KR20180009019A - Electrochromic device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기 변색 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로 산화/환원 반응을 이용한 전기 변색 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an electrochromic device, and more particularly, to an electrochromic device using an oxidation / reduction reaction.
전기 변색 소자(electrochromic device)는 전기 화학 반응에 의하여 색상과 투과율이 변화하는 특성을 가지는 소자이다. 전기 변색 소자에서 외부의 전기 자극에 의해 전위차가 발생하면, 전해질 층에 포함되어 있는 이온이나 전자가 전기 변색 층 내부로 이동하여 산화/환원 반응이 일어난다. 전기 변색 층의 산화/환원 반응에 의해, 전기 변색 소자의 색깔이 변하고, 전기 변색 물질의 변색에 의해 가시광 혹은 적외선을 투과할 수 있는 정도가 변화한다. 따라서, 전기 변색 소자는 광 셔터, 반사형 디스플레이, 자동차용 변색 거울 및 스마트 윈도우 등으로 응용된다.BACKGROUND ART An electrochromic device is a device having characteristics of changing color and transmittance by an electrochemical reaction. When an electric potential difference is generated by external electric stimulation in the electrochromic device, ions or electrons contained in the electrolyte layer migrate into the electrochromic layer and an oxidation / reduction reaction occurs. By the oxidation / reduction reaction of the electrochromic layer, the color of the electrochromic device changes, and the degree to which visible light or infrared rays can be transmitted due to discoloration of the electrochromic material changes. Therefore, electrochromic devices are applied to optical shutters, reflective displays, automotive discoloration mirrors, and smart windows.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 탈색 투과도가 향상된 전기 변색 소자를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an electrochromic device improved in discoloration transmittance.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 전기 변색 소자는, 제 1 전극, 상기 제 1 전극과 대향되는 제 2 전극, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 개재되고, 전기 변색 물질을 포함하는 전해질 층, 및 상기 제 1 및 상기 제 2 전극들 중 적어도 하나와 상기 전해질 층 사이에 개재되는 다공성 층을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrochromic device including a first electrode, a second electrode facing the first electrode, and a second electrode interposed between the first electrode and the second electrode An electrolyte layer including an electrochromic material, and a porous layer interposed between at least one of the first and second electrodes and the electrolyte layer.
일 실시예에 따르면, 상기 다공성 층은 다공성 금속 산화물을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the porous layer may comprise a porous metal oxide.
일 실시예에 따르면, 상기 전해질 층의 상기 전기 변색 물질은 페노티아진(phenothiazine)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the electrochromic material of the electrolyte layer may comprise phenothiazine.
일 실시예에 따르면, 상기 다공성 층은 TiO2(Titanium dioxide)와 ITO (indium tin oxide) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the porous layer may include at least one of TiO2 (titanium dioxide) and ITO (indium tin oxide).
일 실시예에 따르면, 상기 다공성 층은 FTO (fluorinated tin oxide), ZnO, SnO2, Antimony-doped tin oxide 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to one embodiment, the porous layer may include at least one of fluorinated tin oxide (FTO), ZnO, SnO2, and antimony-doped tin oxide.
일 실시예에 따르면, 전기 변색 층을 더 포함하되, 상기 다공성 층은 상기 제 1 및 제 2 전극들 중 어느 하나와 상기 전해질 층 사이에 개재되고, 상기 전기 변색 층은 상기 제 1 및 제 2 전극들 중 다른 하나와 상기 전해질 층 사이에 개재될 수 있다.According to one embodiment, the electrochromic device further comprises a electrochromic layer, wherein the porous layer is interposed between any one of the first and second electrodes and the electrolyte layer, and the electrochromic layer is disposed between the first and second electrodes May be interposed between the electrolyte layer and another one of the electrolyte layers.
일 실시예에 따르면, 상기 전기 변색 층은 텅스텐 산화물(Wox)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the electrochromic layer may include tungsten oxide (Wox).
