전기 변색 박막 코팅을 위한 최적화된 퍼콜레이션의 에이징 조건

최동수; 김성희; 김재화

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최동수 (동아대학교) 김성희 (강릉원주대학교 물리학과) 김재화 (강릉원주대학교)

저널정보: 대한시과학회 대한시과학회지 대한시과학회지 제20권 제2호

발행연도: 2018.1

수록면: 109 - 118 (10page)

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목적:스마트 안경은 안경과 웨어러블 전자기기의 효과적인 융합을 잘 보여주는 어플리케이션이다. 스마트 안경의 더 발전한 형태로, 전압에 의해 능동적으로 변색되는 안경의 제조도 가능할 것으로 기대된다. 따라서, 졸-겔 법에 의한 전기 변색 박막의 제조 과정에서 퍼콜레이션(percolation) 이론을 도입하여, 최적의 aging 조건을 찾아 전기 변색 코팅 박막 제조의 토대가 되고자 한다. 방법:졸-겔 법을 이용하여 육 염화 텅스텐과 에탄올을 혼합하여 전기 변색 용액을 제조하였다. Aging에 따른 용액의 특성을 분석하고, ITO glass위에 전기 변색 박막을 코팅한 후, 리튬이온 기반 전해질을 이용하여 전기 변색 특성을 확인하였다. 결과:졸-겔법으로 제조된 전기 변색 용액은 aging에 따라 텅스텐과 산소의 결합이 달라지며, 이것을 적외선 분광법으로 분석하였다. WO3/ITO glass의 가시광선 전 영역의 광 투과도(시감 투과도)를 측정한 결과, aging에 따라 변색효율의 차이를 보였다. 또한, percolation이 충분히 진행되기 전 샘플의 경우, 광 투과도가 착색 시 43.0 %, 탈색 시 63.6 %로 1.10의 가장 높은 광밀도를 보였다. 또한, aging이 충분히 진행된 후의 샘플은 착색 시 광 차단 효과가 좋은 결과값을 보였다. 결론:졸-겔 법에 의해 제조된 변색 용액으로 전기 변색 유리를 제작하였을 때, 용액의 aging에 따라 광학적 특성이 달라짐을 확인하였다. 긴 시간 aging하는 경우, 변색 효율을 가늠하는 광밀도가 감소하였다. 따라서, 변색효율이 좋은 렌즈가 필요한 경우, percolation 임계 점 이하의 aging 시간이 짧은 용액을 사용하는 것이 좋으며, 진한 착색이 필요한 광학 샘플이 필요한 경우는 긴 시간 에이징한 용액으로 코팅막을 제조하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 이러한 코팅 박막에 대한 기초 조건의 연구가 향후 스마트 안경 등의 제작 시 참고가 될 것으로 기대된다.

Purpose: Smart glasses are the effective application of wearable electronic devices and glasses. It can be expected that the manufacture of chromic glasses actively performed by the applied voltage will be possible. Therefore, we have studied the percolation threshold affected the electrochromic property in sol-gel fabrication method to optimize aging condition for the fabrication electrochromic coating. Methods: Electrochromic solution was synthesized using tungsten hexachloride and ethanol in sol-gel process. The solution samples were analyzed based on the aging. And electrochromic properties were tested, when the ITO glass substrates were coated with electrochromic coating, using a lithium ion base electrolyte. Results: The electrochromic solution samples synthesized by the sol-gel method have different bindings of tungsten and oxygen according to aging. This samples were analyzed by infrared spectroscopy. As a result of measuring the optical transmittance (luminous transmittance) of the whole visible light region of WO3/ITO glass, the aging affected the chromic efficiency. In addition, the sample that is not percolated has the optical transmittance of 43.0 % at the colored state and 63.6% at the bleached state, with the highest optical density of 1.10 among samples. The sample that is aged for a long time turned out to be the darkest in the colored state. Conclusions: The electrochromic thin films, prepared by the sol-gel method, were investigated their optical properties according to aging. In the case of aging for a long time, the optical density was decreased. Therefore, when a lens with good chromic efficiency is required, it is preferable to use a solution having a shorter aging time than the percolation threshold. If an optical sample requires dark coloring, it is better to use a long-aged solution. We expect the study of basic conditions for these thin film coatings to serve as a reference for the fabricating electrochromic smart glasses in the future.

#Electrochromic #Smart glass #Percolation #Sol-gel process #Spin coating

참고문헌 (24)

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Granqvist CG / 2009 / Progress in Chromogenics: New Results for Electrochromic and Thermochromic Material and Devices / Solar Energy Mater Solar Cells 93(12):2032~2039

Edlich R / 2004 / Use of UV-protective Windows and Window Films to aid in the Prevention of Skin Cancer / J. Long Term Eff Med Implants 14(5):415~430

Ryu SJ / 2008 / Electrochromic Materials and Devices / News Information Chem Engineers 26(5):519~526

Granqvist CG / 2002 / Handbook of Inorganic Electrochromic Materials / Elsevier :1~13

이철우 / 2016 / Spiropyran을 이용한 광 변색 콘택트렌즈의 제조 / 대한시과학회지 18(2):157~166

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