KR101368564B1 - Electrochromic device with graphene transparent electrode - Google Patents

Electrochromic device with graphene transparent electrode Download PDF

Info

Publication number
KR101368564B1
KR101368564B1 KR1020120046589A KR20120046589A KR101368564B1 KR 101368564 B1 KR101368564 B1 KR 101368564B1 KR 1020120046589 A KR1020120046589 A KR 1020120046589A KR 20120046589 A KR20120046589 A KR 20120046589A KR 101368564 B1 KR101368564 B1 KR 101368564B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
graphene
electrochromic device
nanowires
layer formed
Prior art date
Application number
KR1020120046589A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130123269A (en
Inventor
서정철
윤기석
전선우
Original Assignee
주식회사 삼천리
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 삼천리 filed Critical 주식회사 삼천리
Priority to KR1020120046589A priority Critical patent/KR101368564B1/en
Publication of KR20130123269A publication Critical patent/KR20130123269A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101368564B1 publication Critical patent/KR101368564B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/153—Constructional details
    • G02F1/155—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/1506—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect caused by electrodeposition, e.g. electrolytic deposition of an inorganic material on or close to an electrode
    • G02F1/1508—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect caused by electrodeposition, e.g. electrolytic deposition of an inorganic material on or close to an electrode using a solid electrolyte
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/36—Micro- or nanomaterials

Abstract

본 발명은, 전기변색소자의 전극으로서 그래핀 단독, 전도성 폴리머와 그래핀의 복합체 또는 그래핀 나노 와이어 복합체를 사용한 것으로, 종래의 ITO전극이 가지고 있던 부족한 유연성 및 고비용의 문제점을 해결하고, 전극의 전도도를 개선하였으며 균일도를 향상시키고 응답속도를 개선한 전기변색소자를 제공하는 것이다. The present invention uses graphene alone, a composite of a conductive polymer and graphene, or a graphene nanowire composite as an electrode of an electrochromic device, and solves problems of insufficient flexibility and high cost of conventional ITO electrodes, It is to provide an electrochromic device with improved conductivity, improved uniformity and improved response speed.

Description

그래핀 투명 전극을 포함하는 전기변색소자{Electrochromic device with graphene transparent electrode}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrochromic device comprising graphene transparent electrode,

본 발명은 전기변색소자의 전극으로서, 그래핀, 그래핀 나노 복합구조체 또는 전도성 폴리머 복합구조를 사용한 전기변색소자 및 이의 제조방법에 대한 것이다.The present invention relates to an electrochromic device using a graphene, a graphene nanocomposite structure, or a conductive polymer composite structure as an electrode of an electrochromic device, and a method of manufacturing the same.

전기변색소자란, 전압을 인가할 때 전하의 이동에 따른 산화 환원반응에 의해서 변색이 일어나는 현상을 이용한 것으로, 외부 광원이 필요 없이 반사율이 우수하고, 유연성과 휴대성이 뛰어나며, 경량화가 가능하여 각종 평판 디스플레이에 많은 활용이 예상되고 있다. 일례로, Smart window, smart sunroof, filter, rear-view mirror와 display에 전기변색 원리를 이용한 제품들이 최근에 선보이고 있다.The electrochromic device is a device that uses a phenomenon in which a color change occurs due to a redox reaction due to the transfer of electric charge when a voltage is applied. The device is excellent in reflectance without requiring an external light source, excellent in flexibility and portability, Many applications are expected for flat panel displays. For example, products using the electrochromic principle in smart windows, smart sunroof, filters, rear-view mirrors and displays have recently been introduced.

이러한 전기변색소자의 전극재료로는 지금까지 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 사용되어 왔다. 그러나 ITO 전극은 유리기판에 적합한 공정조건에서 제조되고 플라스틱 기판에 스퍼터링(sputtering)하였을 경우에는 전극층의 유연성이 부족하다는 단점이 있다. 또한 ITO 전극은 제조비용이 많이 들며, ITO를 구성하는 인듐(In)은 중국이 과점하고 있고 공급량도 충분하지 않기 때문에 가격상승요인을 내포하고 있다. 이러한 이유로, 일본은 ITO 투명전극을 대체하기 위한 기술개발을 국가 프로젝트로 시행하고 있는 실정이다. ITO (Indium Tin Oxide) has been mainly used as an electrode material of such an electrochromic device. However, when the ITO electrode is manufactured under a process condition suitable for a glass substrate and sputtered on a plastic substrate, there is a disadvantage in that the flexibility of the electrode layer is insufficient. In addition, ITO electrodes are expensive to manufacture, and indium (In) constituting ITO has a price increase factor because China is oligopolistic and supplies are insufficient. For this reason, Japan is conducting technology development as a national project to replace ITO transparent electrodes.

ITO 투명전극을 대체할 수단으로, 그래핀을 이용한 투명전극이 개발되고 있다. 이에 대하여, 대한민국 공개특허 제10-2010-0091664호는 그래핀을 이용한 전기변색 소자 및 그 제조 방법에 대해 개시하고 있다. 상기특허는 그래핀을 단독으로 전극으로 사용하지 않고, ITO 등으로 이루어진 전극위에 그래핀층을 형성하였다. 이는 여전히 ITO를 사용하기 때문에, 상기 언급한 문제점에서 자유롭지 못하다. 또한 현재 그래핀을 기반으로 하는 전극 소자는, 그래핀의 효율적합 합성이나 전사가 어렵고, 전기전도성이 낮아 실제 생산에 요구되는 품질을 확보하지 못하고 있는 문제점이 있다. As a means of replacing ITO transparent electrodes, transparent electrodes using graphene have been developed. On the other hand, Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0091664 discloses an electrochromic device using graphene and a manufacturing method thereof. The patent does not use graphene alone as an electrode, but forms a graphene layer on an electrode made of ITO or the like. Since it still uses ITO, it is not free from the above mentioned problems. In addition, the current electrode element based on graphene, there is a problem that the efficient synthesis and transfer of graphene is difficult, and the electrical conductivity is low to ensure the quality required for the actual production.

이에 본 발명은, 그래핀을 단독으로 사용, 그래핀을 전도성 폴리머와 함께 사용, 또는 그래핀 나노 복합 구조체를 형성하는 방법으로 그래핀의 전도도를 향상시킴으로서, 그래핀 투명전극을 이용한 전기변색소자를 제공하는 것을 목적으로 하였다.Accordingly, the present invention, by using graphene alone, by using graphene with a conductive polymer, or by improving the conductivity of graphene by forming a graphene nanocomposite structure, an electrochromic device using a graphene transparent electrode It aimed at providing.

본 발명은, 기판위에 그래핀 투명전극을 형성하고, 그래핀 투명전극 위에 전기변색물질층을 형성한 전기변색소자를 제공하는 것이다. The present invention provides an electrochromic device in which a graphene transparent electrode is formed on a substrate and an electrochromic material layer is formed on the graphene transparent electrode.

