으로 기능할 수 있는 수명은 증가될 수 있다. 즉, 시간이 흐름에 따라 이온화 및 재결합의 기능을 수행할 수 있는 물질의 양은 줄어들 수 있다. 그러나 전해질 층(530)의 두께를 증가시킴에 따라 전해질 층(530)에는 더 많은 이온화 가능한 물질이 존재할 수 있다. 이에, 전해질 층(530)의 수명 및 변색 장치(500)의 수명은 증가될 수 있다.In addition, in the color changing device 500 according to an embodiment of the present invention, the lifetime of the color changing device 500 may be increased by forming the electrolyte layer 530 to a thickness of 10 μm or more. As the electrolyte layer 530 is formed to a thickness of 10 μm or more, the amount of ions present in the electrolyte layer 530 may increase, and thus, the lifespan for the electrolyte layer 530 to function effectively may increase. That is, as time goes by, the amount of material capable of performing ionization and recombination functions may decrease. However, as the thickness of the electrolyte layer 530 is increased, more ionizable materials may be present in the electrolyte layer 530 . Thus, the lifespan of the electrolyte layer 530 and the lifespan of the color changing device 500 may be increased.

전해질 층(530) 상에는 카운터 전극(540)이 배치된다. 카운터 전극(540)은 인가되는 전압의 변화에 따라 전기 변색막(130)의 광학적 특성이 변화되는 현상을 촉진할 수 있다. 구체적으로, 전기 변색막(130)에 존재하는 전기 변색 물질은 전기 변색막(130)에 인가되는 전압의 변화에 따른 전계에 의하여 산화-환원 반응을 일으킬 수 있다. 이때, 카운터 전극(540)은 전기 변색막(130)에 존재하는 전기 변색 물질의 산화-환원 반응을 촉진할 수 있다. 즉, 카운터 전극(540)은 전해질 층(530)에 존재하는 전해질 이온의 이동을 원활하게 할 수 있으며, 전기 변색막(130)에 존재하는 전기 변색 물질의 환원을 촉진시킬 수 있다. A counter electrode 540 is disposed on the electrolyte layer 530 . The counter electrode 540 may promote a phenomenon in which optical characteristics of the electrochromic layer 130 change according to a change in applied voltage. Specifically, the electrochromic material present in the electrochromic film 130 may cause an oxidation-reduction reaction by an electric field according to a change in voltage applied to the electrochromic film 130 . In this case, the counter electrode 540 may promote an oxidation-reduction reaction of the electrochromic material present in the electrochromic layer 130 . That is, the counter electrode 540 can facilitate the movement of electrolyte ions present in the electrolyte layer 530 and promote reduction of the electrochromic material present in the electrochromic layer 130 .

카운터 전극(540)은 산화세륨(CeO2), 산화티타늄(TiO2), 산화텅스텐(WO3), 산화니켈(NiO) 및 산화몰리브덴(MoO3) 중에서 선택된 금속화합물 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않으며, 카운터 전극(540)은 카바졸(carbazole), 페노티아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 메탈로센(metallocene) 중에서 선택된 유기화합물 또는 이들의 조합으로 이루어질 수도 있다.The counter electrode 540 may be formed of a metal compound selected from cerium oxide (CeO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), nickel oxide (NiO), and molybdenum oxide (MoO 3 ) or a combination thereof. have. However, it is not limited thereto, and the counter electrode 540 may be made of an organic compound selected from among carbazole, phenothiazine, phenazine, and metallocene, or a combination thereof.

카운터 전극(540) 상에는 제2 전극(550)이 배치된다. 제2 전극(550)은 변색층(520)에 전압을 인가하기 위한 전극으로서, 도전성 물질로 이루어진다. 또한, 변색 장치(500)의 투과율을 확보하기 위해, 제2 전극(550)은 ITO(Indium Tin Oxide), AZO(Aluminium doped zinc oxide), FTO(Fluorine tin oxide), PEDOT:PSS, 은-나노와이어(AgNW) 등과 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 전극(550)은 메탈 메쉬(metal mesh)로 구성될 수도 있다. 즉, 제2 전극(550)은 금속 물질이 그물 형태로 배치된 메탈 메쉬로 구성되어, 실질적으로 투명한 전극으로 가능할 수 있다. 다만, 제2 전극(550)의 구성 물질은 상술한 예에 제한되지 않고, 다양한 투명 도전성 물질이 구성 물질로 사용될 수 있다. 또한, 제1 전극(510) 및 제2 전극(550)은 동일한 물질로 형성될 수도 있고, 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 도 5에 도시되지는 않았으나, 제2 전극(550)을 지지하기 위해 제2 전극(550) 상부에 기판이 배치될 수도 있다.A second electrode 550 is disposed on the counter electrode 540 . The second electrode 550 is an electrode for applying a voltage to the color-changing layer 520 and is made of a conductive material. In addition, in order to secure the transmittance of the color changing device 500, the second electrode 550 includes indium tin oxide (ITO), aluminum doped zinc oxide (AZO), fluorine tin oxide (FTO), PEDOT:PSS, silver-nano It may be made of a transparent conductive material such as wire (AgNW). Also, the second electrode 550 may be formed of a metal mesh. That is, the second electrode 550 may be formed of a metal mesh in which a metal material is disposed in a net shape, and may be a substantially transparent electrode. However, the constituent material of the second electrode 550 is not limited to the above example, and various transparent conductive materials may be used as the constituent material. Also, the first electrode 510 and the second electrode 550 may be formed of the same material or may be made of different materials. Although not shown in FIG. 5 , a substrate may be disposed on the second electrode 550 to support the second electrode 550 .

본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 갖는 복수의 변색 나노 입자(521)를 변색층(520)에 포함함으로써 열 에너지의 변화뿐만 아니라 인가되는 전압의 변화에도 능동적으로 반응할 수 있다. The color-changing device 500 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of color-changing nanoparticles 521 having both thermochromic and electrochromic characteristics in the color-changing layer 520, thereby changing thermal energy as well as applied voltage. can actively respond to changes in

