• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.496-496
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• 2013

스마트윈도우는 디스플레이, 산업용 외장재 등 다양한 분야에 응용이 가능하며, 특히 전기변색을 이용한 디바이스는 나노코팅 기술을 통한 나노입자 및 나노가공제어 등 나노융합기술을 접목할 수 있다. 전기변색 디바이스는유리 또는 필름 기판소재를 통해 제작이 가능하며, 본 연구에서는 전기변색의 산화, 환원반응에 의해 재료의 광특성이 가역적으로 변화할 수 있는 물질을 증착하여 기존 라미네이터 및 Sol-Gel방식의 전해질보다 열화현상에의한 성능저하를 막아주는 박막전해질 코팅 연구이다. 전기변색 소자는 외부 인가 전압(external voltage)에 의해 유도된 전하의 주입(injection) 과 추출(extraction)을 통하여 그 광학적 특성(optical property)을 가역적으로(reversibly) 변 화시킬 수 있는 특징을 가지고 있다. 전기변색소재의 원리를 간략하게 설명하면 대표적인 환원착색 물질인 전기변색층(WO, MoO, Nb2O5 등)으로 Li+ 또는 H+과 전자가 주입되면 전기변색되고 방출 시는 투명하게 되며, 반대로산화착색 물질인(V2O5, NiO, IrO, MnO 등)으로 Li+ 또는 H+과 전자가 방출되면 변색되고 주입되면 투명하게 되는 것이다. 본 연구에서는 전자가 주입되는 환원착색물질인 WO와 함께 Ta2O5박막을 증착하여 광학적특성을 연구하고 박막의 두께 및 전압인가에따른 변색 및 응답속도를 연구하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.266.2-266.2
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• 2014

박막형 전기변색 소자의 특성파악을 위하여, 투명전극층으로 ITO를 이용하였으며, 가장 우수한 전기변색 특성을 나타내는 것으로 알려져 있는 $WO_3$를 DC magnetron sputtering방식을 이용하여 증착하였으며, 무기전해질층은 E-beam evaporation 방식으로 증착하고, 이온저장층을 제외한 박막형 전기변색 소자 구조를 제작하여 전기변색층의 증착조건에 따른 전기변색 소자 특성 연구를 수행하였다. 증착온도와 혼합gas의 분합비 등의 조건의 변화를 통한 박막 특성을 확인하였으며, XRD, SEM, TEM, Transmission Measurement 등을 이용하여 박막 분석을 하였다. ITO층의 저항에 따른 변색효율을 확인하였으며, $WO_3$층의 산소분합비에 따른 투과율변화를 분석하였다. 이온저장층을 제거한 상태에서의 박막형 전기변색 소자의 투과율변화가 가시광선 영역에서 45%의 변색효과를 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.105-105
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• 2015

전기변색 (electrochromism) 박막은 전기화학적 산화, 환원 과정을 통해 가역적인 광학 특성의 변화를 갖는 현상을 말하며, 이를 이용한 전기변색 소자(electrochromic device)는 전력 소모가 적고 변색 효율이 크다는 장점으로 인해 Smart window, display, mirror 등에 응용 될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 전기 변색 물질인 WxOy, NixOy 전기 변색 재료의 Sputtering법으로 증착한 박막의 특성에 대하여 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.210.1-210.1
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• 2016

전기변색 소자는 가시광선의 투과도 조절이 가능하며 또한 메모리특성 이라는 독특한 특성 때문에 최근 많은 연구자들이 주목하고 있다. 이러한 전기변색 소자는 전기변색 물질에 따라 스마트 윈도우, 투명 디스플레이 그리고 자동차용 룸 밀러 등 다양한 분야에 응용이 가능하다. 본 논문에서는 높은 변색 속도와 안전성 (durability)를 가지는 전기변색 소자를 제작하였다. 제작된 소자는 4 Hz (125 ms)구동 속도에서 약 30,000 cycles 구동에도안정적으로 작동하며 투과도 변화폭은 약 50% 이다.