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 전기 변색 소자는, 제 1 전극 및 상기 제 1 전극 상의 제 1 전기 변색 층, 상기 제 1 전극과 대향되는 제 2 전극 및 상기 제 2 전극 상의 코팅층 및 상기 제 1 전기 변색 층 및 상기 코팅층 사이에 개재되는 전해질 층을 포함하되, 상기 전해질 층은 제 1 전기 변색 물질을 포함하고, 상기 전해질 층은 제 2 전기 변색 물질을 포함하며, 상기 코팅층은 다공성 금속 산화물을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrochromic device including a first electrode and a first electrochromic layer on the first electrode, a second electrode opposing the first electrode, Wherein the electrolyte layer comprises a first electrochromic material and the electrolyte layer comprises a second electrochromic material, wherein the first electrochromic material comprises a first electrochromic material, The coating layer comprises a porous metal oxide.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전기 변색 물질은 유기 변색 물질을 포함하고, 상기 제 2 전기 변색 물질은 무기 변색 물질을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the first electrochromic material may include an organic coloring material, and the second electrochromic material may include an inorganic coloring material.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예들에 따르면, 탈색 투과도가 향상된 전기 변색 소자를 제공할 할 수 있다. According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide an electrochromic device having improved discoloration transmittance.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 소자의 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 A의 확대도이다.
도 2a는 전기 변색 소자의 전기 변색 물질들이 탈색되었을 때를 보여주는 도면들이다.
도 2b는 전기 변색 소자의 전기 변색 물질들이 착색되었을 때를 보여주는 도면들이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전기 변색 소자의 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3의 전기 변색 소자를 이용한 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 1의 전기 변색 소자를 이용한 투과 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.1A is a cross-sectional view of an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1B is an enlarged view of FIG. 1A.
FIG. 2A is a view showing when the electrochromic materials of the electrochromic device are decolorized. FIG.
FIG. 2B is a view showing when the electrochromic materials of the electrochromic device are colored. FIG.
3 is a cross-sectional view of an electrochromic device according to an embodiment.
4 is a graph showing a reflection spectrum according to a comparative example.
5 is a graph showing a reflection spectrum using the electrochromic device of FIG.