구체적으로, 전기 변색 특성만을 갖는 변색 장치와 비교하여, 변색 장치(500)에 가해지는 열 에너지의 변화에 따라서도 빛의 투과율을 변화시킬 수 있다. 전기 변색 특성만을 갖는 변색 장치의 경우, 임계 전압 이상 또는 이하의 전압이 인가되는 경우에만 광학적 특성이 변하는 것과 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 가해지는 열 에너지의 변화에 따라서도 광학적 특성이 변할 수 있다. 예를 들면, 변색 장치(500)의 주위의 온도가 달라짐에 따라 빛의 투과율이 변할 수 있기 때문에, 인가되는 전압을 변화시킴에 따라 소비되는 에너지를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 열 변색 특성만을 갖는 변색 장치와 비교하여, 인가되는 전압을 변화시키며 능동적으로 빛의 투과율 또는 변색 장치(500)의 색을 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 열전이 온도 이하의 온도에 존재하는 변색 장치(500)일지라도, 전압을 인가함에 따라 변색 장치(500)의 색 또는 변색 장치(500)의 빛의 투과율을 능동적으로 변화시킬 수 있다. Specifically, compared to a color change device having only electrochromic characteristics, light transmittance may be changed according to a change in thermal energy applied to the color change device 500 . In the case of a color change device having only electrochromic characteristics, the optical characteristics change only when a voltage higher than or below the threshold voltage is applied, but the color change device 500 according to an embodiment of the present invention is resistant to changes in applied thermal energy. Accordingly, the optical properties may also change. For example, since light transmittance may change as the temperature around the color changing device 500 changes, energy consumed may be reduced by changing the applied voltage. In addition, compared to a color change device having only thermal color change characteristics, it is possible to actively change light transmittance or color of the color change device 500 by changing an applied voltage. For example, even if the color change device 500 exists at a temperature below the thermal transition temperature, the color of the color change device 500 or the light transmittance of the color change device 500 may be actively changed by applying a voltage.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 열 및 전기의 2가지 독립된 요소에 기초하여 투과율을 변화시킬 수 있으므로, 보다 다양한 투과율을 구현할 수도 있다. 따라서, 변색 장치(500)의 색 변화에 대한 조절을 자유롭게 수행할 수 있다는 점에서 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 열 변색 특정 및 전기 변색 특성 중 어느 하나의 특성만을 갖는 변색 장치에 비하여 우수한 성능을 갖는다.In addition, since the color changing device 500 according to an embodiment of the present invention can change the transmittance based on two independent elements of heat and electricity, more diverse transmittances can be implemented. Therefore, in that the color change of the color change device 500 can be freely adjusted, the color change device 500 according to an embodiment of the present invention has only one of a thermochromic characteristic and an electrochromic characteristic. It has excellent performance compared to the device.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 열 변색 물질 및 전기 변색 물질을 각각 층으로 형성하는 변색 장치에 비하여 빛의 투과율의 변화 가능 범위를 넓히고, 빛 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다. 구체적으로, 변색 장치(500)에 입사되는 빛은 변색 장치(500)의 내부에 존재하는 물질들로 인하여 일부 반사 또는 흡수된다. 따라서 입사된 빛 중 변색 장치(500)를 통과하는 빛의 양은 입사된 빛의 양보다 줄어들 수 있다. 열 변색 물질 및 전기 변색 물질을 각각 층으로 형성하는 변색 장치의 경우, 변색 장치에 입사된 빛은 열 변색 물질이 포함된 층 및 전기 변색 물질이 포함된 층을 지나게 된다. 따라서, 여러 층을 통과하는 과정에서 보다 많은 양의 빛이 반사되거나 흡수된다. 이에, 열 변색 물질 및 전기 변색 물질을 각각 층으로 형성하는 변색 장치의 빛 투과율은 낮을 수 있다. In addition, the color change device 500 according to an embodiment of the present invention can broaden the changeable range of light transmittance and efficiently use light energy compared to a color change device in which a thermochromic material and an electrochromic material are formed as layers, respectively. have. Specifically, light incident on the color changing device 500 is partially reflected or absorbed due to materials present inside the color changing device 500 . Accordingly, the amount of incident light passing through the color changing device 500 may be less than the amount of incident light. In the case of a color change device in which a thermochromic material and an electrochromic material are respectively formed as layers, light incident to the color change device passes through the layer including the thermochromic material and the layer including the electrochromic material. Therefore, a greater amount of light is reflected or absorbed in the process of passing through the various layers. Accordingly, light transmittance of a color-changing device in which the thermochromic material and the electrochromic material are respectively formed as layers may be low.

이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 코어-쉘 구조의 변색 나노 입자(521)를 포함함으로써 빛의 투과율의 변화 가능 범위를 넓힘과 동시에, 에너지를 효율적으로 운용할 수 있다. 열 변색 특성을 갖는 열 변색 코어 및 전기 변색 특성을 갖는 전기 변색막을 포함하는 변색 나노 입자(521)는 변색 장치(500) 주위의 열 에너지의 변화 및 변색 장치(500)에 인가되는 전압의 변화에 대응하여 빛의 투과율을 능동적으로 변화시킬 수 있다. 변색 나노 입자(521)의 열 변색 코어는 열 에너지의 변화에 대응하여 적외선 영역의 빛 투과율이 변화될 수 있으며, 변색 나노 입자(521)의 전기 변색막은 인가되는 전압의 변화에 대응하여 색이 변화되어 빛 투과율이 변화될 수 있다. Accordingly, the discoloration device 500 according to an embodiment of the present invention includes the discoloration nanoparticles 521 having a core-shell structure, thereby broadening the changeable range of light transmittance and efficiently managing energy. . The color-changing nanoparticles 521 including a thermochromic core having a thermochromic property and an electrochromic film having an electrochromic property respond to a change in thermal energy around the color-changing device 500 and a change in voltage applied to the color-changing device 500. Correspondingly, the transmittance of light may be actively changed. The thermochromic core of the color-changing nanoparticles 521 may change light transmittance in the infrared region in response to a change in thermal energy, and the electrochromic layer of the color-changeable nanoparticles 521 may change color in response to a change in applied voltage. and the light transmittance can be changed.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 열 변색 및 전기 변색 특성을 모두 갖는 변색 나노 입자(521)를 포함하므로, 열 변색 특성 및 전기 변색 특성이 단일 층인 변색층(520)으로 구현될 수 있다. 이 경우, 열 변색 물질을 포함하는 열 변색 층 및 전기 변색 물질을 포함하는 전기 변색 층을 별도로 구비하는 변색 장치에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 더 적은 층으로 열 변색 특성 및 전기 변색 특성을 구현할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 우수한 빛 투과율을 보일 수 있으며, 에너지 효율이 증가될 수 있다.In particular, since the color-changing device 500 according to an embodiment of the present invention includes the color-changing nanoparticles 521 having both thermal and electrochromic properties, the color-changing layer 520 having the thermochromic and electrochromic properties is a single layer. can be implemented as In this case, compared to a color-changing device separately having a thermochromic layer containing a thermochromic material and an electrochromic layer containing an electrochromic material, the thermochromic device 500 according to an embodiment of the present invention has fewer layers of thermochromic color. properties and electrochromic properties can be realized. Accordingly, the color changing device 500 according to an embodiment of the present invention may exhibit excellent light transmittance and increase energy efficiency.

결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치는 열 에너지의 변화뿐만 아니라 인가되는 전압의 변화에도 능동적으로 반응하며, 빛의 투과율의 변화 가능 범위를 넓힘과 동시에, 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치, 열 변색 특성을 갖지 않는 중심에 위치하는 입자를 포함하는 비교예 1에 따른 변색 장치 및 열 변색 물질 및 전기 변색 물질을 각각 층의 형태로 포함하는 비교예 2에 따른 변색 장치에 따른 변색 장치의 빛 투과율은 하기 [표 1]과 같다.As a result, the color changing device according to an embodiment of the present invention actively responds to a change in applied voltage as well as a change in thermal energy, widens a range in which light transmittance can be changed, and can efficiently use energy. . Specifically, the discoloration device according to an embodiment of the present invention, the discoloration device according to Comparative Example 1 including centrally located particles having no thermal discoloration characteristics, and a thermal discoloration material and an electrochromic material, respectively, in the form of layers. The light transmittance of the color change device according to Comparative Example 2 is shown in [Table 1].