또한 본 발명은, 그래핀 투명전극을 전도성 폴리머와 함께 사용하여 전극의 전도도를 개선하고 균일도를 향상시켰으며 응답속도를 개선한 전기변색소자를 제공하는 것이다. In addition, the present invention is to provide an electrochromic device using a graphene transparent electrode with a conductive polymer to improve the conductivity of the electrode, to improve the uniformity, and to improve the response speed.

또한 본 발명은, 그래핀 나노구조 복합체를 사용하여 전극의 전도도를 개선하고 균일도를 향상시켰으며 응답속도를 개선한 전기변색소자를 제공하는 것이다.
In another aspect, the present invention is to provide an electrochromic device using a graphene nanostructure composite to improve the conductivity of the electrode, improve the uniformity and improve the response speed.

본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자는, 제1 기판, 상기 제1 기판 상부에 형성되고, 적어도 1층 이상을 구비하는 그래핀 층, 상기 그래핀 층의 상부에 형성되는 전기변색물질 층, 제2 기판, 상기 제2 기판 상부에 형성되고, 적어도 1층 이상을 구비하는 그래핀 층, 상기 그래핀 층의 상부에 형성되는 니켈 산화물 층 및 상기 전기변색물질 층과 상기 니켈 산화물 층 사이에 게재된 전해질 층을 포함한다.Electrochromic device according to an embodiment of the present invention, the first substrate, the graphene layer formed on the first substrate, at least one layer or more, the electrochromic material layer formed on the graphene layer And a second substrate, a graphene layer formed on the second substrate and having at least one layer, a nickel oxide layer formed on the graphene layer, and between the electrochromic material layer and the nickel oxide layer. The electrolyte layer disclosed.

상기 전기변색물질은 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO) 또는 텅스텐옥사이드(WO3)를 사용할 수 있다.The electrochromic material may be titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO) or tungsten oxide (WO 3 ).

또한, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 유리 혹은 플라스틱 기판일 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판이다.In addition, the first substrate and the second substrate may be a glass or plastic substrate, preferably a polyethylene terephthalate substrate.

또한, 상기 전해질 층은 LiPF6 또는 LiClO4를 사용할 수 있다.
In addition, the electrolyte layer may use LiPF 6 or LiClO 4 .

다른 하나의 양태로서 본 발명은, 상기 그래핀 층의 적어도 일면에 유기계 도펀트로 도핑된 폴리머층을 포함한다. In another aspect, the present invention includes a polymer layer doped with an organic dopant on at least one surface of the graphene layer.

이 때, 상기 유기계 도펀트는 하기 화학식 1로 표현되는 이온성 액체이다. At this time, the organic dopant is an ionic liquid represented by the following formula (1).

[화학식1][Chemical Formula 1]

Figure 112012035228704-pat00001
Figure 112012035228704-pat00001

(상기 식에서, R1 및 R2는 각각 수소 또는 C1~C16 알킬이고, X-는 이온성 액체의 음이온을 나타낸다)Wherein R 1 and R 2 are each hydrogen or C 1 to C 16 Alkyl, X − represents the anion of the ionic liquid)

또한, 상기 이온성 액체의 음이온은 Br-, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, ClO4 -, NO3 -, AlCl4 -, AsF6 -, SbF6 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, C2H6SO3 -, CH3SO4 -, C2H5SO4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, (CF3CF2SO2)2N-, C4F9SO3 -, C3F7C00- 및 (CF3SO2)(CF3CO)N-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.Further, the anion of the ionic liquid is Br -, Cl -, I - , BF 4 -, PF 6 -, ClO 4 -, NO 3 -, AlCl 4 -, AsF 6 -, SbF 6 -, CH 3 COO - , CF 3 COO -, CH 3 SO 3 -, C 2 H 6 SO 3 -, CH 3 SO 4 -, C 2 H 5 SO 4 -, CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3 SO 2) 3 C -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, C 4 F 9 SO 3 -, C 3 F 7 C00 - and (CF 3 SO 2) (CF 3 CO) N - It may be any one selected from the group consisting of.

또한, 상기 폴리머층의 폴리머는 폴리비닐알콜, 폴리메틸메타릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 이의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
In addition, the polymer of the polymer layer may be any one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride and copolymers thereof.

다른 하나의 양태로서 본 발명은, 상기 그래핀 층의 상부 또는 하부에 금속 나노와이어가 위치하는 것을 특징으로 한다. In another embodiment, the present invention is characterized in that the metal nanowires are located above or below the graphene layer.

이때, 상기 금속 나노 와이어는 금속, 금속 합금, 도금된 금속 또는 금속 산화물일 수 있다. In this case, the metal nanowire may be a metal, a metal alloy, a plated metal or a metal oxide.

또한, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노와이어, 금 나노와이어, 구리 나노와이어, 니켈 나노와이어, 금 도금된 은 나노와이어, 백금 나노와이어 및 팔라듐 나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
In addition, the metal nanowires may include any one or more selected from the group consisting of silver nanowires, gold nanowires, copper nanowires, nickel nanowires, gold plated silver nanowires, platinum nanowires, and palladium nanowires. have.

본 발명에 따른 전기변색소자의 그래핀 전극은, 그래핀 전극을 단독 사용하거나, 전도성 폴리머와 함께 사용 또는 나노 와이어와 함께 그래핀 나노 구조 복합체로 사용하여, 기존 그래핀 전극이 가지고 있던 낮은 전기전도도 문제를 해결하였고, 균일성을 확보하며 내화학성을 증가시킨다.
The graphene electrode of the electrochromic device according to the present invention, using a graphene electrode alone, or using a conductive polymer or a nano-wire composite as a graphene nano-structure composite, low electrical conductivity that the existing graphene electrode had Solve the problem, ensure uniformity and increase chemical resistance.

도 1은 기판, 그래핀층, 전기변색물질층, 전해질층으로 이루어진 전기변색소자의 단면도이다.
도 2는, 도핑된 폴리머 층이 (a) 기판과 그래핀층 사이에 형성, (b) 그래핀 층 상부에 형성, (c) 기판 및 그래핀층 사이와 그래핀 상부 모두에 형성된 전기변색 소자의 단면도이다.
도 3은, 금속 나노 와이어가 (a) 그래핀 층 상부에 형성, (b) 기판과 그래핀층 사이에 형성, (c) 기판 및 그래핀층 사이와 그래핀 상부 모두에 형성된 전기변색 소자의 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of an electrochromic device including a substrate, a graphene layer, an electrochromic material layer, and an electrolyte layer.
2 is a cross-sectional view of an electrochromic device in which a doped polymer layer is formed between (a) a substrate and a graphene layer, (b) formed on top of a graphene layer, and (c) between a substrate and graphene layer and on top of graphene. to be.
3 is a cross-sectional view of an electrochromic device in which metal nanowires are formed on (a) a graphene layer, (b) between a substrate and a graphene layer, (c) between a substrate and a graphene layer and on top of graphene. .