6 is a graph showing a transmission spectrum using the electrochromic device of FIG.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms 'comprises' and / or 'comprising' mean that the stated element, step, operation and / or element does not imply the presence of one or more other elements, steps, operations and / Or additions.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.In addition, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views, which are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective description of the technical content. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in the shapes that are generated according to the manufacturing process. Thus, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific types of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 소자(1)의 단면도이다. 도 1b는 도 1a의 A의 확대도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 전기 변색 소자(1)는 하부 기판(10), 하부 전극(20), 다공성 층(30), 전해질 층(40), 전기 변색 층(50), 상부 전극(60), 상부 기판(70), 그리고 격벽(sealant, 80)을 포함한다. 전기 변색 소자(1)는 투명할 수 있다. 1A is a cross-sectional view of an
하부 기판(10)은 상부 기판(70)과 서로 이격되어, 대향될 수 있다. 하부 기판(10)과 상부 기판(70)은 투명 기판일 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(10)과 상부 기판(70)은 유리 기판을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The
하부 전극(20)은 하부 기판(10) 상에 배치될 수 있다. 상부 전극(60)은 상부 기판(70) 아래에 배치될 수 있다. 상부 전극(60)과 하부 전극(20)은 서로 대향될 수 있다. 상부 전극(60)과 하부 전극(20)은 투명 전극으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상부 전극(60) 및 하부 전극(20)은 ITO 또는 FTO를 포함할 수 있다. 하부 전극(20)은 패터닝되어, 복수 개의 서브 하부 전극들을 포함할 수 있다. 상부 전극(60)은 패터닝되어, 복수 개의 서브 상부 전극들을 포함할 수 있다.The
다공성 층(30)은 하부 전극(20) 상에 배치될 수 있다. 다공성 층(30)은 하부 전극(20)과 전해질 층(40) 사이에 개재될 수 있다. 다공성 층(30)은 다공성 금속 산화물을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 1b를 참조하면, 다공성 층(30)은 이산화티타늄(TiO2, 32)을 포함할 수 있다. 이와 달리, 다공성 층(30)은 ZnO, 인듐틴옥사이드(ITO), 플루오리네이티드틴옥사이드(FTO), SnO2, antimony-doped SnO2 등을 포함할 수 있다. 다공성 층(30)은 하부 전극(20) 상에 코팅된 코팅층일 수 있다. 다공성 층(30)의 두께는 약 100nm 내지 약 50um 내일 수 있다. 일 예로, 다공성 층(30)의 두께는 약 500nm 내지 약 10um 내일 수 있다. 다공성 층(30)은 약 1nm 내지 약 1000nm 내의 크기를 갖는 입자들로 구성될 수 있다. 일 예로, 다공성 층(30)은 약 1nm 내지 약 100nm 내의 크기를 갖는 입자들로 구성될 수 있다. 다공성 층(30)은 스핀 코팅, 슬롯 다이 코팅, 또는 바코팅 등 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 다공성 층(30)은 코팅 후 열처리 공정을 거쳐 제조될 수 있고, 열처리 공정은 상온 내지 약 1000℃ 내의 온도 하에서 진행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 도 1a에서는 다공성 층(30)이 하부 전극(20) 상에 배치된 것을 예로 들어 도시하였으나, 이와 달리, 다공성 층(30)은 상부 전극(60) 상에 또는 상,하부 전극들(60,20) 상에 모두 배치될 수 있다. The
전해질 층(40)은 다공성 층(30) 및 전기 변색 층(50) 사이에 개재될 수 있다. 전해질 층(40)은 액체, 젤(gel), 또는 고체 상태일 수 있다. 전해질 층(40)은 제 1 전기 변색 물질과 화합물 전해질 층을 포함할 수 있다. 제 1 전기 변색 물질은 유기 분자를 포함하고, 화합물 전해질 층은 수소 이온(H+) 또는 리튬 이온(Li+)을 포함할 수 있다. 일 예로, 전해질 층(40)은 제 1 전기 변색 물질로서 페노티아진(phenothiazine)을 포함하고, 화합물 전해질 층으로서 LiCO4을 포함할 수 있다. 이와 달리, 제 1 전기 변색 물질은 트리아릴아민(triarylamine), 트리페닐아민 (triphenylamine), 트리아릴아민(triarylamine) 유도체, 트리페닐아민 (triphenylamine) 유도체, 페나진 (phenazine), 페노티아진 (phenothiazine) 유도체, 페나진 유도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전해질 층(40)은 다공성 층(30) 및 전기 변색 층(50) 사이에서, 이온을 전달할 수 있다. 또한, 전해질 층(40)은 제 1 전기 변색 물질을 포함하여, 변색 반응에 참여할 수 있다. 이에 관하여는, 전기 변색 층(50)과 함께 후술한다. 제 1 전기 변색 물질의 농도는 약 0.1 내지 50 % (w/w) 범위일 수 있다. 예를 들어, 제 1 전기 변색 물질의 농도는 약 1 내지 10 % (w/w) 범위일 수 있다. 전해질의 용매는 propylene carbonate을 포함하는 유기 분자일 수 있다.The