• 공업화학전망
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• 제23권2호
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• pp.12-22
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• 2020

전기변색 물질은 전압을 인가하였을 때 산화-환원 반응을 통해 흡수도나 투과도 같은 광학적 물성 변화를 보인다. 이러한 전기변색 물질에 기반한 전기변색 소자는 높은 투과도 변화, 낮은 구동 전압, 간단한 소자 구조 등 다양한 장점을 가지고 있어 차세대 투명 디스플레이로 각광받고 있다. 최근에는 이러한 전기변색 소자에 변색 특성 이외에 유연성 및 에너지 저장성 등 다양한 기능을 추가하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 기고문에서는 전기변색 소자의 기본적인 구동 원리 및 다기능 개발 동향 등에 대해 알아보고자 한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.129-129
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• 2003

전기변색(electrochromism)은 전기화학적 산화, 환원 과정을 통해 가역적인 광학특성의 변화를 갖는 현상을 말하며, 이를 이용한 전기변색소자(electrochromic device)는 전력 소모가 적고 변색효율이 크다는 장점으로 인해 smart window, display, mirror 등에 응용될 수 있다. 전기변색소자는 구조상 투명 기판, 투명 전도체, 환원 착색 물질 (cathodic coloration material), 산화 착색 물질(anodic coloration material), 그리고 투명 이온 전도체로 구성된다. 일반적으로 투명 기판으로는 열적 안정성이 좋은 유리기판을 사용하여 window에 응용할 수 있는 장점이 있는 반면 다양한 형태를 갖는 소자를 제작하기에는 그 한계가 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.198-198
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• 2015

전기변색재료는 전압을 인가하였을 때 전계방향에 따라 가역적으로 색이 변화하는 재료를 말한다. 스마트윈도우용 전기 변색재료는 지속적으로 전기를 가해줄 필요 없이 한번 변색되면 색이 지속되는 특징을 가지므로 에너지 효율적으로 우수하여 태양열 차단 창호나 디스플레이 분야에 응용될 것으로 기대된다. 이러한 전기 변색재료에는 산화형 전기 변색 재료, 환원형 전기 변색 재료가 있는데 이중 가장 널리 연구되고 있는 재료는 환원형 전기변색재료이다. 대표적인 재료로 $WO_3$가 쓰이는 데 이는 전기 변색적 특성이 우수하고 또한 내구성이 다른 재료에 비해 우수하다는 장점 때문이다. 그러나, 상용화를 위해서는 내구성의 개선이 요구되고 있다. 한편, $TiO_2$는 안정성이 매우 뛰어나지만 전기변색적 특성이 $WO_3$에 비해 낮은 점이 지적되고 있다. 이러한 $WO_3$ 및 $TiO_2$ 박막은 스퍼터링 또는 sol-gel법 등으로 제작되고 있는데, 일반적으로 스퍼터링의 경우 치밀한 박막이 형성되기 때문에 Porous 한 박막을 얻기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 기판에 입사하는 스퍼터 입자들의 각도를 조절하여 shadowing 효과로 인해 박막의 구조가 porous해지는 Glancing angle deposition을 도입하였다. 이러한 증착법을 이용하여 $WO_3$와 $TiO_2$를 각도를 조절하여 증착하고 $TiO_2$와 $WO_3$ 박막의 특성을 비교하여 본다. 두께 300 nm를 가지는 $WO_3$ 및 $TiO_2$ 박막은 GLAD RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Corning glass(corning E-2000)기판 위에 증착하였다. 기판 입사 각도는 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 증착하였고 직경 3 in의 $TiO_2$, $WO_3$ 타겟을 사용하였다. 또한 스퍼터링 파워는 400 W, 작업압력 1.0 Pa, 그리고 스퍼터링 가스는 O2/Ar+O2 유량 10%에서 30%로 증착을 상온에서 진행하였다. 전기화학적 특성을 평가하기 위하여 $TiO_2$ 및 $WO_3$ 박막을 100 nm 두께의 ITO/glass 위에서 증착하였다. 박막의 미세구조는 XRD와 SEM을 통해 확인하였고, 전기화학적 특성은 Ar 분위기의 Glove box안에서 parstat 2273을 통해 측정하였다. 전해질은 1 M $LiPF_6/PC$로 진행하였고, 대향 전극는 Pt전극을, 참고 전극은 칼로멜 전극을 사용하였다. Potential 범위는 2 V에서 4 V로 진행하였고, scan rate는 50 mV/s로 측정하였다. 투과도는 UV/VIS spectrometer로 측정하였다. 전기변색 특성의 상관관계 및 에 대해서는 학회 당일 발표할 예정이다.

