고속동작 전기변색 소자 기술 ETRI Technology Marketing Strategy IT R&D Global Leader 고속동작 전기변색 소자 기술 ETRI Technology Marketing Strategy 조성목 (smcho@etri.re.kr) 반사형표시소자연구실 ETRI OOO연구소(단, 본부)명 부품소재연구부문

목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 목 차 ---------------------------------------------- 1. 기술의 개요 2. 기술이전 내용 및 범위 3. 경쟁기술과 비교 4. 기술의 사업성 - 활용분야 및 기대효과 5. 국내외 시장 동향 융합부품소재연구부문

1. 기술의 개요 전기변색 기술 전기변색 물질 : 전기장의 인가에 의해 H+ 또는 Li+ 등의 이온이 주입(환원)되거나 이탈(산화)되어 색상 및 투과도가 변화하는 특성을 가지는 재료 Viologen, WO3, NiO, IrO2, V2O5 등 응용분야 : 반사형 디스플레이, 자동차용 전기변색 거울(ECM), 스마트 윈도우 등 융합부품소재연구부문

1. 기술의 개요 전기변색 소자 - + Li+를 받아 환원됨 (착색) Li+를 내주고 산화됨 (착색) 기판 (Glass) 투명 전극 환원 변색 물질 산화 변색 물질 or 이온 저장층 Electrolyte Voltage Source - Li+를 받아 환원됨 (착색) Li+ Li+를 내주고 산화됨 (착색) + ♣ 반대 방향의 전압 인가에는 산화/환원이 바뀌고 투명해짐. ♣ 변색 물질 내부에서 이온의 확산이 필요  고속동작이 어려움. 융합부품소재연구부문

1. 기술의 개요 고속동작 전기변색 소자 M. Grätzel, Nature 409, p575 (2001) TiO2 nanostructure 표면에 Viologen(VB)을 고정화 (Cathode) 변색 분자의 확산이 필요없는 전기변색 물질층 (3D 다공체 & monolayered VB) 전해질 이온의 매우 짧은 확산 거리 초고속 동작이 가능 융합부품소재연구부문

1. 기술의 개요 고속동작 전기변색 소자 - + + - Glass TCO V Li+ e- -V Darkening Li+ e- Viologen-anchored TiO2 Sb-Doped SnO2 Li+-based Electrolyte TCO V Viologen-anchored TiO2 Sb-Doped SnO2 Li+ e- -V - + Darkening Oxidation Reduction Viologen-anchored TiO2 Sb-Doped SnO2 Li+ e- V - + Bleaching Reduction Oxidation 융합부품소재연구부문

2. 기술이전 내용 및 범위 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황 기술이전의 내용 - Cathode (Viologen-anchored TiO2) 공정기술 - Anode (Sb-doped SnO2) 공정 기술 - 고속동작 전기변색 소자 제작 및 특성 평가 기술 범위 - 관련 기술문서 제공 - 전기변색 소자 공정 및 평가 기술 지도 기술 개발 현황 기술성숙도 (TRL : Technology Readiness Level) 단계 : 3단계 개발된 기술 - Cathode (Viologen-anchored TiO2) 공정기술 최적화 - Anode (Sb-doped SnO2) 공정 기술 최적화 융합부품소재연구부문

Viologen-anchored TiO2 나노구조체 2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황 투명전극 하부기판 (Glass) Sb-doped SnO2 나노구조체 전해질 (Li+ 이온) Viologen-anchored TiO2 나노구조체 상부 기판 (Glass) [제작된 소자의 투과도 변화 특성] 투명상태 투과도 : 68% (@ 550nm) 착색상태 투과도 : 12% (@ 550nm) 투과도 변화폭 : 56% 투명 전이 시간 (90%) : 85 msec 착색 전이 시간 (90%) : 45 msec [ 소자 구조 ] 융합부품소재연구부문

2. 기술이전 내용 및 범위 기술 개발 현황 기술성숙도(TRL : Technology Readiness Level) 단계 : ( 3 )단계 융합부품소재연구부문

기존 액상기반 전기변색 소자 (viologen) 3. 경쟁기술과 비교 기술의 특징 고속동작 전기변색 소자 고속동작 전기변색소자 기존 액상기반 전기변색 소자 (viologen) 전기변색 물질 TiO2 나노구조체에 고정화된 viologen Viologen (액상 상태) 변색속도 매우 빠름 (< 200msec) 느림 (5~6 sec) 융합부품소재연구부문

4. 기술의 사업성 예상 응용 제품 사업성 광 셔터, 반사형 디스플레이 반사형 디스플레이에 적용이 가능함. : 2013년 반사형 디스플레이 시장 규모는 13.28억불 수준이며, 2022년에는 85.9억불 규모로 성장할 것으로 예상됨. (Source : IDTechEx) 반사형 디스플레이의 시장확대에 있어서 가장 큰 걸림돌은 디스플레이의 화질임. : 낮은 반사율로 인해 화면이 전체적으로 어두움.  전기변색 물질을 이용한 고반사율 디스플레이가 개발될 경우 전체적인 반사형 디스플레이 시장 규모가 크게 확대될 것으로 기대됨. 융합부품소재연구부문

4. 기술의 사업성 기술이전 업체 조건 사업화시 제약 조건 후속 상용화 공동 연구가 가능한 기업 칼라 구현 물질에 대한 추가 개발이 필요 대면적 어레이화 공정 개발이 필요  칼라 구현 및 대면적 어레이화 공정 개발을 위한 공동 연구 진행 융합부품소재연구부문

4. 기술의 사업성 SWOT 분석 Strength Weakness - 고속동작이 가능 - 칼라 물질 개발 필요 - 구동 모듈 기술 및 신뢰성 확보 필요 Opportunities Threat - 전기변색 디스플레이의 경우 투명  착색 전이가 가능하므로, RGB 단위 색상층들을 면적 분할 없이 적층으로 구성하여 디스플레이 구현이 가능함.  높은 반사율의 고화질 반사형 디스플레이 구현 가능 - 자발광형 디스플레이가 시장을 주도하고 있음  화질이 우수한 (높은 반사율 및 색재현율)의 반사형 디스플레이가 요구됨. 융합부품소재연구부문

5. 국내외 시장 동향 세계 시장 동향 반사형 디스플레이 시장 동향 야외 시인성, 전력 소모 문제, 사용자의 눈 피로 문제 등으로 인해 반사형 디스플레이에 대한 요구가 꾸준히 증가하고 있음. 2013년 반사형 디스플레이 시장 규모는 13.28억불 수준이며, 2022년에는 85.9억불 규모로 성장할 것으로 예상됨. 고 반사율의 우수한 화질의 반사형 디스플레이가 개발될 경우 시장 확대 규모는 예측치보다 훨씬 클 것으로 기대됨. 융합부품소재연구부문

감사합니다. www.etri.re.kr ♣ 연락처 : 융합부품소재연구부문(본부), 조성목 책·연 (042-860-6237, smcho@etri.re.kr) ETRI OOO연구소(단, 본부)명