전기 변색 층(50)은 상부 전극(60) 아래에 배치될 수 있다. 전기 변색 층(50)은 상부 전극(60)과 전해질 층(40) 사이에 개재될 수 있다. 전기 변색 층(50)은 다공성 층(30)과 대향될 수 있다. 다시 말해서, 전해질 층(40)과 상,하부 전극들(60,20) 중 어느 하나의 전극 사이에 다공성 층(30)이 배치되고, 전해질 층(40)과 상,하부 전극들(60,20) 중 다른 하나의 전극 사이에 전기 변색 층(50)이 배치될 수 있다. 전기 변색 층(50)은 제 2 전기 변색 물질을 포함할 수 있다. 제 2 전기 변색 물질은 무기 분자를 포함할 수 있다. 일 예로, 제 2 전기 변색 물질은 텅스텐 산화물(WOx)을 포함할 수 있다. 텅스텐 산화물의 두께는 약 10 nm 내지 20,000 nm 내일 수 있다. 예를 들어, 텅스텐 산화물의 두께는 약 50 nm 내지 500 nm 범위일 수 있다. 텅스텐 산화물은 건식 방법(예를 들어, 진공 증착법)에 의해 제조되거나, 습식 방법(예를 들어, 졸-겔 법)에 의해 제조될 수 있다.The
상술한 바와 같이, 다공성 층(30)은 제 1 전기 변색 물질을 포함하고, 전기 변색 층(50)은 제 2 전기 변색 물질들을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 전기 변색 물질들은 전자 및 이온의 주입과 이탈에 따른 산화/환원 과정에 의해, 전기 변색을 일으킨다. 이 때, 다공성 층(30)과 전기 변색 층(50)은 서로 대응되는 상호 반응을 수행할 수 있다. 일 예로, 다공성 층(30)은 이온 저장층이고, 전해질 층(40)은 이온 이동 통로 및 산화 변색 전극층이고, 전기 변색 층(50)은 환원 변색 전극층일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고, 다공성 층(30)은 환원 변색 전극층이고 전기 변색 층(50)은 산화 변색 전극층일 수 있다. 상부 및 하부 전극들(20,60)에 인가되는 전압에 따라, 전해질 층(40) 내에 포함되어 있는 수소 이온(H+) 또는 리튬 이온(Li+)이 다공성 층(30) 및 전기 변색 층(50)으로 삽입 또는 탈리된다. 이 때, 화합물 내의 전하 중성 조건을 만족시키기 위해, 다공성 층(30) 및 전기 변색 층(50)의 산화수가 변화되어, 다공성 층(30) 및 전기 변색 층(50) 자체의 광학적 특성(예를 들어, 색상, 투과도)이 변하게 된다.As described above, the
격벽(80)은 상부 및 하부 전극들(20,60)과 결합되어, 서로 분리된 상부 및 하부 전극들(20,60)과 전해질 층(40)을 결합시킬 수 있다. 일 예로, 도 1a와 같이, 격벽(80)은 전해질 층(40)의 측면을 감싸도록 제공될 수 있다.The
도 2a 및 도 2b는 도 1a의 전기 변색 소자(1)의 전기 변색 특성을 보여주는 도면들이다. 보다 구체적으로, 도 2a는 전기 변색 소자(1)의 전기 변색 물질들이 탈색되었을 때를 보여주는 도면이고, 도 2b는 전기 변색 소자(1)의 전기 변색 물질들이 착색되었을 때를 보여주는 도면이다. FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the electrochromic characteristics of the
도 2a를 참조하면, 전기 변색 소자(1)에 제 1 구동 전압을 인가하면, 전기 변색 물질들을 포함하는 전해질 층(40)과 전기 변색 층(50)이 모두 탈색되어 외부로부터 인가되는 광을 투과시키는 투명 상태를 나타낼 수 있다. 일 예로, 제 1 구동 전압은 약 -3V 내지 3V일 수 있다. 이 때, 전해질 층(40)의 페노티아진(phenothiazine)이 환원되고, 전기 변색 층(50)의 텅스텐 산화물(WOx)은 산화될 수 있다. 환원된 페노티아진(phenothiazine)을 포함하는 전해질 층(40)과 산화된 텅스텐 산화물(WOx)을 포함하는 전기 변색 층(50)은 모두 투명할 수 있다. 반면에, 도 2b를 참조하면, 전기 변색 소자(1)에 제 2 구동 전압을 인가하면, 전기 변색 물질들을 포함하는 전해질 층(40)과 전기 변색 층(50)이 모두 착색되어 외부로부터 인가되는 광을 차단하는 차단 상태를 나타낼 수 있다. 일 예로, 제 2 구동 전압은 약 -3V 내지 3V의 전압일 수 있다. 이 때, 전해질 층(40)의 페노티아진(phenothiazine)은 산화되고, 전기 변색 층(50)의 텅스텐 산화물(WOx)은 환원될 수 있다. 산화된 페노티아진(phenothiazine)을 포함하는 전해질 층(40)은 붉은 색을 띠고, 환원된 텅스텐 산화물(WOx)을 포함하는 전기 변색 층(50)은 푸른 색을 나타낼 수 있다. 이와 같이, 인가되는 전압을 조절하여, 착색과 탈색, 그리고 투명도를 조절할 수 있다. Referring to FIG. 2A, when the first driving voltage is applied to the