구분division 실험 1Experiment 1 실험 2experiment 2 실험 3Experiment 3 실험 4Experiment 4 실시예Example 80%80% 24%24% 16%16% 1.7%1.7% 비교예 1Comparative Example 1 80%80% 80%80% 16%16% 15%15% 비교예 2Comparative Example 2 60%60% 21%21% 15%15% 1.3%1.3%

구체적으로, 실시예에 따른 변색 장치는 도 2에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 나노 입자(521)의 제조 방법을 통하여 제조된 변색 나노 입자(521)를 포함하는 변색 장치(500)이다. 실시예에 따른 변색 장치는 ITO로 구성된 제1 전극 및 제2 전극을 포함하며, 제1 전극의 면저항은 40Ω/sqare이고, 제2 전극의 면저항은 10Ω/sqare이다. 또한, 실시에에 따른 변색 장치의 변색층의 두께는 2μm이며, 전해질 층의 두께는 100μm이다. Specifically, the color changing device according to the embodiment is the color changing device 500 including the color changing nanoparticles 521 manufactured through the manufacturing method of the color changing nanoparticles 521 according to one embodiment of the present invention described in FIG. 2 . . The discoloration device according to the embodiment includes a first electrode and a second electrode made of ITO, and the sheet resistance of the first electrode is 40Ω/sqare, and the sheet resistance of the second electrode is 10Ω/sqare. In addition, the thickness of the color changing layer of the color changing device according to the embodiment is 2 μm, and the thickness of the electrolyte layer is 100 μm.

비교예 1에 따른 변색 장치는 실시예에 따른 변색 장치의 변색 나노 입자(521)와 동일한 직경의 전기 변색 입자를 포함한다. 구체적으로, 비교예 1에 따른 변색 장치의 전기 변색 입자는 실시예에 따른 변색 장치의 변색 나노 입자(521)의 열 변색 코어와 동일한 크기의 ITO 입자 상에 전기 변색 막을 형성함으로써, 형성되었다. The color-changing device according to Comparative Example 1 includes electrochromic particles having the same diameter as the color-changing nanoparticles 521 of the color-changing device according to the embodiment. Specifically, the electrochromic particles of the color-changing device according to Comparative Example 1 were formed by forming an electrochromic film on ITO particles having the same size as the thermochromic core of the color-changing nanoparticles 521 of the color-changing device according to the embodiment.

비교예 2에 따른 변색 장치는 변색층을 포함하지 않으며, 실시예에 따른 변색 장치의 변색 나노 입자(521)에 사용된 열 변색 재료를 층의 형태로 제1 전극 위에 형성하고, 열 변색층 상에 실시예에 따른 변색 장치가 포함하는 전해질 층과 동일한 전해질 층을 형성함으로써 제조되었다. 또한, 비교예 2에 따른 변색 장치는 도 2에서 설명한 전기 변색막과 동일한 물질로 구성된 전기 변색층을 전해질 층과 제2 전극 사이에 포함한다. The color-changing device according to Comparative Example 2 does not include a color-changing layer, and the thermal color-changing material used for the color-changing nanoparticles 521 of the color-changing device according to the embodiment is formed on the first electrode in the form of a layer, on the thermal color-changing layer. was prepared by forming the same electrolyte layer as the electrolyte layer included in the discoloration device according to the embodiment. In addition, the color changing device according to Comparative Example 2 includes an electrochromic layer made of the same material as the electrochromic film described in FIG. 2 between the electrolyte layer and the second electrode.

한편, 실시예에 따른 변색 장치 및 비교예 2에 따른 변색 장치가 포함하는 열 변색 코어의 열전이 온도는 실온과 60℃ 사이의 특정 온도이다. 또한, 실시예에 따른 변색 장치, 비교예 1에 따른 변색 장치 및 비교예 2에 따른 변색 장치의 전기 변색 물질의 임계 전압은 0V 이상 1.0V 이하의 특정 전압이다.Meanwhile, the thermal transition temperature of the color-changing core included in the color-changing device according to the embodiment and the color-changing device according to Comparative Example 2 is a specific temperature between room temperature and 60°C. In addition, the threshold voltage of the electrochromic material of the color change device according to the embodiment, the color change device according to Comparative Example 1, and the color change device according to Comparative Example 2 is a specific voltage of 0V or more and 1.0V or less.

[표 1]의 결과는 변색 장치의 일면에 자연광을 입사하고, 입사된 자연광과 변색 장치를 통과하여 출사된 자연광의 세기를 분광 광도계를 이용하여 측정하여, 그 비율인 빛 투과율을 계산함으로써 얻어 졌다. 구체적으로, 변색 장치에 실온의 온도와 0V의 전압을 가한 상태(실험 1), 변색 장치에 60℃의 온도와 0V의 전압을 가한 상태(실험 2), 변색 장치에 실온의 온도와 1.0V의 전압을 가한 상태(실험 3) 및 변색 장치에 60℃의 온도와 1.0V의 전압을 가한 상태(실험 4)에서 각각의 빛 투과율이 측정되었다. 빛 투과율의 단위는 %이며, 입사된 빛이 모두 출사된 경우 빛 투과율은 100%이고, 입사된 빛이 모두 출사되지 못한 경우 빛 투과율은 0%이다. The results in [Table 1] were obtained by incident natural light on one side of the color changing device, measuring the intensity of the incident natural light and the natural light emitted through the color changing device using a spectrophotometer, and calculating the light transmittance, which is the ratio. . Specifically, a state in which a temperature of room temperature and a voltage of 0 V were applied to the color change device (Experiment 1), a state in which a temperature of 60 ° C. and a voltage of 0 V were applied to the color change device (Experiment 2), and a temperature of room temperature and a voltage of 1.0 V were applied to the color change device. Each light transmittance was measured in a state in which a voltage was applied (Experiment 3) and in a state in which a temperature of 60° C. and a voltage of 1.0 V were applied to the color changing device (Experiment 4). The unit of light transmittance is %. When all of the incident light is emitted, the light transmittance is 100%, and when all of the incident light is not emitted, the light transmittance is 0%.

[표 1]을 참조하면, 열 변색 코어를 포함하지 않는 비교예 1에 따른 변색 장치와 비교하여, 열 변색 코어를 포함하는 실시예에 따른 변색 장치는 가해지는 온도의 변화에 따라 빛 투과율이 변하는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 동일한 0V의 전압이 가해지는 실험 1 및 실험 2에 있어, 온도가 실온에서 60℃로 변함에 따라 실시예에 따른 변색 장치는 투과율이 80%에서 24%로 낮아진다. 이와 달리, 비교예 1에 따른 변색 장치는 투과율이 80%로 일정하게 유지된다. 또한, 동일한 1.0V의 전압이 가해지는 실험 3 및 실험 4에 있어, 온도가 실온에서 60℃로 변함에 따라 실시예에 따른 변색 장치는 투과율이 16%에서 1.7%로 낮아진다. 이와 달리, 비교예 1에 따른 변색 장치는 투과율이 16%에서 15%로 변화하며, 그 변화량이 1%에 지나지 않는다. 즉, 비교예 1에 따른 변색 장치는 열 변색 특성을 갖는 열 변색 코어가 존재하지 않고 열 변색 특성을 갖지 않는 ITO입자를 대신 포함함으로써, 온도의 변화에 따른 빛 투과율의 변화가 이루어지지 않는다는 것을 확인할 수 있다. 실시예에 따른 변색 장치는 비교예 1에 따른 변색 장치와 달리 실온에서 60℃로의 온도의 변화에 따라 열 변색 특성을 갖는 열 변색 코어가 빛 투과율을 변화시키는 것을 확인할 수 있다. Referring to [Table 1], compared to the color change device according to Comparative Example 1 not including the thermochromic core, the color change device according to the embodiment including the thermochromic core has a change in light transmittance according to a change in applied temperature. can know that Specifically, in Experiments 1 and 2 where the same voltage of 0 V is applied, the transmittance of the discoloration device according to the embodiment decreases from 80% to 24% as the temperature changes from room temperature to 60°C. Unlike this, the color changing device according to Comparative Example 1 maintains a constant transmittance of 80%. In addition, in Experiments 3 and 4 where the same voltage of 1.0 V is applied, the transmittance of the discoloration device according to the embodiment decreases from 16% to 1.7% as the temperature changes from room temperature to 60°C. Unlike this, the color changing device according to Comparative Example 1 changes transmittance from 16% to 15%, and the amount of change is only 1%. That is, the discoloration device according to Comparative Example 1 does not contain a thermochromic core having a thermochromic property and instead includes ITO particles having no thermochromic property, so it can be confirmed that the change in light transmittance according to the change in temperature is not made. can Unlike the color change device according to Comparative Example 1, in the color change device according to Example, it can be seen that the thermochromic core having a heat color change characteristic changes light transmittance according to a change in temperature from room temperature to 60°C.