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided to further understand the present invention, and the present invention is not limited by the examples.

먼저 도 1을 참고하여 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 전기변색 소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.First, an electrochromic device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an electrochromic device according to an embodiment of the present invention.

제1 기판(1)은 투명성, 유연성, 연신가능성 또는 이들의 조합 특성을 가질 수 있으며 플라스틱, 유리 등으로 만들어 질 수 있다. 기판(1)은 올레핀기, 에스터기, 에테르기, 아크릴레이트기, 카보네이트기, 셀룰로오즈기, 스티렌기, 아마이드기, 이미드기 및 술폰기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 고분자로 제조될 수 있다. 상기 고분자는 PMMA(Poly methyl methacrylate), PET(Polyethyleneterephthalate), PEN(polyethylenenaphthalate), PES(polyethersulfoen), PC(polycarbonate) 또는 PI(polyimide)일 수 있다.The first substrate 1 may have transparency, flexibility, stretchability, or a combination thereof, and may be made of plastic, glass, or the like. The substrate 1 may be made of a polymer including at least one selected from the group consisting of an olefin group, an ester group, an ether group, an acrylate group, a carbonate group, a cellulose group, a styrene group, an amide group, an imide group, and a sulfone group have. The polymer may be PMMA (poly methyl methacrylate), PET (polyethyleneterephthalate), PEN (polyethylenenaphthalate), PES (polyethersulfone), PC (polycarbonate) or PI (polyimide).

제1 기판(1) 위에 그래핀 층(2)이 형성되어 있다. 상기 그래핀 층은 투명하며 전극 역할을 하고, 전극은 전기변색소자의 응답속도, 메모리특성과 밀접한 관련이 있다. The graphene layer 2 is formed on the first substrate 1. The graphene layer is transparent and serves as an electrode, and the electrode is closely related to the response speed and memory characteristics of the electrochromic device.

그래핀 층(2)은 복수개의 탄소원자들이 서로 공유결합으로 연결되어 폴리시클릭 방향족 분자를 형성하는 그래핀이 층 또는 시트 형태를 형성한 것이다.The graphene layer 2 is formed by forming a layer or a sheet of graphene in which a plurality of carbon atoms are covalently linked to each other to form polycyclic aromatic molecules.

상기 공유결합으로 연결된 탄소원자들은 기본 반복단위로서 6원환을 형성하나, 이에 한정되지 않고 5원환, 7원환 등으로 형성되는 것도 가능하다. The carbon atoms linked by the covalent bond may form a 6-membered ring as a basic repeating unit, but are not limited thereto and may be formed of a 5-membered ring, a 7-membered ring, or the like.

이때 그래핀은 단일층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 복수층으로 형성되는 것도 가능하다. 예를 들면, 그래핀 층은 50층 이하로 형성되는 것이 가능하다. At this time, the graphene may be formed of a single layer, but it is not limited thereto, and it may be formed of a plurality of layers. For example, the graphene layer can be formed to have 50 layers or less.

상기 그래핀층을 형성하기 위하여, 우선 제1 기재 상에 그래핀을 성장시켜 그래핀층(2)을 형성시킨다. 상기 제1 기재는 상기 그래핀을 성장시키기 위한 시드층 역할을 수행하는 것으로, 특정 재료로 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 제1 기재는 실리콘, Ni, Co, Fe,Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, 황동, 청동,백동, 스테인리스 스틸 및 Ge로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 금속 또는 합금을 포함할 수 있다.In order to form the graphene layer, first, graphene is grown on the first substrate to form the graphene layer 2. The first substrate serves as a seed layer for growing the graphene, and is not limited to a specific material. For example, the first substrate may be silicon, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, brass And one or more metals or alloys selected from the group consisting of, bronze, copper, stainless steel and Ge.

또한, 상기 제1 기재는 상기 그래핀의 성장을 용이하게 하기 위해 촉매층을 포함할 수 있다. 상기 촉매층은 특정 재료로 한정되지 않으며, 상기 제1 기재와 동일 또는 상이한 재료에 의해 형성될 수 있다. 한편, 상기 촉매층의 두께 역시 제한되지 않으며, 박막 또는 후막일 수 있다.In addition, the first substrate may include a catalyst layer to facilitate the growth of the graphene. The catalyst layer is not limited to a specific material, and may be formed of the same or different material as the first base material. On the other hand, the thickness of the catalyst layer is also not limited, and may be a thin film or a thick film.

한편, 상기 제1 기재에 상기 그래핀을 성장시키는 방법으로 통상의 화학기상증착법이 이용될 수 있다. 상기 화학기상증착법의 예로는 고온화학기상증착(RTCVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD), 저압 화학기상증착(LPCVD), 상압화학기상증착(APCVD), 금속 유기화학기상증착(MOCVD) 또는 화학기상증착(PECVD)등이 있을 수 있다.On the other hand, a conventional chemical vapor deposition method can be used as a method of growing the graphene on the first substrate. Examples of chemical vapor deposition include high temperature chemical vapor deposition (RTCVD), inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), and metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). ) Or chemical vapor deposition (PECVD).

예를 들면, 상기 제1 기재에 그래핀층(2)을 형성하기 위하여, 상기 제1 기재를 로(furnace)에 넣고, 탄소 소스를 포함하는 반응가스를 공급하고 상압에서 열처리 함(300 내지 2000℃)으로써 그래핀을 성장시킬 수 있다.For example, in order to form the graphene layer 2 on the first substrate, the first substrate is placed in a furnace, and a reaction gas containing a carbon source is supplied and heat-treated at a normal pressure (300 to 2000 ° C ) To grow graphene.

상기 탄소 소스의 예로는 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등이 있을 수 있다.Examples of the carbon source may be carbon monoxide, carbon dioxide, methane, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene, toluene and the like.

그래핀층을 전사시키는 방법은 직접 전사 방법 또는 간접 전사 방법 모두 사용가능하며, 공지의 롤투롤(Roll to Roll) 공정을 이용하는것이 가능하다. The method of transferring the graphene layer may be used as a direct transfer method or an indirect transfer method, and it is possible to use a known roll to roll process.