• 전자통신동향분석
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• 제30권6호
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• pp.12-20
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• 2015

전기변색기술은 전기화학적 반응으로 물질의 색을 바꾸는 기술이다. 이 반응에는 전자의 이동이 개입되며 전자의 이동에 따른 화학반응은 일반적인 화학반응과 차이를 나타낸다. 산화와 환원이라는 화학반응은 닫힌 회로 내에서 일어나며 오직 계면에서의 전위에 의존하게 된다. 이러한 전기변색기술을 응용한 분야는 자동차용 전기변색 거울, 스마트 윈도우와 같이 상용화에 성공한 분야도 있으며, 앞으로는 투명 디스플레이, 반사형 디스플레이 및 전가자격표시장치 등에 활용이 가능하다. 전기변색기술이 견인하는 세계시장규모는 에너지 절약 및 안전성에 대한 시대적인 요청으로 연평균 성장률 약 21%로 확대되어 2018년에는 약 50억달러의 규모로 성장할 수 있을 것으로 예측된다.

• 멤브레인
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• 제20권1호
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• pp.8-12
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• 2010

전도성 고분자 중 안정성이 높은 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)을 이용하여 전기변색 박막을 제조하고 박막제조 방법에 따른 전기변색 특성을 연구하였다. PEDOT 박막은 전기중합법과 증기중합법에 의해 제조되었고, 두가지 방법 모두 도핑되지 않은 중성 상태에서 짙은 푸른색을 띠는 박막으로 제조되었다. 전기변색 특성을 평가하기 위하여 UV-Vis spectrophotometer와 Cyclic voltammetry가 사용되었으며, 산화/환원 시 표면은 AFM으로 관찰되었다. 전기 중합법으로 제조된 PEDOT 박막에 비해 증기중합에 방법에 의해 제작된 PEDOT 박막의 표면이 거칠기 50 nm 이내로 균일 하였다. 특히 증기 중합법을 이용하여 제조된 전기 변색 소재의 특성도 응답성 1.5초 이내, 49%의 투과율 차이, 402의 변색 효율을 보여 박막의 특성 향상으로 전기변색특성이 향상 된 결과를 보였다.

• 한국안광학회지
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• 제7권2호
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• pp.163-167
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• 2002

$Ni(OH)_2/Ni$ Glass 박막에서 전기변색 속도 개선에 대한 연구를 수행하였다. 이는 선글라스의 변색속도가 수분 이상 소요되는 단점을 해결하고자 e-beam evaporator를 이용하여 니켈 금속 박막을 증착시킨 후, 전기화학적 산화-환원 반응으로 $Ni(OH)_2$에 대한 전기변색 특성을 연구하였다. 전기전도성을 갖는 ITO 에서보다 Glass 위에서의 $Ni(OH)_2$의 변색 속도가 오히려 빠르다. 이는 전위와 투과율을 측정함으로서 알 수 있다. XPS를 이용하여 Glass와 $Ni(OH)_2$ 사이의 초박막(${\sim}10{\AA}$) Ni 금속의 존재를 확인하였고, 이 나노 박막은 전기변색 장치의 응답 속도에 영향을 마쳤다. 기존의 선글라스가 5분 정도 소요되는 반면 니켈 나노 박막을 이용한 변색소자에서는 1~2초 정도 소요된다. 이론적으로는 수 ms 이내이지만 전기적 저항으로 인해 초 단위의 응답속도를 보이고 있다.