또한, [표 1]을 참조하면, 열 변색층 및 전기 변색층을 포함하는 비교예 2에 따른 변색 장치와 비교하여, 변색 나노 입자를 포함하는 실시예에 따른 변색 장치는 빛을 차단하는 기능을 충실히 수행하면서, 열 변색 및 전기 변색 기능을 수행하지 않을 때의 빛 투과율이 우수한 것을 확인할 수 있다. Also, referring to [Table 1], compared to the color-changing device according to Comparative Example 2 including the thermochromic layer and the electrochromic layer, the color-changing device according to the embodiment including the color-changing nanoparticles has a function of blocking light. While performing faithfully, it can be confirmed that the light transmittance is excellent when the thermal discoloration and electrochromic functions are not performed.

구체적으로, 열전이 온도 이상의 온도가 가해지고 임계 전압 이하의 전압이 가해지는 실험 2에서, 비교예 2에 의한 변색 장치 및 실시예에 의한 변색 장치는 각각 21% 및 24%의 빛 투과율을 갖는다. 이를 통하여 비교예 2에 따른 변색 장치 및 실시예에 따른 변색 장치 모두 열 변색 기능을 효과적으로 수행한다는 것이 확인될 수 있다. 또한, 열전이 온도 이하의 온도가 가해지고 임계 전압 이상의 전압이 가해지는 실험 3에서, 비교예 2에 의한 변색 장치 및 실시예에 의한 변색 장치는 각각 15% 및 16%의 빛 투과율을 갖는다. 이를 통하여 비교예 2에 따른 변색 장치 및 실시예에 따른 변색 장치 모두 전기 변색 기능을 효과적으로 수행한다는 것이 확인될 수 있다. 그리고, 열전이 온도 이상의 온도가 가해지고 임계 전압 이상의 전압이 가해지는 실험 4에서, 비교예 2에 의한 변색 장치 및 실시예에 의한 변색 장치는 각각 1.3% 및 1.7%의 빛 투과율을 갖는다. 이를 통하여 비교예 2에 따른 변색 장치 및 실시예에 따른 변색 장치 모두 열 변색 기능 및 전기 변색 기능을 효과적으로 수행한다는 것이 확인될 수 있다. 즉, 변색 나노 입자를 포함하는 실시예에 따른 변색 장치는 열 변색층 및 전기 변색층을 포함하는 비교예 2에 따른 변색 장치와 거의 동일한 수준의 전기 변색 기능 및 열 변색 기능을 갖는다는 것이 확인될 수 있다. Specifically, in Experiment 2 in which a temperature equal to or higher than the thermal transition temperature and a voltage equal to or lower than the threshold voltage are applied, the color change device according to Comparative Example 2 and the color change device according to the Example have light transmittances of 21% and 24%, respectively. Through this, it can be confirmed that both the color change device according to Comparative Example 2 and the color change device according to the embodiment effectively perform the thermal color change function. Also, in Experiment 3 where a temperature below the thermal transition temperature was applied and a voltage above the threshold voltage was applied, the color change device according to Comparative Example 2 and the color change device according to the Example had light transmittances of 15% and 16%, respectively. Through this, it can be confirmed that both the color change device according to Comparative Example 2 and the color change device according to the embodiment effectively perform the electrochromic function. And, in Experiment 4 in which a temperature equal to or higher than the thermal transition temperature is applied and a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied, the color change device according to Comparative Example 2 and the color change device according to the Example have light transmittances of 1.3% and 1.7%, respectively. Through this, it can be confirmed that both the color change device according to Comparative Example 2 and the color change device according to the embodiment effectively perform the thermocoloring function and the electrochromic function. That is, it can be confirmed that the discoloration device according to the embodiment including the discoloration nanoparticles has an electrochromic function and a thermal discoloration function of almost the same level as the discoloration device according to Comparative Example 2 including the thermochromic layer and the electrochromic layer. can

이때, 열전이 온도 이하의 온도가 가해지고 임계 전압 이하의 전압이 인가되는 실험 1에서, 비교예 2에 의한 변색 장치와 비교하여 실시예에 의한 변색 장치는 20% 가량 증가된 빛 투과율을 갖는다. 구체적으로, 실험 1에서, 실시예에 의한 변색 장치는 80%의 빛 투과율을 나타내며, 비교예 2에 의한 변색 장치는 60%의 빛 투과율을 나타낸다. 즉, 열 변색 기능 및 전기 변색 기능이 모두 수행되지 않는 실험 1과 같은 상황에서, 실시예에 의한 변색 장치는 20%의 빛 투과율의 차이를 보이며 우수한 빛 투과율을 보이는 것이 확인될 수 있다. 이 결과는 앞서 설명한 바와 같이 비교예 2에 따른 변색 장치의 열 변색층 및 전기 변색층을 빛이 통과하는 과정에서 실시예에 따른 변색 장치보다 더 많은 양의 빛이 반사 또는 흡수되는 것에 따른 결과일 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 변색 장치는 열 변색 기능 및 전기 변색 기능을 수행하지 않을 때, 우수한 빛 투과율을 보일 수 있고, 이에 따라, 빛 투과율을 더욱 크게 변화시킬 수 있다. 또한, 실시예에 따른 변색 장치는 입사한 빛을 높은 비율로 출사시킬 수 있는 바, 우수한 에너지 효율을 가질 수 있다.At this time, in Experiment 1 in which a temperature below the thermal transition temperature is applied and a voltage below the threshold voltage is applied, the color change device according to Example has light transmittance increased by about 20% compared to the color change device according to Comparative Example 2. Specifically, in Experiment 1, the color changing device according to Example exhibited a light transmittance of 80%, and the color changing device according to Comparative Example 2 exhibited a light transmittance of 60%. That is, in a situation like Experiment 1 in which neither the thermochromic function nor the electrochromic function is performed, it can be confirmed that the discoloration device according to the embodiment shows a difference in light transmittance of 20% and exhibits excellent light transmittance. As described above, this result may be due to the fact that a greater amount of light is reflected or absorbed than the color change device according to the embodiment in the process of light passing through the thermochromic layer and the electrochromic layer of the discoloration device according to Comparative Example 2. can Accordingly, the discoloration device according to the embodiment may exhibit excellent light transmittance when not performing the thermal color change function and the electrochromic function, and thus may change the light transmittance more significantly. In addition, since the color changing device according to the embodiment can emit incident light at a high rate, it can have excellent energy efficiency.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다. 도 6에서는 도 5에 도시된 변색 장치에 대한 제조 방법을 설명한다. 또한, 열 변색 코어의 형성 단계(S100), 열 변색 코어를 둘러싸는 투명 도전막의 형성 단계(S200) 및 투명 도전막을 둘러싸는 전기 변색막의 형성 단계(S300)는 도 2에서 설명한 단계들(S100, S200, S300)과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.6 is a schematic flowchart illustrating a method of manufacturing a color changing device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 6, a manufacturing method for the discoloration device shown in FIG. 5 is described. In addition, the step of forming a thermochromic core (S100), the step of forming a transparent conductive film surrounding the thermochromic core (S200), and the step of forming an electrochromic film surrounding the transparent conductive film (S300) are the steps described in FIG. 2 (S100, Since it is substantially the same as S200 and S300), redundant description is omitted.