구체적으로, 그래핀층(2)이 형성된 상기 제1 기재를 기판(1)과 함께 서로 마주보는 복수 개의 롤러부를 통과시킴으로써 라미네이팅하고, 다시 별도의 롤러부(예를 들면, 전사롤러)를 통과시켜 상기 제1 기재를 에칭법을 이용하여 제거함과 동시에 그래핀층(2)을 기판(1)에 전사시킬 수 있다. 여기에서 상기 에칭법은 상기 제1 기재를 선택적으로 에칭시킬 수 있는 에칭용액을 사용하는 것을 의미하며, 상기 제1 기재의 종류에 따라 대응하여 선택될 수 있다.Specifically, the first substrate on which the graphene layer 2 is formed is laminated by passing a plurality of roller parts facing each other together with the substrate 1, and then passed through a separate roller part (for example, a transfer roller). While removing the first substrate by the etching method, the graphene layer 2 can be transferred to the substrate 1. Here, the above-mentioned etching method means using an etching solution capable of selectively etching the first base material, and can be selected corresponding to the type of the first base material.

즉, 상기 제1 기재-그래핀층(2)-기판(1)을 전사 롤러에 통과시키되 통과 도중에 상기 제1 기재만을 에칭시키는 에칭 용액을 거치도로 구성함으로써, 상기 제1 기재는 상기 에칭 용액에 의해 제거되고 동시에 그래핀층(2)이 기판(1) 상에 전사되는 것이 가능하다.That is, by passing the first substrate-graphene layer (2) -substrate (1) through a transfer roller but through an etching solution for etching only the first substrate during the passage, the first substrate is formed by the etching solution. It is possible to remove and at the same time the graphene layer 2 is transferred onto the substrate 1.

상기 각각의 그래핀 층위에 전기변색물질로서 각각 WO3(3) 및 NiO(6) 박막을 증착한다. 이때 박막을 형성하기 위해 스퍼터링 방식을 사용할 수 있다. 이 때 바람직한 Working pressure는 0.7Pa, 산소분압은 0%~10% 이다. 좀더 바람직하게는, WO3 증착시 산소 분압은 2~3%, NiO 증착시 산소분압은 10%이 가장 좋은 변색 효율을 나타낸다. On the respective graphene layers are deposited WO 3 (3) and NiO (6) thin films as electrochromic materials, respectively. In this case, a sputtering method may be used to form a thin film. At this time, the preferred working pressure is 0.7 Pa, the oxygen partial pressure is 0% ~ 10%. More preferably, WO 3 The oxygen partial pressure is 2 ~ 3% during deposition and the oxygen partial pressure is 10% when NiO is deposited.

제1 전극과 제2 전극 사이에는 전해질 층(7)이 게재되어 있다. 상기 전해질 층(7)은 리튬염, 포타슘염, 소듐염, 암모늄염 등의 전해질 염이 수성 용매 혹은 비수성 유기용매에 용해된 용액으로 구성될 수 있다. 이들 염은 하나 이상이 혼합되어 사용될 수도 있다. 바람직하게는 상기 염은 리튬염인 것을 특징으로 한다. 상기 비수성 용매로는 카보네이트, 알코올, 에테르 등이 사용될 수 있다. 상기 비수성 용매의 구체적인 예로는 메틸렌 카보네이트, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, γ-부티로락톤, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 이미다졸륨계 용융염 등의 이온성 유기용매 등이 있다.
The electrolyte layer 7 is interposed between the first electrode and the second electrode. The electrolyte layer 7 may be composed of a solution in which electrolyte salts such as lithium salts, potassium salts, sodium salts, and ammonium salts are dissolved in an aqueous solvent or a non-aqueous organic solvent. One or more of these salts may be used in combination. Preferably the salt is characterized in that the lithium salt. As the non-aqueous solvent, carbonate, alcohol, ether, etc. may be used. Specific examples of the non-aqueous solvent include ionic organic solvents such as methylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, ethylmethyl carbonate, γ-butyrolactone, ethylene glycol, polyethylene glycol, and imidazolium-based molten salt.

본 발명의 다른 하나의 양태로서, 전기전도도를 개선하고, 그래핀 층을 보호하기 위해 도핑 폴리머 층(8)이 포함된 전기변색소자를 제공한다. 도핑 폴리머층은 그래핀층의 적어도 일면에 형성될 수 있으며, 유기계 도펀트를 포함할 수 있다. 이때, 도핑 폴리머 층은 기판과 그래핀층 사이에 형성되거나(도2.a), 그래핀 층이 전사된 기판 상부에 형성되거나(도2.b). 기판 및 그래핀층 사이와 그래핀 상부 모두에 형성될 수 있다.In another aspect of the present invention, an electrochromic device including a doped polymer layer 8 is provided to improve electrical conductivity and protect a graphene layer. The doped polymer layer may be formed on at least one surface of the graphene layer, and may include an organic dopant. At this time, the doped polymer layer is formed between the substrate and the graphene layer (Fig. 2a), or the graphene layer is formed on the transfer substrate (Fig. 2.b). It may be formed between both the substrate and the graphene layer and the upper graphene.

이때 도핑 폴리머층을 형성시키기 위하여, 스핀코팅, 딥코팅, 스프레이 코팅 등 통상의 코팅 방법을 이용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 이온성 액체 및 고분자를 포함하는 도핑 폴리머를 적절한 유기용매에 용해시킨 다음, 스핀코팅법을 이용하여 기판에 도포하고 건조시킴으로써 도핑 폴리머층을 형성할 수 있다.At this time, in order to form the doped polymer layer, it is possible to use a conventional coating method such as spin coating, dip coating, spray coating. For example, the doped polymer layer may be formed by dissolving a dope polymer comprising an ionic liquid and a polymer in a suitable organic solvent, and then applying and drying the substrate by spin coating.

도핑 폴리머층의 폴리머는, 폴리비닐알콜, 폴리메틸메타릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 이의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The polymer of the dope polymer layer may be any one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride and copolymers thereof.

도핑 폴리머층의 상기 유기계 도펀트는 이온성 액체이고, 상기 이온성 액체는 상온에서 이온들의 결합으로 구성되었음에도 액체 상태로 존재하는 물성을 지닌 물질을 의미한다. 이러한 상기 이온성 액체는 이온만으로 구성된 액체상태의 염으로 정의되며, 양이온 및 음이온의 조합에 따라 다양한 물리적, 화학적 특성을 갖는다The organic dopant of the doped polymer layer is an ionic liquid, and the ionic liquid refers to a material having physical properties in a liquid state even though it is composed of a combination of ions at room temperature. The ionic liquid is defined as a liquid salt composed of only ions, and has various physical and chemical properties depending on the combination of cations and anions.

또한, 상기 이온성 액체는 화학적 및 열적으로 안정하고, 극성 및 이온전도도가 높은 특징이 있으며 그래핀과의 상호작용을 통하여 그래핀의 전자상태를 조절할 수 있는 도펀트로 기능할 수 있다.In addition, the ionic liquid is chemically and thermally stable, has high polarity and ionic conductivity, and may function as a dopant for controlling the electronic state of graphene through interaction with graphene.

상기 이온성 액체는 하기 화학식 1을 포함할 수 있다.The ionic liquid may include the following Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112012035228704-pat00002
.
Figure 112012035228704-pat00002
.