도 3은 일 실시예에 따른 전기 변색 소자(2)의 단면도이다. 전기 변색 소자(2)는 하부 기판(10), 하부 전극(20), 다공성 층(30), 전해질 층(40), 전기 변색 층(50), 상부 전극(62), 상부 기판(70), 그리고 격벽(sealant, 80)을 포함한다. 전기 변색 소자(2)에 대해, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 전기 변색 소자(1)와 실질적으로 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호가 제공되고, 설명의 간소화를 위하여 중복되는 설명은 생략될 수 있다. 상부 전극(62)은 서로 적층된 제 1 전극층(62a) 및 제 2 전극층(62b)을 포함할 수 있다. 제 1 전극층(62a)은 미러 전극이고, 제 2 전극층(62b)은 투명 전극일 수 있다. 일 예로, 제 1 전극층(62a)은 Ag을 포함하고, 제 2 전극층(62b)은 ITO를 포함할 수 있다. 이와 달리, 상부 전극(62)은 단일의 미러 전극으로 제공될 수 있다. 하부 전극(20)은 ITO 또는 FTO 등을 포함할 수 있다.3 is a cross-sectional view of the
일반적인 전기 변색 소자는, 제 1 전기 변색 물질을 포함하는 전해질 층, 전해질 층과 인접하고 제 2 전기 변색 물질을 포함하는 전기 변색 층, 전해질 층과 인접하며 전기 변색 층과 대향되는 박막의 대향 전극을 포함하는 구조를 갖고, 이하, 이러한 구조의 전기 변색 소자를 비교예로 지칭한다. 비교예에 따른 전기 변색 소자는, 착탈색 전환시에 불완전 탈색이 일어나 탈색 투과도가 저하될 수 있다. 일 예로, 전해질 층이 페노티아진(phenothiazine)을 포함하고, 전기 변색 층이 텅스텐 산화물(WOx)을 포함하는 경우, 착색 후 탈색 전환시 불완전하게 탈색되어, 투명한 색이 아닌 붉은 색을 나타낼 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 변색 소자들(1,2)은, 전기 변색 층과 대향되는 대향 전극 상에 다공성 층을 포함하여 전해질 층과 접촉하는 다공성 층의 표면적 대 부피비(surface to volume ratio)가 증가될 수 있다. 이를 통해, 전해질 층의 제 1 전기 변색 물질의 산화 환원 반응을 촉진시키고, 탈색 투과도를 높일 수 있다. 이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 이를 보완 설명한다. A general electrochromic device includes an electrolyte layer including a first electrochromic material, an electrochromic layer adjacent to the electrolyte layer and containing a second electrochromic material, an opposite electrode of a thin film adjacent to the electrolyte layer and facing the electrochromic layer And the electrochromic device having such a structure will hereinafter be referred to as a comparative example. In the electrochromic device according to the comparative example, incomplete discoloration occurs at the time of detachment / color switching, and the discoloration transmittance may be lowered. For example, when the electrolyte layer contains phenothiazine and the electrochromic layer contains tungsten oxide (WOx), it may be discolored incompletely upon discoloration after coloring, resulting in a red color rather than a transparent color . However, the electrochromic devices (1, 2) according to an embodiment of the present invention include a porous layer on the counter electrode facing the electrochromic layer so that the surface layer to the surface layer of the porous layer in contact with the electrolyte layer volume ratio can be increased. Thus, the redox reaction of the first electrochromic material of the electrolyte layer can be promoted and the decolorization transmittance can be increased. Hereinafter, a supplementary explanation will be given with reference to FIG. 4 and FIG.