도 6을 참조하면, 전기 변색막을 형성하는 단계(S300)에 이어서 변색층이 형성된다(S400).Referring to FIG. 6 , a discoloration layer is formed following the step of forming an electrochromic film (S300).

구체적으로, 제1 전극(510) 상에 변색 나노 입자(521)를 포함하는 변색층(520)이 배치될 수 있다. 앞서 형성된 변색 나노 입자(521)가 포함된 분산액을 제1 전극(510) 상에 코팅하여 고온에서 건조하여 변색층(520)이 형성될 수 있다. 제1 전극(510)의 면저항은 10Ω/square이며, 양면 ITO로 구성될 수 있다. 변색 나노 입자(521)가 포함된 분산액은 최종 두께가 2μm가 되도록 제1 전극(510) 상에 코팅될 수 있으며, 80℃의 온도에서 20분간 건조될 수 있다. 이에 변색 나노 입자(521)를 제외한 나머지 물질들이 제거될 수 있으며, 변색층(520)에는 복수의 변색 나노 입자(521)만 존재할 수 있다. 따라서, 복수의 변색 나노 입사 사이에는 공극이 형성될 수 있다. Specifically, a color-changing layer 520 including color-changing nanoparticles 521 may be disposed on the first electrode 510 . The color-changing layer 520 may be formed by coating the previously formed dispersion containing the color-changing nanoparticles 521 on the first electrode 510 and drying at a high temperature. The sheet resistance of the first electrode 510 is 10Ω/square and may be made of double-sided ITO. The dispersion containing the discoloration nanoparticles 521 may be coated on the first electrode 510 to have a final thickness of 2 μm, and may be dried at a temperature of 80° C. for 20 minutes. Accordingly, materials other than the color-changing nanoparticles 521 may be removed, and only a plurality of color-changing nanoparticles 521 may exist in the color-changing layer 520 . Thus, a gap may be formed between the plurality of discoloration nano incidents.

이어서, 변색층(520) 상에 전해질 층(530)이 배치될 수 있다. 전해질 층(530)은 전해질을 변색층(520) 상에 코팅한 후, UV를 조사하여 경화함에 따라 형성될 수 있다. 구체적으로, 변색층(520) 상에 100μm의 두께의 전해질이 코팅될 수 있으며, 0.2J/cm의 광량의 UV를 전해질에 조사하여 전해질 층(530)이 형성될 수 있다.Subsequently, an electrolyte layer 530 may be disposed on the color changing layer 520 . The electrolyte layer 530 may be formed by coating an electrolyte on the discoloration layer 520 and then curing by irradiating UV light. Specifically, an electrolyte having a thickness of 100 μm may be coated on the discoloration layer 520, and the electrolyte layer 530 may be formed by irradiating the electrolyte with UV light of 0.2 J/cm.

이어서, 전해질 층(530) 상에 제2 전극(550)이 배치될 수 있다. 제2 전극(550)의 면저항은 40Ω/square이며, 양면 ITO로 구성될 수 있다. 전해질 층(530)과 제2 전극(550)은 고온에서 접합될 수 있다. 예를 들면, 전해질 층(530)과 제2 전극(550)은 40℃의 온도에서 접합될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)가 형성될 수 있다.Subsequently, a second electrode 550 may be disposed on the electrolyte layer 530 . The sheet resistance of the second electrode 550 is 40 Ω/square and may be made of double-sided ITO. The electrolyte layer 530 and the second electrode 550 may be bonded at a high temperature. For example, the electrolyte layer 530 and the second electrode 550 may be bonded at a temperature of 40°C. Accordingly, the discoloration device 500 according to an embodiment of the present invention may be formed.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)의 응용예를 설명하기 위한 개략도이다. 7 is a schematic diagram illustrating an application example of the color changing device 500 according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 창호에 응용될 수 있다. 구체적으로, 변색 장치(500)는 창호로 사용될 수 있으며, 이에, 건물의 외부의 온도의 변화 및 변색 장치(500)에 인가되는 전압의 변화 모두에 따라 빛 투과율을 변화시킬 수 있다. 구체적으로, 변색 장치(500)는 건물 외부의 온도가 열전이 온도 이상일 경우, 빛의 투과율을 낮게 변화시킬 수 있다. 또한, 변색 장치(500)는 변색 장치(500)에 인가되는 전압이 임계 전압 이상일 경우, 빛의 투과율을 낮게 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 건물 외부의 온도가 열전이 온도보다 높을 경우, 변색 장치(500)의 빛 투과율은 낮아질 수 있으며, 이에 따라 건물 내부로 입사되는 빛의 양은 감소될 수 있다. 이와 함께, 변색 장치(500)에 임계 전압 이상의 전압을 인사할 경우, 높은 온도에 의하여 낮아진 빛 투과율은 임계 전압 이상의 전압이 인가됨에 따라 현저히 낮아질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 변색 장치(500)는 열전이 온도 이상의 건물 외부 온도에 대응하여 빛 투과율을 낮춤으로서 건물 외부의 높은 열 에너지의 건물 내부로의 유입량을 줄일 수 있다. 또한, 변색 장치(500)는 임계 전압 이상의 전압이 인가됨에 따라 빛 투과율을 더욱 낮춤으로서 건물 외부의 열에너지의 건물 내부로의 유입량을 현저하게 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 건물 내부의 온도를 일정한 온도로 유지하는 것에 큰 도움을 줄 수 있으며, 에너지 효율을 높일 수 있다.Referring to FIG. 7 , the discoloration device 500 according to an embodiment of the present invention may be applied to windows and doors. Specifically, the color-changing device 500 may be used as a window or door, and thus, light transmittance may be changed according to both a change in temperature outside the building and a change in voltage applied to the color-changing device 500 . Specifically, the color changing device 500 may change light transmittance to a low level when the temperature outside the building is higher than the thermal transition temperature. Also, when the voltage applied to the color changing device 500 is equal to or higher than the threshold voltage, the color changing device 500 may change light transmittance to a low level. For example, when the temperature outside the building is higher than the thermal transition temperature, the light transmittance of the color changing device 500 may be lowered, and thus the amount of light incident to the inside of the building may be reduced. In addition, when a voltage higher than the threshold voltage is applied to the color changing device 500, the light transmittance lowered by the high temperature may significantly decrease as the voltage higher than the threshold voltage is applied. Therefore, the discoloration device 500 according to an embodiment of the present invention can reduce the inflow of high thermal energy from the outside into the building by lowering the light transmittance in response to the temperature outside the building equal to or higher than the thermal transition temperature. In addition, the color change device 500 can significantly reduce the inflow of heat energy from the outside into the building by further lowering light transmittance as a voltage higher than the threshold voltage is applied. Accordingly, the discoloration device 500 according to an embodiment of the present invention can greatly help in maintaining the temperature inside a building at a constant temperature, and can increase energy efficiency.