상기 화학식 1의 R1 및 R2는 각각 수소 또는 C1 -16 알킬이고, X-는 이온성 액체의 음이온을 나타낸다. R 1 and R 2 in Formula 1 are each hydrogen or C 1 -16 alkyl, X - represents the anion of the ionic liquid.

상기 이온성 액체의 음이온은, Br-, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, ClO4 -, NO3 -, AlCl4 -, AsF6 -, SbF6 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, C2H6SO3 -, CH3SO4 -, C2H5SO4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, (CF3CF2SO2)2N-, C4F9SO3 -, C3F7C00- 및 (CF3SO2)(CF3CO)N-로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
The anion of the ionic liquid, Br -, Cl -, I -, BF 4 -, PF 6 -, ClO 4 -, NO 3 -, AlCl 4 -, AsF 6 -, SbF 6 -, CH 3 COO -, CF 3 COO -, CH 3 SO 3 -, C 2 H 6 SO 3 -, CH 3 SO 4 -, C 2 H 5 SO 4 -, CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, ( CF 3 SO 2) 3 C - , (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, C 4 F 9 SO 3 -, C 3 F 7 C00 - and (CF 3 SO 2) (CF 3 CO) N - by It may include at least one selected from the group consisting of.

본 발명의 다른 하나의 양태로서, 금속나노와이어와 그래핀이 결합된 그래핀 나노 복합 구조체를 제공한다. 이때 나노 와이어(9)는 그래핀 층 상부에 형성되거나(도3.a), 기판과 그래핀층 사이에 형성되거나(도3.b), 기판 및 그래핀층 사이와 그래핀 상부 모두에 형성(도3.c)될 수 있다.As another aspect of the present invention, a graphene nanocomposite structure in which metal nanowires and graphene are combined is provided. In this case, the nanowires 9 are formed on the graphene layer (Fig. 3a), or between the substrate and the graphene layer (Fig. 3.b), or between the substrate and the graphene layer and on the graphene layer (Fig. 3.c).

상기 금속 나노 와이어는 금속 합금, 도금된 금속 또는 금속 산화물로 이루어 질 수 있으며, 은 나노와이어, 금 나노와이어, 구리 나노와이어, 니켈 나노와이어, 금 도금된 은 나노와이어, 백금 나노와이어 및 팔라듐 나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The metal nanowires may be made of metal alloys, plated metals or metal oxides, and may include silver nanowires, gold nanowires, copper nanowires, nickel nanowires, gold plated silver nanowires, platinum nanowires, and palladium nanowires. It may include any one or more selected from the group consisting of.

상기 나노와이어를 형성하기 위하여, 금속 나노와이어는 잉크 조성물로 형성될 수 있다. 상기 잉크 조성물은 우레탄 수분산액, 분산안정제, 초순수 및 알코올을 혼합하여 교반한 후, 후, 울트라 초음파 분산기로 초음파 분산시켜 제조할 수 있다.In order to form the nanowires, the metal nanowires may be formed of an ink composition. The ink composition may be prepared by mixing and stirring a urethane aqueous dispersion, a dispersion stabilizer, ultrapure water, and alcohol, and then ultrasonically dispersing it with an ultra ultrasonic disperser.

잉크 조성물은 나노와이어의 바람직한 농도에 기반하여 조성될 수 있으며, 코팅방법은 스핀 코팅, 그라비아 코팅, 슬릿 코팅, 바 코팅, 분무코팅, 감압여과식 코팅, 전기영동 증착, 캐스팅, 잉크젯 프린팅, 또는 오프셋 프린팅 방법이 이용될 수 있다.
The ink composition may be formulated based on the desired concentration of nanowires, and the coating method may be spin coating, gravure coating, slit coating, bar coating, spray coating, vacuum filtration coating, electrophoretic deposition, casting, inkjet printing, or offset. Printing methods can be used.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following Examples.

제조예Manufacturing example 1.  One. PETPET /Of 그래핀Grapina /Of WOWO 3 3 로in 이루어진 전기변색소자 Electrochromic device

1. PET 기판 준비1.PET substrate preparation

폴리에틸렌테레프탈레이트 기판을 준비하였다.
A polyethylene terephthalate substrate was prepared.

2. 그래핀 필름 형성2. Graphene Film Forming

Cu의 롤 형태의 호일을 석영 튜브 내에 장착하고, 이후 상압 하에서 1,000℃로 가열하였다. 탄소 소스를 포함하는 가스 혼합물(CH4 : H2 : He = 50 : 15 : 1000 sccm)을 공급하여 그래핀을 상기 Cu 호일 상에 성장시킨 후, 단시간에 He를 흘려 주어 ~10℃/s의 속도로 실온으로 냉각하여, 상기 Cu 호일 상에 성장된 그래핀 필름을 수득하였다
A roll of Cu foil was mounted in a quartz tube and then heated to 1,000 ° C. under atmospheric pressure. Graphene was grown on the Cu foil by supplying a gas mixture containing a carbon source (CH 4: H 2: He = 50: 15: 1000 sccm), and then flowing He in a short time at a rate of ˜10 ° C./s. Cooling to room temperature gave graphene film grown on the Cu foil.

3. PET 기판위에 그래핀 전사3. Graphene Transfer on PET Substrate

이후, 상기 Cu 호일 상에 형성된 그래핀 필름상에 접착 롤러를 통하여 열박리성 테이프(thermal release tape)를 접착시켰다. 다음, 상기 Cu 호일-그래핀 필름-열박리성 테이프 적층체를 0.5 M FeCl3 에칭 수용액에 함침시켜 전기화학적 반응에 의하여 Cu 호일을 에칭하여 제거하였다. 이후, 전사 롤러를 통하여 PET기판 상에 상기 그래핀 필름을 접촉시키고 롤링하면서 열을 가하여 상기 열 박리성 테이프로부터 상기 그래핀 필름을 탈착시킴으로써 상기 그래핀 필름을 PET기판 상에 전사시키는 공정을 완성하였다.
Thereafter, a thermal release tape was adhered to the graphene film formed on the Cu foil through an adhesive roller. Next, the Cu foil-graphene film-heat-peelable tape laminate was impregnated in a 0.5 M FeCl 3 aqueous solution to etch and remove the Cu foil by electrochemical reaction. Thereafter, the graphene film was transferred onto the PET substrate by contacting the graphene film on the PET substrate through a transfer roller and applying heat while rolling to desorb the graphene film from the heat-peelable tape. .