도 4는 비교예에 따른 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이고, 도 5는 도 3의 전기 변색 소자(2)를 이용한 반사 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 도 4의 ①은 비교예에 따른 탈색시의 반사도이고, ②는 비교예에 따른 착색시의 반사도이다. 도 5의 ①'은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈색시의 반사도이고, ②'은 본 발명의 일 실시예에 따른 착색시의 반사도이다. 도 4 및 도 5의 제 1 구동 전압, 즉, 탈색시 구동 전압은 0V이고, 제 2 구동 전압, 즉, 착색시 구동 전압은 약 -1.0V일 수 있다. 도 4 및 도 5를 비교하면, 비교예 및 본 발명의 일 실시에 따른 착색시의 반사도들이 대체적으로 서로 유사하나(① 및 ①' 참조), 탈색시의 반사도들은 일 구간, 즉, B 구간에서 상이함을 알 수 있다(② 및 ②' 참조). 도 5에 비해, 도 4의 B 구간에서 반사도가 저하되는 현상이 일어난다. B 구간은 약 480 nm 내지 530 nm일 수 있다. 즉, 비교예에 따르면, 탈색될 때 녹색 계통의 가시광선을 흡수하여 전기 변색 소자가 붉은 색을 띠는 것을 확인할 수 있다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따르면 탈색 전환시 녹색 계통의 가시광선을 흡수하는 것이 방지되어 탈색 투과도가 향상되는 것을 파악할 수 있다. FIG. 4 is a graph showing a reflection spectrum according to a comparative example, and FIG. 5 is a graph showing a reflection spectrum using the
도 6은 도 1의 전기 변색 소자(1)를 이용한 투과 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 상술한 바와 같이, 도 1의 전기 변색 소자(1)의 상부 전극(60) 및 하부 전극(20)은 투명 전극으로 제공될 수 있다. 도 6의 ③은 전기 변색 소자(1)의 탈색시의 투과도이고, ④은 전기 변색 소자(1)의 착색시의 투과도이다. 제 1 구동 전압, 즉, 탈색시 구동 전압은 0 V이고, 제 2 구동 전압, 즉, 착색시 구동 전압은 약 -1.2 V일 수 있다. 도 6을 참조하면, 탈색시 투과도에서는 B 구간에서 스펙트럼 패임 현상이 일어나지 않는다. 다시 말해서, 탈색시 전기 변색 소자에 붉은 색의 잔상이 없음을 알 수 있다.6 is a graph showing a transmission spectrum using the
본 발명의 실시예들에 따른 전기 변색 소자는, 제 1 전기 변색 물질을 포함하는 전해질 층, 전해질 층과 1 전극 사이에 제 2 전기 변색 물질을 포함하는 전기 변색 층, 전해질 층과 제 2 전극 사이에 다공성 금속산화물을 포함하는 다공성층을 포함하여, 탈색 투과도 손실을 방지하고 탈색 잔상을 제거할 수 있다. 이와 달리, 전해질 층에 포함된 페노티아진이 불완전 환원되는 경우, 전기 변색 소자는 탈색 잔상, 예를 들어, 전기 변색 소자가 붉은색을 띰,이 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 전기 변색 소자가 미러를 포함하는 경우, 광 반사도를 향상시킬 수 있다. 또한, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 투과형 전기 변색 소자 및 반사형 전기 변색 소자 모두에 적용될 수 있음을 알 수 있다.An electrochromic device according to embodiments of the present invention includes an electrolyte layer including a first electrochromic material, an electrochromic layer including an electrolyte layer and a second electrochromic material between one electrode, an electrolyte layer including an electrolyte layer and a second electrode A porous layer containing a porous metal oxide may be provided to prevent discoloration permeability loss and to remove discolored after-images. Alternatively, when the phenothiazine contained in the electrolyte layer is incompletely reduced, the electrochromic device may exhibit a decolorized after-image, for example, a red color of the electrochromic device. In addition, when the electrochromic device according to the embodiments of the present invention includes a mirror, the light reflectivity can be improved. 4 to 6, it can be seen that the present invention can be applied to both the transmission type electrochromic device and the reflection type electrochromic device.