본 발명의 일 실시예에 따른 변색 장치(500)는 도 7에 도시된 창호에 응용되는 것에 국한되지 않으며, 변색 장치(500)의 열 변색 기능 및 전기 변색 기능을 사용할 수 있는 다양한 장치에 응용될 수 있다. 예를 들면, 변색 장치(500)는 차량용 룸미러 또는 선루프에 사용될 수 있다. 구체적으로, 변색 장치(500)는 차량용 룸미러 또는 선루프에 사용되어, 가해지는 열 에너지 및 인가되는 전압의 변화에 따라 빛의 투과율을 변화시킬 수 있다.The color change device 500 according to an embodiment of the present invention is not limited to being applied to windows and doors shown in FIG. can For example, the color changing device 500 may be used for a room mirror or a sunroof for a vehicle. Specifically, the color changing device 500 may be used in a room mirror or a sunroof for a vehicle and change light transmittance according to changes in applied thermal energy and applied voltage.

도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 개략도이다.8A to 8B are schematic views illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 8a 내지 도 8b를 참조하면, 표시 장치(600)는 표시 패널 및 변색 장치를 포함할 수 있다. 이때, 변색 장치는 제1 전극, 변색층, 전해질 층, 카운터 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 변색 장치는 도 5에서 설명한 변색 장치와 동일할 수 있다.Referring to FIGS. 8A and 8B , the display device 600 may include a display panel and a color changing device. In this case, the color changing device may include a first electrode, a color changing layer, an electrolyte layer, a counter electrode, and a second electrode. The color change device may be the same as the color change device described in FIG. 5 .

표시 패널은 화상을 표시하고, 외부 광을 투과할 수 있는 투명 표시 패널로 구성되거나, 화상을 표시하고, 외부 광을 반사할 수 있는 거울형 표시 패널로 구성될 수 있다. 이 경우, 표시 패널은 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등 다양한 방식의 표시 패널로 구성될 수 있다. The display panel may be a transparent display panel capable of displaying an image and transmitting external light, or a mirror-type display panel capable of displaying an image and reflecting external light. In this case, the display panel may include various types of display panels such as a liquid crystal display panel, an organic light emitting display panel, an electrowetting display panel, and an electrophoretic display panel.

도 8a 내지 도 8b를 참조하면, 표시 장치(600)는 변색 장치를 포함함에 따라, 가해지는 열 에너지 및 인가되는 전압에 따라 광학적 특성이 변할 수 있다. 구체적으로, 표시 장치(600)는 열전이 온도보다 높은 온도의 열 에너지가 가해지거나 임계 전압보다 높은 전압이 인가됨에 따라 거울의 형태로 활용될 수 있다. 또한, 표시 장치(600)는 열전이 온도보다 낮은 온도의 열 에너지가 가해지거나 임계 전압보다 낮은 전압이 인가됨에 따라 화면을 표시하는 용도로 활용될 수 있다. Referring to FIGS. 8A and 8B , since the display device 600 includes a color changing device, optical characteristics may change according to applied thermal energy and applied voltage. In detail, the display device 600 may be utilized in the form of a mirror when thermal energy having a temperature higher than the thermal transition temperature is applied or a voltage higher than the threshold voltage is applied. In addition, the display device 600 may be used to display a screen when thermal energy having a temperature lower than a thermal transition temperature is applied or a voltage lower than a threshold voltage is applied.

도 8a를 참조하면, 을 참조하면, 표시 장치(600)는 거울의 형태로 활용될 수 있다. 구체적으로, 표시 패널은 거울형 표시 패널로 구성되고, 변색 장치는 거울형 표시 패널의 전면 상에 배치될 수 있다. 만약, 표시 장치(600)의 변색 장치에 임계 전압을 초과하는 전압이 인가되거나 열전이 온도를 초과하는 온도가 가해지는 경우, 변색 장치는 빛을 차단시킬 수 있다. 이에, 표시 장치(600)는 특정 색을 띄는 스크린으로 기능할 수 있다. Referring to FIG. 8A and , the display device 600 may be used in the form of a mirror. Specifically, the display panel is configured as a mirror-type display panel, and the color changing device may be disposed on the front surface of the mirror-type display panel. If a voltage exceeding a threshold voltage or a temperature exceeding a thermal transition temperature is applied to the color changing device of the display device 600 , the color changing device may block light. Accordingly, the display device 600 may function as a screen having a specific color.

한편, 변색 장치에 임계 전압 이하의 전압이 인가되거나 열전이 온도 이하의 온도가 가해지는 경우, 변색 장치는 빛을 투과할 수 있다. 만약, 거울형 표시 패널에 화상이 표시되지 않는 경우, 표시 장치(600)는 거울로서 기능할 수 있다. Meanwhile, when a voltage below the threshold voltage or a temperature below the thermal transition temperature is applied to the color change device, the color change device may transmit light. If an image is not displayed on the mirror-type display panel, the display device 600 may function as a mirror.

또한, 도 8b를 참조하면, 표시 장치(600)의 변색 장치에 임계 전압 이하의 전압이 인가되거나 열전이 온도 이하의 온도가 가해지는 경우, 변색 장치는 빛을 투과할 수 있다. 만약, 거울형 표시 패널에 화상이 표시되는 경우, 변색 장치는 표시 패널에서 표시되는 화상을 차단하지 않으므로, 표시 장치(600)는 도 6a와 달리 화상을 표시하는 용도로 활용될 수 있다.Also, referring to FIG. 8B , when a voltage equal to or less than a threshold voltage or a temperature equal to or less than a thermal transition temperature is applied to the color change device of the display device 600, the color change device may transmit light. If an image is displayed on the mirror-type display panel, the display device 600 may be used for displaying an image, unlike FIG. 6A , because the color changing device does not block the image displayed on the display panel.

한편, 표시 패널이 투명 표시 패널로 구성되는 경우, 변색 장치는 표시 장치를 투명 또는 불투명하게 변환할 수 있다. 즉, 변색 장치에 임계 전압 이하의 전압이 인가되거나 열전이 온도 이하의 온도가 가해지는 경우 변색 장치는 빛을 투과하므로, 표시 패널의 화상을 표시하거나 투명 유리로 기능할 수 있다. 또한, 변색 장치에 임계 전압을 초과하는 전압이 인가되거나 열전이 온도 이상의 온도가 가해지는 경우 변색 장치는 빛을 차단하므로, 불투명한 스크린으로 기능할 수 있다. Meanwhile, when the display panel is a transparent display panel, the color changing device may convert the display device to be transparent or opaque. That is, when a voltage below the threshold voltage or a temperature below the thermal transition temperature is applied to the color-changing device, the color-changing device transmits light, and thus can display images on the display panel or function as transparent glass. In addition, since the color changing device blocks light when a voltage exceeding a threshold voltage or a temperature higher than a thermal transition temperature is applied to the color changing device, it may function as an opaque screen.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(600)는, 변색 나노 입자를 포함하는 변색 장치를 포함함에 따라, 광학적 특성이 변하도록 기능할 수 있다. 구체적으로, 표시 장치(600)는 인가되는 전압 및 가해지는 열에너지의 변화에 따라 변색 나노 입자에 의하여 광학적 특성이 변할 수 있다. 즉, 변색 나노 입자의 빛 투과율이 변함에 따라 변색 장치는 빛을 차단시키거나 투과시킬 수 있다. 따라서 변색 장치를 포함하는 표시 장치(600)는 인가되는 전압 및 가해지는 열에너지의 변화에 따라, 거울의 용도 또는 화면을 표시하는 용도로 사용될 수 있다. As the display device 600 according to an embodiment of the present invention includes a color changing device including color changing nanoparticles, it may function to change optical characteristics. Specifically, the optical characteristics of the display device 600 may be changed by the color-changing nanoparticles according to changes in applied voltage and applied thermal energy. That is, as the light transmittance of the color-changing nanoparticles changes, the color-changing device may block or transmit light. Accordingly, the display device 600 including the color changing device may be used as a mirror or display a screen according to changes in applied voltage and applied thermal energy.