4.WO3 박막 증착4.WO3 thin film deposition

상기 PET/그래핀 필름 복합체위에 스퍼터링방법으로 전기변색물질인 WO3를 증착하였다. 이때 스퍼터링 조건은 RF Power 250W, O2분압 2%, pressure 0.7Pa이었다. 이 과정을 통해 PET/그래핀 필름/WO3 복합체(제1 기판)가 얻어졌다.
The electrochromic material WO 3 was deposited on the PET / graphene film composite by sputtering. The sputtering conditions were RF Power 250W, O 2 partial pressure 2%, pressure 0.7Pa. Through this process, a PET / graphene film / WO 3 composite (first substrate) was obtained.

5. NiO 박막증착5. NiO thin film deposition

상기 3단계까지 공정이 끝난 다른 PET/그래핀 필름 복합체 위에 스퍼터링방법으로 NiO를 증착하였다. 이때 스퍼터링 조건은 RF Power 150W, O2분압 10%, pressure 0.7Pa 이었다. 이 과정을 통해 PET/그래핀 필름/WO3 복합체(제2 기판)가 얻어졌다.
NiO was deposited on the other PET / graphene film composite by the sputtering method up to the third step. The sputtering conditions were RF Power 150W, O 2 partial pressure 10%, pressure 0.7Pa. Through this process, a PET / graphene film / WO 3 composite (second substrate) was obtained.

6. 전해액 담지6. supporting electrolyte

제1 기판과 제2 기판을 배치한 후, 조립하였다. 기판 사이에 전해질(LiPF6)을 주입한 후, 봉합하여 전기변색 소자를 제조하였다.
After arrange | positioning a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate, it assembled. An electrolyte (LiPF 6 ) was injected between the substrates and then sealed to prepare an electrochromic device.

제조예Manufacturing example 2.  2. PETPET /Of 그래핀Grapina /Of 도핑폴리머Doping Polymer /Of WOWO 33 로 이루어진 전기변색소자Electrochromic device

제조예 1의 3단계까지 동일하게 진행하여, PET/그래핀 복합체를 제조하였다
Proceed in the same manner to Step 3 of Preparation Example 1 to prepare a PET / graphene composite.

1. 도핑 폴리머 용액의 제조1. Preparation of Doped Polymer Solution

유기용매인 엔-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidinone; NMP)에 리튬염(LiBF4) 0.3~0.01mol을 완전히 용해시켰다. 이 용액에 PMMA를 약 1~10 wt% (PMMA질량/NMP질량 백분율)정도씩 1.5시간에 걸쳐 소량 첨가하면서 용해시킨 후 3시간 동안 교반하여 용액을 얻었다. 이 용액을 거름막을 이용하여 걸러 용해되지 않은 고분자 입자를 제거하였다. 그 후 이 용액을 7일 이상 그대로 방치하였다.
0.3 to 0.01 mol of lithium salt (LiBF4) was completely dissolved in N-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), an organic solvent. A small amount of PMMA was added to this solution at about 1-10 wt% (PMMA mass / NMP mass percentage) over 1.5 hours, followed by stirring for 3 hours to obtain a solution. This solution was filtered using a filtration membrane to remove undissolved polymer particles. This solution was then left as it is for 7 days or more.

2. 도핑 폴리머층의 증착2. Deposition of Doped Polymer Layer

상기 제조된 PET/그래핀 복합체위에, 단계 1에서 제조된 도핑된 폴리머용액을 스핀코팅법으로 코팅하였다. 이때, 코팅조건은 1000rpm으로 30분동안 코팅하였으며, 150℃에서 1.5시간동안 건조하였다.
On the prepared PET / graphene composite, the doped polymer solution prepared in step 1 was coated by spin coating. At this time, the coating conditions were coated for 30 minutes at 1000rpm, and dried at 150 ℃ for 1.5 hours.

이후, WO3, NiO증착 및 전해액 담지 과정은 제조예 1과 동일하게 진행하여 PET/그래핀/도핑폴리머/WO3로 이루어진 전기변색소자를 제조하였다.
Then, WO 3 , NiO deposition and electrolyte supporting process was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare an electrochromic device consisting of PET / graphene / doped polymer / WO 3 .

제조예Manufacturing example 3.  3. PETPET /Of 그래핀Grapina /Of 나노와이어층Nanowire Layer /Of WOWO 33 로 이루어진 전기변색소자Electrochromic device

제조예 1의 3단계까지 동일하게 진행하여, PET/그래핀 복합체를 제조하였다.
Proceed in the same manner to step 3 of Preparation Example 1 to prepare a PET / graphene composite.

1. 나노 와이어 제조
1. Nano Wire Manufacturing

에틸렌 글리콜(ethylene glycol, 대정화금(주) 제품) 30.926g에 EMIM EtOSO3(1-Ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate, 바스프 제품) 2g을 용해시켜 용액을 만들었다. 에틸렌 글리콜 10g에 질산은(AgNO3, 대정화금(주)제품) 0.79g을 용해시켜 용액을 만들었다. 상기 두 용액을 250 ml 3구 플라스크에 혼합한 후 25℃에서 10 분간 교반하였다. 다시 상기 혼합 용액을 160℃에서 3 시간 동안 마그네틱 바를 통한 교반을 통해 회색빛을 띤 나노와이어을 얻었다. 반응이 끝난 후 실내온도에 맞추어 냉각시켰고, 반응 후 물질을 맴브레인 필터(1~3㎛, 어드밴택)로 여과하였다. 여과된 물질은 100℃ 진공오븐에서 하루동안 건조하여 무게를 측정하였다. 필터에 걸린 물질은 아세톤과 에탄올로 약 10배로 희석한 후 원심분리기(Continent R, 한일과학(주) 제품)를 사용하여 2000 rpm에서 약 10분간 원심분리를 실시하여 와이어 형상의 입자를 회수하고 침전된 결과물을 다시 약 40℃ 진공오븐에서 하루 동안 건조한 후 시료의 무게를 측정하였다. 생성된 실버 나노 와이어는 직경 70 nm, 길이는 12 ㎛이고 나노와이어 생성율은 82 wt%이었다.
A solution was prepared by dissolving 2 g of EMIM EtOSO 3 (1-Ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate, manufactured by BASF) in 30.926 g of ethylene glycol (ethylene glycol, manufactured by Daejung Gold Co., Ltd.). A solution was prepared by dissolving 0.79 g of silver nitrate (AgNO 3 , manufactured by Daejin Co., Ltd.) in 10 g of ethylene glycol. The two solutions were mixed in a 250 ml three neck flask and stirred at 25 ° C. for 10 minutes. Again, the mixed solution was stirred through a magnetic bar at 160 ° C. for 3 hours to obtain a greyish nanowire. After the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and after the reaction, the material was filtered through a membrane filter (1 to 3 µm, Advantech). The filtered material was dried in a vacuum oven at 100 ℃ for one day and weighed. The material caught in the filter was diluted 10 times with acetone and ethanol, and then centrifuged at 2000 rpm for 10 minutes using a centrifuge (Continent R, Hanil Science Co., Ltd.) to recover the wire-shaped particles and settle. The resultant was dried again in a vacuum oven at about 40 ℃ for one day and the weight of the sample was measured. The resulting silver nanowires were 70 nm in diameter, 12 μm in length and 82 wt% nanowires.