이상의 실시예들에서, 전기 변색 소자들이 상/하부 기판들 및 상/하부 전극들을 포함하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 상/하부의 구분은 본 발명의 실시예들의 구조 및 형상을 설명하기 위한 것일 뿐, 이에 제한되지 않는다. In the above embodiments, the electrochromic devices are described as including the upper / lower substrates and the upper / lower electrodes. However, the upper / lower division is not limited to the structure and the shape of the embodiments of the present invention But is not limited thereto.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.
Claims (9)
상기 제 1 전극과 대향되는 제 2 전극;
상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 개재되고, 전기 변색 물질을 포함하는 전해질 층; 및
상기 제 1 및 제 2 전극들 중 적어도 하나와 상기 전해질 층 사이에 개재되는 다공성 층을 포함하는, 전기 변색 소자.
A first electrode;
A second electrode facing the first electrode;
An electrolyte layer interposed between the first and second electrodes, the electrolyte layer including an electrochromic material; And
And a porous layer interposed between at least one of the first and second electrodes and the electrolyte layer.
상기 다공성 층은 다공성 금속 산화물을 포함하는, 전기 변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the porous layer comprises a porous metal oxide.
상기 전해질 층의 상기 전기 변색 물질은 페노티아진(phenothiazine)을, 전기 변색 소자.The method according to claim 1,
Wherein the electrochromic material of the electrolyte layer is phenothiazine.
상기 다공성 층은 TiO2(Titanium dioxide)와 ITO (indium tin oxide) 중 적어도 하나를 포함하는, 전기 변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the porous layer comprises at least one of TiO2 (Titanium dioxide) and ITO (indium tin oxide).
상기 다공성 층은 FTO (fluorinated tin oxide), ZnO, SnO2, Antimony-doped tin oxide 중 적어도 하나를 포함하는, 전기 변색 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the porous layer comprises at least one of fluorinated tin oxide (FTO), ZnO, SnO2, and antimony-doped tin oxide.
전기 변색 층을 더 포함하되,
상기 다공성 층은 상기 제 1 및 제 2 전극들 중 어느 하나와 상기 전해질 층 사이에 개재되고,
상기 전기 변색 층은 상기 제 1 및 제 2 전극들 중 다른 하나와 상기 전해질 층 사이에 개재되는, 전기 변색 소자.
The method according to claim 1,
Further comprising an electrochromic layer,
Wherein the porous layer is interposed between any one of the first and second electrodes and the electrolyte layer,
Wherein the electrochromic layer is sandwiched between the other one of the first and second electrodes and the electrolyte layer.
상기 전기 변색 층은 텅스텐 산화물을 포함하는, 전기 변색 소자.
The method according to claim 6,
Wherein the electrochromic layer comprises tungsten oxide.
상기 제 1 전극과 대향되는 제 2 전극 및 상기 제 2 전극 상의 코팅층; 및
상기 전기 변색 층 및 상기 코팅층 사이에 개재되는 전해질 층을 포함하되,
상기 전해질 층은 제 1 전기 변색 물질을 포함하고, 상기 전기 변색 층은 제 2 전기 변색 물질을 포함하며, 상기 코팅층은 다공성 금속 산화물을 포함하는, 전기 변색 소자.
A first electrode and a photochromic layer on the first electrode;
A second electrode facing the first electrode and a coating layer on the second electrode; And
And an electrolyte layer interposed between the electrochromic layer and the coating layer,
Wherein the electrolyte layer comprises a first electrochromic material, the electrochromic layer comprises a second electrochromic material, and the coating layer comprises a porous metal oxide.
상기 제 1 전기 변색 물질은 유기 변색 물질을 포함하고,
상기 제 2 전기 변색 물질은 무기 변색 물질을 포함하는, 전기 변색 소자.
9. The method of claim 8,
Wherein the first electrochromic material comprises an organic discoloring material,
Wherein the second electrochromic material comprises an inorganic discoloring material.
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