본 발명의 실시예들에 따른 변색 나노 입자, 이를 포함하는 변색 장치 및 이를 포함하는 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.Color-changing nanoparticles according to embodiments of the present invention, a color-changing device including the same, and a display device including the same can be described as follows.

변색 나노 입자는, 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 가질 수 있다.The discoloration nanoparticles may have both thermochromic and electrochromic properties.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 변색 나노 입자는, 열 변색 코어, 열 변색 코어를 둘러싸는 투명 도전막 및 투명 도전막을 둘러싸는 전기 변색막을 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the discoloration nanoparticles may include a thermochromic core, a transparent conductive film surrounding the thermochromic core, and an electrochromic film surrounding the transparent conductive film.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 열 변색 코어는, 바나듐 산화물, 테트라클로로니켈레이트(Tetrachloronickelate), 산화크롬(III)(Chromium(III) oxide), 요오드화수은(II)(Mercury(II) iodide), 요오드화은수은(II)(Silver mercury iodide), 산화수은(II)(Lead(II) oxide) 및 산화인듐(indium(III) oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the thermochromic core is vanadium oxide, tetrachloronickelate, chromium (III) oxide (Chromium (III) oxide), mercury (II) (Mercury (II) iodide) , Silver mercury iodide (II), lead (II) oxide, and indium (III) oxide.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 열 변색 코어의 열전이 온도는 40℃ 이상 100℃ 이하일 수 있다.According to another feature of the present invention, the thermal transition temperature of the thermochromic core may be 40 °C or more and 100 °C or less.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전기 변색막은, 삼산화텅스텐(WO3), 이산화타이타늄(TiO2), 비올로겐(Viologen), 퀴논(Quinone), 안트라센(Anthracene), 트리아진 모노머(Triazine monomer), PEDOT(Poly(3,4-ehtylenedioxythiophene)), 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리피롤(Polypirrole), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(페닐렌비린렌) (Poly(PhenyleneVinylene)), 및폴리(페닐렌설파이드)(Poly(PhenyleneSulfide)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the electrochromic film is tungsten trioxide (WO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), viologen, quinone (Quinone), anthracene (Anthracene), triazine monomer (Triazine monomer) ), PEDOT (Poly(3,4-ehtylenedioxythiophene)), Polyaniline, Polypyrrole, Polythiophene, Polyacetylene, Poly(phenylenevinylene) , And poly (phenylene sulfide) (Poly (Phenylene Sulfide)) may include at least one.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전기 변색막은, 특정 임계 전압을 기준으로 색이 변할 수 있다.According to another feature of the present invention, the electrochromic layer may change color based on a specific threshold voltage.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 투명 도전막은, 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다.According to another feature of the present invention, the transparent conductive film may be made of a transparent conductive oxide.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 변색 나노 입자의 직경은, 30nm 이상 100nm이하일 수 있다.According to another feature of the present invention, the diameter of the color-changing nanoparticles may be greater than or equal to 30 nm and less than or equal to 100 nm.

변색 장치는, 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되고, 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 갖는 복수의 변색 나노 입자를 포함하는 변색층, 변색층 상의 전해질 층, 전해질 층 상의 카운터 전극 및 카운터 전극 상의 제2 전극를 포함할 수 있다.The color-changing device includes a first electrode, a color-changing layer disposed on the first electrode and including a plurality of color-changeable nanoparticles having both thermochromic properties and electrochromic properties, an electrolyte layer on the color-change layer, a counter electrode on the electrolyte layer, and a counter electrode. A second electrode on the electrode may be included.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 변색 나노 입자는, 열 변색 특성을 갖는 코어부, 코어부를 둘러싸고, 도전성 물질로 이루어진 제1 쉘(shell)층 및 제1 쉘부를 둘러싸고, 전기 변색 특성을 갖는 제2 쉘층를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the discoloration nanoparticles surround the core portion having a thermochromic property, the core portion, a first shell layer made of a conductive material, and a second shell layer surrounding the first shell portion and having an electrochromic property. A shell layer may be included.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전해질 층의 두께는 10μm 이상일 수 있다.According to another feature of the present invention, the thickness of the electrolyte layer may be 10 μm or more.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 변색층의 두께는 100nm 이상일 수 있다.According to another feature of the present invention, the thickness of the color changing layer may be 100 nm or more.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 카운터 전극은 산화세륨(CeO2), 산화티타늄(TiO2), 산화텅스텐(WO3), 산화니켈(NiO), 산화몰리브덴(MoO3), 카바졸(carbazole), 페노티아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 메탈로센(metallocene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the counter electrode is cerium oxide (CeO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), nickel oxide (NiO), molybdenum oxide (MoO 3 ), carbazole (carbazole) ), phenothiazine, phenazine, and metallocene.

표시 장치는, 표시 패널 및 표시 패널의 일면 상의 변색 장치를 포함하며, 변색 장치는, 제1 전극, 제1 전극 상에 배치되고, 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 갖는 복수의 변색 나노 입자를 포함하는 변색층, 변색층 상의 전해질 층, 전해질 층 상의 카운터 전극 및 카운터 전극 상의 제2 전극를 포함할 수 있다.The display device includes a display panel and a color-changing device on one surface of the display panel, wherein the color-changing device includes a first electrode and a plurality of color-changing nanoparticles disposed on the first electrode and having both thermochromic and electrochromic characteristics. It may include a color-changing layer, an electrolyte layer on the color-changing layer, a counter electrode on the electrolyte layer, and a second electrode on the counter electrode.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 패널은, 거울형 표시 패널 또는 투명 표시 패널일 수 있다.본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 변색 나노 입자는, 열 변색 특성을 갖는 코어부, 코어부를 둘러싸고, 도전성 물질로 이루어진 제1 쉘(shell)층 및 제1 쉘부를 둘러싸고, 전기 변색 특성을 갖는 제2 쉘층를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the display panel may be a mirror-type display panel or a transparent display panel. According to another feature of the present invention, the discoloration nanoparticles may include a core portion having a thermal discoloration property and surrounding the core portion. , A first shell layer made of a conductive material and a second shell layer surrounding the first shell portion and having electrochromic properties may be included.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 카운터 전극은 산화세륨(CeO2), 산화티타늄(TiO2), 산화텅스텐(WO3), 산화니켈(NiO), 산화몰리브덴(MoO3), 카바졸(carbazole), 페노티아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 메탈로센(metallocene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the counter electrode is cerium oxide (CeO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), nickel oxide (NiO), molybdenum oxide (MoO 3 ), carbazole (carbazole) ), phenothiazine, phenazine, and metallocene.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be variously modified without departing from the technical spirit of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100, 521: 변색 나노 입자
110, 410: 열 변색 코어
120, 420: 투명 도전막
130, 430: 전기 변색막
500: 변색 장치
510: 제1 전극
520: 변색층
530: 전해질 층
540: 카운터 전극
550: 제2 전극
600: 표시 장치100, 521: discoloration nanoparticles
110, 410: thermochromic core
120, 420: transparent conductive film
130, 430: electrochromic film
500: discoloration device
510: first electrode
520: discoloration layer
530: electrolyte layer
540: counter electrode
550: second electrode
600: display device