2. 나노 와이어층의 증착2. Deposition of Nano Wire Layer

상기 은 나노와이어를 우레탄 수분산액(NeoRez R986, 디에스엠), 분산안정제(Dynol 604, 에어프로덕트), 초순수, 알콜을 넣은 후 호모 디스퍼져(T.K. HOMODISPER, 티케이)로 약 10분간 교반한 후 울트라 초음파 분산기(VCX-750, 소닉스)를 사용하여 5 MJ로 5분간 초음파 분산을 통해 잉크 조성물을 제조하였다. 상기 PET/그래핀 복합체위에 상기 잉크조성물을 스핀코팅 방법으로 증착하였다. 이때 코팅조건은, 60초 동안 500 rpm의 속도로 스핀 코팅한 후, 50 ℃에서 90초 그리고 180℃에서 90초 건조하였다.
The silver nanowires were mixed with a urethane aqueous dispersion (NeoRez R986, DSM), dispersion stabilizer (Dynol 604, air product), ultrapure water, alcohol, and then stirred with a homo disperser (TK HOMODISPER, TK) for about 10 minutes. The ink composition was prepared by ultrasonic dispersion at 5 MJ for 5 minutes using an ultrasonic disperser (VCX-750, Sonics). The ink composition was deposited on the PET / graphene composite by spin coating. The coating conditions were spin coated at a speed of 500 rpm for 60 seconds, and then dried at 50 ° C. for 90 seconds and at 180 ° C. for 90 seconds.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 제1 기판 2: 그래핀층
3: 전기변색물질층
4: 니켈 산화물 층 5: 그래핀층
6: 제2 기판
7: 전해질 층
8: 도핑된 폴리머 층
9: 나노 와이어 층 Description of the Related Art
1: first substrate 2: graphene layer
3: electrochromic material layer
4: nickel oxide layer 5: graphene layer
6: second substrate
7: electrolyte layer
8: doped polymer layer
9: nanowire layer

Claims (11)

제1 기판;
상기 제1 기판 상부에 형성되고, 적어도 1층 이상을 구비하는 그래핀 층;
상기 제1 기판 상부에 형성된 그래핀 층의 상부에 형성되는 전기변색물질 층;
제2 기판;
상기 제2 기판 상부에 형성되고, 적어도 1층 이상을 구비하는 그래핀 층;
상기 제2 기판 상부에 형성된 그래핀 층의 상부에 형성되는 니켈 산화물 층; 및
상기 전기변색물질 층과 상기 니켈 산화물 층 사이에 게재된 전해질 층을 포함하는,
전기변색소자.
A first substrate;
A graphene layer formed on the first substrate and having at least one layer;
An electrochromic material layer formed on the graphene layer formed on the first substrate;
A second substrate;
A graphene layer formed on the second substrate and having at least one layer;
A nickel oxide layer formed on the graphene layer formed on the second substrate; And
An electrolyte layer interposed between the electrochromic material layer and the nickel oxide layer,
Electrochromic device.
제1항에 있어서, 상기 전기변색물질은 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO) 또는 텅스텐옥사이드인(WO3)인 전기변색소자.
The electrochromic device of claim 1, wherein the electrochromic material is titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), or tungsten oxide (WO 3 ).
제1항에 있어서, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 유리 혹은 플라스틱 기판인 전기변색소자.
The electrochromic device of claim 1, wherein the first substrate and the second substrate are glass or plastic substrates.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 기판 상부에 형성된 그래핀층 및 제2 기판 상부에 형성된 그래핀 층의 적어도 일면에 형성되고, 유기계 도펀트로 도핑된 폴리머층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기변색소자.
The method of claim 1, further comprising a polymer layer formed on at least one surface of the graphene layer formed on the first substrate and the graphene layer formed on the second substrate, and doped with an organic dopant. Electrochromic device, characterized in that.
제4항에 있어서, 상기 유기계 도펀트는 하기 화학식 1로 표현되는 이온성 액체인 전기변색소자:
[화학식1]
Figure 112012035228704-pat00003

(상기 식에서, R1 및 R2는 각각 수소 또는 C1~C16 알킬이고, X-는 이온성 액체의 음이온을 나타낸다).
The electrochromic device of claim 4, wherein the organic dopant is an ionic liquid represented by Formula 1 below:
[Chemical Formula 1]
Figure 112012035228704-pat00003

Wherein R 1 and R 2 are each hydrogen or C 1 to C 16 Alkyl, X − represents an anion of the ionic liquid).
제5항에 있어서, 상기 이온성 액체의 음이온은 Br-, Cl-, I-, BF4 -, PF6 -, ClO4 -, NO3 -, AlCl4 -, AsF6 -, SbF6 -, CH3COO-, CF3COO-, CH3SO3 -, C2H6SO3 -, CH3SO4 -, C2H5SO4 -, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, (CF3CF2SO2)2N-, C4F9SO3 -, C3F7C00- 및 (CF3SO2)(CF3CO)N-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 전기변색소자.
The method of claim 5 wherein the anions of the ionic liquid is Br -, Cl -, I - , BF 4 -, PF 6 -, ClO 4 -, NO 3 -, AlCl 4 -, AsF 6 -, SbF 6 -, CH 3 COO -, CF 3 COO -, CH 3 SO 3 -, C 2 H 6 SO 3 -, CH 3 SO 4 -, C 2 H 5 SO 4 -, CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3 SO 2) 3 C -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, C 4 F 9 SO 3 -, C 3 F 7 C00 - and (CF 3 SO 2) (CF 3 CO) N - any one of the electrochromic device selected from the group consisting of.
제4항에 있어서, 상기 폴리머층의 폴리머는 폴리비닐알콜, 폴리메틸메타릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 이의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 전기변색소자.
The electrochromic device of claim 4, wherein the polymer of the polymer layer is any one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyethylene oxide, polyvinylidene fluoride, and copolymers thereof.
제1항에 있어서, 상기 제1 기판 상부에 형성된 그래핀 층 및 제2 기판 상부에 형성된 그래핀 층의 상부 또는 하부에 금속 나노와이어가 위치하는 전기변색소자.
The electrochromic device of claim 1, wherein the metal nanowires are positioned above or below the graphene layer formed on the first substrate and the graphene layer formed on the second substrate.
제8항에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 금속, 금속 합금, 도금된 금속 또는 금속 산화물로 제조된 전기변색소자.
The electrochromic device of claim 8, wherein the metal nanowire is made of a metal, a metal alloy, a plated metal, or a metal oxide.
제8항 또는 제9항 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노와이어, 금 나노와이어, 구리 나노와이어, 니켈 나노와이어, 금 도금된 은 나노와이어, 백금 나노와이어 및 팔라듐 나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 전기변색소자.
The metal nanowire of claim 8 or 9, wherein the metal nanowire is selected from the group consisting of silver nanowires, gold nanowires, copper nanowires, nickel nanowires, gold plated silver nanowires, platinum nanowires, and palladium nanowires. Electrochromic device comprising any one or more.
제1항에 있어서, 상기 전해질 층은 LiPF6 또는 LiClO4인 전기변색소자.

The electrochromic device of claim 1, wherein the electrolyte layer is LiPF 6 or LiClO 4 .

KR1020120046589A 2012-05-02 2012-05-02 Electrochromic device with graphene transparent electrode KR101368564B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120046589A KR101368564B1 (en) 2012-05-02 2012-05-02 Electrochromic device with graphene transparent electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120046589A KR101368564B1 (en) 2012-05-02 2012-05-02 Electrochromic device with graphene transparent electrode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130123269A KR20130123269A (en) 2013-11-12
KR101368564B1 true KR101368564B1 (en) 2014-02-28

Family

ID=49852639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120046589A KR101368564B1 (en) 2012-05-02 2012-05-02 Electrochromic device with graphene transparent electrode

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101368564B1 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101474976B1 (en) * 2014-04-23 2014-12-22 한국기계연구원 Variable transmitting light substrate using electric conductivity and manufacturing method of the same
KR102501463B1 (en) * 2015-05-21 2023-02-20 삼성전자주식회사 Flexible device having flexible interconnect using 2 dimensional materials
KR102581899B1 (en) * 2015-11-04 2023-09-21 삼성전자주식회사 Transparent electrodes and electronic devices including the same
KR102179920B1 (en) * 2016-06-17 2020-11-17 한국전자기술연구원 Flexible electrochromic device having an electrode with high quality graphene complex and method of manufacturing the same
KR102181723B1 (en) * 2016-06-17 2020-11-24 한국전자기술연구원 Flexible electrochromic device having two electrodes with high quality graphene complex and method of manufacturing the same
WO2017217635A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 전자부품연구원 Flexible electrochromic device using high-quality graphene composite electrode and method for manufacturing same
CN106773435A (en) * 2016-12-06 2017-05-31 北京工业大学 A kind of preparation method of NiO/rGO compound electrochromic membranes
KR102021189B1 (en) * 2017-09-29 2019-09-11 전자부품연구원 Electrochromic Device and manufacturing method thereof
KR102578825B1 (en) * 2017-10-31 2023-09-15 삼성전자주식회사 Conductive composite structure for electronic device, preparaing method thereof, electrode for electronic device including the same, and electronic devices comprising the same
CN108803185B (en) * 2018-06-21 2021-05-18 五邑大学 Transparent electrode, preparation method thereof and electrochromic device using transparent electrode

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060092362A (en) * 2005-02-17 2006-08-23 주식회사 엘지화학 Electrochromic device and process for fabricating the same
KR20070032461A (en) * 2005-09-16 2007-03-22 삼성전자주식회사 Photoelectrochromic Device Using Carbon Nanotube
KR20080051280A (en) * 2006-12-05 2008-06-11 주식회사 엘지화학 Electrode for electrochromic device and electrochromic device having the same
KR20120012390A (en) * 2010-07-30 2012-02-09 소니 주식회사 Solid-state imaging device, driving method thereof and electronic apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060092362A (en) * 2005-02-17 2006-08-23 주식회사 엘지화학 Electrochromic device and process for fabricating the same
KR20070032461A (en) * 2005-09-16 2007-03-22 삼성전자주식회사 Photoelectrochromic Device Using Carbon Nanotube
KR20080051280A (en) * 2006-12-05 2008-06-11 주식회사 엘지화학 Electrode for electrochromic device and electrochromic device having the same
KR20120012390A (en) * 2010-07-30 2012-02-09 소니 주식회사 Solid-state imaging device, driving method thereof and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130123269A (en) 2013-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101368564B1 (en) Electrochromic device with graphene transparent electrode
KR101419902B1 (en) Electrochromic device with graphene transparent electrode
Li et al. Scalable approach to construct free-standing and flexible carbon networks for lithium–sulfur battery
Zhao et al. Efficient electrochromic device based on sol–gel prepared WO 3 films
Chapi et al. Enhanced electrochemical, structural, optical, thermal stability and ionic conductivity of (PEO/PVP) polymer blend electrolyte for electrochemical applications
Neiva et al. Nickel nanoparticles with hcp structure: Preparation, deposition as thin films and application as electrochemical sensor
US11492546B2 (en) 2D electrochromic metal-organic-frameworks
Li et al. Lightweight, highly bendable and foldable electrochromic films based on all-solution-processed bilayer nanowire networks
Raut et al. Porous zinc cobaltite (ZnCo2O4) film by successive ionic layer adsorption and reaction towards solid-state symmetric supercapacitive device
Leitzke et al. Electrochemical properties of WO3 sol-gel thin films on indium tin oxide/poly (ethylene terephthalate) substrate
Wu et al. Flexible electrochromic V2O5 thin films with ultrahigh coloration efficiency on graphene electrodes
Bae et al. Fe doping effect of vanadium oxide films for enhanced switching electrochromic performances
US20120077037A1 (en) Metal complex nanoparticles and method for producing the same
Luxa et al. Potential dependent electrochemical exfoliation of NiPS3 and implications for hydrogen evolution reaction
Huang et al. Pseudocapacitive characteristics of vanadium oxide deposits with a three-dimensional porous structure
Jamdegni et al. Electrochromic behavior of highly stable, flexible electrochromic electrode based on covalently bonded polyaniline-graphene quantum dot composite
Nguyen et al. Exploring conducting polymers as a promising alternative for electrochromic devices
Mjejri et al. Vanadium oxides nanostructures: Hydrothermal synthesis and electrochemical properties
Nguyen et al. Highly stable electrochromic cells based on amorphous tungsten oxides prepared using a solution‐annealing process
Mohaghegh et al. Comparative study of electrical parameters and Li-ion storage capacity of PEG modified β-V 2 O 5: M (M: Mo, Ni) thin films
Deng et al. Electrochromic properties of WO3 thin film onto gold nanoparticles modified indium tin oxide electrodes
Pradhan et al. Template-free electrochemical growth of single-crystalline zinc nanowires at an anomalously low temperature
Feng et al. Conducting Polyaniline/Au Nanorods Composite Film for High-Performance Electrochromic Device
Li et al. Design of electrochromic supercapacitor based on rGO–W18O49 nanowires/polyaniline
Ortiz et al. Long-term cycling and stability of crystalline WO3 electrochromic thin films prepared by spray pyrolysis

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180208

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190221

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200220

Year of fee payment: 7