Claims (17)

제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치되고, 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 갖는 복수의 변색 나노 입자를 포함하는 변색층;
상기 변색층 상의 전해질 층;
상기 전해질 층 상의 카운터 전극 및
상기 카운터 전극 상의 제2 전극을 포함하는, 변색 장치.a first electrode;
a color-changing layer disposed on the first electrode and including a plurality of color-changeable nanoparticles having both thermochromic and electrochromic properties;
an electrolyte layer on the color changing layer;
a counter electrode on the electrolyte layer and
and a second electrode on the counter electrode. 제1항에 있어서,
상기 변색 나노 입자는,
열 변색 코어;
상기 열 변색 코어를 둘러싸는 투명 도전막; 및
상기 투명 도전막을 둘러싸는 전기 변색막을 포함하는, 변색 장치.According to claim 1,
The discoloration nanoparticles,
thermochromic core;
a transparent conductive film surrounding the thermochromic core; and
A discoloration device comprising an electrochromic film surrounding the transparent conductive film. 제2항에 있어서,
상기 열 변색 코어는,
바나듐 산화물, 테트라클로로니켈레이트(Tetrachloronickelate), 산화크롬(III)(Chromium(III) oxide), 요오드화수은(II)(Mercury(II) iodide), 요오드화은수은(II)(Silver mercury iodide), 산화수은(II)(Lead(II) oxide) 및 산화인듐(indium(III) oxide) 중 적어도 하나를 포함하는, 변색 장치.According to claim 2,
The thermochromic core,
Vanadium oxide, Tetrachloronickelate, Chromium(III) oxide, Mercury(II) iodide, Silver mercury iodide, Mercury oxide ( II) (Lead(II) oxide) and indium(III) oxide. 제2항에 있어서,
상기 열 변색 코어의 열전이 온도는 40℃ 이상 100℃ 이하인, 변색 장치.According to claim 2,
The heat transition temperature of the thermochromic core is 40 ° C. or more and 100 ° C. or less, discoloration device. 제2항에 있어서,
상기 전기 변색막은,
삼산화텅스텐(WO3), 이산화타이타늄(TiO2), 비올로겐(Viologen), 퀴논(Quinone), 안트라센(Anthracene), 트리아진 모노머(Triazine monomer), PEDOT(Poly(3,4-ehtylenedioxythiophene)), 폴리아닐린(Polyaniline), 폴리피롤(Polypirrole), 폴리티오펜(Polythiophene), 폴리아세틸렌(Polyacetylene), 폴리(페닐렌비린렌) (Poly(PhenyleneVinylene)) 및 폴리(페닐렌설파이드)(Poly(PhenyleneSulfide)) 중 적어도 하나를 포함하는, 변색 장치.According to claim 2,
The electrochromic film,
Tungsten trioxide (WO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), viologen, quinone, anthracene, triazine monomer, poly(3,4-ehtylenedioxythiophene) (PEDOT) , Polyaniline, Polypyrrole, Polythiophene, Polyacetylene, Poly(PhenyleneVinylene) and Poly(PhenyleneSulfide) A discoloration device comprising at least one of 제2항에 있어서,
상기 전기 변색막은,
특정 임계 전압을 기준으로 색이 변하는, 변색 장치.According to claim 2,
The electrochromic film,
A color-changing device that changes color based on a certain threshold voltage. 제2항에 있어서,
상기 투명 도전막은, 투명 도전성 산화물로 이루어진, 변색 장치.According to claim 2,
The transparent conductive film is made of a transparent conductive oxide, discoloration device. 제1항에 있어서,
상기 변색 나노 입자의 직경은,
30nm 이상 100nm이하인, 변색 장치.According to claim 1,
The diameter of the discoloration nanoparticles,
30nm or more and 100nm or less, discoloration device. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전해질 층의 두께는 10μm 이상인, 변색 장치.According to claim 1,
The thickness of the electrolyte layer is 10 μm or more, discoloration device. 제1항에 있어서,
상기 변색층의 두께는 100nm 이상인, 변색 장치.According to claim 1,
The color-changing device has a thickness of 100 nm or more. 제1항에 있어서,
상기 카운터 전극은 산화세륨(CeO2), 산화티타늄(TiO2), 산화텅스텐(WO3), 산화니켈(NiO), 산화몰리브덴(MoO3), 카바졸(carbazole), 페노티아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 메탈로센(metallocene) 중 적어도 하나를 포함하는, 변색 장치.According to claim 1,
The counter electrode is cerium oxide (CeO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), nickel oxide (NiO), molybdenum oxide (MoO 3 ), carbazole, phenothiazine A color changing device comprising at least one of phenazine and metallocene. 표시 패널; 및
상기 표시 패널의 일면 상의 변색 장치를 포함하며,
상기 변색 장치는,
제1 전극;
상기 제1 전극 상에 배치되고, 열 변색 특성 및 전기 변색 특성 모두를 갖는 복수의 변색 나노 입자를 포함하는 변색층;
상기 변색층 상의 전해질 층;
상기 전해질 층 상의 카운터 전극 및
상기 카운터 전극 상의 제2 전극를 포함하는, 표시 장치.display panel; and
a discoloration device on one surface of the display panel;
The discoloration device,
a first electrode;
a color-changing layer disposed on the first electrode and including a plurality of color-changeable nanoparticles having both thermochromic and electrochromic properties;
an electrolyte layer on the color changing layer;
a counter electrode on the electrolyte layer and
A display device comprising a second electrode on the counter electrode. 제14항에 있어서,
상기 표시 패널은, 거울형 표시 패널 또는 투명 표시 패널인, 표시 장치.According to claim 14,
The display device is a mirror-type display panel or a transparent display panel. 제14항에 있어서,
상기 변색 나노 입자는,
열 변색 특성을 갖는 코어부;
상기 코어부를 둘러싸고, 도전성 물질로 이루어진 제1 쉘(shell)층; 및
상기 제1 쉘층를 둘러싸고, 전기 변색 특성을 갖는 제2 쉘층를 포함하는, 표시 장치.According to claim 14,
The discoloration nanoparticles,
A core portion having a thermal discoloration property;
a first shell layer surrounding the core and made of a conductive material; and
A display device comprising a second shell layer surrounding the first shell layer and having an electrochromic property. 제14항에 있어서,
상기 카운터 전극은 산화세륨(CeO2), 산화티타늄(TiO2), 산화텅스텐(WO3), 산화니켈(NiO), 산화몰리브덴(MoO3), 카바졸(carbazole), 페노티아진(phenothiazine), 페나진(phenazine) 및 메탈로센(metallocene) 중 적어도 하나를 포함하는, 표시 장치.According to claim 14,
The counter electrode is cerium oxide (CeO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), nickel oxide (NiO), molybdenum oxide (MoO 3 ), carbazole, phenothiazine , A display device comprising at least one of phenazine and metallocene.
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